JP2019144150A - Neutron beam irradiation device and target device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中性子線照射装置及びターゲット装置に関するものである。 The present invention relates to a neutron beam irradiation apparatus and a target apparatus.
従来、このような分野の技術として、中性子線源から放出された中性子線を検体物へ照射して、検体物の材料分析や非破壊検査を行う中性子線照射装置が知られている(特許文献1参照。)。 Conventionally, as a technology in such a field, a neutron beam irradiation apparatus is known which performs material analysis and nondestructive inspection of a specimen by irradiating the specimen with a neutron beam emitted from a neutron source (Patent Document). 1).
上記のような中性子線照射装置における中性子線源としては、例えば、荷電粒子線を出射する粒子加速器と、荷電粒子線が照射されることで中性子線を生成するターゲット材と、を備えるものが考えられる。上記構成によれば、主に荷電粒子線の照射を受ける入射面とは反対側の面(以下「裏面」という)側にターゲット材から中性子線が出射されるので、ターゲット材の裏面側に検体物を配置して当該検体物に中性子線が照射されるようにすることが好ましいと考えられる。 As a neutron beam source in the neutron beam irradiation apparatus as described above, for example, a device including a particle accelerator that emits a charged particle beam and a target material that generates a neutron beam by being irradiated with the charged particle beam is considered. It is done. According to the above configuration, the neutron beam is emitted from the target material on the side opposite to the incident surface (hereinafter referred to as “rear surface”) that is mainly irradiated with the charged particle beam. It is considered preferable to place an object so that the specimen is irradiated with neutron beams.
また、ターゲット材は、荷電粒子線の照射によって高温となるため冷却する必要がある。この場合、ターゲット材の入射面側に冷却水を接触させてターゲット材を冷却させようとすると、荷電粒子線が冷却水によって減衰してしまうため、ターゲット材での中性子線の生成が好適に行われなくなってしまうおそれがある。そのため、ターゲット材の裏面に冷却水を接触させる方式を採用する方が良いと考えられる。しかしながら、中性子線は水によって遮蔽され易いので、ターゲット材の裏面に冷却水を接触させる方式においては、ターゲット材で発生した中性子線がターゲット材の裏面上に存在する冷却水によって減少し、冷却水よりも更に裏面側に位置する試料(検体物)への照射量が減ってしまい、試料への中性子線の照射が好適に行われない虞がある。また、ターゲット材の側面に冷却水を接触させて冷却を行う方式も考えられるが、ターゲットと冷却水との接触面積が小さくなってしまうため、冷却効率が低くなってしまうおそれがある。本発明は、ターゲット材から試料への中性子線照射量の確保と、ターゲット材の冷却効率とを両立することが可能な中性子線照射装置及びターゲット装置を提供することを目的とする。 Moreover, since the target material becomes high temperature by irradiation with the charged particle beam, it needs to be cooled. In this case, when the cooling water is brought into contact with the incident surface side of the target material to cool the target material, the charged particle beam is attenuated by the cooling water. There is a risk of being lost. For this reason, it is considered better to employ a method in which cooling water is brought into contact with the back surface of the target material. However, since neutron beams are easily shielded by water, in the system in which cooling water is brought into contact with the back surface of the target material, neutron beams generated in the target material are reduced by cooling water existing on the back surface of the target material, and cooling water In addition, the amount of irradiation to the sample (specimen object) located on the back side further decreases, and there is a possibility that the sample is not suitably irradiated with neutron beams. In addition, a method of cooling by bringing cooling water into contact with the side surface of the target material is conceivable, but the contact area between the target and the cooling water is reduced, so that the cooling efficiency may be lowered. It is an object of the present invention to provide a neutron beam irradiation apparatus and a target apparatus capable of ensuring both the amount of neutron beam irradiation from a target material to a sample and the cooling efficiency of the target material.
