(57)【要約】【課題】放射線遮蔽窓の一方側から他方側を視認する際の視認性を確保することの容易な放射線遮蔽窓を提供する。【解決手段】放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ３）と、その第１ガラス板に隣り合う第２ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ４）とが離間して配置された構造を有する。放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に満たされた液体から構成される液体層（例えば、液体層Ｌ３）を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ガラス板と前記第１ガラス板に隣り合う第２ガラス板とが離間して配置された構造を有する放射線遮蔽窓であって、
前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に満たされた液体から構成される液体層を備えることを特徴とする放射線遮蔽窓。
【請求項２】
前記第１ガラス板の第１屈折率と前記第２ガラス板の第２屈折率とが異なる場合、前記液体層を構成する液体は、前記第１屈折率と前記第２屈折率との間の屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽窓。
【請求項３】
前記液体層を構成する液体は、非水溶性液体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線遮蔽窓。
【請求項４】
前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の少なくとも一方は、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線遮蔽窓。
【請求項５】
前記液体中の不純物を吸着する吸着材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線遮蔽窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線発生源が配置された室を構成する壁には、放射線遮蔽窓が設置されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の放射線遮蔽窓の備えるガラス板には、反射抑制膜が積層されている。これにより、ガラス板の表面における可視光の乱反射が抑制されるため、放射線遮蔽窓の一方側から他方側を視認する際の視野が確保され易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００６２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、放射線遮蔽窓の一方側から他方側を視認する際の視認性を容易に確保するという観点で未だ改善の余地がある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、放射線遮蔽窓の一方側から他方側を視認する際の視認性を確保することの容易な放射線遮蔽窓を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する放射線遮蔽窓は、第１ガラス板と前記第１ガラス板に隣り合う第２ガラス板とが離間して配置された構造を有する放射線遮蔽窓であって、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に満たされた液体から構成される液体層を備える。
【０００６】
この構成によれば、上記の液体層により、例えば、第１ガラス板と第２ガラス板との間に空気層（中空層）を有する放射線遮蔽窓よりも、第１ガラス板と第２ガラス板との間の屈折率を第１ガラス板又は第２ガラス板に近づけることが可能となる。これにより、第１ガラス板と第２ガラス板との間における可視光の乱反射を抑制することが可能である。
【０００７】
また、従来のように、第１ガラスと第２ガラスとの間に空気層を有する放射線遮蔽窓では、空気層中の水分量が増大することで、第１ガラス板と第２ガラス板との間のガラス面に結露が生じるおそれがある。この点、上記の液体層は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に満たされた液体から構成されているため、第１ガラス板及び第２ガラス板において対向するガラス面に結露が生じることはない。
【０００８】
上記放射線遮蔽窓において、前記第１ガラス板の第１屈折率と前記第２ガラス板の第２屈折率とが異なる場合、前記液体層を構成する液体は、前記第１屈折率と前記第２屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第１屈折率と液体層の屈折率の差、又は、第２屈折率と液体層の屈折率の差がより小さくなるため、上記可視光の乱反射がより抑制され易い。
上記放射線遮蔽窓において、前記液体層を構成する液体は、非水溶性液体であることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、例えば、第１ガラス板又は第２ガラス板に対する水分の影響を低減することが可能である。
