(57)【要約】【課題】散乱線をも含めた放射線を的確に遮蔽し得る適正な板厚を有する放射線遮蔽ガラス板を提供する。【解決手段】放射線を遮蔽する医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法であって、ガラス板を成形する成形工程の前に、理論板厚値設定工程を含み、この理論板厚値設定工程で、成形すべきガラス板のガラス組成及び密度に基づいて放射線に対する実効線量ビルドアップ係数を算出し、この実効線量ビルドアップ係数に、成形すべきガラス板に放射線が垂直入射したときの透過率を乗じて放射線に対する成形すべきガラス板の実効線量透過率を算出し、この実効線量透過率に基づいて成形すべきガラス板の理論板厚値を設定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を遮蔽する医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法であって、
ガラス板を成形する成形工程の前に、成形すべきガラス板のガラス組成及び密度に基づいて前記放射線に対する実効線量ビルドアップ係数を算出し、該実効線量ビルドアップ係数に、前記成形すべきガラス板に前記放射線が垂直入射したときの透過率を乗じて前記放射線に対する前記成形すべきガラス板の実効線量透過率を算出し、該実効線量透過率に基づいて成形すべきガラス板の理論板厚値を設定する理論板厚値設定工程を含むことを特徴とする医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記理論板厚値設定工程で、前記放射線に対する鉛の実効線量ビルドアップ係数に基づいて求められる鉛の実効線量透過率と、前記成形すべきガラス板の実効線量透過率とを比較して、前記理論板厚値を設定することを特徴とする請求項１に記載の医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記理論板厚値設定工程で、前記理論板厚値を、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線に対して前記成形すべきガラス板の実効線量透過率が６０％以下となる値に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記理論板厚値設定工程で、前記成形すべきガラス板の実効線量ビルドアップ係数を、モンテカルロ法によって算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法によって製造された医療用放射線遮蔽ガラス板であって、板厚が、前記理論板厚値をｔとした場合に、ｔ以上１．３ｔ以下であることを特徴とする医療用放射線遮蔽ガラス板。
【請求項６】
ＰｂＯを５０質量％以上含有するガラス組成を有し、密度が４．００ｇ／ｃｍ３以上であって、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線に対する実効線量透過率が６０％以下であることを特徴とする請求項５に記載の医療用放射線ガラス板。
【請求項７】
ガラス組成として、質量％表示で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａ１２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％を含有し、且つ、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線の線減弱係数が０．５ｃｍ−１以上であることを特徴とする請求項５又は６に記載の医療用放射線遮蔽ガラス板。
【請求項８】
板厚が、８ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の医療用放射線遮蔽ガラス板。
【請求項９】
板面の大きさが、８００ｍｍ×１０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の医療用放射線遮蔽ガラス板。
【請求項１０】
