CN110462751A - 用于核素转换反应的构造体的评价方法、评价装置、具备其的构造体的制造装置以及核素转换系统 - Google Patents

用于核素转换反应的构造体的评价方法、评价装置、具备其的构造体的制造装置以及核素转换系统 Download PDF

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Abstract

目的在于提供一种以非破坏方式评价用于核素转换的构造体的健全性的评价方法以及评价装置。在本发明的用于核素转换反应的构造体(1)的评价方法中，所述用于核素转换反应的构造体(1)具备：基材(2)，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层(3)，其设于基材(2)上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括金属；表面层(4)，其设于中间层(3)上并包括金属；所述评价方法一边将构造体(1)保持在规定温度，一边将光照射到表面层(4)并测定入射光和反射光的偏振光的变化，比较偏振光的变化的测定值和事先准备的构造体的偏振光的变化的阈值，并基于比较结果来评价构造体(1)的健全性。

Description

用于核素转换反应的构造体的评价方法、评价装置、具备其的 构造体的制造装置以及核素转换系统
技术领域
本发明涉及一种用于核素转换的构造体的评价方法、评价装置、具备其的构造体的制造装置以及核素转换系统。
背景技术
已经提出了一种核素转换装置，该核素转换装置在由钯构成的基材上，具备用于多层构造体的核素转换的构造体，多层构造体交替层叠有氧化钙(CaO)层和钯(Pa)层(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1的核素转换装置中，实施核素转换的核素转换物质被添加到设于构造体的最表层的钯层，通过使氘在添加了核素转换物质的构造体中透过，从而使核素转换物质转换为其他元素。例如，在专利文献1的核素转换装置中，铯(133Cs)被核素转换为作为其他核素的镨(141Pr)。
一般认为，专利文献1中记载的核素转换反应是将实施核素转换的核素转换物质引入到钯层的晶格中，并使实施核素转换的核素转换物质在该晶格中在氘、晶格结构、金属原子的催化作用等下通过多体反应而转换为其他元素。因此，在专利文献1的核素转换装置中，能够以低能实现核素转换反应。以往的核反应需要加速器等，是使高能氘核束与靶碰撞的双体反应，其反应原理与专利文献1中记载的核素转换反应不同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4346838号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在目前的技术中，使用专利文献1的核素转换装置使元素转换需要数十至数百小时(参照专利文献1的图8至图10、图12至图14)。因此，在试验结束以后没有发生转换的情况下，时间以及成本(氘气以及电力等的材料费等)的损失较大。
作为没有发生转换的原因，认为是在构造体表面上存在的不合格。只要能事前确认构造体表面有无不合格(健全性)即可，但构造体的评价方法尚未确立。优选地，构造体的健全性能够以非破坏方式评价。
本发明是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于，提供一种以非破坏方式评价用于核素转换的构造体的健全性的评价方法以及评价装置，还有具备其的构造体的制造装置以及核素转换系统。
用于解决技术问题的手段
本发明提供一种用于核素转换反应的构造体的评价方法，所述用于核素转换反应的构造体具备：基材，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层，其设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属；表面层，其设于所述中间层上并包括所述金属；其中，所述用于核素转换反应的构造体的评价方法：一边将所述构造体保持在规定温度，一边将光照射到所述表面层并测定入射光和反射光的偏振光(偏光)的变化，比较所述偏振光的变化的测定值和事先准备的构造体的偏振光的变化的阈值，基于比较结果来评价所述构造体的健全性。
通过利用光的偏振光的变化，能够以非破坏方式评价构造体的健全性。偏振光的变化受工艺温度影响，根据上述发明，由于将构造体保持在规定温度，因此能够抑制物性值因工艺温度的影响而变化，实现正确的计测。由此，在供核素转换反应之前，能够确认是否为可进行核素转换的构造体。
利用光的偏振光的变化，作为偏振光特性，利用参数(反射率、消光系数、折射率)在转换前后的构造体中不同。从偏振光特性出发，在各个参数(反射率、消光系数、折射率)的至少一个参数中，利用参数的值在特定的波长下不同，来进行构造体的评价。
