放射線遮蔽ガラス及びその製造方法
【課題】 放射線遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも十分なものとするための適切な透明性を確保できる放射線遮蔽ガラスを提供する。
【解決手段】 質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上である放射線遮蔽ガラス。
【解決手段】 質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上である放射線遮蔽ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽ガラス及びその製造方法に係り、特に放射線遮蔽ガラスに有効な特性を持たせると共に、放射線遮蔽ガラスを要請に応じた用途に適正に使用可能とするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、医療機関等の放射線を取り扱う施設の壁には、放射線を遮蔽するために金属鉛や鉄あるいはコンクリートが用いられているが、その場合に機器操作室や検査室等がコンクリートなどで仕切られる構造であると、室内に窓を取付ける必要がある。また、被検体に放射線を発生する薬剤等を注射あるいは吸入して検査を行う場合には、医師または検査技師もしくは看護師等が、例えば被検体の顔色や脈拍を確認する等のように被検体をその近傍で態様観察するに際して、放射線を体全体に直接受けないようにするための防護衝立が必要となる。
【０００３】
これらの窓や防護衝立に要求される特性としては、放射線を遮断して人体に対する安全性を確保するために、放射線源からの放射線を遮蔽する能力、いわゆる放射線遮蔽能力が必要となる。しかも、被検体の存在を的確に視認できなければ、種々の弊害を招くことになり、特に医療分野においては、被検体の検査結果に悪影響を及ぼし得ることから、これらの窓や防護擁立には、視認性が必要となる。
【０００４】
一方、近年の医療分野においては、癌細胞を早期に発見できるＰＥＴ（ポジトロンエミッショントモグラフィー）検査の実施が推進されるに至っている。詳述すると、下記の非特許文献１によれば、ＰＥＴ検査とは、いわゆる「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ことが記載されている。
【０００５】
このＰＥＴ検査に用いられる検査薬としては、糖分にポジトロン核種を標識した化合物が存在し、検査の目的に応じた化合物を「注射剤」や「吸入剤」の形に調整して、静脈注射や呼吸で体内に取り込むことにより、ＰＥＴ−ＣＴ装置で断層像が撮影できるようになる。この場合、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とが衝突する際に放射線が出るため、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により、癌細胞の存在の有無や病巣の大きさ等を特定することが可能となる。
【０００６】
したがって、ＰＥＴ検査を伴う診療の環境下では、検査薬を投与された被検体からガンマ線があらゆる方向に放射されることになるため、このガンマ線を医師等の検査者が体に直接受けないように遮蔽することが必須の条件となる。
【０００７】
そして、従来より公知となっている放射線遮蔽窓及び放射線遮蔽防護衝立の代表例として、下記の特許文献１によれば、高い放射線遮蔽特性を有するＰｂＯを含有したガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２１２３３１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】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 ＦＤＧ−ＰＥＴ検査における安全確保に関するガイドライン（２００５年）、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｓｎｍ．ｏｒｇ／ｒｅｐｏｒｔ／ｐｅｔ−ａｎｚｅｎ−ｇｌ．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記の特許文献１に開示の放射線遮蔽ガラスは、高い放射線遮蔽性能を有すると共に、放射線による着色を防止するのに十分な量のＣｅＯ2を含有しながらも誘電破壊を起こし難いガラスである。具体的には、放射線遮蔽性能を高めるためにＰｂＯを一定量含有し、且つ放射線による着色を防止するために十分な量のＣｅＯ2を含有するガラスに対して、誘電破壊を防ぐためにＮａ2ＯとＫ2Ｏとの割合を限定して含有させたものである。
【００１１】
しかしながら、同文献に開示の放射線遮蔽ガラスは、放射線による着色を抑制する技術であり、ガラス本来の着色を抑制する技術ではない。したがって、当然の事ながら、放射線遮蔽ガラスが、本来着色されていれば、放射線に起因する着色を如何に抑制しても、ガラス本来の着色が抑制されるわけではない。
【００１２】
そして、従来より医療施設等で使用されているＰｂＯを含有したガラスは、放射線遮蔽能力は優れているものの、透明性が不当に阻害される程度まで着色されていることから、視認性に劣るという問題を有している。そのため、このようなガラスを放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護擁立として使用していたのでは、被検体を的確に視認判断できないという事態を招き、特に医療分野では診断結果の誤認という極めて深刻な問題を招来し得る。
【００１３】
それにも拘わらず、放射線遮蔽ガラスについては、被検体の視認に関する透明性という重要な特性に関して何ら考慮されていないのが実情であって、したがってこの種のガラスの透明性についてはどの程度であれば適正な視認性を確保できるかという問題が浮上することになる。
【００１４】
そこで、本発明の第１の課題は、放射線遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも十分なものとするための適切な透明性を確保できる放射線遮蔽ガラスを提供することにある。
【００１５】
一方、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽手段としては、仮に放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護擁立を作製するとしても、基本材質として金属鉛や鉄あるいはガラス等の中から如何なる材質のものを使用するのが最適であるかについて、有効且つ確立した材質が見い出されていないのが実情である。すなわち、このＰＥＴ検査用の放射線遮蔽手段は、十分な放射線遮蔽能力及び十分な視認性を確保することにより、医師等が被検体の顔色等を的確に確認した上で、ガンマ線を体に直接受けないようにすることが極めて重要となる。
【００１６】
その場合に、仮にガラスを使用してガンマ線の遮蔽窓や遮蔽防護擁立を作製するにしても、ＰＥＴ検査において被検体から放射されるガンマ線を適正に遮蔽し且つその被検体を適正に視認するには、ガラスの基本組成をどのようにすれば最適であるかという事項については、未だ明確にされていないのが実情である。したがって、ＰＥＴ検査の分野においては、ガンマ線遮蔽用のガラスの基本組成を先ず案出しなければ、今後において、そのガラスに改良を加えて優れた特性を持たせるという技術開発を、適切な方向指針をもって行うことができないという問題を有している。
【００１７】
そこで、本発明の第２の課題は、ＰＥＴ検査を行うに際して、被検体から放射されるガンマ線に対する遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも良好に確保することが可能なガラスの基本組成を案出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記第１の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3
０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることに特徴づけられる。ここで、上記の厚さ「１０ｍｍについて」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板厚が１０ｍｍの板ガラスと仮定した場合についての事項を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。なお、以下で記載する％表示は、質量％を指す。
【００１９】
このような構成とされた放射線遮蔽ガラスによれば、ＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることから、視認性を十分なものとすべく適切な透明性を確保することが可能となる。また、ＰｂＯ以外の組成が所定範囲に規制されていることから、失透し難いガラスを得ることができ、結果として溶融ガラスの成形時の粘度を高めることができることから、板厚の厚いガラスを効率よく得ることが可能となる。したがって、高い透明性および放射線遮蔽能力ならびに耐失透性を一挙に享受できる放射線遮蔽ガラスを得ることができる。特に、板厚が厚い場合には、非常に高い放射線遮蔽能力と透明性とを維持できることから、極めて大きなメリットを有する放射線遮蔽ガラスが実現する。
【００２０】
この場合、上記の放射線遮蔽ガラスの表面に、屈折率及び厚さが適切な薄膜（例えば、反射防止膜）を形成することにより低反射処理を施すことが好ましく、そのようにした場合の放射線遮蔽ガラスの反射損失は、０．３〜４．０であることが好ましく、その下限は０．５であってもよいが、その上限は３．５であることがより好ましい。
【００２１】
このようにすれば、上述の放射線遮蔽ガラスのように、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率を５０％以上としたことと相俟って、視認性がより一層良好なものとなる。ここで、反射損失Ｒは、ガラスの屈折率をｎとした場合に、Ｒ＝（（ｎ−１）／（ｎ＋１））2 で求まる数値である。
【００２２】
また、上記第２の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に用いることに特徴づけられる。
【００２３】
すなわち、本発明者等は、このような基本組成を備えた放射線遮蔽ガラスを、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として好適に使用できることを案出した。具体的には、既に述べたように、ＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、ＰｂＯ以外の組成が所定範囲に規制されていることから、高い透明性および放射線遮蔽能力ならびに耐失透性を一挙に享受できる放射線遮蔽ガラスを得ることが可能となり、特に板厚が厚い場合には、非常に高い放射線遮蔽能力と透明性とを維持できることになる。このような特性を備えていれば、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として、十分なガンマ線遮蔽性能を有し且つ十分な視認性を有する待望の基本材が得られることになる。したがって、ＰＥＴ検査の分野においては、検査薬の投与に伴って被検体から放射されたガンマ線が医師等の検査者に直接投射されることを阻止でき、しかも医師等が被検体（患者等）の顔色等を確認する際の誤診等を回避できる新規且つ有用なガンマ線遮蔽ガラスが得られることになる。
【００２４】
以上の放射線遮蔽ガラスは、ガラス組成として、Ｆｅ2Ｏ3が２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3が５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
このような構成とすれば、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3に起因するガラスの着色を可及的に抑制することが可能となる。すなわち、本発明者等は、放射線遮蔽ガラスの透明性に影響を与える因子として、影響の大きな因子がＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3に代表されるガラス中に含まれる不純物であることを見出すと共に、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制すれば、放射線遮蔽ガラスの透明性が顕著に向上することを見出した。ここで、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3により放射線遮蔽ガラスが着色する理由は、ＰｂＯは紫外域に光の吸収があり、その影響で不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が少量であっても、ガラスの着色に影響を及ぼすからである。特に、溶融温度が高い場合には、非常に少量であっても、ガラスを着色させる性質を有している。これは、Ｆｅイオンの酸化還元反応またはＦｅイオンの配位数の変化が原因と考えられる。したがって、ガラスの着色を抑制する観点から、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物を厳密に管理することは重要であり、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制すれば、可及的に放射線遮蔽ガラスの着色を抑制することができる。
【００２６】
