(57)【要約】【課題】遮蔽部材の将来の解体撤去、廃棄が容易に実現でき、また現地での据付工事、解体撤去工事も容易なＰＥＴ（positron emission tomography）診断用サイクロトロンの放射線遮蔽部材を提供する。【解決手段】放射性同位元素を製造するサイクロトロン２の周囲及び上方を遮蔽部材本体４で囲む。遮蔽部材本体４の内部には、水Ｗを注入可能なスペース５が形成され、スペース５には水Ｗが注入される。遮蔽部材本体４の表面の少なくとも一部には、鉛板２１ａ，２１ｂが貼り付けられる。【選択図】図２
2012207966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンを遮蔽する放射線遮蔽部材であって、
放射性同位元素を製造するサイクロトロンの周囲及び上方を囲むと共に、内部に水を注入可能なスペースが形成される遮蔽部材本体と、
前記遮蔽部材本体の前記スペースに注入される水と、
前記遮蔽部材本体の表面の少なくとも一部に貼り付けられる鉛板と、を備える放射線遮蔽部材。
【請求項２】
前記遮蔽部材本体は、二以上に分割された分割体を結合させてなり、
前記分割体の少なくとも一つは一方向に直線的に移動可能に設けられ、
前記分割体の少なくとも一つを、駆動源を用いて前記一方向に直線的に移動させることによって、前記遮蔽部材本体が開閉することを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽部材。
【請求項３】
前記遮蔽部材本体は、金属製であると共に、前記水と接触する内面が防錆処理されており、
前記水は、脱酸素処理された水道水であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線遮蔽部材。
【請求項４】
前記遮蔽部材本体は、前記サイクロトロンの周囲を囲む側壁部と、前記サイクロトロンの上方を覆う天井部を備え、
前記遮蔽部材本体の前記スペースは、前記遮蔽部材本体の前記側壁部及び前記天井部の双方に形成され、
前記鉛板は、前記側壁部の外側の表面の少なくとも一部、及び前記天井部の上面の少なくとも一部に貼り付けられることを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の放射線遮蔽部材。
【請求項５】
ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンを遮蔽する放射線遮蔽部材の施工方法であって、
内部に水を注入可能なスペースが形成される遮蔽部材本体を用意する工程と、
放射性同位元素を製造するサイクロトロンの周囲及び上方を囲むように前記遮蔽部材本体を据え付ける工程と、
前記遮蔽部材本体に水を注入する工程と、
前記遮蔽部材本体の表面の少なくとも一部に鉛板を貼り付ける工程と、を備える放射線遮蔽部材の施工方法。
【請求項６】
ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンを遮蔽する放射線遮蔽部材の施工方法であって、
内部に水を注入可能なスペースが形成されると共に、表面の少なくとも一部に鉛板が貼り付けられる遮蔽部材本体を用意する工程と、
放射性同位元素を製造するサイクロトロンの周囲及び上方を囲むように前記遮蔽部材本体を据え付ける工程と、
前記遮蔽部材本体の前記スペースに水を注入する工程と、を備える放射線遮蔽部材の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンから放出される放射線を遮蔽する放射線遮蔽部材及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、人体内部の状態を画像によって観察・診断する方法の一つとして、近年、陽電子を放出する物質を用いたＰＥＴ（positron［陽子］・emission［放出］・tomography［断層写真法］）システムによる画像診断法が注目されている。ＰＥＴシステムによる画像診断法（すなわちＰＥＴ診断）は、短半減期の放射性同位元素で標識化した放射性薬剤を人体に投与し、エネルギを消費する腫瘍等に集まる放射性同位元素が崩壊するときのガンマ線を検知して、腫瘍等を動態的に検知する。ＰＥＴ診断は、癌診断あるいは脳機能診断に有効であることが知られている。