在所述偏振光的变化的测定中，可使用光谱椭偏仪。
在光谱椭偏仪中，使光入射到构造体的表面，通过测定其反射光，能够获得限定于表面的物质的折射率、反射率以及消光系数。从测定结果，还能够评价物质的导电率和膜厚。
在上述发明的一方式中，也可以将所述光以使之在从所述表面层的表面到深度10nm为止的区间中发生反射的入射角度照射到所述表面层。
一般认为，在使用具备中间层以及表面层的构造体以低能进行的核素转换反应中，在从表面层的外表面到深度10nm附近之间的区域中会产生转换现象。因此，通过测定该区域，能够更高精度地评价构造体。
在本发明的一方式中，提供一种构造体的评价装置，该构造体的评价装置将构造体表面(也包括一定的深度范围)的光的偏振光的变化处理为反射率、消光系数、折射率的参数的变化，在至少一个参数中，利用参数的值在特定的波长下不同来进行。
本发明提供一种用于核素转换反应的构造体的评价装置，所述用于核素转换反应的构造体具备：基材，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层，其设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属；表面层，其设于所述中间层上并包括所述金属；其中，所述用于核素转换反应的构造体的评价装置具备：构造体支承机构，其支承所述构造体；温度保持机构，其将所述构造体的温度保持在规定温度；测定机构，其将光照射到所述表面层，并测定入射光和反射光的偏振光的变化。
在上述发明的一方式中，所述测定机构可以是光谱椭偏仪。
在上述发明的一方式中，也可以是，所述温度保持机构具备：框体，其包围所述构造体支承机构，划定出收容该构造体的封闭空间；温度计测部，其计测所述构造体的温度；温度调节部，其调节所述构造体的温度。
本发明提供一种用于核素转换反应的构造体的制造装置，所述用于核素转换反应的构造体具备：基材，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层，其设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属；表面层，其设于所述中间层上并包括所述金属；其中，所述用于核素转换反应的构造体的制造装置具备：上述评价装置，其在所述框体的外部设置所述测定机构；排气机构，其与所述框体连接，将所述框体内抽真空；靶支承机构，其配置于所述框体内并支承靶；溅射机构，其溅射所述靶；第一光学窗口，其设于所述框体的壁面，以将从所述测定机构照射的光引导到所述构造体；第二光学窗口，其设于所述框体的壁面，以将被所述构造体反射的反射光导出到所述框体的外部；第一活门部件，其可开闭地设置于所述第一光学窗口的所述框体内侧；第二活门部件，其可开闭地设置于所述第二光学窗口的所述框体内侧。
根据上述发明，不从框体取出，就能够实施构造体的制造和评价。通过设置第一活门部件以及第二活门部件，能够防止在用于构造体的制造的成膜时溅射的靶粒子附着于第一光学窗口以及第二光学窗口。
本发明提供一种核素转换系统，其中，所述核素转换系统具备：构造体支承机构，其支承用于核素转换反应的构造体，所述用于核素转换反应的构造体具备基材、中间层和表面层，所述基材包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属，所述中间层设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属，所述表面层设于所述中间层上并包括所述金属；温度保持机构，其将所述构造体的温度保持在规定温度；测定机构，其将光照射到所述表面层，并测定入射光和反射光的偏振光的变化；反应装置，其在内部配置有所述构造体，进行使用所述构造体的核素转换反应以及向去除了所述表面层的所述构造体的电沉积；惰性气体供应机构，其将惰性气体供应到所述反应装置；排气机构，其将所述反应装置内进行排气；电沉积液供应部，其将含有核素转换物质以及所述金属的电沉积液供应到所述反应装置；清洗水供应部，其将清洗水供应到所述反应装置；酸溶液供应部，其将酸溶液供应到所述反应装置。
由于电沉积液吸收来自测定机构的光，因此如果在反应装置内残留有电沉积液的话，就难以利用光谱椭偏仪评价构造体表面的物性。然而，根据上述发明，通过设置惰性气体供应机构和排气机构，能够使反应装置内的构造体干燥。通过在干燥以后将光照射到构造体，能够进行正确的测定。
发明效果
本发明的评价装置以及评价方法能够通过将光照射到构造体并测定光的偏振光的变化，来以非破坏方式对构造体的健全性进行评价。组装了这样的评价装置的构造体的制造装置以及核素转换系统能够高效地对制造以及再生的构造体进行评价。
附图说明
