自己シールド型粒子加速器システム
【課題】 製造が容易で、且つ周辺機器の取付位置の変更を可能とする自己シールド型粒子加速器システムを提供する。
【解決手段】 自己シールド型粒子加速器システム１は、粒子加速器４０と、粒子加速器４０を取り囲んで放射線を遮蔽するための壁体１０と、を備える。このシステム１において壁体１０は、壁体１６，１８，２０，２２，２８，３０，３２，３４は、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されている。
【解決手段】 自己シールド型粒子加速器システム１は、粒子加速器４０と、粒子加速器４０を取り囲んで放射線を遮蔽するための壁体１０と、を備える。このシステム１において壁体１０は、壁体１６，１８，２０，２２，２８，３０，３２，３４は、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己シールド型粒子加速器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ；Positron Emission Tomography）に用いる放射性同位元素で標識された検査用薬剤の製造や、放射線治療においては、サイクロトロン等の粒子加速器が使用される。粒子加速器の稼動時には、中性子線やガンマ線などの放射線が発生するため、放射線を遮蔽する必要がある。
【０００３】
放射線の遮蔽は、従来より、粒子加速器が設置される建屋自体を放射線遮蔽媒体により被覆することで行ってきたが、近年、建屋の重量及びコストの低減を図る観点から、粒子加速器自体を放射線遮蔽壁体により取り囲んで遮蔽する、いわゆる自己シールド型の粒子加速器システムが開発されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような自己シールド型粒子加速器システムにおいて、放射線遮蔽壁体は、上壁部及び側壁部を有し、これら上壁部及び側壁部により形成される内部空間に粒子加速器を収容するようになっている。放射線遮蔽壁体を構成する上壁部及び側壁部はコンクリートから形成される。
【０００５】
このような従来の自己シールド型粒子加速器システムにおいて、放射線遮蔽壁体は、型枠にコンクリートを流し込み、コンクリートが固化した後に型枠を撤去して製作される。このようにして作成される放射線遮蔽壁体には、センサ類を収容するキャビネット等の周辺機器を固定するための取付座（アタッチメント）や、自身を搬送するための搬送用の穴等が設けられる。
【特許文献１】特開２０００−１０５２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
型枠を使った放射線遮蔽壁体の製造においては、型枠を取り外したとき、コンクリートの一部が欠けていたり、ひびが入っていたりすることがある。このような一部の欠けやひび等は、放射線の遮蔽には問題を生じないものがほとんどである。しかしながら、従来の自己シールド型粒子加速器システムでは、放射線遮蔽壁体のコンクリートが外部に露出していたため、外観上、これら全てを修正する必要があり、非常に手間が掛かっていた。また、型枠の変形により各小ブロック間で精度よい合わせ面が出来ていないことがあり、修正が面倒であった。
【０００７】
更に、放射線遮蔽壁体の製造後に、都合により周辺機器の取付位置を変更したい場合が生じることがあるが、コンクリートに後から取付座を設けることは、コンクリートが欠ける恐れがあるため難しく、実質的に周辺機器の取付位置を変更することはできなかった。
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、製造が容易で、且つ周辺機器の取付位置の変更を可能とする自己シールド型粒子加速器システム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】
【０００９】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムは、粒子加速器と、粒子加速器を取り囲んで放射線を遮蔽するための壁体と、を備える。このシステムにおいて壁体は、枠体内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されており、壁体は、固定側のブロックと可動側のブロックとを含み、可動側のブロックが固定側のブロックから離れるようにその移動を案内するガイドレールを設けたことを特徴とする。
【００１０】
このシステムでは、壁体がコンクリート充填枠体から構成されているため、枠体内にコンクリートを充填して固化させた後、これをそのまま壁体を構成する部材として使用することができる。このようにして、コンクリートから枠体を外す手間が省けることから、製造が容易になる。また、コンクリートの欠けやひび等は枠体により隠れるため、これら不具合を修正する必要がなくなり、製造が容易になる。更に、枠体には周辺機器を取り付けるための取付座を自在に取り付けできるため、周辺機器の取付位置の変更が可能になる。
【００１１】
また、可動側のブロックが固定側のブロックから離れるようにその移動を案内するガイドレールを設けたため、可動側のブロックの移動が容易になり、メンテナンス性の向上が図られる。
【００１２】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、固定側のブロックと可動側のブロックは、複数のブロックから構成されていると好ましい。このようにすれば、壁体を一体物で構成する場合に比べて、搬送や保管などの取り扱いが容易になる。
【００１３】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、複数のブロックのうち隣接するブロックそれぞれの接合面には、互いに嵌り合う段差部が設けられていると好ましい。このようにすれば、隣接するブロックの間から放射線が漏れるおそれを低減することができる。
【００１４】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、複数のブロックは、上壁を構成するブロックと側壁を構成するブロックとを含み、上壁を構成するブロックと側壁を構成するブロックとの接合面には固着材が塗布されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、上下に接合されるブロックの間から放射線が漏れるおそれを低減することができる。
【００１５】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、壁体を構成するコンクリート充填枠体には、壁体の内外を連通する通路が設けられていることを特徴としてもよい。このようにすれば、上記通路を介して、粒子加速器への電源を供給するためのケーブルを通したり、粒子加速器から出る熱を逃がしたりすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、製造が容易で、且つ周辺機器の取付位置の変更を可能とする自己シールド型粒子加速器システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る自己シールド型粒子加速器システムとして、サイクロトロンシステムが備える放射線シールドの構成を示す分解斜視図である。サイクロトロンシステム（図６の１）は、サイクロトロン（粒子加速器）（図５の４０）と、サイクロトロン４０を取り囲んで放射線を遮蔽するための放射線シールド（壁体）１０と、を備えている。放射線シールド１０は、図１に示すように、リア壁体１２とフロント壁体１４とを備えている。
【００１９】
リア壁体１２は、図２に示すように、右上壁（RRU : Rear Right Upper）ブロック１６と、左上壁（RLU : Rear Left Upper）ブロック１８と、右側壁（RRS : Rear Right Side）ブロック２０と、左側壁（RLS : Rear Left Side）ブロック２２と、を有している。RRSブロック２０及びRLSブロック２２は、鉛直方向に立設されており、平断面が略Ｌ字型をなす。RRUブロック１６及びRLUブロック１８は、水平方向に延設されており、RRSブロック２０及びRLSブロック２２の上部を覆っている。これらRRUブロック１６、RLUブロック１８、RRSブロック２０及びRLSブロック２２は、図２及び図３に示すように、複数箇所において連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。
【００２０】
フロント壁体１４は、図４に示すように、右上壁（FRU : Front Right Upper）ブロック２８と、左上壁（FLU : Front Left Upper）ブロック３０と、右側壁（FRS : Front Right Side）ブロック３２と、左側壁（FLS : Front Left Side）ブロック３４と、を有している。FRSブロック３２及びFLSブロック３４は、鉛直方向に立設されており、平断面が略Ｌ字型をなす。FRUブロック２８及びFLUブロック３０は、水平方向に延設されており、FRSブロック３２及びFLSブロック３４の上部を覆っている。これらFRUブロック２８、FLUブロック３０、FRSブロック３２及びFLSブロック３４は、リア壁体１２と同様に、複数箇所において連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。
【００２１】
これらリア壁体１２及びフロント壁体１４を接合することで、放射線シールド１０が形成される。この放射線シールド１０により形成される内部空間内にサイクロトロン４０が収容され、自己シールド型のサイクロトロンシステム１が構成されている。このように、「自己シールド型」とは、サイクロトロン等の粒子加速器が設置される建屋の壁とは別に、粒子加速器それ自体を遮蔽するために設けられた壁体により粒子加速器を遮蔽する形式をいう。その意味で、粒子加速器を遮蔽する壁体が建屋の一部を構成するような粒子加速器システムとは異なるものである。
【００２２】