本発明の中性子線照射装置は、試料に中性子線を照射する中性子線照射装置であって、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器と、粒子加速器から出射された荷電粒子線を受けて当該荷電粒子線の入射面の裏面側に中性子線を出射する板状のターゲット材を、荷電粒子線の照射軸に対し傾斜する姿勢で保持するターゲット材保持部と、入射面と照射軸との交点である照射中心よりも荷電粒子線の下流側の位置の裏面側でターゲット材との接触面をもつように、裏面側に配置される試料を保持する試料保持部と、ターゲット材を冷却する冷却流体を流通させる冷却流体流路と、を備え、冷却流体流路は、接触面のうち荷電粒子線の上流側の端縁よりも荷電粒子線の上流側の位置で、冷却流体をターゲット材の裏面側に接触させる第1流路部位と、接触面のうち荷電粒子線の上流側の端縁よりも荷電粒子線の下流側の位置で、冷却流体をターゲット材の裏面側に接触させる第2流路部位と、を有する。 A neutron beam irradiation apparatus according to the present invention is a neutron beam irradiation apparatus that irradiates a sample with a neutron beam, a particle accelerator that accelerates charged particles and emits a charged particle beam, and a charged particle beam emitted from the particle accelerator. A target material holding unit that holds a plate-like target material that emits a neutron beam to the back side of the incident surface of the charged particle beam in an attitude inclined with respect to the irradiation axis of the charged particle beam, and the incident surface and the irradiation axis A sample holding part for holding a sample arranged on the back surface side so that it has a contact surface with the target material on the back surface side at a position downstream of the charged particle beam from the irradiation center that is an intersection with the target material, A cooling fluid channel that circulates the cooling fluid to be cooled, and the cooling fluid channel passes the cooling fluid at a position upstream of the edge of the charged particle beam upstream of the charged particle beam in the contact surface. First contact with the back side of the target material A flow path part, and a second flow path part for bringing the cooling fluid into contact with the back surface side of the target material at a position downstream of the charged particle beam from the upstream edge of the charged particle beam in the contact surface. .
本発明のターゲット装置は、試料に中性子線を照射するターゲット装置であって、粒子加速器から出射された荷電粒子線を受けて当該荷電粒子線の入射面の裏面側に中性子線を出射する板状のターゲット材を、荷電粒子線の照射軸に対し傾斜する姿勢で保持するターゲット材保持部と、入射面と照射軸との交点である照射中心よりも荷電粒子線の下流側の位置の裏面側でターゲット材との接触面をもつように、裏面側に配置される試料を保持する試料保持部と、ターゲット材を冷却する冷却流体を流通させる冷却流体流路と、を備え、冷却流体流路は、接触面のうち荷電粒子線の上流側の端縁よりも荷電粒子線の上流側の位置で、冷却流体をターゲット材の裏面側に接触させる第1流路部位と、接触面のうち荷電粒子線の上流側の端縁よりも荷電粒子線の下流側の位置で、冷却流体をターゲット材の裏面側に接触させる第2流路部位と、を有する。 The target device of the present invention is a target device that irradiates a sample with a neutron beam, and receives a charged particle beam emitted from a particle accelerator and emits a neutron beam to the back side of the incident surface of the charged particle beam A target material holding portion that holds the target material in a posture inclined with respect to the irradiation axis of the charged particle beam, and a back surface side at a position downstream of the charged particle beam from the irradiation center that is an intersection of the incident surface and the irradiation axis And a cooling fluid channel for circulating a cooling fluid for cooling the target material, the cooling fluid channel including a sample holding part for holding the sample arranged on the back surface side so as to have a contact surface with the target material Is a first flow path part for bringing the cooling fluid into contact with the back surface side of the target material at a position upstream of the charged particle beam upstream of the edge of the charged particle beam on the contact surface, and charging of the contact surface. Than the upstream edge of the particle beam At a location downstream of the electrostatic particle beam, having, a second flow path portion is brought into contact with the rear surface side of the cooling fluid target material.
上記の中性子線照射装置及びターゲット装置では、ターゲット材の入射面に荷電粒子線が入射されて裏面側に中性子線が出射される。このとき、冷却流体流路の第1流路部位及び第2流路部位において冷却流体とターゲット材とが接することで、ターゲット材の冷却が、荷電粒子線の上下流方向で比較的均等に行われ、ターゲット材の冷却効率が良い。 In the neutron beam irradiation apparatus and the target apparatus described above, the charged particle beam is incident on the incident surface of the target material, and the neutron beam is emitted on the back surface side. At this time, the cooling fluid and the target material come into contact with each other in the first flow path portion and the second flow path portion of the cooling fluid flow path, so that the target material is cooled relatively evenly in the upstream and downstream directions of the charged particle beam. Therefore, the cooling efficiency of the target material is good.