ＰＥＴ検査用のガラス物品であることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の医療用放射線遮蔽ガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療施設の放射線検査等で使用される医療用放射線遮蔽ガラス板に関し、特にＰＥＴ（ポジトロンエミッショントモグラフィー）検査に用いるポジトロン核種から発生するガンマ線を遮蔽するガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立に好適な医療用放射線遮蔽ガラス板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関等のガンマ線を取り扱う施設の壁には、ガンマ線を遮蔽するために金属鉛や鉄、コンクリートが用いられており、機器操作室、検査室等がコンクリートなどで仕切られている場合は室内に窓を取りつける必要がある。さらに、被検体にガンマ線を発生する薬剤等を注射・吸入して検査を行う場合において、医師および検査技師、看護師等が被検体の近傍で被検体を様態観察する際、例えば被検体の顔色や脈拍を確認する際に、ガンマ線を体全体に直接受けないようにするため、防護衝立を用いる必要がある。
【０００３】
これらの窓や防護衝立に求められる特性として、ガンマ線を遮断して人体に対する安全を確保するためにガンマ線源からのガンマ線を遮蔽する能力、いわゆるガンマ線遮蔽能力が必要である。
【０００４】
従来、この種のガンマ線遮蔽窓およびガンマ線遮蔽防護衝立としては、例えば特許文献１に開示されているように、高いガンマ線遮蔽能力を有するＰｂＯを含有したガラスが用いられてきた。
【０００５】
一方、最近、癌細胞を早期に発見できるＰＥＴ検査が盛んに行われるようになってきている。非特許文献１によると、ＰＥＴ検査とは、「ポジトロン断層撮影法」のことを指し、ＰＥＴ−ＣＴ装置等により心臓や脳などの働きを断層画像としてとらえ、病気の原因や病状を診断する新しい検査方法である。通常、人体の細胞が活動を行うためにはそのエネルギー源としてブドウ糖が必要である。癌細胞は通常細胞に比べ、約３〜８倍のブドウ糖を消費する性質があるため、ブドウ糖に似た検査薬を体内に注入し、その集まり方を画像化すれば、癌細胞の存在の有無、病巣の大きさ等を判断することが可能となる。
【０００６】
ところで、ＰＥＴ検査に用いられる検査薬には、糖分にポジトロン核種を標識した化合物があり、検査の目的に応じた化合物を「注射剤」や「吸入剤」の形に調製し静脈注射や呼吸で体内に取り込むことによって、ＰＥＴ−ＣＴ装置で断層像が撮影できるようになる。標識された化合物からは、ポジトロンが放出され、そのポジトロンと電子が衝突する際にガンマ線、例えば１８Ｆ−ＦＤＧの場合では０．５１１ＭｅＶのエネルギーに相当するガンマ線が出るため、このガンマ線をＰＥＴ−ＣＴ装置で検出することで癌細胞の存在の有無、病巣の大きさ等を特定することが可能となる。
【特許文献１】特開平２−２１２３３１号公報
【非特許文献１】ＦＤＧ−ＰＥＴ検査における安全確保に関するガイドライン（２００５年）、平成１６年度  厚生労働省科学研究費補助金  医療技術評価総合研究事業  ＰＥＴ検査施設における放射線安全の確保に関する研究班偏  インターネット日本核医学会ホームベージ＜ＵＲＬ: http://www.jsnm.org/report/pet-anzen-gl.pdf>に掲載
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のガンマ線遮蔽ガラスは、高いガンマ線遮蔽能力を有し、ガンマ線による着色を防止するのに充分な量のＣｅＯ２を含有しながらも誘電破壊を起こし難いガンマ線遮蔽ガラスを提供するものである。具体的には、ガンマ線遮蔽能を高めるために、重量百分率でＰｂＯを２５．０〜４５．０％含有し、ガンマ線による着色を防止するのに充分な量のＣｅＯ２を含有するガラスについて、さらに誘電破壊を防ぐためにＮａ２ＯとＫ２Ｏの割合を限定して含有させるものである。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のガンマ線遮蔽ガラスは、重量百分率でＰｂＯを最大４５．０％しか含んでいないため、十分なガンマ線遮蔽性能を確保するためには複数のガラス板を貼り合わせる等の対策を講じる必要があり、少なくともＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽ガラスに適していなかった。
【０００９】
また、医療施設で利用される放射線として、Ｘ線とガンマ線があるが、Ｘ線とガンマ線では放射線のエネルギーの強さが異なっている。すなわち、Ｘ線よりもガンマ線の方が放射線の透過性が高いため、放射線遮蔽ガラスに十分な放射線遮蔽性を付与する必要があるとともに、より一層ガラスの板厚を厚くする必要がある。したがって、ガンマ線を取り扱う医療施設において、ガンマ線遮蔽窓およびガンマ線遮蔽防護衝立に求められるガンマ線遮蔽能力は、非常に重要な特性となっている。
【００１０】