サイクロトロン４０は、図５に示すように、いわゆる縦型のサイクロトロンであり、一対の磁極４２と、真空箱４４と、これら一対の磁極４２及び真空箱４４を取り囲む環状のヨーク４６と、を有している。一対の磁極４２は、一部が真空箱４４内に挿通され、真空箱４４内で上面同士が所定間隙を於いて対面している。これら一対の磁極４２の間隙内で、陽子や重陽子などの粒子が多重加速される。
【００２３】
図６は、放射線シールド１０内にサイクロトロン４０が収容されている様子を示す平面図である。なお、図６においては、説明の便宜上、RRUブロック１６、RLUブロック１８、FRUブロック２８、及びFLUブロック３０を取り外した状態を示している。
【００２４】
図６に示すように、サイクロトロン４０は放射線シールド１０内の略中央に配置されている。リア壁体１２とフロント壁体１４とが接合された状態で、このようにサイクロトロン４０を収容する空間を画成する壁面を、それぞれ内前面４８、内背面５０、内側面５２，５４、及び内上面（図１の５６）と呼ぶとする。このとき、内前面４８には、ヨーク４６と対面する部分を除いて、鉛（Ｐｂ）層５８及びポリエチレン（ＰＥ）層６０が順次積層されている。また内側面５２，５４には、Ｐｂ層５８及びＰＥ層６０が順次積層されている。また内背面５０には、ＰＥ層６０のみが積層されている。更に、図１、図２及び図４に示すように、内上面５６には、ヨーク４６と対面する部分を除いて、Ｐｂ層５８及びＰＥ層６０が順次積層されている。
【００２５】
次に、図７から図１０を参照して、フロント壁体１４を構成するFRUブロック２８、FLUブロック３０、FRSブロック３２及びFLSブロック３４について更に詳細に説明し、また、図１１から図１４を参照して、リア壁体１２を構成するRRUブロック１６、RLUブロック１８、RRSブロック２０及びRLSブロック２２について更に詳細に説明する。
【００２６】
図７は、FRUブロック２８を構成する枠体７０を示す斜視図である。図７に示すように、枠体７０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体７０内にコンクリートを充填することで、FRUブロック２８が形成される。この枠体７０のFLUブロック３０と接合される接合面には、凹状の段差部７２が設けられている。また枠体７０のRRUブロック１６と接合される接合面には、凹状の段差部７４が設けられている。なお、枠体７０の底壁面にも、凹状の段差部７６が設けられている。この段差部７６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体７０内にはリブ７８が立設されており、補強が図られている。
【００２７】
また、枠体のFLUブロック３０と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔８０が貫通形成されている。そして、この孔８０の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔８０とスペースとでFLUブロック３０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体７０のFRSブロック３２と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔８２が貫通形成されている。そして、この孔８２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔８２とスペースとでFRSブロック３２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００２８】
次に、図８は、FLUブロック３０を構成する枠体９０を示す斜視図である。図８に示すように、枠体９０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体９０内にコンクリートを充填することで、FLUブロック３０が形成される。この枠体９０のFRUブロック２８と接合される接合面には、凸状の段差部９２が設けられている。この段差部９２は、FRUブロック２８の凹状の段差部７２と嵌まり合う。また枠体９０のRLUブロック１８と接合される接合面には、凹状の段差部９４が設けられている。なお、枠体９０の底壁面にも、凹状の段差部９６が設けられている。この段差部９６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体９０内にはリブ９８が立設されており、補強が図られている。
【００２９】
また、枠体９０のFRUブロック２８と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１００が貫通形成されている。そして、この孔１００の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１００とスペースとでFRUブロック２８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体９０のFLSブロック３４と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔１０２が貫通形成されている。そして、この孔１０２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１０２とスペースとでFLSブロック３４との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００３０】
次に、図９は、FLSブロック３４を構成する枠体１１０を示す斜視図である。図９に示すように、枠体１１０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１１０内にコンクリートを充填することで、FLSブロック３４が形成される。この枠体１１０のFRSブロック３２と接合される接合面には、凸状の段差部１１２が設けられている。また枠体１１０のFRSブロック３２と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１１４が貫通形成されている。そして、この孔１１４の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペース（図３で示すのと同様である）が画成されている。このように、孔１１４とスペースとでFRSブロック３２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体１１０のRLSブロック２２と接合される接合面には、凹状の段差部１１６が設けられている。なお、枠体１１０の内側面にも、凹状の段差部１１８が設けられている。この段差部１１８は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１１０内にはリブ１２０が立設されており、補強が図られている。
【００３１】
また、枠体１１０のFLUブロック３０と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔１２２が貫通形成された補助板１２４が取り付けられている。そして、この孔１２２の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１２２とスペースとでFLUブロック３０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００３２】
次に、図１０は、FRSブロック３２を構成する枠体１３０を示す斜視図である。図１０に示すように、枠体１３０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１３０内にコンクリートを充填することで、FRSブロック３２が形成される。この枠体１３０のFLSブロック３４と接合される接合面には、凹状の段差部１３２が設けられている。この段差部１３２は、FLSブロック３４の凸状の段差部１１２と嵌まり合う。また枠体１３０のFLSブロック３４と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔（図示しない）が貫通形成されている。そして、この孔の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペース（図示しない）が画成されている。このように、孔とスペースとでFLSブロック３４との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体１３０のRRSブロック２０と接合される接合面には、凹状の段差部１３６が設けられている。なお、枠体１３０の内側面にも、凹状の段差部１３８が設けられている。この段差部１３８は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１３０内にはリブ１４０が立設されており、補強が図られている。
【００３３】
また、枠体１３０のFRUブロック２８と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔１４２が貫通形成された補助板１４４が取り付けられている。そして、この孔１４２の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１４２とスペースとでFRUブロック２８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００３４】
上記したFRSブロック３２とFLSブロック３４とが、接合面に設けられた段差部１１２，１３２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。更に、上記したFRUブロック２８とFLUブロック３０とが、接合面に設けられた段差部７２，９２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。そして、FRSブロック３２とFLSブロック３４の上部に、FRUブロック２８とFLUブロック３０が載置された状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで、フロント壁体１４が構成されている。
【００３５】