なお、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物は、原料および原料の粉砕工程や混合工程に用いる設備（例えば、鉄やステンレス等の材質で構成される設備）からガラス内に混入する。したがって、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量が少ない原料を用いることによって、ガラス内のＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を低減させることが可能となる。また、原料の粉砕工程や混合工程に用いる設備をＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が混入し難い材質またはＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が混入しない材質に変更したり、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3を取り除く工程を導入することにより、ガラス内のＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を低減させることが可能となる。以上のような対策を施すことによって、Ｆｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制することが可能となる。
【００２７】
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目的で、放射線遮蔽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、放射線遮蔽窓および放射線遮蔽防護衝立に用いる放射線遮蔽ガラスに求められる透明性は、上述の板厚を厚くしなければならない事情と相俟って、非常に重要な特性となっている。
【００２８】
一方、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設においては、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。
【００２９】
そのため、検査を行う医師、検査技師及び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。上述の非特許文献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線検査の実行線量等量が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。
【００３０】
以上の観点から、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設においては、医師等の被曝管理が重要であることから、放射線遮蔽ガラスには十分な放射線遮蔽能力が要求され、必然的にガラス組成内にＰｂＯを多く含有させる必要がある。したがって、ＰｂＯの含有量を５５％以上とすると、既述の利点とともに、従来の放射線遮蔽ガラスよりも高い放射線遮蔽能力をも付与することができることとなり、これらの用途に好適に使用可能となる。
【００３１】
加えて、放射線を可及的に遮蔽するためには、放射線遮蔽ガラスの板厚を厚くする必要があるが、安定して板厚が厚いガラスを成形しようとすれば、粘性が高い状態で成形する必要がある。そのため、高粘性で失透しないガラス、つまり液相粘度が高いガラスが必要となる。また、放射線を可及的に遮蔽するためには、放射線遮蔽ガラスのガラス組成内にＰｂＯを多量に含有させる必要があるが、そのようにした場合には、ガラスが熱的に不安定になる傾向があり、より一層失透し難いガラスが必要となる。上記の放射線遮蔽ガラスは、ＰｂＯ以外のガラス組成を一定範囲に規制したため、ＰｂＯの含有量が多いにも拘わらず、非常に熱的安定性が高く、ガラスの板厚を容易に厚くすることができる。
【００３２】
以上の放射線遮蔽ガラスは、ガラス組成として、Ｓｂ2Ｏ3 １００〜２００００ｐｐｍを含有していることが好ましく、もしくは、Ｃｌ2 ０〜２００００ｐｐｍを含有していることが好ましく、または、実質的にＡｓ2Ｏ3を含有していないことが好ましい。
【００３３】
このようにすれば、清澄剤として、Ｓｂ2Ｏ3もしくはＣｌ2を使用し、または環境に有害なＡｓ2Ｏ3を含有していないため、ガラス製造工程や廃ガラス処理時等に環境を汚染することがなくなる。しかも、Ｓｂ2Ｏ3もしくはＣｌ2は、溶融しているガラスが低温である場合に多量の清澄ガスを発生させるという特性を備えた清澄剤であることから、以下に示すような利点をも享受することができる。
【００３４】
すなわち、既に述べたように、ガラスの着色を抑制する観点からは、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2０3の不純物を厳密に管理することは重要であるが、その一方でＦｅイオン等の反応を抑制する目的で、ガラスの溶融温度を低下させることも重要であると考えられる。同時に、エネルギー的見地からも、ガラスの溶融温度を低下させることは重要である。しかし、ガラスの溶融温度を低下させると、それだけ溶融時におけるガラスの粘性が高くなり、泡のないガラスを得ることが困難となる。一般的に、泡のないガラスを得るためには、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域で清澄ガスを発生する清澄剤を使用することが重要である。また、ガラスの清澄は、ガラス化反応時に発生するガスを清澄ガスによってガラス融液中から追い出し、さらに均質化溶融時に残った微小な泡を再び発生させた清澄ガスによって泡径を大きくして浮上させて除去するが、溶融時におけるガラスの粘性が高いとこれらの効果が得られ難くなる。本発明の放射線遮蔽ガラスは、上記知見に基づいて決定されたものであり、低温で溶融が可能な組成となっている。具体的には、ＰｂＯの含有量を５５％以上とし、低温で溶融が可能なガラスにすると共に、低温で多量の清澄ガスを発生させるＳｂ2Ｏ3もしくはＣ１2を清澄剤として使用することで、上記の低温溶融性および泡品位、透明性の問題点を一挙に解決することが可能となる。
【００３５】
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることが好ましい。ここで、上記の「色度」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板ガラスと仮定した場合に、板厚が１０ｍｍの板ガラスの測定値を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。
【００３６】
このようにすれば、より確実にガラスの透明性を確保することができる。すなわち、色度が上記範囲から外れると、ガラスの着色が著しくなり、ガラスの透明性が悪化して、視認性を阻害することから、色度が上記範囲内にあることにより、そのような不具合を回避することができる。
【００３７】
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００３８】
このように、液相粘度を１０3.5ｄＰａ・ｓ以上とすることにより、高粘度でガラスを成形したとしてもブツや失透のない熱的に安定なガラスを得ることができ、結果として板厚の厚いガラスを成形することが可能となる。一方、液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ未満であると、溶融ガラスの成形において、ガラスが失透しやすくなり、安定生産が困難となり、板厚の厚いガラスを得ることが困難となる。特に、ＰｂＯの含有量が多いガラスは、失透しやすい傾向があるため、液相粘度を１０3.5ｄＰａ・ｓ以上にすることが好適である。この場合、液相粘度は、１０3.0ｄＰａ・ｓ以上としてもよい。なお、液相粘度は、ＳｉＯ2の含有量を増加させ、Ｂ2Ｏ3の含有量を減少させることにより高めることができる。
【００３９】
ここで、上記の「液相粘度」とは、液相温度におけるガラスの粘度を意味する。具体的には、ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した値を指す。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた値を指す。なお、ガラス表面を研磨すると、ガラス中に析出した結晶の析出位置が判別しやすく好ましい。
【００４０】
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、密度が、４．００ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【００４１】
すなわち、密度が４．００ｇ／ｃｍ3未満であると、高い放射線遮蔽能力が得られ難くなるという不具合が生じることから、密度は上記の数値範囲とすることが好都合である。このような観点から、密度は、４．２０ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましい。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。
【００４２】
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、歪点が、３６０℃以上であることが好ましい。
【００４３】
すなわち、歪点が３６０℃未満であると、熱工程でガラスが熱変形や熱収縮の影響を受け易くなるという不具合が生じることから、歪点は上記数値範囲とすることが好都合である。このような観点から、歪点は、３８０℃以上であることがより好ましい。なお、歪点は、ＳｉＯ2、Ａ１2Ｏ3の含有量を増加させることにより、高めることができる。
【００４４】
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、形状が板状をなす板状体であり、且つ該板状体の板厚が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４５】
このようにすれば、形状が板状をなす板状体であることから、広範な面積で放射線を遮蔽することができると共に、板状体の板厚を１０ｍｍ以上とすることにより、十分な放射線遮蔽能力を得ることができ、Ｘ線よりも放射線の透過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検査を行う医師または検査技師もしくは看護師等が放射線を累積的に浴び、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。このような観点から、板状体の板厚は、１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以上、更には２２ｍｍ以上であることがより好ましい。なお、この板状体の板厚の上限は、６０ｍｍであることが好ましい。
【００４６】
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、ガンマ線のエネルギー０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1以上であることが好ましく、０．５５ｃｍ-1以上、０．６ｃｍ-1以上、更には０．６５ｃｍ-1以上であることがより好ましい。ここで、放射線減弱係数（ガンマ線減弱係数）は、放射線遮蔽能力を表す指標として用いられ、入射した放射線をどの程度吸収するかを示す数値である。このガンマ線減弱係数は、数値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れている。
【００４７】
すなわち、ガンマ線のエネルギー０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1未満であると、十分な放射線遮蔽能力が得られなくなり、Ｘ線よりも放射線の透過性が高いガンマ線を有効に遮蔽することができなくなる。また、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できなくなり、ＰＥＴ検査を行う医師等が放射線を累積的に浴び、被曝するといった事態を招来し得ることになる。したがって、ガンマ線減弱係数が上記の数値範囲にあれば、このような不具合が生じ難くなる。
【００４８】
この場合、上記第２の課題を解決すべく、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に使用することを特徴とした放射線遮蔽ガラスは、ガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。
【００４９】
このようにすれば、当該放射線遮蔽ガラスがＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いられることから、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、看護師などが放射線を累積的に浴び、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として使用される場合には、防護衝立を隔てて被検体と医師等の距離が短く、被曝を回避する必要性が高いため、より好適な効果が得られる。しかも、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態（例えば患者の顔色等）を的確に視認判断することが可能となるため、被検体の態様を見間違えることによる誤診等の問題を有効に回避することができる。
【００５０】
一方、上記第１の課題を解決すべく、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率を５０％以上としたことを特徴とする放射線遮蔽ガラスは、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に用いることが好ましい。