一方、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設において、多数の被検体を検査する必要があるため、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設における薬剤の合成施設、調剤施設、薬剤注入室、被検体の待合室、検査室等の周辺では、薬剤を注射、吸入された被検体から放射線が絶えず放出され続けている。そのため、検査を行う医師および検査技師、看護師等が放射線を累積的に浴び、被曝するという大きな問題が生じ得る。非特許文献１によると、検査技師の被曝量低減や放射線防護に関する指針が明示されており、ポジトロン核種から生じるガンマ線は、実効線量等量が２．２ミリシーベルトであり、胸部Ｘ線検査の実効線量等量が１回当たり０．３ミリシーベルトであることを勘案すると、短時間で多くの線量を被曝することが想定される。したがって、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設において医師等の被曝管理は重要であるとともに、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設において、人体に対する安全を確保するという観点からも、ガンマ線遮蔽ガラスは十分なガンマ線遮蔽能力が必要である。
【００１１】
放射線が遮蔽可能であるということは、入射した放射線が鉛、コンクリートなどの遮蔽体に吸収されることを意味する。放射線は遮蔽体の中で光電効果やコンプトン散乱により減衰する。図１に示したとおり、物質に入射する放射線のエネルギーが小さい時は放射線が原子中の電子に衝突してエネルギーを完全に失う光電効果によりほとんどの放射線が減衰する。これに対し放射線のエネルギーが高くなり２００ＫｅＶを超えるガンマ線のエネルギー域に入ると、物質中でのガンマ線の減衰の大きさは、光電効果による大きさ、レイリー散乱やコンプトン散乱による大きさと近い値になる。レイリー散乱はガンマ線が原子中の電子に衝突してエネルギーを失わずに単に方向を変えるだけの現象であるが、コンプトン散乱は物質に入射するガンマ線のエネルギーの一部を電子に与え、自分自身のエネルギー状態と方向をかえる現象であり、これによりガンマ線は吸収・散乱されると考えられる。
【００１２】
最近、Ｘ線防護用に製造された鉛ガラスがＰＥＴ検査用ガンマ線の遮蔽に転用されるようになってきている。通常、遮蔽性能については、その鉛ガラスと鉛の直接線に対する透過率が等しくなる板厚を鉛当量という指標で表す。鉛ガラス１０ｍｍのガンマ線（直接線）減衰率が５０％で、鉛３ｍｍのガンマ線減衰率が５０％であればこのガラス１０ｍｍの遮蔽能力は３ｍｍＰｂ（３ｍｍ当量）であるという。
【００１３】
しかしながら、現在ＰＥＴ用に転用されているＸ線防護用の放射線遮蔽ガラス板はあくまでもＸ線用に設計されたものであり、散乱の影響は考慮されていない。したがって、かかるＸ線防護用の放射線遮蔽ガラス板を用いてガンマ線を遮蔽しようとした場合には、散乱の影響によってガンマ線が予想以上に漏洩し、知らないうちに検査者や看護師の被曝量が増加する危険性がある。エネルギーが１５０ＫｅＶ程度のＸ線の場合は約３ｍｍ厚の鉛板で完全に遮蔽できるが、ガンマ線の場合は透過力が高いので３ｍｍの鉛板ではほとんど遮蔽できず、その違いを認識する必要があるにもかかわらず、実際にはその認識程度は非常に低い。
【００１４】
他方、ガンマ線の遮蔽能力を単に向上させるという観点からは、放射線遮蔽ガラス板の板厚を厚くすればするほどよいが、何ら根拠なくその板厚を厚くすれば、要求されるガンマ線遮蔽能力に対して板厚が必要以上に厚くなり、その結果としてコストが不当に高騰するという問題を招くことになる。
【００１５】
本発明は、散乱線をも含めた放射線を的確に遮蔽し得る適正な板厚を有する医療用放射線遮蔽ガラス板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために創案された本発明は、ガラス板を成形する成形工程の前に、成形すべきガラス板のガラス組成及び密度に基づいて前記放射線に対する実効線量ビルドアップ係数を算出し、該実効線量ビルドアップ係数に、前記成形すべきガラス板に前記放射線が垂直入射したときの透過率を乗じて前記放射線に対する前記成形すべきガラス板の実効線量透過率を算出し、該実効線量透過率に基づいて成形すべきガラス板の理論板厚値を設定する理論板厚値設定工程を含むことに特徴づけられる。
【００１７】
このような製造方法によれば、成形すべきガラス板に放射線が垂直入射したときの透過率（放射線の散乱線の影響を考慮しない透過率）を、散乱線による線量の増加分を表す実効線量ビルドアップ係数（以下、単にビルドアップ係数ともいう）によって補正し、この補正した透過率（実効線量透過率）に基づいて、成形すべきガラス板の板厚（理論板厚値）が設定される。したがって、放射線の散乱線の影響を考慮した理論板厚値に基づいて、放射線遮蔽ガラス板を成形することにより、散乱線を含めた放射線の的確な遮蔽が可能で、かつ要求される放射線遮蔽能力を適正な板厚で確保することが可能となる。よって、要求される放射線遮蔽能力に対して板厚が必要以上に厚くなり、放射線遮蔽ガラス板のコストが不当に高騰するという事態を確実に防止することができる。