また、ターゲット材が荷電粒子線の照射軸に対して傾斜しているので、ターゲット材の裏面からの中性子線の出射方向も、当該ターゲット材に対して傾斜した方向に偏る傾向にある。そして、試料は、ターゲット材の照射中心よりも下流側の位置の裏面側の接触面でターゲット材と接触しているので、当該接触面は、照射中心から見て中性子線の出射方向に位置することになる。更に、当該接触面においては試料とターゲット材との間には前述の冷却流体が存在しない。従って、少なくとも上記接触面を通過する中性子線は冷却流体に遮られることなく試料に入射し、その結果、ターゲット材から試料への中性子線照射量が確保される。 Further, since the target material is inclined with respect to the irradiation axis of the charged particle beam, the emission direction of the neutron beam from the back surface of the target material also tends to be biased in the direction inclined with respect to the target material. And since the sample is in contact with the target material at the contact surface on the back surface side at a position downstream from the irradiation center of the target material, the contact surface is positioned in the emission direction of the neutron beam as viewed from the irradiation center. It will be. Furthermore, the cooling fluid does not exist between the sample and the target material on the contact surface. Therefore, at least the neutron beam passing through the contact surface is incident on the sample without being blocked by the cooling fluid, and as a result, the amount of neutron irradiation from the target material to the sample is ensured.
また、第1流路部位は、冷却流体を照射中心の位置でターゲット材の裏面側に接触させる部位を含むようにしてもよい。この構成によれば、最も高温になり得る照射中心をターゲット材の裏面側から冷却流体で冷却することができる。 Further, the first flow path part may include a part where the cooling fluid is brought into contact with the back surface side of the target material at the position of the irradiation center. According to this configuration, the irradiation center that can reach the highest temperature can be cooled by the cooling fluid from the back side of the target material.
また、冷却流体流路は、第1流路部位と第2流路部位とを含みターゲット材の裏面に沿って接触面を除く領域内で延在する裏面流路部を有し、裏面流路部は、1つの第1流路部位と、接触面を間に挟んで位置する2つの第2流路部位と、を接続する分岐流路部位を含むようにしてもよい。 The cooling fluid channel includes a first channel part and a second channel part, and includes a back channel part extending in a region excluding the contact surface along the back surface of the target material. The part may include a branch flow path part that connects one first flow path part and two second flow path parts located with the contact surface interposed therebetween.
本発明によれば、ターゲット材から試料への中性子線照射量の確保と、ターゲット材の冷却効率とを両立することが可能な中性子線照射装置及びターゲット装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the neutron beam irradiation apparatus and target device which can make compatible ensuring of the irradiation amount of the neutron beam from a target material to a sample, and the cooling efficiency of a target material can be provided.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る中性子線照射装置及びターゲット装置の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a neutron beam irradiation apparatus and a target apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2を参照しながら中性子線照射装置1について説明する。