特開 2025-22163 放射線遮蔽構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025022163

(43)【公開日】2025-02-14

(54)【発明の名称】放射線遮蔽構造

(51)【国際特許分類】

   G21F 3/00 20060101AFI20250206BHJP

   G21F 7/00 20060101ALI20250206BHJP

【ＦＩ】

G21F3/00 L

G21F7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023126476

(22)【出願日】2023-08-02

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小迫 和明

(72)【発明者】

【氏名】能任 琢真

(57)【要約】

【課題】出入口における漏洩線量を大幅に低減可能な放射線遮蔽構造を提供する。
【解決手段】迷路２４は、放射線発生装置１２から離れる側に向けて、迷路内壁２２の側端部２６と、放射線遮蔽壁１４の間に形成された開口部２８から迷路内壁２０の厚さ方向に延びる通路である第１脚３０と、この第１脚３０に対して角度をつけて接続し、迷路内壁２０および迷路外壁２２に沿って延びる通路である第２脚３２と、この第２脚３２の出入口１８に近い端部側に対して角度をつけて接続し、放射線発生装置１２から離れる側に向けて、端部側から迷路外壁２２の厚さ方向に延びる通路である第３脚３４と有し、第３脚３４の通路の長さＬ３は、第２脚３２の通路の長さＬ２および形状と、放射線発生装置１２の最大使用線量とに基づいて設定されているようにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線発生装置を収容し、放射線遮蔽壁に囲まれた収容室と、前記放射線発生装置からの放射線が前記収容室の出入口に直接到達することを防ぐために前記放射線発生装置と前記出入口の間に設けられた迷路内壁と、前記迷路内壁の前記出入口側に対向配置された迷路外壁により区画形成され、前記出入口に接続した迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、
前記迷路は、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記迷路内壁の側端部と、前記放射線遮蔽壁の間に形成された開口部から前記迷路内壁の厚さ方向に延びる通路である第１脚と、この第１脚に対して角度をつけて接続し、前記迷路内壁および前記迷路外壁に沿って延びる通路である第２脚と、この第２脚の前記出入口に近い端部側に対して角度をつけて接続し、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記端部側から前記迷路外壁の厚さ方向に延びる通路である第３脚と有し、
第３脚の通路の長さは、第２脚の通路の長さおよび形状と、前記放射線発生装置の最大使用線量とに基づいて設定されていることを特徴とする放射線遮蔽構造。

【請求項2】

放射線を遮蔽する遮蔽扉および遮蔽棚を前記出入口および前記迷路に有しないことを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば医療用放射線照射室のような出入口に迷路を備えた放射線遮蔽構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、医療用リニアック室などの放射線利用施設では、放射線を照射する照射室と出入口の間に放射線の外部漏洩を防ぐための迷路構造を設けて、出入口に遮蔽扉を設置している（例えば、特許文献１を参照）。リニアック室の迷路は多くの場合、２脚構造となっている。

【0003】

図５（１）、（２）に、従来の２脚構造の迷路を備えたリニアック室の一例を示す。これらの図に示すように、リニアック室１は、鉄板２を内蔵した放射線遮蔽壁３に囲まれた平面視で略矩形状の照射室４と、照射室４の出入口５に繋がる２脚構造の迷路６を有する。照射室４の略中央には、放射線を放出するリニアック装置７が設けられ、ここから利用線錘Ｃが形成される。迷路６は、第１脚Ａと第２脚Ｂを有し、迷路内壁８に沿って設けられる。迷路内壁８は、照射室４と出入口５の間を仕切るように一方の放射線遮蔽壁３から対向する放射線遮蔽壁３に向けて突出した壁であり、迷路内壁８の突出端部と対向する放射線遮蔽壁３との間には、照射室４と迷路６とを連絡する開口部９が形成される。

【0004】

迷路６の第１脚Ａは、照射室４に近い側に設けられ、第２脚Ｂは、出入口５に近い側に設けられる。第１脚Ａは、第２脚Ｂを接続することが目的であるため長さは短い。図５の例では、第１脚Ａの長さは、迷路内壁８の厚さと迷路幅の和と同程度である。第２脚Ｂは、第１脚Ａから迷路内壁８に沿って直角または外側に少し角度を付けて設置され、照射室４の横幅と同程度の長さがある。第２脚Ｂの終端または終端近くの直角方向に出入口５が設置される。