图1是用于核素转换反应的构造体的剖面示意图。
图2是评价装置的概要结构图。
图3是第一实施方式的核素转换系统的概要结构图。
图4是第一实施方式的评价装置的概要结构图。
图5是例示椭偏仪计测结果的图。
图6是例示椭偏仪计测结果的图。
图7是例示椭偏仪计测结果的图。
图8是示出将133Cs转换后的XPS分析结果的图。
图9是示出将133Cs转换后的ICP-MS分析结果的图。
图10是示出光谱椭偏仪测定试验以及核素反应试验的结果的图。
图11是示出光谱椭偏仪测定试验以及核素反应试验的结果的图。
图12是第二实施方式的构造体的制造装置(成膜时)的概要结构图。
图13是第二实施方式的构造体的制造装置(评价时)的概要结构图。
具体实施方式
本发明涉及一种以非破坏方式对用于核素转换的构造体的健全性进行评价的评价方法以及评价装置。在本发明的一方式中，一边将构造体保持在规定温度，一边将光照射到构造体的表面层并测定入射光和反射光的偏振光的变化，比较偏振光的变化的测定值和事先准备的构造体的偏振光的变化的阈值，并基于比较结果评价构造体的健全性。在偏振光的变化的测定中，使用光谱椭偏仪。基于构造体的偏振光的变化，从折射率、消光系数、反射率这些参数中求出至少任意一个参数的值即可。
首先，对成为评价对象的构造体进行说明。
图1是用于核素转换反应的构造体的剖面示意图。构造体1具备基材2、层叠于基材2上的中间层3和层叠于中间层3上的表面层4。
基材2包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属。基材2中包含的金属例如为钯(Pd)、钯合金、镍或镍合金。基板的厚度从成本来说薄的较好，当同时考虑机械强度时，例如为0.1mm到1mm。
中间层3是交替层叠有第一层5和第二层6的混合层。
第一层5包括功函数相对于基材2中包含的金属相对较低的低功函数物质。低功函数物质是容易释放电子的物质。低功函数物质的功函数为4.2eV以下。低功函数物质例如为氧化钙(CaO，功函数1.2eV)、氧化钇(Y2O3，功函数2.2eV)以及钛酸锶(SrTiO3，功函数4.2eV)等。从转换效率的观点来看，低功函数物质选择氧化钙即可。
第二层6包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属。第二层6中包含的金属包括与基材2中包含的金属相同的金属。
表面层4包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属。表面层4中包含的金属包括与基材2中包含的金属相同的金属。表面层4是添加要实施核素转换的物质的层。
构造体1的中间层3以及表面层4可通过溅射法或电沉积法层叠在基材2上。在溅射法中，为了形成规定厚度的层，反复实施成膜。
以下示出通过溅射法进行的层叠的一个例子。
通过将基材2(例如，纵向25mm×横向25mm×厚度0.1mm、纯度99.5％以上)在丙酮中超声波清洗规定时间来脱脂。然后，在真空中(例如，1.33×10-5Pa以下)，例如在900℃的温度下进行规定时间(例如，10小时)的退火即加热处理。接下来，例如在室温下用重王水对退火后的基材实施规定时间(例如，100秒)的蚀刻处理以去除表面的杂质。
在去除了杂质以后，使用利用氩离子束的溅射法，向蚀刻处理后的基材上交替层叠第一层5以及第二层6。例如图1所示的第一层5的厚度为2nm，第二层6的厚度为20nm。第一层5以及第二层6的总厚度(中间层的厚度)为100nm。在图1中，中间层3的最上层为第一层5。在中间层3上形成表面层4。表面层4的厚度为40nm。由此，形成构造体1。
接下来，对评价构造体的评价装置进行说明。图2是评价装置10的概要结构图。评价装置10具备构造体支承机构11、温度保持机构(12a、12b、12c、12d)和测定机构(13a、13b)。
构造体支承机构11只要是能够将构造体1以露出表面层4的状态支承在固定位置的构造体支承机构即可。构造体支承机构11例如是从基板2侧支承构造体1的工作台，特别是可调整构造体1和测定机构(13a、13b)的纵向以及横向的位置关系的XY工作台，还有内置调温器的电炉等。
温度保持机构(12a、12b、12c、12d)是能够将构造体1的温度保持在规定温度的结构。在图2的评价装置10中，温度保持机构(12a、12b、12c、12d)由框体12a、温度计测部(12b、12c)以及温度调节部12d构成。
框体12a包围构造体支承机构11，划定封闭空间S。在封闭空间S内，收容构造体1。框体12a例如是恒温槽、无尘室这样的由隔热材料的板包围而成的空间等。框体12a具备可供构造体1出入的开口(未图示)、以及可开闭或可拆卸地封堵该开口的封闭部件(未图示)。