上記放射線遮蔽窓において、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の少なくとも一方は、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、放射線の遮蔽能力を高めることが容易となる。
また、上記のように酸化鉛（ＰｂＯ）を含むガラス板は、水分に対する耐久性に劣る傾向にある。このため、従来のように第１ガラス板と第２ガラス板との間に空気層を有する放射線遮蔽窓の場合、例えば、乾燥剤を用いて、空気層中に含まれる水分量を低減することが重要である。この点、第１ガラス板と第２ガラス板との間に液体層を有する放射線遮蔽窓では、例えば、液体層を構成する液体として、非水溶性液体を用いることで、ガラス板に対する水分の影響を抑制することが可能である。
【００１２】
上記放射線遮蔽窓において、前記液体中の不純物を吸着する吸着材が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、液体層の品質が維持され易い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放射線遮蔽窓の一方側から他方側を視認する際の視認性を確保することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における放射線遮蔽窓を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、放射線遮蔽窓の一実施形態について図１を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
【００１６】
＜放射線遮蔽窓の全体構成＞
図１に示すように、放射線遮蔽窓１１は、窓枠１２と、この窓枠１２に支持される複数のガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４とを備えている。窓枠１２は、遮蔽壁ＳＷに設けられる。遮蔽壁ＳＷは、例えば、コンクリートから構成される。図１に示される矢印は、遮蔽壁ＳＷの厚さ方向、及び複数のガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の厚さ方向を示している。図１に矢印で示される方向Ｘ１に存在するホット側Ａは、放射線発生源が配置される室の内側を示し、方向Ｘ２に存在するコールド側Ｂは、その室の外側を示す。
【００１７】
本実施形態の放射線遮蔽窓１１は、例えば、原子力施設を構成する建造物の窓に用いられる。放射線遮蔽窓１１よりもホット側Ａに配置される放射線発生源等は、コールド側Ｂから放射線遮蔽窓１１を構成するガラス板を通じて作業者に視認される。
【００１８】
窓枠１２は、放射線遮蔽性を有する材料から構成される。放射線遮蔽性を有する材料としては、例えば、金属材料が挙げられる。金属材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｗ、及びＢｉから選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
【００１９】
窓枠１２は、図１に矢印で示される方向Ｘ１，Ｘ２に沿って延在する取付部１２ａを有している。取付部１２ａには、ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がホット側Ａから順に間隔をおいて配置されている。
【００２０】
図１に拡大して示すように、取付部１２ａとガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４との間には、遮蔽緩衝材１２ｂが配置されている。遮蔽緩衝材１２ｂとしては、例えば、鉛繊維の集合体である鉛毛が用いられる。
【００２１】
なお、図示を省略するが、放射線遮蔽窓１１は、ガラス板Ｇ１のホット側Ａを覆うカバーガラス、及びガラス板Ｇ４のコールド側Ｂを覆うカバーガラスを備えている。
隣り合うガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の間隔は、例えば、５〜３０ｍｍ程度の範囲とされる。また、ガラス板Ｇ１とカバーガラスとの間隔、及びガラス板Ｇ４とカバーガラスとの間隔についても、５〜３０ｍｍ程度の範囲とされる。
【００２２】
次に、各ガラス板及びカバーガラスの一例について説明する。
ガラス板Ｇ１，Ｇ２には、ガンマ線等の放射線が照射された際の着色や誘電破壊を抑制するために酸化セリウム（ＣｅＯ２）が含有されている。ガラス板Ｇ１，Ｇ２中における酸化セリウム（ＣｅＯ２）の含有量は、例えば、０．１〜１０質量％である。
【００２３】
ガラス板Ｇ２には、さらにガラス板Ｇ２の放射線遮蔽能力を高める酸化鉛（ＰｂＯ）が含有されている。ガラス板Ｇ３，Ｇ４についても、酸化鉛（ＰｂＯ）が含有されている。ガラス板Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４中における酸化鉛（ＰｂＯ）の含有量は、例えば、３０〜８０質量％である。
【００２４】
ホット側Ａに配置されるカバーガラスは、例えば、ガラス板Ｇ１と同様の材料から構成される。コールド側Ｂに配置されるカバーガラスとしては、例えば、ソーダライムガラスが挙げられる。
【００２５】
各ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及び各カバーガラスの厚さは、特に限定されない。各ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の厚さは、例えば、２〜５００ｍｍ程度であり、各カバーガラスの厚さは、２〜５０ｍｍ程度である。
【００２６】
各ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及び各カバーガラスの屈折率（２０℃、ナトリウムＤ線）は、例えば、１．４〜１．９程度である。本実施形態では、各ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の屈折率は異なり、ガラス板Ｇ３の屈折率が最も高く、次いで、ガラス板Ｇ４であり、ガラス板Ｇ１の屈折率が最も低い。各ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及び各カバーガラスの全光線透過率は、厚さ１０ｍｍの条件において、５０％以上であることが好ましい。
【００２７】
＜放射線遮蔽窓の詳細構成＞
次に、放射線遮蔽窓１１の詳細構成について説明する。
放射線遮蔽窓１１は、ガラス板Ｇ１と、このガラス板Ｇ１に隣り合うガラス板Ｇ２とが離間して配置された構造を有している。このように、放射線遮蔽窓１１は、ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のうち、隣り合う一対のガラス板を第１ガラス板及び第２ガラス板と規定した場合、第１ガラス板と第２ガラス板とが離間して配置された構造を有している。なお、ガラス板Ｇ１とカバーガラス、及びガラス板Ｇ４とカバーガラスについても、互いに離間して配置されている。
【００２８】
放射線遮蔽窓１１は、ガラス板Ｇ１とガラス板Ｇ２との間に満たされた液体から構成される液体層Ｌ１を備えている。さらに、放射線遮蔽窓１１は、ガラス板Ｇ２とガラス板Ｇ３との間に満たされた液体から構成される液体層Ｌ２と、ガラス板Ｇ３とガラス板Ｇ４との間に満たされた液体から構成される液体層Ｌ３とを備えている。液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体としては、放射線遮蔽窓１１が設置される環境において液状であるものであれば、特に限定されない。液体の屈折率（２０℃、ナトリウムＤ線）は、空気等の気体の屈折率よりも高く、例えば、１．１〜１．９程度である。
【００２９】
液体層Ｌ１を構成する液体は、ガラス板Ｇ１の屈折率と、ガラス板Ｇ２の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。液体層Ｌ２を構成する液体は、ガラス板Ｇ２の屈折率と、ガラス板Ｇ３の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。液体層Ｌ３を構成する液体は、ガラス板Ｇ３の屈折率と、ガラス板Ｇ４の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。すなわち、ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のうち、隣り合う一対のガラス板を第１ガラス板及び第２ガラス板と規定した場合、第１ガラス板と第２ガラス板との間の液体層を構成する液体の屈折率は、第１ガラス板の第１屈折率と、第２ガラス板の第２屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。
【００３０】
液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体としては、単独種を用いてもよいし、相溶可能な複数の液体を混合して用いてもよい。また、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体は、液体溶媒に溶質を溶解する量によって屈折率を調整したものであってもよい。
【００３１】
液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体としては、ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に対する水分の影響を抑制するという観点から、非水溶性液体であることが好ましい。特に、ガラス板Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、上述したように酸化鉛（ＰｂＯ）が含有されているため、ガラス面と水分との接触によりガラス面の白濁（所謂、ヤケ）が発生し易いことから、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体として非水溶性液体を用いることが有利である。
【００３２】
非水溶性液体としては、水と相溶せずに水と層分離する非水溶性液体であることが好ましい。非水溶性液体としては、例えば、植物油、合成油、鉱物油等の油が挙げられる。非水溶性液体の沸点は、１００℃以上であることが好ましい。非水溶性液体としては、放射線が照射された際の変色や着色が抑制されるという観点から、チオール基を含まない非水溶性液体が好ましい。非水溶性液体の含水率は、５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３質量％以下であり、さらに好ましくは１質量％以下である。
【００３３】