図1は、中性子線照射装置1の断面図であり、図2は、ターゲット装置7の要部の分解斜視図である。中性子線照射装置1は、粒子加速器3とターゲット装置7とを備えている。中性子線照射装置1は、粒子加速器3からの荷電粒子線をターゲット材9に照射して中性子線を発生させ、発生した中性子線を試料11に照射する装置である。このように試料11に中性子線を照射することで、当該試料11の材料分析や非破壊検査が行われる。ターゲット装置7は、上記のターゲット材9と試料11とを保持した状態で粒子加速器3のマニホールドに取付けられる。ターゲット材9としては、例えば、BeまたはLi等のターゲット材料をCu基板上に形成したものが採用される。ターゲット材料がBeまたはLiの場合には、粒子加速器3から10〜20MeVの荷電粒子線が照射される。
The neutron beam irradiation apparatus 1 is demonstrated referring FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a cross-sectional view of the neutron beam irradiation apparatus 1, and FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the target apparatus 7. The neutron beam irradiation apparatus 1 includes a
粒子加速器3は、荷電粒子を加速し、図1における左方に向けて荷電粒子線を出射する。粒子加速器3としては、例えばサイクロトロン、線形加速器(ライナック)等が使用される。荷電粒子線としては、例えば、陽子線、重陽子線、α線等が使用される。以下では、図に示されるように、粒子加速器3からの荷電粒子線の出射方向をX方向、鉛直上方をZ方向、X方向及びZ方向に直交する方向をY方向として、XYZを説明に用いる場合がある。また、以下の説明において、単に「上流側」、「下流側」等の語を用いる場合には、粒子加速器3から出射される荷電粒子線の上流、下流に対応させるものとする。図1における右側が上流側、左側が下流側である。また、「上流側」、「下流側」に代えて「右側」、「左側」等といったように「右」、「左」等の語を用いる場合があり、この場合は、図1の状態の中性子線照射装置1の左右に対応させるものとする。また、「上」、「下」等の語を用いる場合があり、この場合も、図1の状態の中性子線照射装置1の上下に対応させるものとする。また、粒子加速器3から出射される荷電粒子線の照射軸には図中で「B」の符号を付す。荷電粒子線の照射軸とは、荷電粒子線が進行する方向である。荷電粒子線は照射軸と直交する径方向において所定の大きさを有しており、荷電粒子線の径方向における中心と照射軸Bとが一致(略一致)する。
The
ターゲット装置7は、金属塊からなる上部パーツ13(ターゲット材保持部)と下部パーツ15(ターゲット材保持部)とを備えている。上部パーツ13と下部パーツ15との間に板状のターゲット材9が挟み込まれるようにして、当該ターゲット材9がターゲット装置7に保持されている。ターゲット材9は、略X方向に長軸をもつ長円板状をなしている。また、上部パーツ13及び下部パーツ15の上流側及び下流側には、それぞれガイドブロック14が取付けられている。図2では、ガイドブロック14の図示が省略されている。
The target device 7 includes an upper part 13 (target material holding part) and a lower part 15 (target material holding part) made of a metal lump. The
下部パーツ15の上面はターゲット材9を設置する設置座面17(ターゲット保持部)として機能する。また、下部パーツ15の上面には長円形の凹部19が設けられている。そして、凹部19を上から塞ぐように当該凹部19よりもやや大きい長円形板状のターゲット材9が設置されている。設置座面17は照射軸Bに対して約6度傾斜している。すなわち、図1中に示される角度αが約6度である。この設置座面17の傾斜によって、ターゲット装置7では、照射軸Bに対して約6度傾斜した姿勢でターゲット材9が保持されている。なお、設置座面17との間にターゲット材9を挟み込む上部パーツ13の下面33も照射軸Bに対して約6度傾斜している。また、上部パーツ13の下面33には、ターゲット材9が嵌り込む長穴形状の凹部(図示せず)が形成されている。
The upper surface of the
凹部19の上流側の側面には、粒子加速器3からの荷電粒子線を通過させる円孔21が設けられている。凹部19は円孔21を通じて粒子加速器3のビーム通路4と連通されており、荷電粒子線の照射時には、凹部19、円孔21及びビーム通路4が真空状態にされる。
A
照射軸Bは、設置座面17に設置されたターゲット材9の下面に交差する。粒子加速器3から左向きに出射された荷電粒子線は、円孔21を通じてターゲット装置7に入射し、凹部19内を通過してターゲット材9の下面に入射する。以下では、荷電粒子線が入射するターゲット材9の面(すなわち、ターゲット材9の下面)を「入射面」と呼び、「27」の符号を付す。また、ターゲット材9の、入射面27の反対側の面(すなわち、ターゲット材9の上面)を「裏面」と呼び、「29」の符号を付す。また、照射軸Bと入射面27との交点を「照射中心」と呼び、「C」の符号を付す。
The irradiation axis B intersects the lower surface of the
上部パーツ13の下流側の側面には、左方から試料11を挿入し装着するための試料保持穴31(試料保持部)が形成されている。試料保持穴31は上部パーツ13の下流側の側面からX方向に延び下面33まで貫通している。そして、試料保持穴31に装着された試料11の先端下面35は、上部パーツ13の下面33から露出し、ターゲット材9の上面(裏面29)に接触する。
A sample holding hole 31 (sample holding part) for inserting and mounting the