温度计测部(12b、12c)是能够计测构造体1的温度的结构。温度计测部(12b、12c)例如是辐射温度计12b、热电偶12c等。辐射温度计12b与构造体1的表面层4隔开间隔地对置配置。热电偶12c以其计测部分与表面层4的外表面接触的方式配置。辐射温度计12b以及热电偶12c能够计测表面层4的表面侧温度。在图2中，配置了辐射温度计12b和热电偶12c，但温度计测部也可以是其中的任意一方。
温度调节部12d是直接或间接地调节构造体1的温度的结构。温度调节部12d例如是空气调节机、组合了加热器和冷却器的空调设备。在图2中，温度调节部12d为空气调节机。空气调节机设置于框体12a的壁面。空气调节机通过利用自身带有封闭空间S内的温度的温度传感器、控制器使制冷剂在换热器内循环，从而间接地调节构造体1的温度。在图2中，利用空气调节机的温度调节部12d的自身的温度传感器来进行封闭区间S内的温度调节，利用辐射温度计12b、热电偶12c来确认构造体1的温度。
温度调节部12d也可以具备控制部(未图示)，该控制部接收利用温度计测部(12b、12c)获得的计测值，并基于该接收的计测值来控制封闭空间S内的温度或构造体温度，以使构造体1的温度为规定值。
控制部例如由CPU(Central Processing Unit(中央处理器))、RAM(RandomAccess Memory(随机存取存储器))、ROM(Read Only Memory(只读存储器))以及计算机可读取的存储介质等构成。而且，关于用于实现各种功能的一系列的处理，作为一个例子，它是以程序的形式存储在存储介质等中，CPU将该程序读出到RAM等中，通过执行信息的加工运算处理来实现各种功能。注意，程序可以应用事先安装到ROM或其他存储介质的形态、以存储于计算机可读取的存储介质中的状态提供的形态、经由通信手段以有线或无线方式发送的形态等。计算机可读取的存储介质是指磁盘、磁光盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。
测定机构(13a、13b)是能够将光照射到表面层4并测定入射光和反射光的偏振光的变化的结构。测定机构(13a、13b)具备将光照射到构造体1的光源13a、检测从构造体1反射的反射光的检测器13b、以及从反射光的偏振光的变化来计算参数的计算部(未图示)。例如，测定机构(13a、13b)为光谱椭偏仪。参数为折射率n(％)、消光系数k(％)或反射率(％)等。
光源13a可以以如下方式配置：将光以使之在从构造体的表面层4的外表面到深度10nm为止的区间中产生光的反射的角度照射到构造体1。检测器13b配置在能够检测反射光的位置。
在图2中，测定机构(13a、13b)配置于框体12a内，但并不限定于此，测定机构(13a、13b)也可以配置在框体12a外。该情况下，在框体12a的壁面上，设置可供入射光和反射光透过的光学窗口。
接下来，对利用上述评价装置10进行的构造体1的评价方法进行说明。
将构造体1设置在构造体支承机构11上。在此，将构造体1以使来自光源13a的光照射到表面层4的朝向配置。
关闭封闭部件而将框体12a内设为封闭空间S，利用温度保持机构(12a、12b、12c、12d)将构造体1的温度保持在规定温度。规定温度例如设为常温(15℃到25℃)。规定温度允许±0.5℃的变动。通过将规定温度设为常温，容易利用温度保持机构(12a、12b、12c、12d)调整温度。
在图2中，利用温度调节部12d将封闭空间S的温度调整为室温。利用辐射温度计12b以及热电偶12c计测构造体1的表面温度，确认已变为规定温度。
从光源13a向构造体1照射光，利用检测器13b检测反射光的偏振光的变化。使光入射的角度为：使光在从表面层4的表面到深度10nm为止的区间中反射的角度。光的波长设为红外以上的波长区域，具体为0.1μm到1000μm，优选为1μm到20μm。
接下来，基于反射光的偏振光的变化来计算参数。参数为折射率n(％)、消光系数k(％)或反射率R(％)等。参数特别优选为消光系数k(％)。将计算出的参数与规定的阈值进行比较。阈值可基于事先求出的构造体1中的反射光的偏振光的变化(参数)和将该构造体1用于核素转换反应时的核素转换效率之间的关系来设定。例如，确定可允许的核素转换效率，将可获得该核素转换效率的构造体1的参数值设定为阈值。在计算出的参数偏离阈值的情况下，可评价为该构造体1不健全。阈值例如可以以波长20μm下的消光系数为10到55％，优选为20到40％的方式设定多级。
折射率n(％)、消光系数k(％)或反射率R(％)等参数根据构造体的健全性显现出显著不同的值。在折射率n(％)、消光系数k(％)以及反射率R(％)的至少一个参数中，从特定的波长下的反应产量和参数的值之间的关系求出反应产量变高的参数的值，由此能够进行构造体的评价。
对于被评价为不健全的构造体1，暂时去除表面层4以及中间层3，再次形成新的表面层4以及中间层3即可。
