ホットセル

ホットセルとは、核放射線から遮蔽された封じ込め室の名称である。「ホット」とは放射能を意味する。

ホットセルは、原子力エネルギー産業と核医学産業の両方で使用されています。放射性同位体から作業者を保護するために、必要な機器を制御・操作できる安全な封じ込めボックスとして必要とされています。

ホットセルは、使用済み核燃料棒の検査や、高エネルギーガンマ線を放出するその他の物品の取り扱いに使用されます。例えば、原子炉や粒子加速器で照射された医療用同位体の処理は、ホットセル内で行われます。ホットセルは、原子炉燃料からプルトニウム（兵器級か否かを問わず）を抽出するために使用される化学工程を実行するために使用できるため、核拡散の懸念事項となっています。使用済み燃料の切断、高温硝酸による燃料の溶解、および核再処理プロセスPUREXの最初の抽出サイクル（高活性サイクル）は、ホットセル内で行う必要があります。PUREXプロセスの2番目のサイクル（中活性サイクル）は、グローブボックス内で行うことができます。

ホットセルは、核医学業界で一般的に使用されています。

• 放射性医薬品の製造に関して、GMPガイドライン（業界）に準拠
• 放射性医薬品の取り扱いおよび調剤（病院向け）。

ユーザーは放射性同位体から放出される光路に決してさらされてはならないため、一般的に、封じ込めボックスの周囲には厚い遮蔽が施されます。このボックスは、316ステンレス鋼や、 PVC、コーリアンなどの他の材料で作られます。この遮蔽は、鉛（一般的）やコンクリート（そのため非常に厚い壁が必要）などの材料、あるいはタングステンを使用することで確保できます。ホットセル内の放射能量、放射性同位体から放出されるガンマ光子のエネルギー、および材料によって生成される中性子の数によって、必要な遮蔽の厚さが決まります。例えば、1キロキュリー（37 TBq）のコバルト60線源は、ホットセルの外表面で同じ線量率を得るために、1キロキュリー（37 TBq）のイリジウム192線源よりも厚い遮蔽が必要になります。また、カリホルニウムや使用済み核燃料などのアクチニド系物質がホットセル内で使用される場合は、中性子線量率を下げるために水またはポリエチレンの層が必要になる場合があります。  

ホットセル内のものを見るには、カメラを使用することもできますが（ただし、これらは定期的に交換する必要があります）、最も一般的には鉛ガラスが使用されます。^{[ 1 ]} 鉛ガラスにはいくつかの密度がありますが、最も一般的なのは 5.2  g/cm ³です。鉛当量の概算は、必要なPb の厚さに 2.5 を掛けることです（たとえば、10  mm Pb の場合は、25  mm の厚さの鉛ガラスの窓が必要になります）。古いホットセルでは、高エネルギーのガンマ線を遮蔽するために、ガラスタンク内のZnBr ₂溶液が使用されていました。これにより、ガラスが黒くなることなく放射線を遮蔽できます（鉛ガラスが照射されると黒くなるのとは異なります）。この溶液は、放射線との相互作用によって生じた損傷を「自己修復」しますが、溶液とガラスの光学屈折率の違いにより光学歪みが生じます。

遠隔操作装置やトングは、高温室内部の機器を遠隔操作するために使用され、指や手への被ばく量を大幅に削減します。

鉛入り手袋は、より優れた器用さを提供し、低放射線環境（病院の核医学検査室で使用されるホットセルなど）で使用できるため、トングと併用されることが多い。一部の企業は、鉛入り手袋よりも優れた器用さと遮蔽性を備えたタングステン入り手袋を開発している。封じ込め設備の洗浄・滅菌プロセスで使用される化学薬品によって手袋が著しく摩耗するため、手袋は定期的に交換する必要がある。

ホットセルは、空気等級がDからB（Cが最も一般的）までのクリーンルームに設置できます。