【0005】

出入口５には、鉛とポリエチレンの２層の遮蔽板を内包する遮蔽扉５Ａが設置される。出入口５の図示しない垂れ壁にダクト貫通孔がある場合には、出入口５に近い迷路６の上部に鉛とポリエチレンの２層の遮蔽板を内包する遮蔽棚が設置される。鉛とポリエチレンの厚さは、それぞれ１ｃｍと１０ｃｍ程度が標準的であるが、リニアック装置７のエネルギー、最大使用線量とリニアック室１の構造によって変動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－１７９８５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

照射室４から迷路６の第１脚Ａに進入する放射線は、大部分が第１脚Ａの壁面と床面で散乱し、その一部が第２脚Ｂに進入する。散乱して第２脚Ｂに進入した放射線は、真っ直ぐな第２脚Ｂの壁面に沿ってコリメートされながら進行して出入口５に到達する。第２脚Ｂの終端付近では、放射線の線量が法令限度以下になっていないために、遮蔽扉５Ａを設置して放射線を減衰することで法令限度以下にする必要があった。遮蔽扉５Ａは重量物であるため、上吊り方式の高額の電動駆動装置が必要であった。さらに、擦り合わせ調整を含む定期的なメンテナンスや、停電・故障時には手動で開閉できる補助機能も必要であった。

【0008】

出入口５の垂れ壁などにダクトやスリーブ貫通孔がある場合は、これらを介して放射線が漏洩する。この場合、第２脚Ｂの終端付近の放射線の線量が法令限度以下になっていないために、遮蔽扉５Ａと同等の遮蔽能を有する遮蔽棚を迷路６上部に設置して遮蔽する必要があった。また、重量物である遮蔽棚は、地震等で落下しないように、金具等でしっかりと固定する必要があった。

【0009】

出入口５における漏洩線量が法令限度以下であれば、遮蔽扉と遮蔽棚が不要となり、その製作費、設置費やメンテナンス費を削減することが可能である。このため、出入口における漏洩線量を大幅に低減可能な技術が求められていた。

【0010】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出入口における漏洩線量を大幅に低減可能な放射線遮蔽構造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】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る放射線遮蔽構造は、放射線発生装置を収容し、放射線遮蔽壁に囲まれた収容室と、前記放射線発生装置からの放射線が前記収容室の出入口に直接到達することを防ぐために前記放射線発生装置と前記出入口の間に設けられた迷路内壁と、前記迷路内壁の前記出入口側に対向配置された迷路外壁により区画形成され、前記出入口に接続した迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、前記迷路は、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記迷路内壁の側端部と、前記放射線遮蔽壁の間に形成された開口部から前記迷路内壁の厚さ方向に延びる通路である第１脚と、この第１脚に対して角度をつけて接続し、前記迷路内壁および前記迷路外壁に沿って延びる通路である第２脚と、この第２脚の前記出入口に近い端部側に対して角度をつけて接続し、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記端部側から前記迷路外壁の厚さ方向に延びる通路である第３脚と有し、第３脚の通路の長さは、第２脚の通路の長さおよび形状と、前記放射線発生装置の最大使用線量とに基づいて設定されていることを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造は、上述した発明において、放射線を遮蔽する遮蔽扉および遮蔽棚を前記出入口および前記迷路に有しないことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る放射線遮蔽構造によれば、放射線発生装置を収容し、放射線遮蔽壁に囲まれた収容室と、前記放射線発生装置からの放射線が前記収容室の出入口に直接到達することを防ぐために前記放射線発生装置と前記出入口の間に設けられた迷路内壁と、前記迷路内壁の前記出入口側に対向配置された迷路外壁により区画形成され、前記出入口に接続した迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、前記迷路は、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記迷路内壁の側端部と、前記放射線遮蔽壁の間に形成された開口部から前記迷路内壁の厚さ方向に延びる通路である第１脚と、この第１脚に対して角度をつけて接続し、前記迷路内壁および前記迷路外壁に沿って延びる通路である第２脚と、この第２脚の前記出入口に近い端部側に対して角度をつけて接続し、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記端部側から前記迷路外壁の厚さ方向に延びる通路である第３脚と有し、第３脚の通路の長さは、第２脚の通路の長さおよび形状と、前記放射線発生装置の最大使用線量とに基づいて設定されているので、出入口における漏洩線量を大幅に低減することができるという効果を奏する。