【００５１】
このようにすれば、当該放射線遮蔽ガラスは、放射線遮蔽能力が高く、着色がなく透明性に優れ、且つ液相粘度も高くガラスの板厚を厚くすることが可能であることから、ガンマ線遮蔽能力をさらに高めることができる。また、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態を的確に視認判断することが可能となる。
【００５２】
更に、この放射線遮蔽ガラスは、ＰＥＴ検査用の医療用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用の医療用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。
【００５３】
このようにすれば、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、看護師などが放射線を累積的に浴び、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、この窓または防護衝立は、優れた透明性を有していることから、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態（例えば患者の顔色等）をより一層的確に視認判断することが可能となるため、被検体の態様を見間違えることによる誤診等の問題を更に有効に回避することができる。
【００５４】
以上の放射線遮蔽ガラスを備えた放射線遮蔽ガラス物品としては、当該放射線遮蔽ガラスからなる単一の板ガラスであることが好ましい。
【００５５】
このようにすれば、板厚が薄いガラスを複数貼り合わせるラミネート加工等を実行して放射線遮蔽能力を高める方法を採用する必要がなくなるため、製作の容易化が図られる。また、工数が少なく且つ材料費の高騰によるコストアップ等の問題も生じなくなり、結果として放射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。
【００５６】
一方、以上の放射線遮蔽ガラスの製造方法は、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとする工程で、該溶融ガラスの溶融温度が１４００℃以下とされる。
【００５７】
すなわち、この種の放射線遮蔽ガラスの製造方法においては、溶融ガラスの溶融温度を１４００℃よりも高くすると、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物の含有量が僅かであっても、ガラスが着色する傾向があると共に、環境負荷が大きくなってエネルギーコストの高騰を招き、製造コストが増大するという不具合が生じる。しかし、溶融ガラスの溶融温度が１４００℃以下であれば、このような不具合を有効に回避することができる。このような観点から、溶融温度は、１３５０℃以下、あるいは１３００℃以下であることがより好ましく、１２５０℃以下、あるいは１２００℃以下であることが更に好ましい。
【００５８】
また、以上の放射線遮蔽ガラス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、以上の放射線遮蔽ガラスは、ロールアウト法で成形することが好ましい。このロールアウト法は、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、成形時にガラスが失透し難く、より一層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】
【００５９】
以上のように第１の課題に対応する本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、ガラス組成としてＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることから、視認性を十分なものとすべく適切な透明性を確保することが可能となる。
【００６０】
また、第２の課題に対応する本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として、十分なガンマ線遮蔽性能を有し且つ十分な視認性を有する待望の基本材が得られることになり、ＰＥＴ検査の分野において、検査薬の投与に伴って被検体から放射されたガンマ線が医師等の検査者に直接投射されることを阻止しつつ、医師等が被検体の顔色等を確認する際の誤診等を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線遮蔽ガラスの製造方法の一工程で採用されるロールアウト法の実施状況を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００６３】
本実施形態に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％で、ガラスの基本組成として、ＳｉＯ2
１０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有している。そして、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であって、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として用いられるものである。また、清澄剤としては、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ2を使用し、環境に有害なＡｓ2Ｏ3を実質的に含有していない。更に、不純物であるＦｅ2Ｏ3は２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3は５０ｐｐｍ以下とされている。
【００６４】
ガラスの基本組成を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【００６５】
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、溶融や成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が低下する。一方、ＳｉＯ2の含有量が１０％よりも少なくなると、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共に、ガラスの耐水性が低下する。
【００６６】
ＰｂＯは、放射線を遮蔽させるための成分である。その含有量は、５５〜８０％、好ましくは６０〜８０％、より好ましくは６５〜８０％、さらに好ましくは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。一方、ＰｂＯの含有量が５０％以下であると放射線遮蔽能力が低下してしまう。
【００６７】
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。
【００６８】
Ａ１2Ｏ3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０．１〜８％、より好ましくは０．１〜５％である。Ａｌ2Ｏ3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、溶融や成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が落ちる。
【００６９】
ＳｒＯやＢａＯは、ガラスの粘度や失透性を調整する成分であり、放射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。
【００７０】
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、放射線遮蔽能力が低下する。
【００７１】
Ｓｂ2Ｏ3は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、１００〜２００００ｐｐｍ（好ましくは、２００〜２００００ｐｐｍ、５００〜２００００ｐｐｍ、１０００〜２００００ｐｐｍ、５０００超〜２００００ｐｐｍ、５５００〜２００００ｐｐｍ、６０００〜２００００ｐｐｍ）である。Ｓｂ2Ｏ3の含有量が１００ｐｐｍよりも少なくなると、清澄力が得られ難くなり、ガラス内の泡を低減し難くなる。また、Ｓｂ2Ｏ3の含有量が２００００ｐｐｍより多くなると、Ｓｂ2Ｏ3が高価であるため、原料コストが上昇することになる。
【００７２】
Ｃｌ2は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、０〜２００００ｐｐｍ、好ましくは２００〜２００００ｐｐｍ、より好ましくは５００〜２００００ｐｐｍ、さらに好ましくは１０００〜１００００ｐｐｍである。Ｃｌ2の含有量が２００００ｐｐｍより多くなると、Ｃｌ2の揮発量が多くなり過ぎてガラスが変質し易くなる。尚、Ｃｌ2の含有量は、ガラス中の残存量を指している。
【００７３】
本実施形態において清澄剤として使用するＳｂ2Ｏ3は、９００℃以上の温度域でＳｂイオンの価数変化による化学反応により多量の清澄ガス（酸素ガス）を発生する。特に１０００〜１２００℃の低温で清澄ガスを多量に発生する。また、Ｃｌ2は９００℃以上の温度域で分解、揮発して清澄ガス（塩素ガス等）を発生する。したがって、清澄剤としてＳｂ2Ｏ3やＣｌ2を使用することにより、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域が低温であっても、高い清澄効果が得られるため、着色や泡が存在しない放射線遮蔽ガラスを効率よく得ることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施形態の放射線遮蔽ガラスを製造するに際しては、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとした後にその溶融ガラスを成形して板ガラスとする工程で、板ガラスがロールアウト法により成形される。
【００７６】
このロールアウト法について詳述すると、図１に示すように、溶融炉１の内部で溶融された溶融ガラス２を、一対の成形ロール３の相互間隙間を通過させることにより、帯状のガラスリボン４を成形し、このガラスリボン４を冷却しつつ、複数の搬送ロール５によって搬送することにより、板ガラスを成形する手法である。そして、この板ガラスが、最終的に上記の放射線遮蔽ガラスとなる。
【実施例】
【００７７】
本発明の実施例１〜２４として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、２４種類のガラス組成に対して、密度、ガンマ線減弱係数、歪点、液相温度、液相粘度、及び透過率（厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率）を測定した。その結果を、下記の表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
まず、表１に示す組成を有するガラス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。
【００８０】
このようして得られた各試料について、２４種類のガラス組成に対する密度〜透過率を表１に示した。尚、表１の中で、密度〜透過率の数値として“−”の記号を付したものは、未測定であることを意味している。
【００８１】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【００８２】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【００８３】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【００８４】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。
【００８５】
液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【００８６】
透過率の測定については、株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣを使用した。測定波長は３８０〜７００ｎｍであり、測定スピード（スキャンスピード）は低速、スリット幅は５ｎｍとし、サンプリングピッチは１ｎｍ（つまり１ｎｍ刻みの測定）とした。
【００８７】
表１から明らかなように、実施例１〜２４の放射線遮蔽ガラスは、透過率が５０％〜８０％の範囲であった。その中でも、６５％〜７５％の透過率を有するものが多く存在しており、適正な透明性を有していた。
【００８８】
本発明の実施例２５〜３０として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、６種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、ガンマ線減弱係数、色度、及び溶融温度を測定した。その結果を、下記の表２に示す。また、その比較例１〜４を下記の表３に示す。
【００８９】
【表２】
【００９０】
【表３】
【００９１】
まず、表２、３に示す組成を有するガラス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２、３に示した各温度で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。
【００９２】
このようして得られた各試料について、６種類のガラス組成に対する密度〜溶融温度を表２、３に示した。