在向基材2上形成中间层3以及表面层4时，在利用氩离子束进行的溅射中，将氩离子打入到靶(Pd、CaO等)中，使从靶中飞出的材料附着在衬底层(基材2、第一层5或第二层6)上并成膜。此时，当高速飞来的材料附着于衬底层时，衬底层被加热。
金属的物性因温度而较大地变化。金属的电阻用式(1)表示。在此，T为温度(℃)，T0为基准温度(一般为常温)，R0为T0下的电阻(Ω)，α为每单位温度的电阻率的变化率。
R(T)＝R0[1+α(T－T0)]···(1)
在光谱椭偏仪中，将光照射到对象物，并测定反射的光的偏振光的变化。金属对光的吸收主要是通过自由载流子(自由电子)进行的吸收。通过自由电子进行的吸收特别是在红外以上的波长区域中较为显著。金属的导电是通过自由电子进行的，因此由温度导致的电阻的变化对光谱椭偏仪的测定结果影响较大。
在图2的评价装置中，以将构造体1保持在规定温度的状态照射光，并测定反射光的偏振光的变化。由此，能够抑制构造体1的温度变化对光谱椭偏仪测定值的影响，能够实施稳定的评价。
以下，参照附图对本发明的用于核素转换反应的构造体的评价方法的一实施方式进行说明。
[第一实施方式]
在本实施方式中，对应用了在图2中说明的评价装置的核素转换系统进行说明。图3是本实施方式的核素转换系统的概要结构图。图4是本实施方式的评价装置的概要结构图。在图3中，为了附图的简化，省略对评价装置的一部分的记载。关于省略的部分，将在图4中记载。
核素转换系统100具备进行核素转换反应的反应装置110。
反应装置110具备储存电解质溶液等的储存部111、氘低浓度部112、将储存部111和氘低浓度部112隔开的构造体1、与构造体1分开地对置配置在储存部111内的电极114、以及超声波振子36。
构造体1是与图1相同的结构。电极114是由铂(Pt)等构成的螺旋状或网格状的电极。构造体1以及电极114与设于反应装置110的外部的电源(未图示)连接。
超声波振子36在被未图示的控制部的控制下发送超声波。超声波振子36以使其超声波朝向构造体1中的面向储存部内的表面的附近振荡的方式，配置于储存部111的外壁。
在储存部111的上部，连接有排气流路115。在排气流路115上设有止回阀116。止回阀116在外部的气压比储存在储存部111中的气体的气压大时关闭。止回阀116在外部的气压比储存在储存部111中的气体的气压小时开放，以使储存部111内的气体排出到外部。
在氘低浓度部112连接有减压装置117。减压装置117具备涡轮分子泵以及干泵等真空泵118和对氘低浓度部112内的气体进行排气的排气配管119。减压装置117排出氘低浓度部112内部的气体以使氘低浓度部112内的压力下降。在氘低浓度部112内的构造体1的附近，配置有加热构造体1的加热器12d’。
在反应装置110上，连接有使反应装置110的储存部111内的流体循环的循环部30、将电解质溶液供应到反应装置110的电解持溶液供应部60和将重水补充到储存部111的重水补充部80。
循环部30具备抽出配管31、换热器32、过滤器33、泵34、再供应配管35和设于再供应配管35的阀V1。换热器32冷却从抽出配管31供应的液体。过滤器33过滤从抽出配管31供应的液体以去除杂质。泵34将被过滤器33过滤后的液体经由再供应配管35供应到储存部111。
在再供应配管35的阀V1的上游侧，设有将从储存部111抽出的液体排出到外部的排出部40。排出部40具备排出从储存部111抽出的液体的排出配管41和设于排出配管41的阀V2。
在再供应配管35上，连接有将电沉积液供应到反应装置110的电沉积液供应部50、将清洗水供应到反应装置110的清洗水供应部90和将酸溶液供应到反应装置110的酸溶液供应部200。
电沉积液供应部50具备在内部储存有电沉积液的电沉积液箱51、将电沉积液箱51和再供应配管35之间连接的电沉积液供应用配管52、惰性气体供应用配管53、除湿装置54、干燥惰性气体供应配管55和配置于电沉积液箱51的外周并将电沉积液箱51内的电沉积液加热到规定温度的加热器56。
作为储存在电沉积液箱51内的电沉积液，含有钯等储氢金属盐、实施核素转换的核素转换物质、核素转换物质的盐以及137Cs等放射性物质等。作为核素转换物质，可以列举例如Cs、Sr、Na、Ba等。在电沉积液供应用配管52上，设有控制电沉积液的流量的阀V3。
惰性气体供应用配管53将气体源(未图示)和除湿装置54之间连接。惰性气体供应用配管53供应从气体源供应的CE(Cold Evaporator(冷蒸发器))_N2以及氩(Ar)等惰性气体。
除湿装置54具备硅胶等带除湿功能的过滤器。除湿装置54从自惰性气体供应用配管53供应来的惰性气体中去除杂质而使其干燥。干燥惰性气体供应配管55将除湿装置54和电沉积液箱51连接。干燥惰性气体供应配管55将由除湿装置54干燥后的惰性气体供应到电沉积液箱51。由此，经由电沉积液供应用配管52向反应装置110的储存部111输送电沉积液。