【0014】

また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造によれば、放射線を遮蔽する遮蔽扉および遮蔽棚を前記出入口および前記迷路に有しないので、遮蔽扉および遮蔽棚の製作費、設置費やメンテナンス費を削減することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明に係る放射線遮蔽構造の実施の形態を示す平断面図である。

【図2】図２は、漏洩線量（線量率）の計算結果の一例を示すコンター図である。

【図3】図３は、本発明に係る放射線遮蔽構造の寸法の説明図である。

【図4】図４は、漏洩線量（線量率）の計算結果の一例を示すコンター図である。

【図5】図５は、従来の放射線遮蔽構造の一例を示す平断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明に係る放射線遮蔽構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0017】

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る放射線遮蔽構造１０は、放射線発生装置１２を収容し、放射線遮蔽壁１４に囲まれた収容室１６と、放射線発生装置１２からの放射線が収容室１６の出入口１８に直接到達することを防ぐために放射線発生装置１２と出入口１８の間に設けられた迷路内壁２０と、迷路内壁２０の出入口１８側に対向配置された迷路外壁２２により区画形成され、出入口１８に接続した３脚構造の迷路２４とを備える。出入口１８には、放射線を遮蔽する機能を有する遮蔽扉は設置されていないが、設置してもよい。

【0018】

放射線遮蔽構造１０は、リニアック室を想定している。放射線発生装置１２は、放射線を放出して利用線錘Ｃを形成するリニアック装置であり、収容室１６の略中央に設けられる。収容室１６は、平面視で略矩形状の照射室である。放射線遮蔽壁１４は、コンクリート製である収容室１６の縦幅方向Ｚと、これに直交する横幅方向Ｙを含む位置に設けられる。

【0019】

迷路内壁２０は、収容室１６と出入口１８の間を仕切るように、縦幅方向Ｚに延びる一方の放射線遮蔽壁１４Ａの端部から、対向する他方の放射線遮蔽壁１４Ｂに向けて横幅方向Ｙに突出した壁であり、迷路内壁２０の突出端部２６（側端部）と対向する他方の放射線遮蔽壁１４Ｂとの間には、収容室１６と迷路２４とを連絡する開口部２８が形成される。開口部２８には、図示しない垂れ壁などが設けられる。

【0020】

迷路外壁２２は、他方の放射線遮蔽壁１４Ｂの出入口１８側の端部から迷路内壁２０の外側に沿って横幅方向Ｙに延びる放射線遮蔽壁１４により構成される。迷路外壁２２の厚さは、放射線遮蔽壁１４Ｂの厚さと同程度である。

【0021】

迷路２４は、第１脚３０と、第２脚３２と、第３脚３４を有し、迷路内壁２０および迷路外壁２２に沿って設けられる。

【0022】

第１脚３０は、開口部２８から迷路内壁２０の厚さ方向（縦幅方向Ｚ）に延びて、迷路外壁２２に突き当たった通路である。第１脚３０は、第２脚３２を接続することが目的であるため長さは短い。第１脚３０の通路の長さＬ１は、迷路内壁２０の厚さと第２脚３２の迷路幅の和と同じである。第１脚３０の迷路幅は、一定である。

【0023】

第２脚３２は、第１脚３０の端部に対して平面視で第１脚３０の通路方向に直角に接続し、迷路内壁２０および迷路外壁２２に沿って横幅方向Ｙに延びる通路である。第２脚３２の通路の長さＬ２は、迷路内壁２０の突出端部２６を迷路外壁２２に正射影した位置から第３脚３４に面する迷路外壁２２の端部３６までの長さＬと、第３脚３４の迷路幅を足し合わせたものと同じである。第２脚３２の迷路幅は、一定である。