【００１８】
なお、図２（Ａ）に示すように、線源から出る放射線が細いビームの場合、遮蔽体（放射線遮蔽ガラス板）に入るガンマ線強度をＩ０、遮蔽体から出るガンマ線強度をＩ、使用されるガンマ線エネルギーに相当する遮蔽体の線減弱係数をμ（／ｃｍ）、遮蔽体板厚をｔ（ｃｍ）、とすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−μｔ）の関係が成り立つ。しかし、線源から出る放射線が広がりをもったビームの場合、遮蔽体のビルドアップ係数をＢとすると、Ｉ＝Ｂ×Ｉ０×ｅｘｐ（−μｔ）の関係が成り立つ。例えば、ＰＥＴ検査の場合、線源は被験者であるため、図２（Ｂ）のようにあらゆる方向に放射線が放射される。放射線の一部は遮蔽体を透過する際に散乱し、方向を変えて透過する。よって遮蔽体を透過した放射線量は遮蔽体をまっすぐ透過した放射線に散乱した光子等による線量が加わる。したがって、放射線が遮蔽体を透過した後の線量率を求める場合には、遮蔽体で散乱する線量を考慮したＩ＝Ｂ×Ｉ０×ｅｘｐ（−μｔ）式を用いなければならない。
【００１９】
放射線遮蔽ガラス板の遮蔽計算を行う場合、一般に鉛当量が用いられる。つまり、まず、鉛の透過率が明らかである必要がある。鉛についての透過率やビルドアップ係数Ｂのデータは財団法人原子力安全技術センターが編集・発行している「放射線施設のしゃへい計算実務マニュアル２０００」に記載されており、遮蔽計算のデータベースとして広く利用されている。
【００２０】
現在Ｘ線遮蔽用に市販されている鉛ガラスをＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス板に転用する場合、散乱の影響が考慮されていない。そのため、実際に透過するガンマ線量が多くなり、被曝量が大きくなり危険性が増す方向である。特に、放射線のエネルギーが２００ＫｅＶを超えるガンマ線のエネルギー域に入ると遮蔽体内で散乱されたガンマ線の影響を考慮して遮蔽体の板厚を設計しなければならない。そこで、放射線遮蔽ガラス板のビルドアップ係数Ｂをコンピューターシミュレーションにより計算し、それを用いて板厚を設計すれば、ガンマ線の遮蔽に関してより安全なガラスを設計・提供することができるようになる。
【００２１】
上記の方法において、前記理論板厚値設定工程で、前記放射線に対する鉛の実効線量ビルドアップ係数に基づいて求められる鉛の実効線量透過率と、前記成形すべきガラス板の実効線量透過率とを比較して、前記理論板厚値を設定することが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、放射線の遮蔽能力が実証されている鉛を基準として、成形すべきガラス板の理論板厚値を設定することができるので、この理論板厚値に基づいて実際に医療用放射線遮蔽ガラス板を成形した場合に、この医療用放射線遮蔽ガラス板に要求される放射線遮蔽能力をより適正な板厚で確保することが可能となる。
【００２３】
上記の方法において、前記理論板厚値設定工程で、前記理論板厚値を、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線に対して前記成形すべきガラス板の実効線量透過率が６０％以下となる値に設定することが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、例えば、理論板厚値に成形された放射線遮蔽ガラス板をＰＥＴ検査の際に用いるガンマ線遮蔽窓や、ガンマ線遮蔽防護衝立として好適に利用することが可能となる。
【００２５】
上記の方法において、前記理論板厚値設定工程で、前記成形すべきガラス板の実効線量ビルドアップ係数を、モンテカルロ法によって算出することが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、成形すべきガラス板のビルドアップ係数を正確且つ簡便に計算することが可能となる。
【００２７】
また、上記の課題を解決するために創案された本発明は、以上の医療用放射線遮蔽ガラス板の製造方法によって製造された医療用放射線遮蔽ガラス板であって、板厚が、前記理論板厚値をｔとした場合に、ｔ以上１．３ｔ以下であることに特徴づけられる。
【００２８】