清洗水供应部90具备惰性气体供应用配管91、除湿装置92、干燥惰性气体供应配管93、将清洗水储存在内部的清洗水箱94和清洗水供应用配管95。
惰性气体供应用配管91将气体源(未图示)和除湿装置92之间连接。干燥惰性气体供应配管93将除湿装置92和清洗水箱94之间连接。清洗水供应用配管95将清洗水箱94和再供应配管35之间连接。在清洗水供应用配管95上，设有调整清洗水的流量的阀V7。作为清洗水，能够使用重水以及纯水。作为纯水，只要是能够从基材2的表面去除酸成分的纯水即可，没有特别限定，例如，能够使用蒸馏水、离子交换水以及超纯水等。作为纯水，从基材2的酸成分的去除效率的观点出发，优选超纯水。
在清洗水供应部90中，从气体源(未图示)供应来的惰性气体经由惰性气体供应用配管91、除湿装置92以及干燥惰性气体供应配管93供应到清洗水箱94。由此，清洗水箱94内被加压，经由清洗水供应用配管95向储存部111供应清洗水。
酸溶液供应部200具备惰性气体供应用配管201、除湿装置202、干燥惰性气体供应配管203、将酸溶液储存在内部的酸溶液箱204和酸溶液供应用配管205。
惰性气体供应用配管201将气体源(未图示)和除湿装置202之间连接。干燥惰性气体供应配管203将除湿装置202和酸溶液箱204之间连接。酸溶液供应用配管205将酸溶液箱204和再供应配管35之间连接。在酸溶液供应用配管205上，设有调整酸溶液的流量的阀V202。
作为酸溶液，能够使用从由重水以及硝酸、王水以及氢氟酸组成的群组中选择的至少一种液体。作为硝酸，只要是能够溶解去除表面层4、第一层5以及第二层6的硝酸即可，没有特别限定，例如，能够使用市售的8％硝酸、35％硝酸、60％硝酸(比重1.38)、90％硝酸、0.1mol/L硝酸、1mol/L硝酸等。
在酸溶液供应部200中，从气体源(未图示)供应来的惰性气体经由惰性气体供应用配管201、除湿装置202以及干燥惰性气体供应配管203供应到酸溶液箱204。由此，酸溶液箱204内被加压，经由酸溶液供应用配管205向储存部111供应酸溶液。
电解质溶液供应部60具备电解质溶液箱61、电解质溶液供应用配管62、重水供应部65和惰性气体供应部71。
重水供应部65具备惰性气体供应用配管66、除湿装置67、干燥惰性气体供应配管68、将重水储存在内部的重水箱69和重水供应用配管70。
惰性气体供应用配管66将气体源(未图示)和除湿装置67之间连接。干燥惰性气体供应配管68将除湿装置67和重水箱69之间连接。重水供应用配管70将重水箱69和电解质溶液箱61之间连接。
在电解质溶液供应部60中，从气体源(未图示)供应来的惰性气体经由惰性气体供应用配管66、除湿装置67以及干燥惰性气体供应配管68供应到重水箱69。由此，重水箱69被加压，经由重水供应用配管70向电解质溶液箱61供应重水。重水的供应量是通过设于重水供应用配管70的阀V5来控制的。
惰性气体供应部71具备惰性气体供应用配管72、除湿装置73和干燥惰性气体供应配管74。
惰性气体供应用配管72连接在气体源(未图示)和除湿装置73之间。干燥惰性气体供应配管74连接在除湿装置73和箱61之间。
在惰性气体供应部71中，将从气体源(未图示)供应来的惰性气体经由干燥惰性气体供应配管74供应到电解质溶液箱61。由此，电解质溶液箱61内被加压。
在电解质溶液箱61的底部配置有电解质盐63。作为电解质盐63，没有特别限制，例如，能够使用硝酸铯(CsNO3)、氢氧化铯(CsOH)、硝酸钠(NaNO3)以及硝酸锶(SrNO3)等包括与上述核素转换物质相同的元素的电解质盐。这些电解质盐63通过浸渍到重水中而溶解，变为电解质溶液。
在电解质溶液箱61的外周部，配置有将电解质溶液箱61内的电解质溶液加热到规定温度的加热器64。电解质溶液中的电解质浓度是通过控制电解质溶液的温度和来自重水供应部65的重水供应量来调整的。作为电解质溶液的浓度，例如是0.001mol/l到饱和浓度之间的浓度。
电解质溶液供应用配管62连接在电解质溶液箱61和反应装置110的储存部111之间。通过对电解质溶液箱61内加压，从而经由电解质溶液供应用配管62向储存部111供应电解质溶液。电解质溶液的供应量是通过设于电解质溶液供应用配管62的阀V4来控制的。
重水补充部80具备惰性气体供应用配管81、除湿装置82、干燥惰性气体供应配管83、将重水储存在内部的重水箱84和重水补充用配管85。
惰性气体供应用配管81连接在气体源(未图示)和除湿装置82之间。干燥惰性气体供应配管83连接在除湿装置82和重水箱84之间。重水补充用配管85连接在重水箱84和储存部111之间。