ターゲット材9は、荷電粒子線が照射されることにより高温になるため、冷却する必要がある。このため、上部パーツ13には、ターゲット材9の冷却水(冷却流体)を流通させるための冷却水路が設けられている。具体的には、上部パーツ13の左部において当該上部パーツ13を上下方向に貫通する冷却水供給孔39(冷却流体流路)が設けられている。また、上部パーツ13の右部において当該上部パーツ13を上下方向に貫通する冷却水排出孔41(冷却流体流路)が設けられている。
Since the
冷却水供給孔39は、試料保持穴31の上方に設けられた丸凹部43と、当該丸凹部43の底面から下面33まで更に下方に延びる2本の貫通穴45,45とを有している。2本の貫通穴45,45は、互いの間に試料保持穴31を挟むように配置されている。冷却水供給孔39、冷却水排出孔41には、それぞれ、給水源や排水先との接続を図るためのコネクタ部材が取付けられてもよい。
The cooling
上記のような上部パーツ13の冷却水路に対応して、ターゲット材9の裏面29には上記冷却水を流通させる流路溝51(冷却流体流路,裏面流路部)が形成されている。流路溝51に流通する冷却水が、直接ターゲット材9の裏面29に接触することで、効率良くターゲット材9が冷却される。主に図3を参照しながら、流路溝51の構成と、当該流路溝51と試料11との位置関係について説明する。図3は、ターゲット材9と試料11とを拡大して示す分解斜視図である。なお、図3では、説明に係る部位の特徴を誇張して描写するため、各部位の寸法比が他の図面と一致しない場合がある。
Corresponding to the cooling water channel of the
図3に示されるように、裏面29上の流路溝51はXZ平面に対して対称の形状をなし、Y字状の分岐形状をなす。Y字状の流路溝51は、2本の入口側溝55,55(第2流路部位)と1本の出口側溝53(第1流路部位)と、を有している。2本の入口側溝55,55は、裏面29の左端部を起点として裏面29上の左部で略X方向に延びている。出口側溝53は、流路溝51のうち2本の入口側溝55,55以外の部分である。出口側溝53は、入口側溝55,55が合流する合流部57(分岐流路部位)を含んで裏面29の右端近傍まで略X方向に延びている。出口側溝53に含まれる当該合流部57は、照射中心Cの裏面側の位置を含むように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
前述の冷却水供給孔39(図2参照)から供給される冷却水は、2本の貫通穴45,45(図2参照)を通過して、それぞれ入口側溝55,55の左端である流入部56,56から流入する。その後冷却水は、各入口側溝55,55を右向きに流動し、出口側溝53の合流部57で合流する。その後冷却水は、出口側溝53の右端である流出部54に達した後、冷却水排出孔41(図2参照)を通じて排出される。図1及び図2では省略されているが、出口側溝53の底面には、略X方向に延在する複数の凸条部59が設けられている。凸条部59の存在によって、ターゲット材9と冷却水との接触面積が増加し、冷却効率が向上する。
The cooling water supplied from the cooling water supply hole 39 (see FIG. 2) passes through the two through
試料11の先端下面35とターゲット材9の裏面29とは、図中にハッチングを付して示される矩形の接触面61で接触している。接触面61は、2本の入口側溝55,55にY方向に挟まれて位置している。なお、試料11の先端部は、ターゲット材9の裏面29に直交する方向から見た場合においても、2本の入口側溝55,55によってY方向に挟まれ、かつ合流部57にはみ出さない領域内に収まるように位置している。また、接触面61の右端縁61aよりもやや右側の位置に照射中心Cがあり、前述のとおり合流部57は照射中心Cの裏面側の位置を含むように配置されている。
The tip
以上説明したターゲット装置7及びこれを備える中性子線照射装置1による作用効果について説明する。ターゲット装置7において、照射軸Bに沿って荷電粒子線がターゲット材9の入射面27に入射すると、ターゲット材9が照射軸Bに対して比較的浅い角度(本実施形態の場合は約6度)で傾斜していることから、照射スポットは照射軸B方向(すなわちターゲット材9の長手方向)に広がり、荷電粒子線はターゲット材9の全体に亘って照射され易くなる。例えば、ターゲット材9の照射軸Bに対する傾斜角度αが6度である場合には、ターゲット材9が照射軸Bに直交する場合(α=90度の場合)に比較して、照射スポットの面積は約10倍増加する。このように、照射面積が増加することで、ターゲット材9の熱負荷が軽減される。
The effect by the target apparatus 7 demonstrated above and the neutron beam irradiation apparatus 1 provided with the same is demonstrated. In the target device 7, when the charged particle beam enters the
左向きの荷電粒子線がターゲット材9に入射することから、ターゲット材9から発生する中性子線も左向きに出射される傾向が強い。特に、照射中心C近傍から出射される中性子線量が多い傾向にある。これに対し、ターゲット装置7においては、ターゲット材9の照射中心Cから見て左側の位置に試料11が位置するので、試料11に照射される中性子線量を多く確保することができる。また、照射中心Cから見て左側の位置に試料11とターゲット材9との接触面61が位置している。少なくとも当該接触面61においてはターゲット材9と試料11との間に冷却水が存在しない。従って、少なくとも接触面61を通過する中性子線は、冷却水によって遮られることなく試料11に入射される。その結果、ターゲット材9から試料11への中性子線照射量が確保される。
Since the leftward charged particle beam is incident on the