【００９３】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【００９４】
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。
【００９５】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【００９６】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【００９７】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【００９８】
色度は、以下のようにして測定、評価した。鏡面研磨した寸法２０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍ厚の試料ガラスを測定試料とした。その測定試料について株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣを用いて、１ｎｍ刻みで透過率の測定を行った。測定波長は３８０〜７００ｎｍであり、測定スピードは低速、スリット幅は５ｎｍとし、光源をＣとした場合の色度を求めた。３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲にある場合を「○」とし、その範囲を外れた場合を「×」とした。
【００９９】
表２から明らかなように、本発明の放射線遮蔽ガラスは、０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好な放射線遮蔽能力を有していた。また、色調も良好であった。
【０１００】
一方、表３から明らかなように、比較例１の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２５０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３３００、０．３５６０）であり、ガラスの透
明性が悪かった。比較例２の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２１０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３２７５、０．３５５０）であり、ガラスの透明性が悪かった。比較例３の放射線遮蔽ガラスは、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１６０、０．３４１０）であり、ガラスの透明性が悪かった。比較例４の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２１０ｐｐｍ、Ｃｒ2Ｏ3が２０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３２９０、０．３５７０）であり、ガラスの透明性が悪かった。表３の比較例１〜４の放射線遮蔽ガラスは、透過率が５０％未満であった。
【０１０１】
本発明の実施例３１〜３８として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、８種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、ガンマ線減弱係数、色調、泡、及び溶融温度を測定した。その結果を、下記の表４に示す。また、その比較例５〜７を下記の表５に示す。
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
【表５】
【０１０４】
まず、表４、５に示す組成を有するガラス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４、５に示した各温度で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。
【０１０５】
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、液相温度、液相粘度、ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数、色調、泡、溶融温度を表４、５に示した。
【０１０６】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【０１０９】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【０１１０】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【０１１１】
ガラスの色調は、成形したガラスを厚さが１０ｍｍとなるように鏡面研磨し、目視で着色度合いを確認するとともに、島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣで３８０ｎｍから７００ｎｍにおける透過率を測定し、透過率が８０％以上を「○」とし、透過率が８０％未満を「×」とした。
【０１１２】
ガラスの泡は、実体顕微鏡（１００倍）によって評価し、泡のないガラスを「○」とし、泡が認められたガラスを「×」とした。
【０１１３】
表４から明らかなように、本発明の放射線遮蔽ガラスは、０、５１ｌＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好な放射線遮蔽能力を有していた。また、色調も良好であり、泡品位も良好であった。
【０１１４】
一方、表５から明らかなように、比較例５の放射線遮蔽ガラスは、清澄剤としてＳｎＯ2を使用したため、泡品位が悪かった。また、比較例６の放射線遮蔽ガラスは、清澄剤としてＡｓ2Ｏ3を使用し、溶融温度が１４５０℃と高かったため、ガラスが着色していた。比較例７の放射線遮蔽ガラスは、ＰｂＯの含有量が３３．０％と少なかったため、ガンマ線のエネルギー０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．３４ｃｍ-1と小さく、放射線遮蔽能力が劣っていた。
【０１１５】
本発明の実施例３９〜４６として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、８種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、及びガンマ線減弱係数を測定した。その結果を、下記の表６に示す。また、その比較例８、９を下記の表７に示す。
【０１１６】
【表６】
【０１１７】
【表７】
【０１１８】
まず、表６、７に示す組成を有するガラス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６、７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。
【０１１９】
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、液相温度、液相粘度、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６、７に示した。
【０１２０】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【０１２１】
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。
【０１２２】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６―７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【０１２３】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【０１２４】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【０１２５】
表６から明らかなように、本発明のＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽ガラスは、０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好なガンマ線遮蔽能力を有していた。
【０１２６】
一方、表７から明らかなように、比較例８のガンマ線遮蔽ガラスは、ガラス内のＰｂＯ含有量が３７％と少なかったため、ガンマ線減弱係数が０．３６ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。また、比較例９のガンマ線遮蔽ガラスも、ガラス内のＰｂＯ含有量が３３％と少なかったため、ガンマ線減弱係数が０．３４ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明の放射線遮蔽ガラスは、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防護衝立として好適である。なお、本発明の放射線遮蔽ガラスは、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、ライナック等）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。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 溶融炉
２ 溶融ガラス
３ 成形ロール
４ ガラスリボン
５ 搬送ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽ガラス及びその製造方法に係り、特に放射線遮蔽ガラスに有効な特性を持たせると共に、放射線遮蔽ガラスを要請に応じた用途に適正に使用可能とするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、医療機関等の放射線を取り扱う施設の壁には、放射線を遮蔽するために金属鉛や鉄あるいはコンクリートが用いられているが、その場合に機器操作室や検査室等がコンクリートなどで仕切られる構造であると、室内に窓を取付ける必要がある。また、被検体に放射線を発生する薬剤等を注射あるいは吸入して検査を行う場合には、医師または検査技師もしくは看護師等が、例えば被検体の顔色や脈拍を確認する等のように被検体をその近傍で態様観察するに際して、放射線を体全体に直接受けないようにするための防護衝立が必要となる。
【０００３】
これらの窓や防護衝立に要求される特性としては、放射線を遮断して人体に対する安全性を確保するために、放射線源からの放射線を遮蔽する能力、いわゆる放射線遮蔽能力が必要となる。しかも、被検体の存在を的確に視認できなければ、種々の弊害を招くことになり、特に医療分野においては、被検体の検査結果に悪影響を及ぼし得ることから、これらの窓や防護擁立には、視認性が必要となる。
【０００４】
一方、近年の医療分野においては、癌細胞を早期に発見できるＰＥＴ（ポジトロンエミッショントモグラフィー）検査の実施が推進されるに至っている。詳述すると、下記の非特許文献１によれば、ＰＥＴ検査とは、いわゆる「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ことが記載されている。
【０００５】
このＰＥＴ検査に用いられる検査薬としては、糖分にポジトロン核種を標識した化合物が存在し、検査の目的に応じた化合物を「注射剤」や「吸入剤」の形に調整して、静脈注射や呼吸で体内に取り込むことにより、ＰＥＴ−ＣＴ装置で断層像が撮影できるようになる。この場合、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とが衝突する際に放射線が出るため、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により、癌細胞の存在の有無や病巣の大きさ等を特定することが可能となる。
【０００６】
したがって、ＰＥＴ検査を伴う診療の環境下では、検査薬を投与された被検体からガンマ線があらゆる方向に放射されることになるため、このガンマ線を医師等の検査者が体に直接受けないように遮蔽することが必須の条件となる。
【０００７】
そして、従来より公知となっている放射線遮蔽窓及び放射線遮蔽防護衝立の代表例として、下記の特許文献１によれば、高い放射線遮蔽特性を有するＰｂＯを含有したガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２１２３３１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】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 ＦＤＧ−ＰＥＴ検査における安全確保に関するガイドライン（２００５年）、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｓｎｍ．ｏｒｇ／ｒｅｐｏｒｔ／ｐｅｔ−ａｎｚｅｎ−ｇｌ．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記の特許文献１に開示の放射線遮蔽ガラスは、高い放射線遮蔽性能を有すると共に、放射線による着色を防止するのに十分な量のＣｅＯ2を含有しながらも誘電破壊を起こし難いガラスである。具体的には、放射線遮蔽性能を高めるためにＰｂＯを一定量含有し、且つ放射線による着色を防止するために十分な量のＣｅＯ2を含有するガラスに対して、誘電破壊を防ぐためにＮａ2ＯとＫ2Ｏとの割合を限定して含有させたものである。
【００１１】
しかしながら、同文献に開示の放射線遮蔽ガラスは、放射線による着色を抑制する技術であり、ガラス本来の着色を抑制する技術ではない。したがって、当然の事ながら、放射線遮蔽ガラスが、本来着色されていれば、放射線に起因する着色を如何に抑制しても、ガラス本来の着色が抑制されるわけではない。