すなわち、医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚が、理論板厚値ｔ未満であると、散乱線を含む放射線を十分に遮蔽することができなくなる。また、医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚が、理論板厚値ｔの１．３倍を超えると、要求される放射線遮蔽能力に対して不必要に板厚が厚くなり、不当なコストの高騰を招く。したがって、上記数値範囲の板厚（ｔ以上１．３ｔ以下）の医療用放射線遮蔽ガラス板であれば、散乱線を含む放射線を的確に遮断し、且つ要求される放射線遮蔽能力を最適な板厚で充足することが可能となる。また、医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚が必要以上に厚くなることによる視認性の悪化を好適に回避することができる。すなわち、医療用放射線遮蔽ガラス板を通じて、被検体の様態観察等を良好に行うことが可能となる。
【００２９】
上記の構成において、ＰｂＯを５０質量％以上含有するガラス組成を有し、密度が４．００ｇ／ｃｍ３以上であって、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線に対する実効線量透過率が６０％以下であることが好ましい。
【００３０】
上記の構成において、ガラス組成として、質量％表示で、ＳｉＯ２  １０〜３５％、ＰｂＯ  ５０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、Ａ１２Ｏ３  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％を含有し、且つ、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線の線減弱係数が０．５ｃｍ−１以上であることが好ましい。
【００３１】
ガラス組成の各成分の割合を上記のように限定した理由は以下の通りである。
【００３２】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。その含有量は１０〜３５％、好ましくは１０〜３０％、より好ましくは１５〜３０％、最も好ましくは２０〜３０％である。ＳｉＯ２の含有量が３５％よりも多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、ガンマ線遮蔽能力が低下するおそれがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が１０％より少なくなると、ガラスの骨格を形成する成分が少なくなりすぎ、ガラスが熱的に不安定になるとともに、ガラスの耐水性が低下するおそれがある。
【００３３】
ＰｂＯは、ガンマ線を遮蔽させるための成分である。その含有量は５０〜８０％、好ましくは５５〜８０％、より好ましくは６２〜８０％、さらに好ましくは６７〜８０％、最も好ましくは７０〜８０％である。ＰｂＯの含有量が８０％より多くなると、ＰｂＯ以外の成分が相対的に少なくなり、ガラスが熱的に不安定になるおそれがある。一方、ＰｂＯの含有量が５０％未満であるとガンマ線遮蔽能力が低下するおそれがある。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高めたり、熱的安定性を高める成分である。その含有量は０〜１０％、好ましくは０．１〜８％、より好ましくは０．１〜５％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が１０％より多くなると、ガラスの耐水性が低下するおそれがある。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの熱的安定性を高くする成分である。その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、より好ましくは０〜３％である。Ａ１２Ｏ３の含有量が１０％より多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融、成形が難しくなったり、ガンマ線遮蔽能力が低くなるおそれがある。
【００３６】
ＳｒＯやＢａＯは、ガラスの粘度や失透性を調整する成分であり、ガンマ線遮蔽能力を高める成分である。その含有量はそれぞれ０〜１０％、好ましくは０〜８％、より好ましくは０〜５％である。ＳｒＯやＢａＯの含有量が１０％より多くなると、ガラスが熱的に不安定になるおそれがある。
【００３７】
Ｎａ２ＯやＫ２Ｏはガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。その含有量はそれぞれ０〜１０％、好ましくは０〜８％、より好ましくは１〜５％である。これらの含有量が１０％より多くなると、ガンマ線遮蔽能力が低下するおそれがある。
【００３８】