なお、FRSブロック３２とFLSブロック３４の上部に、FRUブロック２８とFLUブロック３０を載置するときには、接合面にモルタル等の固着剤を予め塗布しておくと好ましい。このようにすれば、FRSブロック３２及びFLSブロック３４の上部開口にて露出するコンクリートと、FRUブロック２８及びFLUブロック３０の下面との間に隙間が生じるおそれを低減することができる。
【００３６】
次に、図１１は、RRUブロック１６を形成する枠体１５０の構成を示す斜視図である。図１１に示すように、枠体１５０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１５０内にコンクリートを充填することで、RRUブロック１６が形成される。この枠体１５０のRLUブロック１８と接合される接合面には、凹状の段差部１５２が設けられている。また枠体１５０のFRUブロック２８と接合される接合面には、凸状の段差部１５４が設けられている。この段差部１５４は、FRUブロック２８の凹状の段差部（図７の７４）と嵌まり合う。なお、枠体１５０の底壁面にも、凹状の段差部１５６が設けられている。この段差部１５６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１５６内にはリブ１５８が立設されており、補強が図られている。
【００３７】
また、枠体１５０のRLUブロック１８と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１６０が貫通形成されている。そして、この孔１６０の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１６０とスペースとでRLUブロック１８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体１５０のRRSブロック２０と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔１６２が貫通形成されている。そして、この孔１６２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１６２とスペースとでRRSブロック２０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。更に、枠体１５０の底壁には、貫通孔１６４が形成されている。この貫通孔１６４には、コンクリートを充填する際にパイプを挿通することで、図１に示すように、RRUブロック１６内を鉛直方向に貫通する通路Ｔが形成される。この通路Ｔは、サイクロトロン４０から発する熱を逃がしたり、サイクロトロン４０に電源を供給するためのケーブルを通したりするのに利用される。このような通路Ｔは、必要に応じて複数形成してもよい。また、RLUブロック１８、FRUブロック２８、及びFLUブロック３０にも、必要に応じて同様の通路Ｔを形成してもよい。
【００３８】
次に、図１２は、RLUブロック１８を構成する枠体１７０を示す斜視図である。図１２に示すように、枠体１７０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１７０内にコンクリートを充填することで、RLUブロック１８が形成される。この枠体１７０のRRUブロック１６と接合される接合面には、凸状の段差部１７２が設けられている。この段差部１７２は、RRUブロック１６の凹状の段差部１５２と嵌まり合う。また枠体１７０のFLUブロック３０と接合される接合面には、凸状の段差部１７４が設けられている。この段差部１７４は、FLUブロック３０の凹状の段差部（図８の９４）と嵌まり合う。なお、枠体１７０の底壁面にも、凹状の段差部１７６が設けられている。この段差部１７６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１７０内にはリブ１７８が立設されており、補強が図られている。
【００３９】
また、枠体１７０のRRUブロック１６と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１８０が貫通形成されている。そして、この孔１８０の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１８０とスペースとでRRUブロック１６との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体１７０のRLSブロック２２と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔１８２が貫通形成されている。そして、この孔１８２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１８２とスペースとでRLSブロック２２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００４０】
次に、図１３は、RLSブロック２２を構成する枠体１９０を示す斜視図である。図１３に示すように、枠体１９０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１９０内にコンクリートを充填することで、RLSブロック２２が形成される。この枠体１９０のRRSブロック２０と接合される接合面には、凹状の段差部１９２が設けられている。また枠体１９０のRRSブロック２０と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１９４が貫通形成されている。そして、この孔１９４の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１９４とスペースとでRRSブロック２０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体１９０のFLSブロック３４と接合される接合面には、凸状の段差部１９６が設けられている。この段差部１９６は、FLSブロック３４の凹状の段差部（図９の１１６）と嵌まり合う。なお、枠体１９０内にはリブ１９８が立設されており、補強が図られている。
【００４１】
また、枠体１９０のRLUブロック１８と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔２００が貫通形成された補助板２０２が取り付けられている。そして、この孔２００の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔２００とスペースとでRLUブロック１８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００４２】
次に、図１４は、RRSブロック２０を構成する枠体２１０を示す斜視図である。図１４に示すように、枠体２１０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体２１０内にコンクリートを充填することで、RRSブロック２０が形成される。この枠体２１０のRLSブロック２２と接合される接合面には、凸状の段差部２１２が設けられている。この段差部２１２は、RLSブロック２２の凹状の段差部１９２と嵌まり合う。また枠体２１０のRLSブロック２２と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔２１４が貫通形成されている。そして、この孔２１４の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔２１４とスペースとでRLSブロック２２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体２１０のFRSブロック３２と接合される接合面には、凸状の段差部２１６が設けられている。この段差部２１６は、FRSブロック３２の凹状の段差部（図１０の１３６）と嵌まり合う。なお、枠体２１０内にはリブ２１８が立設されており、補強が図られている。
【００４３】
また、枠体２１０のRRUブロック１６と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔２２０が貫通形成された補助板２２２が取り付けられている。そして、この孔２２０の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔２２０とスペースとでRRUブロック１６との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００４４】
上記したRRSブロック２０とRLSブロック２２とが、接合面に設けられた段差部１９２，２１２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。更に、上記したRRUブロック１６とRLUブロック１８とが、接合面に設けられた段差部１５２，１７２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。そして、RRSブロック２０とRLSブロック２２の上部に、RRUブロック１６とRLUブロック１８が載置された状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで、リア壁体１２が構成されている。
【００４５】
なお、RRSブロック２０とRLSブロック２２の上部に、RRUブロック１６とRLUブロック１８を載置するときには、接合面にモルタル等の固着剤を予め塗布しておくと好ましい。このようにすれば、RRSブロック２０及びRLSブロック２２の上部開口にて露出するコンクリートと、RRUブロック１６及びRLUブロック１８の下面との間に隙間が生じるおそれを低減することができる。
【００４６】
そして、図１に示すように、フロント壁体１４とリア壁体１２とを接合することで、放射線シールド１０が構成される。なお、フロント壁体１４とリア壁体１２との間には、図３で示すような連結手段は設けられていない。これは、リア壁体１２を固定側とし、フロント壁体１４を可動側として、ガイドレールＷにより案内しながらフロント壁体１４を前方に引き出すことで、内部に収容されたサイクロトロン４０のメンテナンスを可能とするためである。なお、このように可動側のブロックの移動を案内するガイドとしては、上記したガイドレールＷ以外にも、決まったライン上を移動するように案内可能なものを利用することが可能である。例えば、可動側のブロックが観音開き式に移動するものであれば、ヒンジ等を利用することができる。