【０００３】
ＰＥＴ診断で用いられる放射性薬剤は、サイクロトロンを用いて製造された短半減期の放射性同位元素を原料として、合成装置を用いて製造される。サイクロトロンは、イオンを高エネルギに加速し、イオンをターゲットに照射することにより、放射性同位元素を製造する。合成装置は、サイクロトロンで製造された放射性同位元素を原料として、人体に投与できる放射性薬剤を製造する。放射性薬剤は、放射性同位元素で標識化される。
【０００４】
放射性同位元素を製造するサイクロトロンの運転時には、中性子と二次ガンマ線が放出される。特に、一般的な放射性薬剤である18Ｆ-ＦＤＧ（2-18Ｆ-フルオロ-2-デオキシ-D-グルコース）の原料となる18Ｆを製造する場合には、多くの中性子線と二次ガンマ線が放出される。
【０００５】
中性子と二次ガンマ線の放出を許容値以下に低減するために、例えば厚さ１５０〜１８０ｃｍのコンクリート壁でサイクロトロン室の六方（四方壁、床、天井）を遮蔽する必要がある。しかし、建屋のスペース上、あるいは構造上の制約がある場合には、コンクリート壁を５０〜６０ｃｍ厚とし、サイクロトロン自体を直接覆って遮蔽する「自己遮蔽」の遮蔽部材を設置する場合も多い。
【０００６】
「自己遮蔽」の遮蔽部材として、特許文献１には、サイクロトロンを箱形のケーシングで覆い、箱形のケーシングの前面に観音開きの扉を取り付けた遮蔽部材が開示されている。ケーシングの壁及び扉は、コンクリートにホウ素（ボロン）及びポリエチレンを混合し、硬化させることで製造される。ホウ素及びポリエチレンは中性子の吸収の目的で使用され、コンクリートは中性子の減衰、並びにホウ素及びポリエチレンの中性子吸収で発生する二次ガンマ線の減衰の目的で使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５３２１３号公報（図１，段落００２２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コンクリート中のホウ素化合物の質量割合は数％と少ないものの、硬化したコンクリートからホウ素化合物だけを取り出すことは困難である。このため、施設の解体撤去を行う場合、コンクリートを含めた大量の遮蔽部材毎撤去する必要がある。しかし、最近の廃棄物に関する規制では、ホウ素は毒物として扱う必要があり、施設解体時にホウ素を含む遮蔽部材を一般の産業廃棄物として廃棄することが不可能になっている。
【０００９】
また、遮蔽部材のコンクリートの厚さは厚く、その重量は相当重い。コンクリートにホウ素及びポリエチレンを混合し、硬化させるため、大部分の作業を工場で行い、完成したものを現地に輸送、搬入し、現地で据付け、組立てを行う。このため、重量物を運搬する大型車両、大型重機が必要になり、設置のための時間、労力、費用が大きなものになるという問題もある。遮蔽部材の解体工事をするときにも同様の問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、遮蔽部材の将来の解体撤去、廃棄が容易に実現でき、また現地での据付工事、解体撤去工事も容易なＰＥＴ診断用サイクロトロンの放射線遮蔽部材及びその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンを遮蔽する放射線遮蔽部材であって、放射性同位元素を製造するサイクロトロンの周囲及び上方を囲むと共に、内部に水を注入可能なスペースが形成される遮蔽部材本体と、前記遮蔽部材本体の前記スペースに注入される水と、前記遮蔽部材本体の表面の少なくとも一部に貼り付けられる鉛板と、を備える放射線遮蔽部材である。
【００１２】