【0024】

第３脚３４は、第２脚３２の出入口１８に近い端部側に対して平面視で第２脚３２の通路方向に直角に接続し、第２脚３２の端部側から出入口１８に向けて迷路外壁２２の厚さ方向（縦幅方向Ｚ）に延びる通路である。第３脚３４は、第２脚３２の出入口１８に近い端部（終端部）に対して接続する場合に限るものではなく、第２脚３２の終端部の付近に接続してもよい。第３脚３４は、迷路外壁２２の側端面３８とこれに対向する放射線遮蔽壁４０との間、および、放射線遮蔽壁４２に沿って設けられる。放射線遮蔽壁４２は、他の放射線遮蔽壁１４よりも厚さが薄い放射線遮蔽壁であり、迷路外壁２２の側端面３８および放射線遮蔽壁４０の内面に対してそれぞれ面一に繋がっており、出入口１８に向けて縦幅方向Ｚに延びている。放射線遮蔽壁４０は、第２脚３２の端部から一定の厚さで縦幅方向Ｚに延びている。第３脚３４の通路の長さＬ３は、迷路外壁２２の側端面３８のうち厚さ方向内側の端部３６（隅角部）から出入口１８までの長さである。第３脚３４の迷路幅は、一定である。

【0025】

第３脚３４の通路の長さＬ３は、第２脚３２の通路の長さＬ２および配置形状と、放射線発生装置１２の最大使用線量とに基づいて設定されている。長さＬ３を調整することにより、第３脚３４の終端の出入口１８からの漏洩線量を所望の線量に調整することができる。Ｌ３を短くすれば漏洩線量は高くなり、Ｌ３を長くすれば漏洩線量は低くなる。第３脚３４の減衰率は長さＬ３［ｍ］による１／（Ｌ３）^２則に従う。

【0026】

図２は、第２脚３２の通路の長さＬ２（Ｌ）を変えて計算した漏洩線量のコンター図の一例である。図２（１）はＬ＝２７０ｃｍ、（２）はＬ＝３００ｃｍの場合である。この図に示すように、第２脚３２に対して直角に設置した第３脚３４に進入する放射線は、第２脚３２の終端周辺の壁面で散乱したものが主体となるため、第２脚３２の終端の放射線よりも相当少なくなることがわかる。

【0027】

第３脚３４に面した放射線遮蔽壁４２と天井壁のコンクリート厚は、３０ｃｍ程度で十分であり、それ以上にする必要はない。したがって、放射線遮蔽壁４２を厚くする必要はない。

【0028】

第２脚３２と第３脚３４の長さＬ２、Ｌ３を適切に設定すれば、第３脚３４の終端の漏洩線量を法令限度以下にすることができる。このため、出入口１８における漏洩線量を大幅に低減することができる。これにより、出入口１８に、放射線を遮蔽する遮蔽扉および遮蔽棚を設置する必要がなくなる。遮蔽扉と遮蔽棚の設置を不要にできるので、遮蔽扉および遮蔽棚の製作費、設置費やメンテナンス費を削減することができる。出入口１８に設置する扉は、一般的な内開き扉、内側片開き扉や引き戸などを使用可能である。第３脚３４の終端付近に設けるダクトとスリーブは、放射線の漏洩対策をせずに自由に設置できる。また、出入口１８がリニアック装置（放射線発生装置１２）のターゲットから遠くなるため、迷路内壁２０の厚さを薄くすることが可能となる。なお、標準的なリニアック装置の運転条件であれば、図２に示すように、遮蔽扉と遮蔽棚の設置を不要にできる第３脚３４の長さＬ３は、３００ｃｍ程度と考えられる。

【0029】

（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例で示すＬ３の値は、リニアック装置の最大使用線量が６００００［Ｇｙ／３月］におけるものである。実際のリニアック装置の最大使用線量ＭＤによりＬ３は変動するため、ＭＤ／６００００の値をＬ３に乗じることでＭＤに対するＬ３を求めることができる。