また、ターゲット材9の裏面29に流路溝51が存在し、ターゲット材9に直接冷却水が接触するので、効率良くターゲット材9が冷却される。特に、接触面61の右端縁61aよりも右側の部位が出口側溝53によって冷却されるばかりでなく、接触面61の右端縁61aよりも左側の部位においても、接触面61をY方向に挟むように入口側溝55,55が存在している。すなわち、接触面61を迂回するように入口側溝55,55が形成されて、接触面61の右端縁61aよりも左側の部位も冷却されている。従って、冷却水がターゲット材9の長手方向において比較的均等に接触し、効率良くターゲット材9が冷却される。
Moreover, since the
また、出口側溝53に含まれる合流部57は照射中心Cの裏面側の位置を含むように配置されている。また、合流部57においては、入口側溝55,55の2本の冷却水が合流して冷却水の量が多くなる。これにより、最も高温になり得る照射中心Cの裏面側に合流部57の冷却水が流動し当該部分を冷却するので、その結果、効率良くターゲット材9が冷却される。
Further, the merging
以上のように、ターゲット装置7及びこれを備える中性子線照射装置1においては、ターゲット材9から試料11への中性子線照射量の確保と、ターゲット材9の冷却効率とを両立することができる。
As described above, in the target device 7 and the neutron beam irradiation apparatus 1 including the target device 7, it is possible to ensure both the amount of neutron beam irradiation from the
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、下記の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。 The present invention can be implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art including the above-described embodiments. In addition, the following modifications may be configured using the technical matters described in the above-described embodiments. You may use combining the structure of each embodiment suitably.
例えば、実施形態では、照射軸Bに対するターゲット材9の傾斜角度(図1中の角度α)が約6度であったが、この傾斜角度αは適宜調整されてもよい。但し、上述したようなターゲット装置7による作用効果が効果的に奏されるためには、角度αは5〜30度であることが好ましい。
For example, in the embodiment, the inclination angle of the
また、ターゲット材9に形成される流路溝51と試料11及び接触面61との位置関係は、前述の実施形態に示されたものには限定されない。すなわち、流路溝51と試料11及び接触面61との位置関係は、図4〜図6に示されるようなものであってもよい。図4〜図6の各例は、いずれも、ターゲット材9の裏面29に直交する方向から見た流路溝51と試料11及び接触面61との位置関係を模式的に示すものであり、図4〜図6のいずれも、図の上下方向がY方向に対応する。図4〜図6において符号54の記号は流出部54の場所、符号56の記号は流入部56の場所を示しており、前述の実施形態と同様に、各ターゲット材9の流路溝51を流動する冷却水は、流入部56から流入し流出部54から排出される。その他、図4〜図6の各例において、前述の実施形態と同一又は同等の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
Further, the positional relationship between the
図4(a)に示されるように、試料11全体及び接触面61全体が、入口側溝55,55の左端より右側の領域に収まる構成であってもよい。また、図4(b)に示されるように、試料11の一部が合流部57の上に存在してもよい。また、図4(c)に示されるように、試料11の一部が合流部57及び入口側溝55,55の上に存在してもよい。
As shown in FIG. 4A, the
また、図5(a)に示されるように、試料11の一部が入口側溝55,55の上に存在してもよい。また、図5(b)に示されるように、試料11全体及び接触面61全体が、入口側溝55,55の左端よりも左側の領域にはみ出す構成であってもよい。また、図5(c)に示されるように、試料11及び接触面61よりも左側の領域において1箇所の流入部56及び入口側溝69が設けられ、当該入口側溝69が試料11及び接触面61よりも左側の位置の分岐部71で分岐して入口側溝55,55に接続されるようにしてもよい。この場合、図に示されるように、入口側溝55,55と、分岐部71と、合流部57とで囲まれる中州状の領域に試料11全体及び接触面61全体が収まる配置にしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5A, a part of the
また、図6に示されるように、ターゲット材9が円形である場合、ターゲット材9の中央に1つの流入部56が設けられ、ターゲット材9の円周縁近傍に複数の流出部54が設けられる構成であってもよい。この場合、当該流入部56から各流出部54に向けて複数の流路溝73が径方向外側に放射状に延びる構成であってもよい。また、この場合、一部の流路溝73及び流出部54が、接触面61の右端縁61aよりも左側の位置まで延びている構成であってもよい。
As shown in FIG. 6, when the