【００４７】
上記した各ブロックを構成する枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０を形成するための材料としては、鉄等の金属材料、ＦＲＰ等を使用することができる。但し、コスト及び強度の観点から鉄が好ましい。
【００４８】
また枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０を鉄により形成する場合は、鉄には放射線遮蔽能が殆どないため、軽量化の観点から１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度が好ましい。
【００４９】
また枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内に充填されるコンクリートとしては、放射線遮蔽能の観点から比重の大きいコンクリート、例えば、磁鉄鋼などの比重が大きい骨材を使用した高密度の遮蔽用コンクリートを使用すると好ましい。
【００５０】
また枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内にコンクリートを充填するときには、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内にアンカーＧを針金等で吊り下げておき、図２及び図４に示すように、アンカーＧの一部がコンクリートにより固定されるようにすると好ましい。このようにすれば、このアンカーＧに着脱可能な吊り具Ｊを取り付けることで、ブロックの搬送が可能となる。
【００５１】
以上、詳述したように、本実施形態に係るサイクロトロンシステム１では、サイクロトロン４０を取り囲む放射線シールド１０が、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されているため、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内にコンクリートを充填して固化させた後、これをそのまま放射線シールドを構成する部材として使用することができる。このように、コンクリートから枠体を外す手間が省けることから、放射線シールド１０の製造が容易になり、曳いてはサイクロトロンシステム１の製造が容易になる。また、コンクリートの欠けやひび等は枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０により隠れるため、これら不具合を修正する必要がなくなり、製造が容易になる。更に、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０には周辺機器を取り付けるための取付座を自在に取り付けることができるため、周辺機器の取付位置の変更が可能になる。
【００５２】
また本実施形態に係るサイクロトロンシステム１では、放射線シールド１０が複数のブロック１６，１８，２０，２２，２８，３０，３２，３４から構成されているため、壁体を一体物で構成する場合に比べて、搬送や保管などの取り扱いが容易になる。
【００５３】
更に、本実施形態に係るサイクロトロンシステム１では、隣接するブロックそれぞれの接合面に段差部（７２と９２、１１２と１３２、１５２と１７２、１９２と２１２、７４と１５４、９４と１７４、１１６と１９６、１３６と２１６）が設けられており、これらが嵌合した状態で接合されているため、隣接するブロックの間から放射線が漏れるおそれを低減することができる。また、このような段差部を設け難い上部のブロックと下部のブロックとの接合面にはモルタル等の固着剤を塗布するようにしているため、放射線が漏れるおそれを一層低減することができる。更に、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０を鉄により形成すれば、各ブロックの変形を抑制して接合面における合わせ精度を向上することができ、放射線が漏れるおそれを一層低減することができる。
【００５４】
また放射線シールド１０の内面には、中性子線の遮蔽に効果的なＰｂ層５８と、ガンマ線の遮蔽に効果的なＰＥ層６０とが適宜積層されているため、コンクリートによるこれら放射線の遮蔽を補強して、放射線遮蔽能の向上を図ることができる。なお、放射線減衰特性及び体積／重量比を考慮して、コンクリート、Ｐｂ層５８、及びＰＥ層６０の厚み等を設計すると好ましい。
【００５５】
またRRUブロック１６には、壁体の内外を連通する通路Ｔが設けられているため、サイクロトロン４０への電源を供給するためのケーブルを通したり、サイクロトロンから出る熱を逃がしたりすることが可能となる。
【００５６】
また、可動側のフロント壁体１４の移動を案内するガイドレールＷを設けたため、フロント壁体１４の移動が容易になり、メンテナンス性の向上が図られる。
【００５７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では放射線シールド１０を８つのブロック１６，１８，２０，２２，２８，３０，３２，３４から構成したが、これ以外の数のブロックから形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムでは、サイクロトロン以外の他の粒子加速器を放射線シールドで遮蔽してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係るサイクロトロンシステムが備える放射線シールドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】リア壁体の構成を示す分解斜視図である。
【図３】隣接するブロックを連結するための連結手段を示す図である。
【図４】フロント壁体の構成を示す分解斜視図である。
【図５】放射線シールド内に収容されるサイクロトロンの構成を示す斜視図である。
【図６】放射線シールド内にサイクロトロンが収容されている様子を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は、FRUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図７（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、FLUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図８（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図９】FLSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【図１０】FRSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は、RRUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図１１（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、RLUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図１２（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図１３】RLSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【図１４】RRSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…サイクロトロンシステム、１０…放射線シールド、１６…RRUブロック、１８…RLUブロック、２０…RRSブロック、２２…RLSブロック、２８…FRUブロック、３０…FLUブロック、３２…FRSブロック、３４…FLSブロック、４０…サイクロトロン、７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０…枠体、７２，７４，９２，９４，１１２，１１６，１３２，１３６，１５２，１５４，１７２，１７４，１９２，１９６，２１２，２１６…段差部、Ｗ…ガイドレール、Ｔ…通路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己シールド型粒子加速器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ；Positron Emission Tomography）に用いる放射性同位元素で標識された検査用薬剤の製造や、放射線治療においては、サイクロトロン等の粒子加速器が使用される。粒子加速器の稼動時には、中性子線やガンマ線などの放射線が発生するため、放射線を遮蔽する必要がある。
【０００３】
放射線の遮蔽は、従来より、粒子加速器が設置される建屋自体を放射線遮蔽媒体により被覆することで行ってきたが、近年、建屋の重量及びコストの低減を図る観点から、粒子加速器自体を放射線遮蔽壁体により取り囲んで遮蔽する、いわゆる自己シールド型の粒子加速器システムが開発されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような自己シールド型粒子加速器システムにおいて、放射線遮蔽壁体は、上壁部及び側壁部を有し、これら上壁部及び側壁部により形成される内部空間に粒子加速器を収容するようになっている。放射線遮蔽壁体を構成する上壁部及び側壁部はコンクリートから形成される。
【０００５】
このような従来の自己シールド型粒子加速器システムにおいて、放射線遮蔽壁体は、型枠にコンクリートを流し込み、コンクリートが固化した後に型枠を撤去して製作される。このようにして作成される放射線遮蔽壁体には、センサ類を収容するキャビネット等の周辺機器を固定するための取付座（アタッチメント）や、自身を搬送するための搬送用の穴等が設けられる。