在重水补充部80中，从气体源(未图示)供应来的惰性气体经由惰性气体供应用配管81、除湿装置82以及干燥惰性气体供应配管83供应到重水箱84。由此，重水箱84内被加压，经由重水补充用配管85向储存部111供应重水。重水的供应量是通过设于重水补充用配管85的阀V6来控制的。
核素转换系统100还具备与图2的评价装置10对应的结构。
构造体1被储存部111和氘低浓度部112的外壁支承(与构造体支承机构对应)。进一步地，储存部111以及氘低浓度部112的外壁与评价装置10的框体12a也对应。构造体1的温度可通过热电偶12c计测，并可通过温度调节部12d的加热器12d'保持在规定温度。
在储存部111的侧壁上设有第一光学窗口24以及第二光学窗口25。第一光学窗口24设置为将从设置于储存部111的外部的光源13a照射的光引导到储存部111内的构造体表面。第二光学窗口25设置为将在构造体1表面反射的反射光引导到设置于储存部111的外部的检测器13b。第一光学窗口24以及第二光学窗口25的材质是石英等。
在储存部111的侧壁上设有第一活门部件26以及第二活门部件27。第一活门部件26以及第二活门部件27分别配置于第一光学窗口24以及第二光学窗口25的储存部111内侧。第一活门部件26以及第二活门部件27具备可从外部进行开闭操作的开闭机构(未图示)。开闭可以手动方式或通过控制部自动地实施。在图4中，示出了第一活门部件26以及第二活门部件27打开的状态。
在储存部111上，连接有惰性气体供应机构120以及排气机构125。
惰性气体供应机构120具备惰性气体供应用配管121、除湿装置122和干燥惰性气体供应配管123。
惰性气体供应用配管121连接在气体源(未图示)和除湿装置122之间。干燥惰性气体供应配管123连接在除湿装置122和储存部111之间。干燥惰性气体供应配管123只要以将气体吹到储存部111的构造体表面的方式连接即可。在惰性气体供应用配管121上设有阀V121。在干燥惰性气体供应配管123上设有阀V123。
在惰性气体供应机构120中，将从气体源(未图示)供应来的CE(ColdEvaporator)_N2以及氩(Ar)等惰性气体经由干燥惰性气体供应配管123供应到储存部111。除湿装置122具备硅胶等带除湿功能的过滤器。除湿装置122从自惰性气体供应用配管121供应来的惰性气体中去除杂质而其干燥。
排气机构125具备泵126和对储存部111内的气体进行排气的排气配管127。排气配管127连接在储存部111和减压泵之间。
接下来，对上述核素转换系统100的动作进行说明。核素转换系统100能够实施核素转换反应、构造体的再生以及构造体的评价。
(核素转换反应)
在核素转换系统100中，通过电解液供应工序、核素转换工序和电解液冷却工序进行核素转换反应。
在电解溶液供应工序中，电解质溶液供应部60首先生成使电解质溶解在重水中而成的电解液，并将生成的电解液供应到反应装置110的储存部111。即，惰性气体供应用配管66从气体源将规定的流量的氮气供应到除湿装置67。除湿装置67从氮气中去除杂质，使氮气干燥。通过向重水箱69供应氮气而对重水箱69加压。重水供应用配管70从储存在重水箱69中的重水将规定的流量的重水供应到电解质溶液箱61。
电解质盐63通过使电解质溶解在被供应到电解质溶液箱61中的重水中，从而在电解质溶液箱61内生成规定的浓度的电解液。加热器64将该电解液加热到规定的温度。
惰性气体供应用配管72将规定的流量的氮气供应到除湿装置73。除湿装置73从氮气中去除杂质，使氮气干燥。通过向电解质溶液箱61供应氮气而对电解质溶液箱61加压。电解质溶液供应用配管62从电解质溶液箱61将规定的流量的电解液供应到反应装置110的储存部111。
惰性气体供应用配管81将规定的流量的氮气供应到除湿装置82。除湿装置82从氮气中去除杂质，使氮气干燥。通过向重水箱84供应氮气而对重水箱84加压。重水补充用配管85从储存在重水箱84中的重水将规定的流量的重水供应到反应装置110的储存部111。
在反应装置110的储存部111中储存有电解液时，执行核素转换工序。电压产生装置相对于构造体1向电极114施加规定的电压(2V以上)。通过向构造体1施加规定的电压，从而使储存在储存部111中的电解液电解。在构造体1中的形成中间层3以及表面层4的表面，通过使电解液电解，从而将电解液中所含的物质的核素捕集到构造体1的中间层3以及表面层4，产生氘气D2。
加热器12d’加热构造体1中的氘低浓度部112侧的部分，以使构造体1变为规定的温度。
减压装置117的泵118对充填到氘低浓度部112的气体进行排气，使氘低浓度部112内的气压小于0.1Pa。氘低浓度部112通过被实施减压而使氘D的浓度降低。构造体1通过使向氘低浓度部112中充填氘的浓度降低，从而在构造体1的厚度方向上产生氘的浓度梯度，使氘从储存部111向氘低浓度部112透过。构造体1通过执行这样的核素转换工序，从而使中间层3以及表面层4的附近发热。