【００１２】
そして、従来より医療施設等で使用されているＰｂＯを含有したガラスは、放射線遮蔽能力は優れているものの、透明性が不当に阻害される程度まで着色されていることから、視認性に劣るという問題を有している。そのため、このようなガラスを放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護擁立として使用していたのでは、被検体を的確に視認判断できないという事態を招き、特に医療分野では診断結果の誤認という極めて深刻な問題を招来し得る。
【００１３】
それにも拘わらず、放射線遮蔽ガラスについては、被検体の視認に関する透明性という重要な特性に関して何ら考慮されていないのが実情であって、したがってこの種のガラスの透明性についてはどの程度であれば適正な視認性を確保できるかという問題が浮上することになる。
【００１４】
そこで、本発明の第１の課題は、放射線遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも十分なものとするための適切な透明性を確保できる放射線遮蔽ガラスを提供することにある。
【００１５】
一方、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽手段としては、仮に放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護擁立を作製するとしても、基本材質として金属鉛や鉄あるいはガラス等の中から如何なる材質のものを使用するのが最適であるかについて、有効且つ確立した材質が見い出されていないのが実情である。すなわち、このＰＥＴ検査用の放射線遮蔽手段は、十分な放射線遮蔽能力及び十分な視認性を確保することにより、医師等が被検体の顔色等を的確に確認した上で、ガンマ線を体に直接受けないようにすることが極めて重要となる。
【００１６】
その場合に、仮にガラスを使用してガンマ線の遮蔽窓や遮蔽防護擁立を作製するにしても、ＰＥＴ検査において被検体から放射されるガンマ線を適正に遮蔽し且つその被検体を適正に視認するには、ガラスの基本組成をどのようにすれば最適であるかという事項については、未だ明確にされていないのが実情である。したがって、ＰＥＴ検査の分野においては、ガンマ線遮蔽用のガラスの基本組成を先ず案出しなければ、今後において、そのガラスに改良を加えて優れた特性を持たせるという技術開発を、適切な方向指針をもって行うことができないという問題を有している。
【００１７】
そこで、本発明の第２の課題は、ＰＥＴ検査を行うに際して、被検体から放射されるガンマ線に対する遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも良好に確保することが可能なガラスの基本組成を案出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記第１の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3
０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることに特徴づけられる。ここで、上記の厚さ「１０ｍｍについて」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板厚が１０ｍｍの板ガラスと仮定した場合についての事項を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。なお、以下で記載する％表示は、質量％を指す。
【００１９】
このような構成とされた放射線遮蔽ガラスによれば、ＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることから、視認性を十分なものとすべく適切な透明性を確保することが可能となる。また、ＰｂＯ以外の組成が所定範囲に規制されていることから、失透し難いガラスを得ることができ、結果として溶融ガラスの成形時の粘度を高めることができることから、板厚の厚いガラスを効率よく得ることが可能となる。したがって、高い透明性および放射線遮蔽能力ならびに耐失透性を一挙に享受できる放射線遮蔽ガラスを得ることができる。特に、板厚が厚い場合には、非常に高い放射線遮蔽能力と透明性とを維持できることから、極めて大きなメリットを有する放射線遮蔽ガラスが実現する。
【００２０】
この場合、上記の放射線遮蔽ガラスの表面に、屈折率及び厚さが適切な薄膜（例えば、反射防止膜）を形成することにより低反射処理を施すことが好ましく、そのようにした場合の放射線遮蔽ガラスの反射損失は、０．３〜４．０であることが好ましく、その下限は０．５であってもよいが、その上限は３．５であることがより好ましい。
【００２１】
このようにすれば、上述の放射線遮蔽ガラスのように、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率を５０％以上としたことと相俟って、視認性がより一層良好なものとなる。ここで、反射損失Ｒは、ガラスの屈折率をｎとした場合に、Ｒ＝（（ｎ−１）／（ｎ＋１））2 で求まる数値である。
【００２２】
また、上記第２の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に用いることに特徴づけられる。
【００２３】
すなわち、本発明者等は、このような基本組成を備えた放射線遮蔽ガラスを、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として好適に使用できることを案出した。具体的には、既に述べたように、ＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、ＰｂＯ以外の組成が所定範囲に規制されていることから、高い透明性および放射線遮蔽能力ならびに耐失透性を一挙に享受できる放射線遮蔽ガラスを得ることが可能となり、特に板厚が厚い場合には、非常に高い放射線遮蔽能力と透明性とを維持できることになる。このような特性を備えていれば、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として、十分なガンマ線遮蔽性能を有し且つ十分な視認性を有する待望の基本材が得られることになる。したがって、ＰＥＴ検査の分野においては、検査薬の投与に伴って被検体から放射されたガンマ線が医師等の検査者に直接投射されることを阻止でき、しかも医師等が被検体（患者等）の顔色等を確認する際の誤診等を回避できる新規且つ有用なガンマ線遮蔽ガラスが得られることになる。
【００２４】
以上の放射線遮蔽ガラスは、ガラス組成として、Ｆｅ2Ｏ3が２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3が５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
このような構成とすれば、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3に起因するガラスの着色を可及的に抑制することが可能となる。すなわち、本発明者等は、放射線遮蔽ガラスの透明性に影響を与える因子として、影響の大きな因子がＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3に代表されるガラス中に含まれる不純物であることを見出すと共に、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制すれば、放射線遮蔽ガラスの透明性が顕著に向上することを見出した。ここで、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3により放射線遮蔽ガラスが着色する理由は、ＰｂＯは紫外域に光の吸収があり、その影響で不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が少量であっても、ガラスの着色に影響を及ぼすからである。特に、溶融温度が高い場合には、非常に少量であっても、ガラスを着色させる性質を有している。これは、Ｆｅイオンの酸化還元反応またはＦｅイオンの配位数の変化が原因と考えられる。したがって、ガラスの着色を抑制する観点から、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物を厳密に管理することは重要であり、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制すれば、可及的に放射線遮蔽ガラスの着色を抑制することができる。
【００２６】
なお、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物は、原料および原料の粉砕工程や混合工程に用いる設備（例えば、鉄やステンレス等の材質で構成される設備）からガラス内に混入する。したがって、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量が少ない原料を用いることによって、ガラス内のＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を低減させることが可能となる。また、原料の粉砕工程や混合工程に用いる設備をＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が混入し難い材質またはＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が混入しない材質に変更したり、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3を取り除く工程を導入することにより、ガラス内のＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を低減させることが可能となる。以上のような対策を施すことによって、Ｆｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制することが可能となる。
【００２７】
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目的で、放射線遮蔽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、放射線遮蔽窓および放射線遮蔽防護衝立に用いる放射線遮蔽ガラスに求められる透明性は、上述の板厚を厚くしなければならない事情と相俟って、非常に重要な特性となっている。
【００２８】
一方、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設においては、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。
【００２９】
そのため、検査を行う医師、検査技師及び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。上述の非特許文献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線検査の実行線量等量が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。
【００３０】
以上の観点から、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設においては、医師等の被曝管理が重要であることから、放射線遮蔽ガラスには十分な放射線遮蔽能力が要求され、必然的にガラス組成内にＰｂＯを多く含有させる必要がある。したがって、ＰｂＯの含有量を５５％以上とすると、既述の利点とともに、従来の放射線遮蔽ガラスよりも高い放射線遮蔽能力をも付与することができることとなり、これらの用途に好適に使用可能となる。
【００３１】
加えて、放射線を可及的に遮蔽するためには、放射線遮蔽ガラスの板厚を厚くする必要があるが、安定して板厚が厚いガラスを成形しようとすれば、粘性が高い状態で成形する必要がある。そのため、高粘性で失透しないガラス、つまり液相粘度が高いガラスが必要となる。また、放射線を可及的に遮蔽するためには、放射線遮蔽ガラスのガラス組成内にＰｂＯを多量に含有させる必要があるが、そのようにした場合には、ガラスが熱的に不安定になる傾向があり、より一層失透し難いガラスが必要となる。上記の放射線遮蔽ガラスは、ＰｂＯ以外のガラス組成を一定範囲に規制したため、ＰｂＯの含有量が多いにも拘わらず、非常に熱的安定性が高く、ガラスの板厚を容易に厚くすることができる。
【００３２】
以上の放射線遮蔽ガラスは、ガラス組成として、Ｓｂ2Ｏ3 １００〜２００００ｐｐｍを含有していることが好ましく、もしくは、Ｃｌ2 ０〜２００００ｐｐｍを含有していることが好ましく、または、実質的にＡｓ2Ｏ3を含有していないことが好ましい。
【００３３】
このようにすれば、清澄剤として、Ｓｂ2Ｏ3もしくはＣｌ2を使用し、または環境に有害なＡｓ2Ｏ3を含有していないため、ガラス製造工程や廃ガラス処理時等に環境を汚染することがなくなる。しかも、Ｓｂ2Ｏ3もしくはＣｌ2は、溶融しているガラスが低温である場合に多量の清澄ガスを発生させるという特性を備えた清澄剤であることから、以下に示すような利点をも享受することができる。
【００３４】
