(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生装置室に設ける放射線遮蔽壁の一部を放射線遮蔽に必要な厚さを分割して３重以上に形成することにより該放射線遮蔽壁の壁中に２室以上の部屋を形成し、該放射線発生装置室の内部と外部を連絡するピットを前記２室以上の部屋を通過しかつ該２室以上の部屋において壁面に平行になるように屈曲させた形状に構成して、該ピットにダクトを収納することを特徴とする放射線遮蔽施設。
【請求項２】
前記ピットは内部に中性子遮蔽材を充填し中性子遮断材で形成した蓋をかぶせることを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽施設。
【請求項３】
前記ダクトは埋設されることを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽施設。
【請求項４】
放射線発生装置室に設ける放射線遮蔽壁の一部を放射線遮蔽に必要な厚さを分割して３重以上に形成することにより該放射線遮蔽壁の壁中に２室以上の部屋を形成し、該放射線発生装置室の内部と外部を連絡する地下トンネルを２室以上の部屋を通過しかつ該２室以上の部屋において壁面に平行になるように屈曲させた形状に構成して、該地下トンネルにケーブル類を収めることを特徴とする放射線遮蔽施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線装置で発生する放射線を遮蔽する遮蔽壁の構造に関し、特に配線ダクト等における中性子のダクトストリームを減少させるようにした放射線遮蔽設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加速器等の放射線発生装置では、従事者などの放射線被爆を可能な限り低く保つために有効な放射線防護がなされなければならない。放射線防護において最も重要なのは放射線の遮蔽である。α線とβ線は物質により容易に遮断することができるので、遮蔽壁を設計するときに対象となるのは主としてγ線と中性子線である。
遮蔽壁は、発生するγ線と中性子線および壁の構成元素を考慮して、放射線が十分減弱する厚さを持つように設計される。
【０００３】
しかし、放射線発生装置には電源や冷却水など各種のユーティリティを供給する必要があり、これらを供給するケーブルやパイプは遮蔽壁を貫通するダクトにより放射線発生装置が据えられた室内に取り込まれている。このため、遮蔽壁を貫通するダクトを伝わって室外に漏洩するいわゆるダクトストリーミングが問題となる。
γ線は、散乱線を生起するとはいえほぼ直線的に進行するため、局所的遮蔽の追加等、比較的容易に対策をとることができる。
しかし、中性子線は主として物質との相互作用により吸収されて減弱するものであるため、特にエネルギーの低い中性子があたかも煙のようにダクトを通り抜けて室外に漏洩する現象が起こり、ダクトストリーミングの抑制が重要な問題となる。
【０００４】
なお、特開平４−３４６０９９号公報には、放射線遮蔽壁の貫通部に遮蔽材を収容する容器を填め込んでおき、ケーブルや真空チャンバなどの貫通材を施工するときにはその容器を取り外して貫通材を施工してから遮蔽材を充填して貫通部に戻すようにした遮蔽壁貫通部の構造が開示されている。この構造では、ケーブル等を個々に施工する場合は的確に中性子のストリーミングを防止することができるが、施工を合理的に行うためケーブルダクトを用いるような場合には有効に中性子の漏洩を防止することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、放射線遮蔽壁を貫通するダクトにおける放射線ストリーム、特に中性子のダクトストリームを軽減した放射線遮蔽施設を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の放射線遮蔽施設は、放射線発生装置室に設ける放射線遮蔽壁の一部を放射線遮蔽に必要な厚さを分割して多重に形成し、放射線発生装置室の内部と外部を連絡するピットをこの多重に形成された放射線遮蔽壁部分を通過しかつ放射線遮蔽壁の壁中に形成される部屋においては壁面に平行に設けて、ダクトをピットに収納することを特徴とする。