本発明の他の態様は、ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンを遮蔽する放射線遮蔽部材の施工方法であって、内部に水を注入可能なスペースが形成される遮蔽部材本体を用意する工程と、放射性同位元素を製造するサイクロトロンの周囲及び上方を囲むように前記遮蔽部材本体を据え付ける工程と、前記遮蔽部材本体に水を注入する工程と、前記遮蔽部材本体の表面の少なくとも一部に鉛板を貼り付ける工程と、を備える放射線遮蔽部材の施工方法である。
【００１３】
本発明のさらに他の態様は、ＰＥＴ（positron emission tomography）診断用のサイクロトロンを遮蔽する放射線遮蔽部材の施工方法であって、内部に水を注入可能なスペースが形成されると共に、表面の少なくとも一部に鉛板が貼り付けられる遮蔽部材本体を用意する工程と、放射性同位元素を製造するサイクロトロンの周囲及び上方を囲むように前記遮蔽部材本体を据え付ける工程と、前記遮蔽部材本体の前記スペースに水を注入する工程と、を備える放射線遮蔽部材の施工方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、遮蔽部材本体に注入した水によって中性子の減速、吸収が可能になり、遮蔽部材本体に貼り付けられた鉛板によって二次ガンマ線の減衰が可能になる。ホウ素を用いることなく放射線を遮蔽するので、遮蔽部材の将来的な解体撤去、廃棄が容易に実現できる。また、もし遮蔽部材本体に注入した水のみによって二次ガンマ線を吸収しようとすると、水の厚さを増す必要があるので、コンクリートで製造した場合に比べて遮蔽部材が大きくなってしまい、配置計画の大きな制約になる。遮蔽部材本体に貼り付けた鉛板で二次ガンマ線を減衰させることで、放射線遮蔽部材の小型化を図ることができる。
【００１５】
さらに、遮蔽部材本体に水を注入し、必要箇所に鉛板を貼り付ける構造であるので、輸送、搬入、据付、組立ては、遮蔽部材本体及び鉛板について行えば済む。水は現地の水道から容易に供給できるので、車両、重機が小型で済み、現地での据付工事が大幅に簡素化される。遮蔽部材の解体撤去工事も同様に大幅に簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の放射線遮蔽部材の平面図
【図２】上記放射線遮蔽部材の垂直断面図
【図３】放射線遮蔽部材の施工方法の工程図（図中（ａ）が本発明の一実施形態の放射線遮蔽部材の施工方法を示し、図中（ｂ）が比較例を示す）
【図４】中性子、二次ガンマ線の減衰率を示すグラフ（図中（ａ）が水のみの場合の比較例を示し、図中（ｂ）が水の注入に加えて鉛板を貼付した本発明の自己遮蔽を示す）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態の放射線遮蔽部材を詳細に説明する。図１は放射線遮蔽部材１の平面図を示し、図２は放射線遮蔽部材１の垂直断面図を示す。
【００１８】
本発明の一実施形態の放射線遮蔽部材１は、ＰＥＴ診断用のサイクロトロン２を覆い、サイクロトロン２から放出される放射線を遮蔽する。サイクロトロン２は、イオンを高エネルギに加速し、イオンをターゲットに照射することにより、ＰＥＴ診断に使われる放射性同位元素、例えば１１Ｃ、１３Ｎ、１５Ｏ、１８Ｆを製造する。これらの放射性同位元素はいずれも短半減期（２−１１０分）であるので、病院内のＰＥＴ施設で製造される。サイクロトロン２の運転時には、中性子と二次ガンマ線が放出される。病院内での放射線の放出を防止するために、サイクロトロン２は自己遮蔽型の放射線遮蔽部材で覆われる。
【００１９】
図２に示すように、放射線遮蔽部材１は、円筒形の側壁部４ａ及び円形の天井部４ｂを有する遮蔽部材本体４を備える。遮蔽部材本体４の側壁部４ａ及び天井部４ｂには、水を注入可能なスペース５が形成される。遮蔽部材本体４の側壁部４ａは、円筒形の内側鋼板６と、円筒形の外側鋼板７と、内側鋼板６の底部と外側鋼板７の底部に結合される底鋼板８と、を備える。側壁部４ａの内側鋼板６の上部には、天井部４ｂの下面を構成する下側鋼板９が結合される。側壁部４ａの外側鋼板７の上部には、天井部４ｂの上面を構成する上側鋼板１０が結合される。水が注入されるスペース５は、遮蔽部材本体４の側壁部から天井部まで至る。