すなわち、既に述べたように、ガラスの着色を抑制する観点からは、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2０3の不純物を厳密に管理することは重要であるが、その一方でＦｅイオン等の反応を抑制する目的で、ガラスの溶融温度を低下させることも重要であると考えられる。同時に、エネルギー的見地からも、ガラスの溶融温度を低下させることは重要である。しかし、ガラスの溶融温度を低下させると、それだけ溶融時におけるガラスの粘性が高くなり、泡のないガラスを得ることが困難となる。一般的に、泡のないガラスを得るためには、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域で清澄ガスを発生する清澄剤を使用することが重要である。また、ガラスの清澄は、ガラス化反応時に発生するガスを清澄ガスによってガラス融液中から追い出し、さらに均質化溶融時に残った微小な泡を再び発生させた清澄ガスによって泡径を大きくして浮上させて除去するが、溶融時におけるガラスの粘性が高いとこれらの効果が得られ難くなる。本発明の放射線遮蔽ガラスは、上記知見に基づいて決定されたものであり、低温で溶融が可能な組成となっている。具体的には、ＰｂＯの含有量を５５％以上とし、低温で溶融が可能なガラスにすると共に、低温で多量の清澄ガスを発生させるＳｂ2Ｏ3もしくはＣ１2を清澄剤として使用することで、上記の低温溶融性および泡品位、透明性の問題点を一挙に解決することが可能となる。
【００３５】
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることが好ましい。ここで、上記の「色度」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板ガラスと仮定した場合に、板厚が１０ｍｍの板ガラスの測定値を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。
【００３６】
このようにすれば、より確実にガラスの透明性を確保することができる。すなわち、色度が上記範囲から外れると、ガラスの着色が著しくなり、ガラスの透明性が悪化して、視認性を阻害することから、色度が上記範囲内にあることにより、そのような不具合を回避することができる。
【００３７】
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００３８】
このように、液相粘度を１０3.5ｄＰａ・ｓ以上とすることにより、高粘度でガラスを成形したとしてもブツや失透のない熱的に安定なガラスを得ることができ、結果として板厚の厚いガラスを成形することが可能となる。一方、液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ未満であると、溶融ガラスの成形において、ガラスが失透しやすくなり、安定生産が困難となり、板厚の厚いガラスを得ることが困難となる。特に、ＰｂＯの含有量が多いガラスは、失透しやすい傾向があるため、液相粘度を１０3.5ｄＰａ・ｓ以上にすることが好適である。この場合、液相粘度は、１０3.0ｄＰａ・ｓ以上としてもよい。なお、液相粘度は、ＳｉＯ2の含有量を増加させ、Ｂ2Ｏ3の含有量を減少させることにより高めることができる。
【００３９】
ここで、上記の「液相粘度」とは、液相温度におけるガラスの粘度を意味する。具体的には、ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した値を指す。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた値を指す。なお、ガラス表面を研磨すると、ガラス中に析出した結晶の析出位置が判別しやすく好ましい。
【００４０】
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、密度が、４．００ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【００４１】
すなわち、密度が４．００ｇ／ｃｍ3未満であると、高い放射線遮蔽能力が得られ難くなるという不具合が生じることから、密度は上記の数値範囲とすることが好都合である。このような観点から、密度は、４．２０ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましい。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。
【００４２】
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、歪点が、３６０℃以上であることが好ましい。
【００４３】
すなわち、歪点が３６０℃未満であると、熱工程でガラスが熱変形や熱収縮の影響を受け易くなるという不具合が生じることから、歪点は上記数値範囲とすることが好都合である。このような観点から、歪点は、３８０℃以上であることがより好ましい。なお、歪点は、ＳｉＯ2、Ａ１2Ｏ3の含有量を増加させることにより、高めることができる。
【００４４】
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、形状が板状をなす板状体であり、且つ該板状体の板厚が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４５】
このようにすれば、形状が板状をなす板状体であることから、広範な面積で放射線を遮蔽することができると共に、板状体の板厚を１０ｍｍ以上とすることにより、十分な放射線遮蔽能力を得ることができ、Ｘ線よりも放射線の透過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検査を行う医師または検査技師もしくは看護師等が放射線を累積的に浴び、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。このような観点から、板状体の板厚は、１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以上、更には２２ｍｍ以上であることがより好ましい。なお、この板状体の板厚の上限は、６０ｍｍであることが好ましい。
【００４６】
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、ガンマ線のエネルギー０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1以上であることが好ましく、０．５５ｃｍ-1以上、０．６ｃｍ-1以上、更には０．６５ｃｍ-1以上であることがより好ましい。ここで、放射線減弱係数（ガンマ線減弱係数）は、放射線遮蔽能力を表す指標として用いられ、入射した放射線をどの程度吸収するかを示す数値である。このガンマ線減弱係数は、数値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れている。
【００４７】
すなわち、ガンマ線のエネルギー０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1未満であると、十分な放射線遮蔽能力が得られなくなり、Ｘ線よりも放射線の透過性が高いガンマ線を有効に遮蔽することができなくなる。また、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できなくなり、ＰＥＴ検査を行う医師等が放射線を累積的に浴び、被曝するといった事態を招来し得ることになる。したがって、ガンマ線減弱係数が上記の数値範囲にあれば、このような不具合が生じ難くなる。
【００４８】
この場合、上記第２の課題を解決すべく、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に使用することを特徴とした放射線遮蔽ガラスは、ガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。
【００４９】
このようにすれば、当該放射線遮蔽ガラスがＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いられることから、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、看護師などが放射線を累積的に浴び、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として使用される場合には、防護衝立を隔てて被検体と医師等の距離が短く、被曝を回避する必要性が高いため、より好適な効果が得られる。しかも、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態（例えば患者の顔色等）を的確に視認判断することが可能となるため、被検体の態様を見間違えることによる誤診等の問題を有効に回避することができる。
【００５０】
一方、上記第１の課題を解決すべく、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率を５０％以上としたことを特徴とする放射線遮蔽ガラスは、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に用いることが好ましい。
【００５１】
このようにすれば、当該放射線遮蔽ガラスは、放射線遮蔽能力が高く、着色がなく透明性に優れ、且つ液相粘度も高くガラスの板厚を厚くすることが可能であることから、ガンマ線遮蔽能力をさらに高めることができる。また、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態を的確に視認判断することが可能となる。
【００５２】
更に、この放射線遮蔽ガラスは、ＰＥＴ検査用の医療用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用の医療用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。
【００５３】
このようにすれば、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、看護師などが放射線を累積的に浴び、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、この窓または防護衝立は、優れた透明性を有していることから、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態（例えば患者の顔色等）をより一層的確に視認判断することが可能となるため、被検体の態様を見間違えることによる誤診等の問題を更に有効に回避することができる。
【００５４】
以上の放射線遮蔽ガラスを備えた放射線遮蔽ガラス物品としては、当該放射線遮蔽ガラスからなる単一の板ガラスであることが好ましい。
【００５５】
このようにすれば、板厚が薄いガラスを複数貼り合わせるラミネート加工等を実行して放射線遮蔽能力を高める方法を採用する必要がなくなるため、製作の容易化が図られる。また、工数が少なく且つ材料費の高騰によるコストアップ等の問題も生じなくなり、結果として放射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。
【００５６】
一方、以上の放射線遮蔽ガラスの製造方法は、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとする工程で、該溶融ガラスの溶融温度が１４００℃以下とされる。
【００５７】
すなわち、この種の放射線遮蔽ガラスの製造方法においては、溶融ガラスの溶融温度を１４００℃よりも高くすると、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物の含有量が僅かであっても、ガラスが着色する傾向があると共に、環境負荷が大きくなってエネルギーコストの高騰を招き、製造コストが増大するという不具合が生じる。しかし、溶融ガラスの溶融温度が１４００℃以下であれば、このような不具合を有効に回避することができる。このような観点から、溶融温度は、１３５０℃以下、あるいは１３００℃以下であることがより好ましく、１２５０℃以下、あるいは１２００℃以下であることが更に好ましい。
【００５８】
また、以上の放射線遮蔽ガラス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、以上の放射線遮蔽ガラスは、ロールアウト法で成形することが好ましい。このロールアウト法は、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、成形時にガラスが失透し難く、より一層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】
【００５９】
以上のように第１の課題に対応する本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、ガラス組成としてＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることから、視認性を十分なものとすべく適切な透明性を確保することが可能となる。
【００６０】
また、第２の課題に対応する本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として、十分なガンマ線遮蔽性能を有し且つ十分な視認性を有する待望の基本材が得られることになり、ＰＥＴ検査の分野において、検査薬の投与に伴って被検体から放射されたガンマ線が医師等の検査者に直接投射されることを阻止しつつ、医師等が被検体の顔色等を確認する際の誤診等を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線遮蔽ガラスの製造方法の一工程で採用されるロールアウト法の実施状況を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００６３】