【特許文献１】特開２０００−１０５２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
型枠を使った放射線遮蔽壁体の製造においては、型枠を取り外したとき、コンクリートの一部が欠けていたり、ひびが入っていたりすることがある。このような一部の欠けやひび等は、放射線の遮蔽には問題を生じないものがほとんどである。しかしながら、従来の自己シールド型粒子加速器システムでは、放射線遮蔽壁体のコンクリートが外部に露出していたため、外観上、これら全てを修正する必要があり、非常に手間が掛かっていた。また、型枠の変形により各小ブロック間で精度よい合わせ面が出来ていないことがあり、修正が面倒であった。
【０００７】
更に、放射線遮蔽壁体の製造後に、都合により周辺機器の取付位置を変更したい場合が生じることがあるが、コンクリートに後から取付座を設けることは、コンクリートが欠ける恐れがあるため難しく、実質的に周辺機器の取付位置を変更することはできなかった。
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、製造が容易で、且つ周辺機器の取付位置の変更を可能とする自己シールド型粒子加速器システム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】
【０００９】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムは、粒子加速器と、粒子加速器を取り囲んで放射線を遮蔽するための壁体と、を備える。このシステムにおいて壁体は、枠体内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されており、壁体は、固定側のブロックと可動側のブロックとを含み、可動側のブロックが固定側のブロックから離れるようにその移動を案内するガイドレールを設けたことを特徴とする。
【００１０】
このシステムでは、壁体がコンクリート充填枠体から構成されているため、枠体内にコンクリートを充填して固化させた後、これをそのまま壁体を構成する部材として使用することができる。このようにして、コンクリートから枠体を外す手間が省けることから、製造が容易になる。また、コンクリートの欠けやひび等は枠体により隠れるため、これら不具合を修正する必要がなくなり、製造が容易になる。更に、枠体には周辺機器を取り付けるための取付座を自在に取り付けできるため、周辺機器の取付位置の変更が可能になる。
【００１１】
また、可動側のブロックが固定側のブロックから離れるようにその移動を案内するガイドレールを設けたため、可動側のブロックの移動が容易になり、メンテナンス性の向上が図られる。
【００１２】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、固定側のブロックと可動側のブロックは、複数のブロックから構成されていると好ましい。このようにすれば、壁体を一体物で構成する場合に比べて、搬送や保管などの取り扱いが容易になる。
【００１３】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、複数のブロックのうち隣接するブロックそれぞれの接合面には、互いに嵌り合う段差部が設けられていると好ましい。このようにすれば、隣接するブロックの間から放射線が漏れるおそれを低減することができる。
【００１４】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、複数のブロックは、上壁を構成するブロックと側壁を構成するブロックとを含み、上壁を構成するブロックと側壁を構成するブロックとの接合面には固着材が塗布されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、上下に接合されるブロックの間から放射線が漏れるおそれを低減することができる。
【００１５】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムにおいて、壁体を構成するコンクリート充填枠体には、壁体の内外を連通する通路が設けられていることを特徴としてもよい。このようにすれば、上記通路を介して、粒子加速器への電源を供給するためのケーブルを通したり、粒子加速器から出る熱を逃がしたりすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、製造が容易で、且つ周辺機器の取付位置の変更を可能とする自己シールド型粒子加速器システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る自己シールド型粒子加速器システムとして、サイクロトロンシステムが備える放射線シールドの構成を示す分解斜視図である。サイクロトロンシステム（図６の１）は、サイクロトロン（粒子加速器）（図５の４０）と、サイクロトロン４０を取り囲んで放射線を遮蔽するための放射線シールド（壁体）１０と、を備えている。放射線シールド１０は、図１に示すように、リア壁体１２とフロント壁体１４とを備えている。
【００１９】
リア壁体１２は、図２に示すように、右上壁（RRU : Rear Right Upper）ブロック１６と、左上壁（RLU : Rear Left Upper）ブロック１８と、右側壁（RRS : Rear Right Side）ブロック２０と、左側壁（RLS : Rear Left Side）ブロック２２と、を有している。RRSブロック２０及びRLSブロック２２は、鉛直方向に立設されており、平断面が略Ｌ字型をなす。RRUブロック１６及びRLUブロック１８は、水平方向に延設されており、RRSブロック２０及びRLSブロック２２の上部を覆っている。これらRRUブロック１６、RLUブロック１８、RRSブロック２０及びRLSブロック２２は、図２及び図３に示すように、複数箇所において連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。
【００２０】
フロント壁体１４は、図４に示すように、右上壁（FRU : Front Right Upper）ブロック２８と、左上壁（FLU : Front Left Upper）ブロック３０と、右側壁（FRS : Front Right Side）ブロック３２と、左側壁（FLS : Front Left Side）ブロック３４と、を有している。FRSブロック３２及びFLSブロック３４は、鉛直方向に立設されており、平断面が略Ｌ字型をなす。FRUブロック２８及びFLUブロック３０は、水平方向に延設されており、FRSブロック３２及びFLSブロック３４の上部を覆っている。これらFRUブロック２８、FLUブロック３０、FRSブロック３２及びFLSブロック３４は、リア壁体１２と同様に、複数箇所において連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。
【００２１】
これらリア壁体１２及びフロント壁体１４を接合することで、放射線シールド１０が形成される。この放射線シールド１０により形成される内部空間内にサイクロトロン４０が収容され、自己シールド型のサイクロトロンシステム１が構成されている。このように、「自己シールド型」とは、サイクロトロン等の粒子加速器が設置される建屋の壁とは別に、粒子加速器それ自体を遮蔽するために設けられた壁体により粒子加速器を遮蔽する形式をいう。その意味で、粒子加速器を遮蔽する壁体が建屋の一部を構成するような粒子加速器システムとは異なるものである。
【００２２】
サイクロトロン４０は、図５に示すように、いわゆる縦型のサイクロトロンであり、一対の磁極４２と、真空箱４４と、これら一対の磁極４２及び真空箱４４を取り囲む環状のヨーク４６と、を有している。一対の磁極４２は、一部が真空箱４４内に挿通され、真空箱４４内で上面同士が所定間隙を於いて対面している。これら一対の磁極４２の間隙内で、陽子や重陽子などの粒子が多重加速される。
【００２３】
図６は、放射線シールド１０内にサイクロトロン４０が収容されている様子を示す平面図である。なお、図６においては、説明の便宜上、RRUブロック１６、RLUブロック１８、FRUブロック２８、及びFLUブロック３０を取り外した状態を示している。
【００２４】
図６に示すように、サイクロトロン４０は放射線シールド１０内の略中央に配置されている。リア壁体１２とフロント壁体１４とが接合された状態で、このようにサイクロトロン４０を収容する空間を画成する壁面を、それぞれ内前面４８、内背面５０、内側面５２，５４、及び内上面（図１の５６）と呼ぶとする。このとき、内前面４８には、ヨーク４６と対面する部分を除いて、鉛（Ｐｂ）層５８及びポリエチレン（ＰＥ）層６０が順次積層されている。また内側面５２，５４には、Ｐｂ層５８及びＰＥ層６０が順次積層されている。また内背面５０には、ＰＥ層６０のみが積層されている。更に、図１、図２及び図４に示すように、内上面５６には、ヨーク４６と対面する部分を除いて、Ｐｂ層５８及びＰＥ層６０が順次積層されている。
【００２５】
次に、図７から図１０を参照して、フロント壁体１４を構成するFRUブロック２８、FLUブロック３０、FRSブロック３２及びFLSブロック３４について更に詳細に説明し、また、図１１から図１４を参照して、リア壁体１２を構成するRRUブロック１６、RLUブロック１８、RRSブロック２０及びRLSブロック２２について更に詳細に説明する。
【００２６】
図７は、FRUブロック２８を構成する枠体７０を示す斜視図である。図７に示すように、枠体７０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体７０内にコンクリートを充填することで、FRUブロック２８が形成される。この枠体７０のFLUブロック３０と接合される接合面には、凹状の段差部７２が設けられている。また枠体７０のRRUブロック１６と接合される接合面には、凹状の段差部７４が設けられている。なお、枠体７０の底壁面にも、凹状の段差部７６が設けられている。この段差部７６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体７０内にはリブ７８が立設されており、補強が図られている。