なお、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体の全光線透過率は、光路長１０ｍｍの石英セルを用いた測定において、５０％以上であることが好ましい。
次に、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を構成する液体の封止構造について、ガラス板Ｇ３とガラス板Ｇ４との間の封止構造を代表例として説明するが、ガラス板Ｇ１とガラス板Ｇ２との間の封止構造、ガラス板Ｇ２とガラス板Ｇ３との間の封止構造も同様である。
【００３４】
図１に拡大して示すように、ガラス板Ｇ３及びガラス板Ｇ４の外周部分には、液体層Ｌ３を構成する液体を封止する封止部１３が設けられている。封止部１３は、液体層Ｌ３を構成する液体に接触する第１封止部材１３ａと、ガラス板Ｇ３及びガラス板Ｇ４の外縁側に配置される第２封止部材１３ｂと、第１封止部材１３ａと第２封止部材１３ｂとの間に配置される緩衝材１３ｃとを備えている。第１封止部材１３ａ及び第２封止部材１３ｂとしては、例えば、アルミニウム合金等の金属スペーサ、シリコンゴム、ブチルゴム等の高分子スペーサを用いることができるが、第１封止部材１３ａは、液体層Ｌ３を構成する液体中の不純物を吸着する吸着材であることが好ましい。吸着材としては、例えば、多孔質セラミックス、及び活性炭が挙げられる。第１封止部材１３ａと第２封止部材１３ｂとの間に配置される緩衝材１３ｃの材料としては、例えば、樹脂発泡体等が挙げられる。
【００３５】
上述した封止構造は、ガラス板Ｇ１とカバーガラスとの間、又はガラス板Ｇ４とカバーガラスとの間に液体層を設ける場合、その液体層を構成する液体を封止する封止構造としても用いることができる。
【００３６】
＜放射線遮蔽窓の作用＞
次に、放射線遮蔽窓１１の作用について説明する。
放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ３）と、その第１ガラス板に隣り合う第２ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ４）とが離間して配置された構造を有する。そして、放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ３）と第２ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ４）との間に満たされた液体から構成される液体層（例えば、液体層Ｌ３）を備えている。
【００３７】
この構成によれば、放射線遮蔽窓１１の液体層により、例えば、第１ガラス板と第２ガラス板との間に空気層（中空層）を有する放射線遮蔽窓よりも、第１ガラス板と第２ガラス板との間の屈折率を第１ガラス板又は第２ガラス板に近づけることが可能となる。これにより、第１ガラス板と第２ガラス板との間における可視光の乱反射を抑制することが可能である。
【００３８】
また、従来のように、第１ガラスと第２ガラスとの間に空気層を有する放射線遮蔽窓では、空気層中の水分量が増大することで、第１ガラス板と第２ガラス板との間のガラス面に結露が生じるおそれがある。この点、放射線遮蔽窓１１の液体層は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に満たされた液体から構成されているため、第１ガラス板及び第２ガラス板において対向するガラス面に結露が生じることはない。
【００３９】
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ３）と、その第１ガラス板に隣り合う第２ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ４）とが離間して配置された構造を有する。そして、放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に満たされた液体から構成される液体層（例えば、液体層Ｌ３）を備えている。このため、放射線遮蔽窓１１の一方側（例えば、コールド側Ｂ）から他方側（例えば、ホット側Ａ）を視認する際の視認性を確保することが容易となる。
【００４０】
（２）放射線遮蔽窓１１は、第１ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ３）の第１屈折率と第２ガラス板（例えば、ガラス板Ｇ４）の第２屈折率とが異なる場合、液体層を構成する液体は、第１屈折率と第２屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。この構成によれば、第１屈折率と液体層の屈折率の差、又は、第２屈折率と液体層の屈折率の差がより小さくなるため、上記可視光の乱反射がより抑制され易い。このため、上記視認性を確保することがさらに容易となる。
【００４１】
（３）放射線遮蔽窓１１の液体層を構成する液体は、非水溶性液体であることが好ましい。この場合、例えば、第１ガラス板又は第２ガラス板に対する水分の影響を低減することが可能である。したがって、水分に対する耐久性に劣るガラス板を放射線遮蔽窓１１が備える場合、上記視認性を確保することがさらに容易となる。
【００４２】