なお、ガラスの特性を損なわない範囲で他の成分を１０％まで添加できる。
【００３９】
上記の構成において、板厚が、８ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
上記の構成において、板面の大きさが、８００ｍｍ×１０００ｍｍ以上の大きさであることが好ましい。
【００４１】
以上の構成を適宜備えてなる医療用放射線遮蔽ガラス板は、ＰＥＴ検査用のガラス物品として好適である。具体的には、例えば、ＰＥＴ検査用のガンマ線遮蔽窓や、ガンマ線遮蔽防護衝立として好適である。
【００４２】
なお、本発明は、その他に以下に示す構成とすることができる。
【００４３】
本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、好ましくは密度が、４．００ｇ／ｃｍ３以上であり、さらに好ましくは４．２０ｇ／ｃｍ３以上である。密度が４．００ｇ／ｃｍ３未満であると、高いガンマ線遮蔽能力が得られ難くなる。なお、密度は、ＰｂＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を増加させることにより、大きくすることができる。
【００４４】
また、本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、そのガラス組成・密度より算出されたビルドアップ係数Ｂを用いて透過率が計算され、その透過率を用いてガラスの板厚が設計されているものである。０．５１１ＭｅＶのエネルギーにおけるガンマ線の透過率は、好ましくは１０％以上６０％以下、さらに好ましくは１０％以上５０％以下、最も好ましくは１０％以上４０％以下である。
【００４５】
本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線の線減弱係数が０．５０／ｃｍ以上と高く、ガンマ線を効率よく吸収することができる。線減弱係数は好ましくは０．５５／ｃｍ以上、さらに好ましくは０．６０／ｃｍ以上、最も好ましくは０．６２／ｃｍ以上である。
【００４６】
また、本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、ラミネートによる貼り合わせや組み合わせや重ね合わせなどによる方法で厚板にされたものではなく、単一の板状体であり、その板厚を８ｍｍ以上６０ｍｍ以下にすることが好ましい。板厚が８ｍｍ未満であるとガンマ線の遮蔽能が低くなり過ぎて危険である。板厚が６０ｍｍ超えると放射線防護上は安全であるが製造時、特に成形する際、ガラスの内部と外部の温度差による破損などにより生産性が著しく悪化する。好ましくは８ｍｍ以上５０ｍｍ以下、さらに好ましくは８ｍｍ以上４０ｍｍ以下、最も好ましくは１２ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。このことにより、従来ではガンマ線遮蔽能力を高めるために行われていた複数のガラス板を貼り合わせるラミネート加工等が不要となり、製造の工程数が少なくなって高価な材料費によるコストアップ等の問題がなくなり、結果として、ガンマ線遮蔽ガラス物品全体のコスト削減に大きく寄与することが可能となる。
【００４７】
本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は形状を板状体とすることで広範な面積でガンマ線を遮蔽することができるとともに、Ｘ線よりも放射線の透通性が高いガンマ線を有効に遮蔽することができる。特に、実効線量が高いポジトロン核種から生じるガンマ線を有効に遮蔽することが可能となり、ＰＥＴ検査を行う医師および検査技師、看護師等がガンマ線を累積的に浴び、安全基準以上に被曝するといった事態を有効に回避することが可能となる。
【００４８】
本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、その透光面、すなわち遮蔽面の縦横の大きさを８００ｍｍ×１０００ｍｍ以上とすれば、ガンマ線遮蔽窓およびガンマ線遮蔽防護衝立に用いた場合に、視認性が向上し、ペット検査を行う医師、検査技師、看護師などが被検体を様態観察しやすくなる。また、医療用放射線遮蔽ガラス板の遮蔽面の縦横の大きさを８００ｍｍ×１０００ｍｍ以上とすれば、Ｘ線よりも放射線の透過性が高いポジトロン核種から発生するガンマ線を有効に遮蔽することができ、ＰＥＴ検査を行う医師、検査技師、看護師などがガンマ線を累積的に浴び、安全基準以上に被曝するといった事態を有効に回避することが可能となる。特に、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立の場合、防護衝立を隔てて被検体と医師等の距離が短い状態で使用され、被曝を回避する要求も高いためより好ましい。