【００２７】
また、枠体のFLUブロック３０と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔８０が貫通形成されている。そして、この孔８０の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔８０とスペースとでFLUブロック３０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体７０のFRSブロック３２と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔８２が貫通形成されている。そして、この孔８２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔８２とスペースとでFRSブロック３２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００２８】
次に、図８は、FLUブロック３０を構成する枠体９０を示す斜視図である。図８に示すように、枠体９０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体９０内にコンクリートを充填することで、FLUブロック３０が形成される。この枠体９０のFRUブロック２８と接合される接合面には、凸状の段差部９２が設けられている。この段差部９２は、FRUブロック２８の凹状の段差部７２と嵌まり合う。また枠体９０のRLUブロック１８と接合される接合面には、凹状の段差部９４が設けられている。なお、枠体９０の底壁面にも、凹状の段差部９６が設けられている。この段差部９６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体９０内にはリブ９８が立設されており、補強が図られている。
【００２９】
また、枠体９０のFRUブロック２８と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１００が貫通形成されている。そして、この孔１００の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１００とスペースとでFRUブロック２８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体９０のFLSブロック３４と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔１０２が貫通形成されている。そして、この孔１０２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１０２とスペースとでFLSブロック３４との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００３０】
次に、図９は、FLSブロック３４を構成する枠体１１０を示す斜視図である。図９に示すように、枠体１１０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１１０内にコンクリートを充填することで、FLSブロック３４が形成される。この枠体１１０のFRSブロック３２と接合される接合面には、凸状の段差部１１２が設けられている。また枠体１１０のFRSブロック３２と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１１４が貫通形成されている。そして、この孔１１４の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペース（図３で示すのと同様である）が画成されている。このように、孔１１４とスペースとでFRSブロック３２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体１１０のRLSブロック２２と接合される接合面には、凹状の段差部１１６が設けられている。なお、枠体１１０の内側面にも、凹状の段差部１１８が設けられている。この段差部１１８は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１１０内にはリブ１２０が立設されており、補強が図られている。
【００３１】
また、枠体１１０のFLUブロック３０と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔１２２が貫通形成された補助板１２４が取り付けられている。そして、この孔１２２の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１２２とスペースとでFLUブロック３０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００３２】
次に、図１０は、FRSブロック３２を構成する枠体１３０を示す斜視図である。図１０に示すように、枠体１３０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１３０内にコンクリートを充填することで、FRSブロック３２が形成される。この枠体１３０のFLSブロック３４と接合される接合面には、凹状の段差部１３２が設けられている。この段差部１３２は、FLSブロック３４の凸状の段差部１１２と嵌まり合う。また枠体１３０のFLSブロック３４と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔（図示しない）が貫通形成されている。そして、この孔の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペース（図示しない）が画成されている。このように、孔とスペースとでFLSブロック３４との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体１３０のRRSブロック２０と接合される接合面には、凹状の段差部１３６が設けられている。なお、枠体１３０の内側面にも、凹状の段差部１３８が設けられている。この段差部１３８は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１３０内にはリブ１４０が立設されており、補強が図られている。
【００３３】
また、枠体１３０のFRUブロック２８と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔１４２が貫通形成された補助板１４４が取り付けられている。そして、この孔１４２の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１４２とスペースとでFRUブロック２８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００３４】
上記したFRSブロック３２とFLSブロック３４とが、接合面に設けられた段差部１１２，１３２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。更に、上記したFRUブロック２８とFLUブロック３０とが、接合面に設けられた段差部７２，９２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。そして、FRSブロック３２とFLSブロック３４の上部に、FRUブロック２８とFLUブロック３０が載置された状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで、フロント壁体１４が構成されている。
【００３５】
なお、FRSブロック３２とFLSブロック３４の上部に、FRUブロック２８とFLUブロック３０を載置するときには、接合面にモルタル等の固着剤を予め塗布しておくと好ましい。このようにすれば、FRSブロック３２及びFLSブロック３４の上部開口にて露出するコンクリートと、FRUブロック２８及びFLUブロック３０の下面との間に隙間が生じるおそれを低減することができる。
【００３６】
次に、図１１は、RRUブロック１６を形成する枠体１５０の構成を示す斜視図である。図１１に示すように、枠体１５０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１５０内にコンクリートを充填することで、RRUブロック１６が形成される。この枠体１５０のRLUブロック１８と接合される接合面には、凹状の段差部１５２が設けられている。また枠体１５０のFRUブロック２８と接合される接合面には、凸状の段差部１５４が設けられている。この段差部１５４は、FRUブロック２８の凹状の段差部（図７の７４）と嵌まり合う。なお、枠体１５０の底壁面にも、凹状の段差部１５６が設けられている。この段差部１５６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１５６内にはリブ１５８が立設されており、補強が図られている。
【００３７】
また、枠体１５０のRLUブロック１８と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１６０が貫通形成されている。そして、この孔１６０の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１６０とスペースとでRLUブロック１８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体１５０のRRSブロック２０と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔１６２が貫通形成されている。そして、この孔１６２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１６２とスペースとでRRSブロック２０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。更に、枠体１５０の底壁には、貫通孔１６４が形成されている。この貫通孔１６４には、コンクリートを充填する際にパイプを挿通することで、図１に示すように、RRUブロック１６内を鉛直方向に貫通する通路Ｔが形成される。この通路Ｔは、サイクロトロン４０から発する熱を逃がしたり、サイクロトロン４０に電源を供給するためのケーブルを通したりするのに利用される。このような通路Ｔは、必要に応じて複数形成してもよい。また、RLUブロック１８、FRUブロック２８、及びFLUブロック３０にも、必要に応じて同様の通路Ｔを形成してもよい。