本実施形態に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％で、ガラスの基本組成として、ＳｉＯ2
１０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有している。そして、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であって、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として用いられるものである。また、清澄剤としては、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ2を使用し、環境に有害なＡｓ2Ｏ3を実質的に含有していない。更に、不純物であるＦｅ2Ｏ3は２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3は５０ｐｐｍ以下とされている。
【００６４】
ガラスの基本組成を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【００６５】
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、溶融や成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が低下する。一方、ＳｉＯ2の含有量が１０％よりも少なくなると、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共に、ガラスの耐水性が低下する。
【００６６】
ＰｂＯは、放射線を遮蔽させるための成分である。その含有量は、５５〜８０％、好ましくは６０〜８０％、より好ましくは６５〜８０％、さらに好ましくは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。一方、ＰｂＯの含有量が５０％以下であると放射線遮蔽能力が低下してしまう。
【００６７】
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。
【００６８】
Ａ１2Ｏ3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０．１〜８％、より好ましくは０．１〜５％である。Ａｌ2Ｏ3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、溶融や成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が落ちる。
【００６９】
ＳｒＯやＢａＯは、ガラスの粘度や失透性を調整する成分であり、放射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。
【００７０】
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、放射線遮蔽能力が低下する。
【００７１】
Ｓｂ2Ｏ3は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、１００〜２００００ｐｐｍ（好ましくは、２００〜２００００ｐｐｍ、５００〜２００００ｐｐｍ、１０００〜２００００ｐｐｍ、５０００超〜２００００ｐｐｍ、５５００〜２００００ｐｐｍ、６０００〜２００００ｐｐｍ）である。Ｓｂ2Ｏ3の含有量が１００ｐｐｍよりも少なくなると、清澄力が得られ難くなり、ガラス内の泡を低減し難くなる。また、Ｓｂ2Ｏ3の含有量が２００００ｐｐｍより多くなると、Ｓｂ2Ｏ3が高価であるため、原料コストが上昇することになる。
【００７２】
Ｃｌ2は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、０〜２００００ｐｐｍ、好ましくは２００〜２００００ｐｐｍ、より好ましくは５００〜２００００ｐｐｍ、さらに好ましくは１０００〜１００００ｐｐｍである。Ｃｌ2の含有量が２００００ｐｐｍより多くなると、Ｃｌ2の揮発量が多くなり過ぎてガラスが変質し易くなる。尚、Ｃｌ2の含有量は、ガラス中の残存量を指している。
【００７３】
本実施形態において清澄剤として使用するＳｂ2Ｏ3は、９００℃以上の温度域でＳｂイオンの価数変化による化学反応により多量の清澄ガス（酸素ガス）を発生する。特に１０００〜１２００℃の低温で清澄ガスを多量に発生する。また、Ｃｌ2は９００℃以上の温度域で分解、揮発して清澄ガス（塩素ガス等）を発生する。したがって、清澄剤としてＳｂ2Ｏ3やＣｌ2を使用することにより、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域が低温であっても、高い清澄効果が得られるため、着色や泡が存在しない放射線遮蔽ガラスを効率よく得ることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施形態の放射線遮蔽ガラスを製造するに際しては、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとした後にその溶融ガラスを成形して板ガラスとする工程で、板ガラスがロールアウト法により成形される。
【００７６】
このロールアウト法について詳述すると、図１に示すように、溶融炉１の内部で溶融された溶融ガラス２を、一対の成形ロール３の相互間隙間を通過させることにより、帯状のガラスリボン４を成形し、このガラスリボン４を冷却しつつ、複数の搬送ロール５によって搬送することにより、板ガラスを成形する手法である。そして、この板ガラスが、最終的に上記の放射線遮蔽ガラスとなる。
【実施例】
【００７７】
本発明の実施例１〜２４として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、２４種類のガラス組成に対して、密度、ガンマ線減弱係数、歪点、液相温度、液相粘度、及び透過率（厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率）を測定した。その結果を、下記の表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
まず、表１に示す組成を有するガラス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。
【００８０】
このようして得られた各試料について、２４種類のガラス組成に対する密度〜透過率を表１に示した。尚、表１の中で、密度〜透過率の数値として“−”の記号を付したものは、未測定であることを意味している。
【００８１】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【００８２】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【００８３】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【００８４】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。
【００８５】
液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【００８６】
透過率の測定については、株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣを使用した。測定波長は３８０〜７００ｎｍであり、測定スピード（スキャンスピード）は低速、スリット幅は５ｎｍとし、サンプリングピッチは１ｎｍ（つまり１ｎｍ刻みの測定）とした。
【００８７】
表１から明らかなように、実施例１〜２４の放射線遮蔽ガラスは、透過率が５０％〜８０％の範囲であった。その中でも、６５％〜７５％の透過率を有するものが多く存在しており、適正な透明性を有していた。
【００８８】
本発明の実施例２５〜３０として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、６種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、ガンマ線減弱係数、色度、及び溶融温度を測定した。その結果を、下記の表２に示す。また、その比較例１〜４を下記の表３に示す。
【００８９】
【表２】
【００９０】
【表３】
【００９１】
まず、表２、３に示す組成を有するガラス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２、３に示した各温度で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。
【００９２】
このようして得られた各試料について、６種類のガラス組成に対する密度〜溶融温度を表２、３に示した。
【００９３】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【００９４】
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。
【００９５】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【００９６】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【００９７】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【００９８】
色度は、以下のようにして測定、評価した。鏡面研磨した寸法２０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍ厚の試料ガラスを測定試料とした。その測定試料について株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣを用いて、１ｎｍ刻みで透過率の測定を行った。測定波長は３８０〜７００ｎｍであり、測定スピードは低速、スリット幅は５ｎｍとし、光源をＣとした場合の色度を求めた。３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲にある場合を「○」とし、その範囲を外れた場合を「×」とした。
【００９９】
表２から明らかなように、本発明の放射線遮蔽ガラスは、０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好な放射線遮蔽能力を有していた。また、色調も良好であった。
【０１００】
一方、表３から明らかなように、比較例１の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２５０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３３００、０．３５６０）であり、ガラスの透
明性が悪かった。比較例２の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２１０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３２７５、０．３５５０）であり、ガラスの透明性が悪かった。比較例３の放射線遮蔽ガラスは、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１６０、０．３４１０）であり、ガラスの透明性が悪かった。比較例４の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２１０ｐｐｍ、Ｃｒ2Ｏ3が２０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３２９０、０．３５７０）であり、ガラスの透明性が悪かった。表３の比較例１〜４の放射線遮蔽ガラスは、透過率が５０％未満であった。
【０１０１】
本発明の実施例３１〜３８として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、８種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、ガンマ線減弱係数、色調、泡、及び溶融温度を測定した。その結果を、下記の表４に示す。また、その比較例５〜７を下記の表５に示す。
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
【表５】
【０１０４】
まず、表４、５に示す組成を有するガラス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４、５に示した各温度で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。
【０１０５】
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、液相温度、液相粘度、ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数、色調、泡、溶融温度を表４、５に示した。
【０１０６】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【０１０９】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【０１１０】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【０１１１】
ガラスの色調は、成形したガラスを厚さが１０ｍｍとなるように鏡面研磨し、目視で着色度合いを確認するとともに、島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣで３８０ｎｍから７００ｎｍにおける透過率を測定し、透過率が８０％以上を「○」とし、透過率が８０％未満を「×」とした。