【００２０】
図１に示すように、遮蔽部材本体４はサイクロトロン２の中心線を境にして左右に二分割された分割体４−１，４−２を結合させてなる。二つの分割体４−１，４−２は天井部４ｂの中心にて分割される。図２に示すように、左側の天井部４ｂの下側鋼板９及び上側鋼板１０には、二つの分割体４−１，４−２の合わせ面を構成する端部鋼板１１−１が結合される。右側の天井部４ｂの下側鋼板９及び上側鋼板１０には、上記合わせ面を構成する端部鋼板１１−２が結合される。
【００２１】
図２に示すように、左側の分割体４−１の端部鋼板１１−１及び右側の分割体４−２の端部鋼板１１−２は平坦に形成されておらず、凹凸形状に形成される。左側の端部鋼板１１−１の下側には、右側の分割体４−１に向かって階段状に突出する凸部１３−１が形成される。右側の端部鋼板１１−２には、左側の端部鋼板１１−１の凸部１３−１に対応する凹部１３−２が形成される。合わせ面から放射線が漏れ出るのを防止するためである。
【００２２】
図１に示すように、分割体４−１（４個の車輪を有す）は平行な二本のレール１６上に直線的に移動可能に設けられ、分割体４−２は同様に平行な二本のレール１６上に直線的に移動可能に設けられる。各分割体４−１，４−２には、駆動源としての電動機１８−１，１８−２によって回転駆動される車輪１９−１，１９−２が取り付けられる。電動機１８−１，１８−２が車輪１９−１，１９−２を回転駆動させると、分割体４−１，４−２がレール１６に沿って一方向に直線的に移動する。電動機１８−１，１８−２によって二つの分割体４−１，４−２を互いに接近させると、遮蔽部材本体４が閉じ、サイクロトロン２の周囲及び上方の全体が覆われる。電動機１８−１，１８−２によって二つの分割体４−１，４−２を離間させると、遮蔽部材本体４が開き、中からサイクロトロン２が表れる。電動機１８−１，１８−２によって分割体４−１，４−２を直線的に移動させることによって、遮蔽部材本体４を開閉するので、重量のある遮蔽部材本体４の開閉が容易になる。なお、駆動源には、電動機１８−１，１８−２以外に油圧モータ等を用いてもよい
【００２３】
遮蔽部材本体４のスペース５には水Ｗが注入及び充填される。水Ｗは遮蔽部材本体４の側壁部４ａだけでなく天井部４ｂにも充填される。鋼製の遮蔽部材本体４が錆びるのを防止するため、遮蔽部材本体４の内面には防錆処理が行われる。例えば防錆剤が塗装されたり、樹脂が被覆されたりする。水Ｗには、脱酸素剤や脱気器を用いて脱酸素処理された水道水が用いられる。数年毎の施設のメンテナンス時には、殺菌灯による殺菌処理、あるいは水Ｗの交換が行われ、水Ｗと鋼製の遮蔽部材本体４の健全性を維持する。
【００２４】
遮蔽部材本体４の外側の表面の少なくとも一部には、鉛板２１ａ，２１ｂが貼り付けられる。鉛板２１ａ，２１ｂを遮蔽部材本体４の外側の表面の全体に貼り付ける必要はなく、中性子の発生方向や人がアクセスする場所（評価点）の方向だけとする。鉛板２１ａ，２１ｂの厚さは２〜３ｃｍである。この実施形態では、遮蔽部材本体４の側壁部４ａの周囲に中性子発生源２２の高さに合わせてリング状に鉛板２１ａを貼り付け、遮蔽部材本体４の天井部４ｂの上面にサイクロトロンよりも大きい円形の鉛板２１ｂを貼り付けている。
【００２５】
遮蔽部材本体４内の水Ｗは、中性子の減速、吸収、二次ガンマ線の減衰のために用いられる。鉛板２１ａ，２１ｂは水Ｗで減衰できない一部の二次ガンマ線を減衰させるために用いられる。水Ｗは、中性子、二次ガンマ線に対して効果的な遮蔽部材である。しかし、サイクロトロン２の自己遮蔽として用いると、二次ガンマ線を十分に低減することはできない。二次ガンマ線も減衰させるためには、水Ｗの厚さを増す必要があり、全てコンクリートで製造した場合よりも放射線遮蔽部材１が大きくなってしまう。これでは配置計画に大きな制約となる。そこで、遮蔽部材本体４の外表面に厚さ２〜３ｃｍの鉛板２１ａ，２１ｂを貼り付けることにより、残った二次ガンマ線を減衰させ、全体として所定のレベルの遮蔽効果を得る。