1…中性子線照射装置、3…粒子加速器、7…ターゲット装置、9…ターゲット材、11…試料、13…上部パーツ(ターゲット材保持部)、15…下部パーツ(ターゲット材保持部)、27…入射面、29…裏面、31…試料保持穴(試料保持部)、39…冷却水供給孔(冷却流体流路)、41…冷却水排出孔(冷却流体流路)、51…流路溝(冷却流体流路,裏面流路部)、53…出口側溝(第1流路部位)、55…入口側溝(第2流路部位)、57…合流部(分岐流路部位)、61…接触面、61a…右端縁(接触面の上流側の端縁)、B…照射軸、C…照射中心。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Neutron beam irradiation apparatus, 3 ... Particle accelerator, 7 ... Target apparatus, 9 ... Target material, 11 ... Sample, 13 ... Upper part (target material holding part), 15 ... Lower part (target material holding part), 27 ... Incident surface, 29 ... back surface, 31 ... sample holding hole (sample holding part), 39 ... cooling water supply hole (cooling fluid channel), 41 ... cooling water discharge hole (cooling fluid channel), 51 ... channel groove ( Cooling fluid flow path, back surface flow path section), 53 ... exit side groove (first flow path section), 55 ... inlet side groove (second flow path section), 57 ... merging section (branch flow path section), 61 ...
Claims (4)
荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器と、
前記粒子加速器から出射された前記荷電粒子線を受けて当該荷電粒子線の入射面の裏面側に中性子線を出射する板状のターゲット材を、前記荷電粒子線の照射軸に対し傾斜する姿勢で保持するターゲット材保持部と、
前記入射面と前記照射軸との交点である照射中心よりも前記荷電粒子線の下流側の位置の裏面側で前記ターゲット材との接触面をもつように、前記裏面側に配置される前記試料を保持する試料保持部と、
前記ターゲット材を冷却する冷却流体を流通させる冷却流体流路と、を備え、
前記冷却流体流路は、
前記接触面のうち前記荷電粒子線の上流側の端縁よりも前記荷電粒子線の上流側の位置で、前記冷却流体を前記ターゲット材の裏面側に接触させる第1流路部位と、
前記接触面のうち前記荷電粒子線の上流側の端縁よりも前記荷電粒子線の下流側の位置で、前記冷却流体を前記ターゲット材の裏面側に接触させる第2流路部位と、を有する、中性子線照射装置。 A neutron irradiation apparatus for irradiating a sample with a neutron beam,
A particle accelerator that accelerates charged particles and emits charged particle beams;
A plate-shaped target material that receives the charged particle beam emitted from the particle accelerator and emits a neutron beam to the back side of the incident surface of the charged particle beam is inclined with respect to the irradiation axis of the charged particle beam. A target material holding section to hold,
The sample arranged on the back surface side so as to have a contact surface with the target material on the back surface side downstream of the charged particle beam from the irradiation center that is the intersection of the incident surface and the irradiation axis. A sample holder for holding
A cooling fluid flow path for circulating a cooling fluid for cooling the target material,
The cooling fluid channel is
A first flow path portion for bringing the cooling fluid into contact with the back surface side of the target material at a position upstream of the charged particle beam from an upstream edge of the charged particle beam in the contact surface;
A second flow path portion for bringing the cooling fluid into contact with the back surface side of the target material at a position downstream of the charged particle beam from an upstream edge of the charged particle beam in the contact surface. , Neutron irradiation equipment.