（４）放射線遮蔽窓１１の第１ガラス板及び第２ガラス板の少なくとも一方は、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むことが好ましい。この場合、放射線の遮蔽能力を高めることが容易となる。また、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むガラス板は、水分に対する耐久性に劣る傾向にある。このため、従来のように第１ガラス板と第２ガラス板との間に空気層を有する放射線遮蔽窓の場合、例えば、乾燥剤を用いて、空気層中に含まれる水分量を低減することが重要である。この点、第１ガラス板と第２ガラス板との間に液体層を有する放射線遮蔽窓１１では、例えば、液体層を構成する液体として、非水溶性液体を用いることで、ガラス板に対する水分の影響を抑制することが可能である。したがって、酸化鉛（ＰｂＯ）を含むガラス板を備えた放射線遮蔽窓１１において、上記視認性を確保することが容易となる。
【００４３】
（５）放射線遮蔽窓１１には、液体層を構成する液体中の不純物を吸着する吸着材が設けられていることが好ましい。具体的には、放射線遮蔽窓１１の封止部１３における第１封止部材１３ａは、吸着材から構成されることが好ましい。この場合、液体層の品質が維持され易い。したがって、例えば、液体層の濁りを抑制することが可能であるため、上記視認性を確保することがさらに容易となる。
【００４４】
（６）放射線遮蔽窓１１の液体層は、第１ガラス板と第２ガラス板とにおいて対向するガラス面における乱反射を抑制する。これにより、例えば、第１ガラス板と第２ガラス板とにおいて対向するガラス面の平滑性が低い場合であっても、上記視認性を確保することが可能である。このため、第１ガラス板のガラス面、又は第２ガラス板のガラス面における研磨工程では、精密研磨を省略する等、研磨工程を簡略化することが可能である。また、第１ガラス板又は第２ガラス板における反射抑制膜の積層構造を削減したり、省略したりすることが可能である。したがって、液体層を有する放射線遮蔽窓１１では、第１ガラス板及び第２ガラス板の製造コストを削減することができる。例えば、第１ガラス板又は第２ガラス板について、反射抑制膜等の機能性膜を有しないガラス単体の構成を採用することにより、製造コストを極力削減することが可能である。
【００４５】
（変更例）
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・前記放射線遮蔽窓１１の封止部１３は、第１封止部材１３ａと第２封止部材１３ｂとにより緩衝材１３ｃが挟み込まれた構成を有しているが、これに限定されず、例えば、第１封止部材１３ａ及び第２封止部材１３ｂの一方を省略してもよい。
【００４６】
・前記第１ガラス板の第１屈折率と、前記第２ガラス板の第２屈折率とは同一の屈折率であってもよい。この場合であっても、放射線遮蔽窓１１は、液体層を備えることで、上記（１）欄で述べた有利な効果が得られる。
【００４７】
・前記ガラス板Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を構成するガラスの組成は、ＰｂＯ含有ガラスに限定されず、例えば、タングステン、ビスマス、又はセリウムを含むガラス板に変更してもよい。
【００４８】
・前記ガラス板Ｇ１のホット側Ａを覆うカバーガラス、又は前記ガラス板Ｇ４のコールド側Ｂを覆うカバーガラスを省略してもよい。
・前記放射線遮蔽窓１１は、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうち、少なくとも一つの液体層を備えることで、上記（１）欄で述べた有利な効果が得られる。したがって、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３のうち、一つ又は二つの液体層を空気層に変更してもよい。
【００４９】
・前記放射線遮蔽窓１１の備えるガラス板の枚数は、二枚以上であればよい。
・前記放射線遮蔽窓１１において、液体層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、同一の液体から構成されてもよいし、異なる液体から構成されてもよい。また、前記放射線遮蔽窓１１を液体層Ｌ１、液体層Ｌ２、又は液体層Ｌ３を構成する液体が循環可能な循環経路を有する放射線遮蔽窓に変更してもよい。この場合、例えばフィルターを循環経路に設けることにより、液体の濁りを抑制することが容易である。また、このような循環経路に、液体中の不純物を吸着する吸着材を設けることもできる。すなわち、放射線遮蔽窓１１に吸着材を設ける場合、その吸着材は、放射線遮蔽窓１１の封止構造である第１封止部材１３ａとして設ける態様に限定されず、液体層を構成する液体に接触可能な位置に変更することができる。
【００５０】
・前記放射線遮蔽窓１１は、原子力施設を構成する建造物に限定されず、例えば、医療又は研究施設等の放射線を取り扱う施設、放射線が照射される環境で使用される車両等に適用することができる。さらに、前記放射線遮蔽窓１１は、壁に固定した使用に限らず、例えば、移動可能な衝立として構成することもできる。
【符号の説明】
【００５１】
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４…ガラス板、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…液体層、１１…放射線遮蔽窓、１３ａ…第１封止部材（吸着材）。
【図１】
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