【０１１２】
ガラスの泡は、実体顕微鏡（１００倍）によって評価し、泡のないガラスを「○」とし、泡が認められたガラスを「×」とした。
【０１１３】
表４から明らかなように、本発明の放射線遮蔽ガラスは、０、５１ｌＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好な放射線遮蔽能力を有していた。また、色調も良好であり、泡品位も良好であった。
【０１１４】
一方、表５から明らかなように、比較例５の放射線遮蔽ガラスは、清澄剤としてＳｎＯ2を使用したため、泡品位が悪かった。また、比較例６の放射線遮蔽ガラスは、清澄剤としてＡｓ2Ｏ3を使用し、溶融温度が１４５０℃と高かったため、ガラスが着色していた。比較例７の放射線遮蔽ガラスは、ＰｂＯの含有量が３３．０％と少なかったため、ガンマ線のエネルギー０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．３４ｃｍ-1と小さく、放射線遮蔽能力が劣っていた。
【０１１５】
本発明の実施例３９〜４６として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、８種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、及びガンマ線減弱係数を測定した。その結果を、下記の表６に示す。また、その比較例８、９を下記の表７に示す。
【０１１６】
【表６】
【０１１７】
【表７】
【０１１８】
まず、表６、７に示す組成を有するガラス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６、７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。
【０１１９】
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、液相温度、液相粘度、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６、７に示した。
【０１２０】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。
【０１２１】
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。
【０１２２】
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６―７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。
【０１２３】
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。
【０１２４】
ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。
【０１２５】
表６から明らかなように、本発明のＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽ガラスは、０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好なガンマ線遮蔽能力を有していた。
【０１２６】
一方、表７から明らかなように、比較例８のガンマ線遮蔽ガラスは、ガラス内のＰｂＯ含有量が３７％と少なかったため、ガンマ線減弱係数が０．３６ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。また、比較例９のガンマ線遮蔽ガラスも、ガラス内のＰｂＯ含有量が３３％と少なかったため、ガンマ線減弱係数が０．３４ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明の放射線遮蔽ガラスは、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防護衝立として好適である。なお、本発明の放射線遮蔽ガラスは、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、ライナック等）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。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 溶融炉
２ 溶融ガラス
３ 成形ロール
４ ガラスリボン
５ 搬送ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする放射線遮蔽ガラス。
【請求項２】
質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に用いることを特徴とする放射線遮蔽ガラス。
【請求項３】
ガラス組成として、Ｆｅ2Ｏ3が２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3が５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項４】
ガラス組成として、Ｓｂ2Ｏ3 １００〜２００００ｐｐｍを含有していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項５】
ガラス組成として、Ｃｌ2 ０〜２００００ｐｐｍを含有していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項６】
ガラス組成として、実質的にＡｓ2Ｏ3を含有していないことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項７】
３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標，ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項８】
液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項９】
形状が板状をなす板状体であり、該板状体の板厚が１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１０】
ガンマ線のエネルギー０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1以上であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１１】
ガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立に用いることを特徴とする請求項２に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１２】
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に用いることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１３】
ＰＥＴ検査用医療用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用医療用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いることを特徴とする請求項１または１２に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラスを備えた放射線遮蔽ガラス物品であって、前記放射線遮蔽ガラスからなる単一の板ガラスであることを特徴とする放射線遮蔽ガラス物品。
【請求項１５】
請求項１〜１３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラスの製造方法であって、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとする工程で、該溶融ガラスの溶融温度を１４００℃以下とすることを特徴とする放射線遮蔽ガラスの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラスの製造方法であって、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとした後に該溶融ガラスを成形して板ガラスとする工程で、該板ガラスをロールアウト法で成形することを特徴とする放射線遮蔽ガラスの製造方法。
【請求項１】
質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする放射線遮蔽ガラス。
【請求項２】
質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に用いることを特徴とする放射線遮蔽ガラス。
【請求項３】
ガラス組成として、Ｆｅ2Ｏ3が２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3が５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項４】
ガラス組成として、Ｓｂ2Ｏ3 １００〜２００００ｐｐｍを含有していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項５】
ガラス組成として、Ｃｌ2 ０〜２００００ｐｐｍを含有していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項６】
ガラス組成として、実質的にＡｓ2Ｏ3を含有していないことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項７】
３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標，ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項８】
液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項９】
形状が板状をなす板状体であり、該板状体の板厚が１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１０】
ガンマ線のエネルギー０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1以上であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１１】
ガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立に用いることを特徴とする請求項２に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１２】
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に用いることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１３】
ＰＥＴ検査用医療用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用医療用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いることを特徴とする請求項１または１２に記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラスを備えた放射線遮蔽ガラス物品であって、前記放射線遮蔽ガラスからなる単一の板ガラスであることを特徴とする放射線遮蔽ガラス物品。
【請求項１５】
請求項１〜１３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラスの製造方法であって、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとする工程で、該溶融ガラスの溶融温度を１４００℃以下とすることを特徴とする放射線遮蔽ガラスの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１３の何れかに記載の放射線遮蔽ガラスの製造方法であって、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとした後に該溶融ガラスを成形して板ガラスとする工程で、該板ガラスをロールアウト法で成形することを特徴とする放射線遮蔽ガラスの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１４４４３５（Ｐ２０１２−１４４４３５Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０６７３３（Ｐ２０１２−１０６７３３）
【出願日】平成２４年５月８日（２０１２．５．８）
【分割の表示】特願２００６−２８０６３８（Ｐ２００６−２８０６３８）の分割
【原出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月８日（２０１２．５．８）
【分割の表示】特願２００６−２８０６３８（Ｐ２００６−２８０６３８）の分割
【原出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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