また、ダクトを地下に埋設するようにしてもよい。
【０００７】
ダクト内を伝わって漏洩する中性子は、通路断面の短径の２上に比例し通路の長さの２乗に逆比例して減弱する。
本発明の放射線遮蔽施設のピットは、放射線遮蔽壁を直線的に貫通させるのではなく放射線遮蔽壁内に形成した空間においては壁と平行に走行させるため、このピットに収納された配線等を収容するダクトは放射線遮蔽壁内で何度か垂直方向に屈曲してから遮蔽壁を貫通する。
【０００８】
したがって、ダクトの全長が長くなるばかりでなく、ダクトが垂直に屈曲しているため、屈曲する度にその地点を起点としてそこに接続された直線部分のダクトの減弱効果を享受することができる。すなわち減弱効果はダクトが屈曲する度に積の形で積算されることになる。
放射線遮蔽壁は単独で遮蔽できる厚さを適当な数に分割したものであり、壁の厚さを総合するとγ線や中性子線に対して十分の遮蔽が可能である。また、遮蔽壁材料の量を大幅に増加する必要がない。
さらに、ピットは放射線遮蔽壁の中で開口しているため、配線の変更などがあっても容易に対処することができる。
【０００９】
なお、ピットにダクトを収納した後、ピット内部にパラフィン、ポリエチレン等の中性子遮蔽材を充填し中性子遮断材で形成した蓋をかぶせて使用することができる。このように構成したものは、中性子がよく吸収されて放射線発生装置室の外部に漏洩し難い。また、ダクトの周囲の空間を狭めることにより、中性子が輸送通路断面の狭い方の径の２乗に比例して減弱する性質を利用して、さらに減弱効果を高めることができる。
また、ダクトを地下に埋設すると簡単に遮蔽効果の高い施工をすることができる。
【００１０】
さらに、ピットに代えてトンネルを形成してこれにケーブル類を収納するようにしてもよい。中間室内で何度も屈曲する地下トンネルをケーブルダクトとして使用することにより、中性子線は著しく減弱するので、中性子のダクトストリームは容易に安全な水準まで抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る放射線遮蔽施設の実施例を示す平面図、図２はピットの部分の断面図、図３はピットの別の態様を示す断面図である。
図１に示すように、放射線発生装置１はコンクリート放射線遮蔽壁２に取り囲まれた放射線発生装置室３内に配置されており、ピット４が放射線遮蔽壁２を貫通して設けられている。
【００１２】
放射線遮蔽壁２のピット４が貫通する部分には、遮蔽壁の中に空間が設けられて１個または複数の中間室５が形成されている。中間室５を仕切る壁は、放射線発生装置室３から放射線遮蔽壁２の外部までに貫く厚さの合計がγ線および中性子線の遮蔽に十分な厚さになるように、１個または複数の空間に厚さを分配したものである。したがって、１枚の遮蔽壁で放射線遮蔽をする場合と比較して、壁を形成する遮蔽材の量が極端に増大することはない。
放射線遮蔽壁２を貫いてこの中間室５内に導かれたピット４は、この中間室５内で垂直に屈曲し壁面と平行になるように敷設され、中間室の数の２倍の屈曲点を有する。
【００１３】
ピット４には、放射線発生装置１など室内の装置に外部からユーティリティを供給するため、電源用配線や制御用配線、冷却配管などが収容されるダクトが収納されている。
図２は中間室５内におけるピット４の断面図である。分割された遮蔽壁６の間に形成された中間室５の床面を掘り下げてピット４が形成されている。ピット４の内にはダクト７が据えられていて、ダクト７内にケーブル類８が配置されている。
【００１４】
ダクト７の周囲、底部や側面などには、ピット４の間に形成される空間を閉塞するように中性子吸収材で成形された充填材９を充填する。中性子吸収材としては水素原子を多く含むポリエチレンやパラフィンが用いられる。充填材９は、中性子吸収材を空間の形状に合わせたブロックに形成したものでよいが、粒子状にしたものであってもよい。
また、ダクト７の上には、やはり中性子吸収材で適当な厚さのブロックに形成された蓋材１０が置かれて、ダクト７から漏れる中性子を吸収して外部に漏れる量を抑制するようになっている。
【００１５】
屈折点によりｎ個の直線部に分割されたダクト７の末端における中性子濃度Ｈn（Ｓｖ／ｈ）は、放射線発生装置室３における中性子濃度をＨ0（Ｓｖ／ｈ）とすると、下の式で表されることが知られている。