【００４９】
なお、ビルドアップ係数を用いないで透過率を計算すると透過率が低くなる。すなわち遮蔽材としての放射線遮蔽ガラス板厚を薄くしてもよいということになり、誤った認識をしたメーカーが安全基準を満たさない薄い放射線遮蔽ガラス板を、安く販売すると非常に危険である。
【００５０】
また本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、ＰＥＴ検査用のガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立として用いることが好適である。本発明の放射線遮蔽ガラス板をＰＥＴ検査用のガンマ線遮蔽窓およびガンマ線遮蔽防護衝立に用いると、Ｘ線よりも放射線の透過性が高いポジトロン核種から発生するガンマ線を有効に遮蔽することができ、ＰＥＴ検査を行う医師、検査技師、看護師などがガンマ線を累積的に浴び、被曝するといった事態を有効に回避することが可能となる。特に、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立の場合、防護衝立を隔てて被検体と医師等の距離が短い状態で使用され、被曝を回避する要求も高いため、より好ましい。
【００５１】
さらに本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、単一のガラス板からなるＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽ガラス物品とすることが好ましい。そして、このようにすれば、単一のガラス板の鉛含有率が高いので、ガンマ線遮蔽能力を高めるために行われていた複数のガラス板を貼り合わせるラミネート加工等が不要となり、製造工数が少なく、材料費の高騰によるコストアップ等の問題も生じないため、結果として、ガンマ線遮蔽ガラス物品全体のコストダウンに大きく寄与することが可能となる。また、目的に応じてガラス板の表面に各種機能膜を形成してもよい。
【００５２】
本発明の放射線遮蔽ガラス板の成形方法としては、ロールアウト法、フロート法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法等の様々な成形方法があり、適宜選択すれば良い。特に、本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、ロールアウト法で成形することが好ましい。本方法は、板厚の厚い板ガラスを効率よく作製することが可能であることに加えて、溶融ガラスを素早く成形することができるため、効率よく板厚の厚い板ガラスを得ることができる。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように本発明によれば、成形すべきガラス板の透過率を、散乱線による線量の増加分を表す実効線量ビルドアップ係数を用いて補正し、その補正して得られる実効線量透過率に基づいて成形すべきガラス板の理論板厚値が設定される。したがって、放射線の散乱線の影響を考慮した理論板厚値に基づいて、医療用放射線遮蔽ガラス板を成形することにより、散乱線を含めた放射線の的確な遮蔽が可能で、かつ要求される放射線遮蔽能力を適正な板厚で確保することが可能となる。よって、要求される放射線遮蔽能力に対して板厚が必要以上に厚くなり、医療用放射線遮蔽ガラス板のコストが不当に高騰するという事態を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
本発明に係る医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚設計方法を詳しく説明する。表１、２に鉛ガラスの組成と物理特性を具体的に示す。
【００５５】
【表１】
2007298493.tif 000002
【００５６】
【表２】
2007298493.tif 000003
【００５７】
まず、表１、２に示すガラス組成を有する医療用放射線遮蔽ガラス板となるように原料を調合し、石英ルツボに調合バッチを入れ、表１、２に示した１１５０℃で１時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、徐冷後、各評価のための試料ガラスを作製した。
【００５８】