前記冷却流体を前記照射中心の位置で前記ターゲット材の裏面側に接触させる部位を含む、請求項1に記載の中性子線照射装置。 The first flow path part is
2. The neutron beam irradiation apparatus according to claim 1, comprising a portion that brings the cooling fluid into contact with the back side of the target material at the position of the irradiation center.
前記裏面流路部は、
1つの前記第1流路部位と、前記接触面を間に挟んで位置する2つの前記第2流路部位と、を接続する分岐流路部位を含む、請求項1又は2に記載の中性子線照射装置。 The cooling fluid channel includes a back channel part that includes the first channel part and the second channel part and extends in a region excluding the contact surface along the back surface of the target material. ,
The back channel portion is
3. The neutron beam according to claim 1, comprising a branch flow path portion that connects one of the first flow path portions and two of the second flow path portions positioned with the contact surface interposed therebetween. Irradiation device.
粒子加速器から出射された荷電粒子線を受けて当該荷電粒子線の入射面の裏面側に中性子線を出射する板状のターゲット材を、前記荷電粒子線の照射軸に対し傾斜する姿勢で保持するターゲット材保持部と、
前記入射面と前記照射軸との交点である照射中心よりも前記荷電粒子線の下流側の位置の裏面側で前記ターゲット材との接触面をもつように、前記裏面側に配置される前記試料を保持する試料保持部と、
前記ターゲット材を冷却する冷却流体を流通させる冷却流体流路と、を備え、
前記冷却流体流路は、
前記接触面のうち前記荷電粒子線の上流側の端縁よりも前記荷電粒子線の上流側の位置で、前記冷却流体を前記ターゲット材の裏面側に接触させる第1流路部位と、
前記接触面のうち前記荷電粒子線の上流側の端縁よりも前記荷電粒子線の下流側の位置で、前記冷却流体を前記ターゲット材の裏面側に接触させる第2流路部位と、を有する、ターゲット装置。 A target device for irradiating a sample with a neutron beam,
A plate-like target material that receives a charged particle beam emitted from a particle accelerator and emits a neutron beam to the back side of the incident surface of the charged particle beam is held in a posture inclined with respect to the irradiation axis of the charged particle beam. A target material holding part;
The sample arranged on the back surface side so as to have a contact surface with the target material on the back surface side downstream of the charged particle beam from the irradiation center that is the intersection of the incident surface and the irradiation axis. A sample holder for holding
A cooling fluid flow path for circulating a cooling fluid for cooling the target material,
The cooling fluid channel is
A first flow path portion for bringing the cooling fluid into contact with the back surface side of the target material at a position upstream of the charged particle beam from an upstream edge of the charged particle beam in the contact surface;
A second flow path portion for bringing the cooling fluid into contact with the back surface side of the target material at a position downstream of the charged particle beam from an upstream edge of the charged particle beam in the contact surface. , Target device.
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CN112557289A (en) * | 2020-11-17 | 2021-03-26 | 中国科学院近代物理研究所 | Material irradiation device for simulating actual service working condition environment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009047432A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Kyoto Univ | Target device for generating neutron and neutron generator |
US20110091001A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Korea Atomic Energy Research Institute | High current solid target for radioisotope production at cyclotron using metal foam |
JP2014044098A (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Natl Inst Of Radiological Sciences | Charged particle irradiation target refrigerating apparatus, charged particle irradiation target, and neutron generating method |
-
2018
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009047432A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Kyoto Univ | Target device for generating neutron and neutron generator |
US20110091001A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Korea Atomic Energy Research Institute | High current solid target for radioisotope production at cyclotron using metal foam |
JP2014044098A (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Natl Inst Of Radiological Sciences | Charged particle irradiation target refrigerating apparatus, charged particle irradiation target, and neutron generating method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112557289A (en) * | 2020-11-17 | 2021-03-26 | 中国科学院近代物理研究所 | Material irradiation device for simulating actual service working condition environment |
CN112557289B (en) * | 2020-11-17 | 2023-06-30 | 中国科学院近代物理研究所 | Material irradiation device for simulating actual service working condition environment |
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