Ｈn＝Ｈ0（ａ1／Ｌ1）2（ａ2／Ｌ2）2・・（ａn／Ｌn）2          （１）
ここで、ａは直線ダクトの断面における短径長（ｍ）、Ｌは直線長（ｍ）、添え字は直線部の順番を表す番号である。
【００１６】
このとき、一般的には分割が多くなるほどダクトストリーミングが小さくなる。たとえば、高さが０．５ｍで幅より小さい一定の断面を有するダクトが全長９ｍある場合とこれを３ｍずつ３個の分割した場合では、前者がＨ0０．５2／９2＝Ｈ0×３×１０-3に対して後者がＨ0０．５6／３6＝Ｈ0×２．１×１０-5となりダクトストリーミングが小さい。
このように、ダクト７が放射線遮蔽壁２を直線的に貫通するより、ダクトの長さが大きくなるばかりでなく、屈曲点が増えるためダクトストリームを減少させる効果が大きい。
【００１７】
また、敷設したケーブル類８を変更する必要がある場合にも、作業員が中間室５に立ち入り蓋材１０や充填材９を取り除いてダクト７を掘り出しケーブル類８を露出させることにより、簡単に施工することができる。
なお、ピット４が中間室５の壁を貫通する位置に放射線遮蔽扉を設置することによりピット４の上面が常に地表に現れるようにしておくこともできる。このような構造であれば、作業員の立ち入りやケーブル類の掘り出しは極めて容易になる。
【００１８】
本実施例における中間室５の構造は、特殊な放射線遮蔽用コンクリートや鉛など高価な材料で遮蔽壁２を形成する場合にも建設費用が高騰しない利益がある。
なお、放射線発生装置室３内に設置すると強力な放射線により損傷を受ける可能性のある計測器の本体を中間室５内に配置することにより放射線の障害を防ぎ、検出端の近くで測定処理を行えるようにして精度の高い測定を行うようにすることもできる。例えば電子ビームのバンチ測定器やストロークカメラ、分光器など、計測器本体と検出端を近くに配置することが好ましい計測装置は多い。
また、作業員の被爆の管理や遮蔽効果の確認のため、中間室５には放射線モニタ１１を備えることができる。
【００１９】
なお、図３に示すように、ダクト７にケーブル類８を敷設した後、ダクト７に蓋をかぶせてからピット４を埋め砂１２で埋め戻して床面と同じ水準にしてもよい。このような構造では、ダクト７の掘り出しに多少手間がかかるが、工事用材料に特別のものを必要とせず、当初のケーブル類の敷設は手軽に施工できるメリットがある。
【００２０】
また、ピット４に代えて、トンネルを形成して利用することもできる。トンネルは、放射線発生装置室の床面に垂直に掘り込んで地中で水平方向に曲がり、中間室位置で曲折してつづら折り通路になって中間室部分を通過して、放射線発生装置室の外で立ち上がるように形成する。中間室の屈折部には入線を容易にするためのマンホールが設けられる。
このような屈折したトンネル構造を用いて、これにケーブル類を直接通線するようにすると、通路の曲がり回数が増え、また地下深くにあるため地上までの立ち上がりが長くなるので中性子吸収材を充填する必要も小さい。中性子線は屈折したトンネル内で有効に減弱するので、ダクトストリームを効果的に抑制することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の放射線遮蔽施設は、放射線遮蔽壁を形成する材料を著しく増大することなく、放射線遮蔽壁を貫通するダクトにおける中性子のダクトストリームを軽減することができ、かつケーブル類の張り替えが必要になったときにも簡単に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線遮蔽施設の実施例を示す平面図である。
【図２】本実施例におけるピットの部分を示す断面図である。
【図３】本実施例におけるピットの別の態様を示す断面図である。
【符号の説明】
１  放射線発生装置
２  放射線遮蔽壁
３  放射線発生装置室
４  ピット
５  中間室
６  放射線遮蔽壁
７  ダクト
８  ケーブル類
９  充填材
１０  蓋材
１１  放射線モニタ
１２  埋め砂
【図１】
0004230067.tif 000002
【図２】
0004230067.tif 000003
【図３】
0004230067.tif 000004