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数を表１、２に示した。密度は、周知のアルキメデス法で測定した。熱膨張係数αは、直径５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状の試料を作製し、ディラトメーターで３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した。ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）における線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるビルドアップ係数Ｂは、ガラスの組成および密度から算出した。ビルドアップ係数Ｂの計算方法には、比較的単純な計算公式を用いる方法と線源と評価点の間にある媒質における放射線の吸収・散乱などの挙動を詳細に扱う方法の２種類があるが、今回は後者の中の一つであるモンテカルロ法を採用して、遮蔽体に鉛ガラスを用いた場合を想定してコンピューターシミュレーションにより算出した。このビルドアップ係数Ｂを使用した場合と使用しなかった場合の各板厚における実効線量透過率の計算結果を表３、４に示す。なお、モンテカルロ法は、乱数を用いて実際の放射線の挙動をシミュレートするものである。
【００５９】
【表３】
2007298493.tif 000004
【００６０】
【表４】
2007298493.tif 000005
【００６１】
次に鉛の実効線量透過率を原子力安全技術センターから発行されている「放射線施設のしゃへい計算実務マニュアル２０００」のデータから引用し、表５にまとめた。なお、表５中に示す鉛の実効線量透過率は、ガンマ線に対する鉛のビルドアップ係数を考慮して算出されたものである。
【００６２】
【表５】
2007298493.tif 000006
【００６３】
表３、４、５の結果から、板厚と透過率で検量相関線を描き、その検量相関線から各鉛厚さの透過率に相当する医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚を読み取ると表６のような結果になる。
【００６４】
【表６】
2007298493.tif 000007
【００６５】
表６から明らかなように、医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚を設計するに際して、仮に、実効線量ビルドアップ係数を使用しない場合はガンマ線の透過率が高くなり危険側の設計になる。このような状態で検査が行われると、検査業務従事者の累積被曝量が多くなり危険である。他方、医療用放射線遮蔽ガラス板の板厚を設計するに際して、そのビルドアップ係数Ｂが明らかでないからと言って水やコンクリートなどの大きなビルドアップ係数Ｂを用いて計算を行うと防護上は安全であるが必要以上に厚い遮蔽体が必要になり、例えば医療用放射線遮蔽ガラス板を、ＰＥＴ検査設備を囲う壁や窓に使用した場合に、不当にコストが高騰するという事態を招くことになる。これに対し、本発明に係る医療用放射線遮蔽ガラス板は、モンテカルロ法によって算出された実効線量ビルドアップ係数を使用して、その板厚を設計しているので、以上のような問題を好適に回避することができる。
【００６６】
なお、実際に医療用放射線遮蔽ガラス板を成形する場合には、そのガラス板に求められる遮蔽能力（実効線量透過率）に応じて、適宜理論板厚値を選定し、その選定した理論板厚値を１〜１．３倍した板厚のガラス板を成形する。
【００６７】
また、医療用遮蔽ガラス板の反射損失は、Ｎａ−Ｄ線で３．５％以下であることが好ましい。反射損失の低減は、ガラス板の表面に薄膜を形成することで調整することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る医療用放射線遮蔽ガラス板は、医療用ガンマ線遮蔽窓または医療用ガンマ線遮蔽防護衝立として好適であり、特にＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽衝立として好適である。なお、本発明の医療用放射線遮蔽ガラス板は、原子炉に用いるガンマ線照射室、核分裂物質処理用ホットケープ、加速器（ベータートロン、ライラック等）の覗き窓、Ｘ線の防護板、携帯用放射線プロテクター、鉛ガラスブロック、放射線遮蔽メガネ等にも好適に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】鉛におけるエネルギーと質量減衰係数の関係を示すグラフ。
【図２】線源形状の差によるガンマ線の挙動の説明図であって、（Ａ）は線源から出る放射線か細いビームの場合の説明図、（Ｂ）はあらゆる方向に放射線が放射される場合の説明図。
【図１】
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【図２】
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