【００３８】
次に、図１２は、RLUブロック１８を構成する枠体１７０を示す斜視図である。図１２に示すように、枠体１７０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１７０内にコンクリートを充填することで、RLUブロック１８が形成される。この枠体１７０のRRUブロック１６と接合される接合面には、凸状の段差部１７２が設けられている。この段差部１７２は、RRUブロック１６の凹状の段差部１５２と嵌まり合う。また枠体１７０のFLUブロック３０と接合される接合面には、凸状の段差部１７４が設けられている。この段差部１７４は、FLUブロック３０の凹状の段差部（図８の９４）と嵌まり合う。なお、枠体１７０の底壁面にも、凹状の段差部１７６が設けられている。この段差部１７６は、ヨーク４６との干渉を避けるためのものである。また枠体１７０内にはリブ１７８が立設されており、補強が図られている。
【００３９】
また、枠体１７０のRRUブロック１６と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１８０が貫通形成されている。そして、この孔１８０の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１８０とスペースとでRRUブロック１６との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また、枠体１７０のRLSブロック２２と接合される底壁には、ボルト２４を挿通するための孔１８２が貫通形成されている。そして、この孔１８２の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１８２とスペースとでRLSブロック２２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００４０】
次に、図１３は、RLSブロック２２を構成する枠体１９０を示す斜視図である。図１３に示すように、枠体１９０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体１９０内にコンクリートを充填することで、RLSブロック２２が形成される。この枠体１９０のRRSブロック２０と接合される接合面には、凹状の段差部１９２が設けられている。また枠体１９０のRRSブロック２０と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔１９４が貫通形成されている。そして、この孔１９４の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔１９４とスペースとでRRSブロック２０との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体１９０のFLSブロック３４と接合される接合面には、凸状の段差部１９６が設けられている。この段差部１９６は、FLSブロック３４の凹状の段差部（図９の１１６）と嵌まり合う。なお、枠体１９０内にはリブ１９８が立設されており、補強が図られている。
【００４１】
また、枠体１９０のRLUブロック１８と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔２００が貫通形成された補助板２０２が取り付けられている。そして、この孔２００の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔２００とスペースとでRLUブロック１８との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００４２】
次に、図１４は、RRSブロック２０を構成する枠体２１０を示す斜視図である。図１４に示すように、枠体２１０は上端が開放された箱として構成されている。この枠体２１０内にコンクリートを充填することで、RRSブロック２０が形成される。この枠体２１０のRLSブロック２２と接合される接合面には、凸状の段差部２１２が設けられている。この段差部２１２は、RLSブロック２２の凹状の段差部１９２と嵌まり合う。また枠体２１０のRLSブロック２２と接合される側壁には、ボルト２４を挿通するための孔２１４が貫通形成されている。そして、この孔２１４の近傍には、ボルト２４とナット２６の締結作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔２１４とスペースとでRLSブロック２２との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。また枠体２１０のFRSブロック３２と接合される接合面には、凸状の段差部２１６が設けられている。この段差部２１６は、FRSブロック３２の凹状の段差部（図１０の１３６）と嵌まり合う。なお、枠体２１０内にはリブ２１８が立設されており、補強が図られている。
【００４３】
また、枠体２１０のRRUブロック１６と接合される上部開口には、ボルト２４を挿通するための孔２２０が貫通形成された補助板２２２が取り付けられている。そして、この孔２２０の近傍には、ボルト２４を挿通する作業を行うためのスペースが画成されている。このように、孔２２０とスペースとでRRUブロック１６との連結を図るための連結部Ｃが構成されている。
【００４４】
上記したRRSブロック２０とRLSブロック２２とが、接合面に設けられた段差部１９２，２１２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。更に、上記したRRUブロック１６とRLUブロック１８とが、接合面に設けられた段差部１５２，１７２を嵌合させた状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで連結されている。そして、RRSブロック２０とRLSブロック２２の上部に、RRUブロック１６とRLUブロック１８が載置された状態で、連結部Ｃ同士をボルト２４及びナット２６で締め付けることで、リア壁体１２が構成されている。
【００４５】
なお、RRSブロック２０とRLSブロック２２の上部に、RRUブロック１６とRLUブロック１８を載置するときには、接合面にモルタル等の固着剤を予め塗布しておくと好ましい。このようにすれば、RRSブロック２０及びRLSブロック２２の上部開口にて露出するコンクリートと、RRUブロック１６及びRLUブロック１８の下面との間に隙間が生じるおそれを低減することができる。
【００４６】
そして、図１に示すように、フロント壁体１４とリア壁体１２とを接合することで、放射線シールド１０が構成される。なお、フロント壁体１４とリア壁体１２との間には、図３で示すような連結手段は設けられていない。これは、リア壁体１２を固定側とし、フロント壁体１４を可動側として、ガイドレールＷにより案内しながらフロント壁体１４を前方に引き出すことで、内部に収容されたサイクロトロン４０のメンテナンスを可能とするためである。なお、このように可動側のブロックの移動を案内するガイドとしては、上記したガイドレールＷ以外にも、決まったライン上を移動するように案内可能なものを利用することが可能である。例えば、可動側のブロックが観音開き式に移動するものであれば、ヒンジ等を利用することができる。
【００４７】
上記した各ブロックを構成する枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０を形成するための材料としては、鉄等の金属材料、ＦＲＰ等を使用することができる。但し、コスト及び強度の観点から鉄が好ましい。
【００４８】
また枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０を鉄により形成する場合は、鉄には放射線遮蔽能が殆どないため、軽量化の観点から１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度が好ましい。
【００４９】
また枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内に充填されるコンクリートとしては、放射線遮蔽能の観点から比重の大きいコンクリート、例えば、磁鉄鋼などの比重が大きい骨材を使用した高密度の遮蔽用コンクリートを使用すると好ましい。
【００５０】
また枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内にコンクリートを充填するときには、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内にアンカーＧを針金等で吊り下げておき、図２及び図４に示すように、アンカーＧの一部がコンクリートにより固定されるようにすると好ましい。このようにすれば、このアンカーＧに着脱可能な吊り具Ｊを取り付けることで、ブロックの搬送が可能となる。
【００５１】
以上、詳述したように、本実施形態に係るサイクロトロンシステム１では、サイクロトロン４０を取り囲む放射線シールド１０が、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されているため、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０内にコンクリートを充填して固化させた後、これをそのまま放射線シールドを構成する部材として使用することができる。このように、コンクリートから枠体を外す手間が省けることから、放射線シールド１０の製造が容易になり、曳いてはサイクロトロンシステム１の製造が容易になる。また、コンクリートの欠けやひび等は枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０により隠れるため、これら不具合を修正する必要がなくなり、製造が容易になる。更に、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０には周辺機器を取り付けるための取付座を自在に取り付けることができるため、周辺機器の取付位置の変更が可能になる。