【００２６】
図３（ａ）は、本発明の放射線遮蔽部材の施工方法の一例を示す。まず、上記構造の分割体４−１，４−２を工場にて製造する。次に工場で製造された分割体４−１，４−２をトラックによって工場から現地に輸送し、小型クレーン２４によってトラックから搬入口付近に降ろす。この段階では分割体４−１，４−２には水が注入されていないので、分割体４−１，４−２の重量が軽い。このため、トラックや小型クレーンによる作業が可能になる。次に、ウィンチ、チルローラ２５等によって分割体４−１，４−２を横引きして建屋内のサイクロトロン室２６に搬入する。その後、サイクロトロン２を囲むように二つの分割体４−１，４−２を据え付けた後、分割体４−１，４−２に水道ホース２７を接続し、分割体４−１，４−２のスペース５に水Ｗを注入する。最後に、分割体４−１，４−２の外表面の一部に鉛板２１ａ，２１ｂを貼り付ける。なお、鉛板２１ａ，２１ｂは分割体４−１，４−２を製造するときに工場で分割体４−１，４−２に貼り付けてもよいし、現地で分割体４−１，４−２に水を注入する前に貼り付けてもよい。
【００２７】
ＰＥＴ施設の解体撤去を行う場合には、まず、分割体４−１，４−２に充填された水Ｗを抜き、水Ｗに無害化するための処理を施す。水Ｗが抜かれた分割体４−１，４−２は、その重量が軽くなる。このため、小型クレーンやトラックを用いて輸送することが可能になる。水Ｗが抜かれた分割体４−１，４−２は、一般の産業廃棄物として廃棄される。
【００２８】
図３（ｂ）は、分割体４−１，４−２をコンクリート製としたときの比較例を示す。分割体４−１，４−２をコンクリート製とすると、その重量はかなり重くなる。工場でコンクリートを硬化させた後、分割体４−１，４−２を現地に輸送、搬入しようとすると、輸送に重量トレーラが必要になり、重量トレーラから降ろすのに、大型クレーン２８が必要になってしまう。
【実施例１】
【００２９】
図４（ａ）は、遮蔽部材本体４に水Ｗを注入したのみで遮蔽部材本体４に鉛板２１ａ，２１ｂを貼り付けていないときの放射線量の計算結果を示す。図４（ｂ）は、遮蔽部材本体４に水Ｗを注入し、かつ遮蔽部材本体４に鉛板２１ａ，２１ｂを貼り付けたときの計算結果を示す。発生源から放出される中性子及びガンマ線の放射線量は、遮蔽部材本体４である自己遮蔽の部分で低減し、さらにサイクロトロン室２６の壁の部分で低減し、評価点において低いレベルになる。図４（ａ）に示すように、水のみの場合でも、自己遮蔽の部分で中性子の放射線量を十分に低減させることができる。しかし、二次ガンマ線の放射線量を十分に低減させることができない。図４（ｂ）に示すように、厚さ３ｃｍの鉛板２１ａ，２１ｂを貼り付けることで、鉛板２１ａ，２１ｂの部分で二次ガンマ線の放射線量を急激に低減させることができる。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。
【００３１】
例えば、遮蔽部材本体の形状は上記実施形態に限られることはなく、サイクロトロンの形状や大きさ、サイクロトロン室の大きさ等に応じて様々に変更可能である。
【００３２】
例えば、遮蔽部材本体は、分割されない一体のものでもよいし、三分割以上に分割されてもよい。遮蔽部材の形状は、円筒形状に限られることはなく、直方体形状にしてもよい。遮蔽部材本体に扉を設けてもよい。
【００３３】
また、鉛板は遮蔽部材本体の外側の表面ではなく、サイクロトンに向かい合う内側の表面に貼り付けられてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…放射線遮蔽部材
２…サイクロトロン
４…遮蔽部材本体
４−１，４−２…分割体
５…スペース
２１ａ，２１ｂ…鉛板
Ｗ…水
【図１】
2012207966.tif 000003
【図２】
2012207966.tif 000004
【図３】
2012207966.tif 000005
【図４】
2012207966.tif 000006