【0030】

図３は、本実施例の迷路周辺の寸法説明図である。この図に示すように、第３脚３４の終端の出入口１８の漏洩線量を最も低減するには、第２脚３２の長さＬ２を可能な限り最大にすることが重要である。その場合、第２脚３２の終端部の壁厚は５０ｃｍ以上あれば十分である。第２脚３２の長さＬ２から第３脚３４の開口幅（迷路幅）Ｗ３を減じることで第１脚３０から第３脚３４までの距離（長さ）Ｌが得られる。Ｌは１５０ｃｍ以上とすることが望ましい。このＬにより第３脚３４の長さＬ３を概略で決めることができる。また、第３脚３４の延伸部分の放射線遮蔽壁４２の長さＬ３ａは、Ｌ３から迷路外壁２２の厚さＤ_ｍｏを差し引くことで求められる。

【0031】

図４は、第２脚３２の通路の長さＬ２のうち、Ｌを１５０～５００ｃｍに変えて計算した漏洩線量のコンター図の一例である。図４（１）はＬ＝１５０ｃｍ、（２）はＬ＝２００ｃｍ、（３）はＬ＝２５０ｃｍ、（４）はＬ＝３００ｃｍ、（５）はＬ＝３５０ｃｍ、（６）はＬ＝４００ｃｍ、（７）はＬ＝４５０ｃｍ、（８）はＬ＝５００ｃｍの場合である。

【0032】

図４（１）～（６）に示すように、Ｌが１５０ｃｍ以上４００ｃｍ以下の場合には、第３脚３４の通路の長さＬ３の概略値は、６００ｃｍからＬを差し引いた値により求めることができる。すなわち、Ｌ３≒６００－Ｌ［ｃｍ］で決定することができる。

【0033】

また、図４（７）に示すように、Ｌが４５０ｃｍの場合には、第３脚３４の通路の長さＬ３の概略値は、６３０からＬを差し引いた値により求めることができる。すなわち、Ｌ３≒６３０－Ｌ［ｃｍ］で決定することができる。

【0034】

また、図４（８）に示すように、Ｌが５００ｃｍ以上の場合には、第３脚３４の通路の長さＬ３の概略値は、１５０ｃｍとすることができる。すなわち、Ｌ３≒１５０ｃｍとして決定することができる。

【0035】

以上説明したように、本発明に係る放射線遮蔽構造によれば、放射線発生装置を収容し、放射線遮蔽壁に囲まれた収容室と、前記放射線発生装置からの放射線が前記収容室の出入口に直接到達することを防ぐために前記放射線発生装置と前記出入口の間に設けられた迷路内壁と、前記迷路内壁の前記出入口側に対向配置された迷路外壁により区画形成され、前記出入口に接続した迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、前記迷路は、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記迷路内壁の側端部と、前記放射線遮蔽壁の間に形成された開口部から前記迷路内壁の厚さ方向に延びる通路である第１脚と、この第１脚に対して角度をつけて接続し、前記迷路内壁および前記迷路外壁に沿って延びる通路である第２脚と、この第２脚の前記出入口に近い端部側に対して角度をつけて接続し、前記放射線発生装置から離れる側に向けて、前記端部側から前記迷路外壁の厚さ方向に延びる通路である第３脚と有し、第３脚の通路の長さは、第２脚の通路の長さおよび形状と、前記放射線発生装置の最大使用線量とに基づいて設定されているので、出入口における漏洩線量を大幅に低減することができる。

【0036】

また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造によれば、放射線を遮蔽する遮蔽扉および遮蔽棚を前記出入口および前記迷路に有しないので、遮蔽扉および遮蔽棚の製作費、設置費やメンテナンス費を削減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0037】

以上のように、本発明に係る放射線遮蔽構造は、医療用放射線照射室などの迷路を備える放射線利用施設に有用であり、特に、出入口における漏洩線量を大幅に低減するのに適している。

【符号の説明】

【0038】

１０ 放射線遮蔽構造
１２ 放射線発生装置
１４，１４Ａ，１４Ｂ，４０，４２ 放射線遮蔽壁
１６ 収容室
１８ 出入口
２０ 迷路内壁
２２ 迷路外壁
２４ 迷路
２６ 突出端部（側端部）
２８ 開口部
３０ 第１脚
３２ 第２脚
３４ 第３脚
３６ 端部
３８ 側端面
Ｙ 横幅方向
Ｚ 縦幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】