【００５２】
また本実施形態に係るサイクロトロンシステム１では、放射線シールド１０が複数のブロック１６，１８，２０，２２，２８，３０，３２，３４から構成されているため、壁体を一体物で構成する場合に比べて、搬送や保管などの取り扱いが容易になる。
【００５３】
更に、本実施形態に係るサイクロトロンシステム１では、隣接するブロックそれぞれの接合面に段差部（７２と９２、１１２と１３２、１５２と１７２、１９２と２１２、７４と１５４、９４と１７４、１１６と１９６、１３６と２１６）が設けられており、これらが嵌合した状態で接合されているため、隣接するブロックの間から放射線が漏れるおそれを低減することができる。また、このような段差部を設け難い上部のブロックと下部のブロックとの接合面にはモルタル等の固着剤を塗布するようにしているため、放射線が漏れるおそれを一層低減することができる。更に、枠体７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０を鉄により形成すれば、各ブロックの変形を抑制して接合面における合わせ精度を向上することができ、放射線が漏れるおそれを一層低減することができる。
【００５４】
また放射線シールド１０の内面には、中性子線の遮蔽に効果的なＰｂ層５８と、ガンマ線の遮蔽に効果的なＰＥ層６０とが適宜積層されているため、コンクリートによるこれら放射線の遮蔽を補強して、放射線遮蔽能の向上を図ることができる。なお、放射線減衰特性及び体積／重量比を考慮して、コンクリート、Ｐｂ層５８、及びＰＥ層６０の厚み等を設計すると好ましい。
【００５５】
またRRUブロック１６には、壁体の内外を連通する通路Ｔが設けられているため、サイクロトロン４０への電源を供給するためのケーブルを通したり、サイクロトロンから出る熱を逃がしたりすることが可能となる。
【００５６】
また、可動側のフロント壁体１４の移動を案内するガイドレールＷを設けたため、フロント壁体１４の移動が容易になり、メンテナンス性の向上が図られる。
【００５７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では放射線シールド１０を８つのブロック１６，１８，２０，２２，２８，３０，３２，３４から構成したが、これ以外の数のブロックから形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る自己シールド型粒子加速器システムでは、サイクロトロン以外の他の粒子加速器を放射線シールドで遮蔽してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係るサイクロトロンシステムが備える放射線シールドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】リア壁体の構成を示す分解斜視図である。
【図３】隣接するブロックを連結するための連結手段を示す図である。
【図４】フロント壁体の構成を示す分解斜視図である。
【図５】放射線シールド内に収容されるサイクロトロンの構成を示す斜視図である。
【図６】放射線シールド内にサイクロトロンが収容されている様子を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は、FRUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図７（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、FLUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図８（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図９】FLSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【図１０】FRSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は、RRUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図１１（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、RLUブロックを構成する枠体を上方から見た斜視図であり、図１２（ｂ）は、この枠体を下方から見た斜視図である。
【図１３】RLSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【図１４】RRSブロックを構成する枠体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…サイクロトロンシステム、１０…放射線シールド、１６…RRUブロック、１８…RLUブロック、２０…RRSブロック、２２…RLSブロック、２８…FRUブロック、３０…FLUブロック、３２…FRSブロック、３４…FLSブロック、４０…サイクロトロン、７０，９０，１１０，１３０，１７０，１５０，１９０，２１０…枠体、７２，７４，９２，９４，１１２，１１６，１３２，１３６，１５２，１５４，１７２，１７４，１９２，１９６，２１２，２１６…段差部、Ｗ…ガイドレール、Ｔ…通路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子加速器と、該粒子加速器を取り囲んで放射線を遮蔽するための壁体と、を備える自己シールド型粒子加速器システムであって、
前記壁体は、枠体内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されており、
前記壁体は、固定側のブロックと可動側のブロックとを含み、前記可動側のブロックが前記固定側のブロックから離れるようにその移動を案内するガイドレールを設けたことを特徴とする自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項２】
前記固定側のブロックと可動側のブロックは、複数のブロックから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項３】
前記複数のブロックのうち隣接するブロックそれぞれの接合面には、互いに嵌り合う段差部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項４】
前記複数のブロックは、上壁を構成するブロックと側壁を構成するブロックとを含み、前記上壁を構成するブロックと前記側壁を構成するブロックとの接合面には固着材が塗布されていることを特徴とする請求項２に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項５】
前記壁体を構成する前記コンクリート充填枠体には、該壁体の内外を連通する通路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項１】
粒子加速器と、該粒子加速器を取り囲んで放射線を遮蔽するための壁体と、を備える自己シールド型粒子加速器システムであって、
前記壁体は、枠体内部にコンクリートを充填したコンクリート充填枠体から構成されており、
前記壁体は、固定側のブロックと可動側のブロックとを含み、前記可動側のブロックが前記固定側のブロックから離れるようにその移動を案内するガイドレールを設けたことを特徴とする自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項２】
前記固定側のブロックと可動側のブロックは、複数のブロックから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項３】
前記複数のブロックのうち隣接するブロックそれぞれの接合面には、互いに嵌り合う段差部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項４】
前記複数のブロックは、上壁を構成するブロックと側壁を構成するブロックとを含み、前記上壁を構成するブロックと前記側壁を構成するブロックとの接合面には固着材が塗布されていることを特徴とする請求項２に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【請求項５】
前記壁体を構成する前記コンクリート充填枠体には、該壁体の内外を連通する通路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自己シールド型粒子加速器システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−８５９７０（Ｐ２００９−８５９７０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１８６２９（Ｐ２００８−３１８６２９）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【分割の表示】特願２００３−３６４５８８（Ｐ２００３−３６４５８８）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２４日（２００３．１０．２４）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【分割の表示】特願２００３−３６４５８８（Ｐ２００３−３６４５８８）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２４日（２００３．１０．２４）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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