对于构成构造体1的被中间层3以及表面层4捕集的要实施核素转换的核素转换物质的核素，通过使氘透过构造体1，从而对其进行核素转换。例如，铯133Cs被核素转换为镨141Pr。锶88Sr被核素转换为钼96Mo。138Ba被核素转换为150Sm。
与核素转换工序并行地执行电解液冷却工序。在电解液冷却工序中，循环部30冷却电解液。即，反应后，电解液的抽出配管31将储存在反应装置110的储存部111中的电解液抽出。换热器32冷却电解液，以使从反应装置110的储存部111抽出的电解液变为规定的温度。过滤器33对由换热器32冷却后的电解液进行过滤，从电解液中去除杂质。泵34将被过滤器33过滤后的电解液加压，并经由冷却后的电解液的再供应配管35将该加压的电解液供应到反应装置110的储存部111。
根据电解液冷却工序，由循环部30冷却后的电解液在反应装置110的储存部111中流动，与构造体1的表面层4的表面适当地接触。通过使冷却的电解液与构造体1的表面层4的表面接触，从而使构造体1适当地被冷却。
(构造体的再生)
在将构造体1设置于反应装置110后，使电沉积液供应部50的惰性气体供应用配管53的阀V13、干燥惰性气体供应配管55的阀V23以及电沉积液供应用配管52的阀V3开放。由此，电沉积液箱51内的电沉积液经由电沉积液供应用配管52以及再供应配管35供应到储存部111，当储存部111中储存了规定量的电沉积液时，关闭阀V1、V3、V13以及V23以使泵34停止。然后，电源向电极114施加电压，从而形成使电沉积液中的钯等储氢金属与核素转换物质一起在构造体1的表面电沉积的电沉积层。
接下来，在开放阀V2并且启动泵34以经由抽出配管31以及排出部40将储存部111内的电沉积液排出到外部以后，根据需要清洗储存部111等的残留的电沉积液。
接下来，开放电解质溶液供应部60的惰性气体供应用配管72的阀V14、干燥惰性气体供应配管74的阀V24以及电解质溶液供应用配管62的阀V4。由此，经由电解质溶液供应用配管62向储存部111供应电解质溶液箱61内的电解质溶液，被供应到储存部111的电解质溶液一边在循环部30中循环一边通过换热器32调整到规定温度(例如，20℃以上40℃以下)。
接下来，通过减压装置117使氘低浓度部112内减压，并且通过加热器12d’将构造体1加热到规定温度(例如，70℃)。
接下来，电源向电极114施加电压，从而在构造体1的表面将重水(D2O)电解以产生氘(D2)。由此，产生的氘透过构造体1向氘低浓度部112侧流动，因此在构造体1的电沉积层内进行各种转换反应以使核素转换物质(例如，Cs)转换为其他元素的被转换物质(例如，Pr)。此处，根据需要从电解质溶液供应部60以及重水补充部80将电解质溶液以及重水供应到储存部111，并且从重水供应部65将重水供应到电解质溶液箱61。
接下来，在电源停止向电极114施加电压以后，经由排出部40排出电解质溶液。接下来，开放酸溶液供应部200的惰性气体供应用配管201的阀V200、干燥惰性气体供应配管203的阀V201以及酸溶液供应用配管205的阀V202。由此，酸溶液箱204内的酸溶液经由酸溶液供应用配管205以及再供应配管35供应到储存部111，当在储存部111中储存了规定量的酸溶液时，关闭阀V200、V201以及V202。
驱动泵34而使储存部111内的酸溶液经由再供应配管35循环，从而使构造体1的表面层4与被转换物质一起溶解。由此，能够回收由构造体1进行核素转换成的核素转换物质。
接下来，在经由排出部40排出储存部111内的包含洗脱成分的电解质溶液以后，开放清洗水供应部90的惰性气体供应用配管91的阀V17、干燥惰性气体供应配管93的阀V27以及清洗水供应用配管95的阀V7。由此，清洗水箱94内的清洗水经由清洗水供应用配管95以及再供应配管35供应到储存部111，当在储存部111中储存了规定量的清洗水时，关闭阀V17、V27以及V7。
驱动泵34而使储存部111内的清洗水经由再供应配管35循环，从而能够清洗去除了表面层4的构造体1的表面。接下来，在经由排出部40排出储存部111内的清洗水以后，通过再次从电沉积液供应部50供应电沉积液以在去除了表面层4的构造体1的表面设置包含核素转换物质的表面层4，从而能够使构造体1再生。
在本实施方式中，在设于储存部111内的构造体1的表面，通过电沉积设置包含核素转换物质的电沉积层以进行核素转换，并且利用从酸溶液供应部200供应到储存部111内的酸溶液将包含核素转换反应后的被转换物质的构造体1的表面层4溶解去除。
在利用从清洗水供应部90供应到储存部111内的清洗水将溶解去除了表面层4后的构造体1的表面清洗以后，再次从电沉积液供应部50供应电沉积液以在构造体1的表面上设置包含核素转换物质的表面层4。由此，在核素转换系统100中，不从反应装置110卸下构造体1，就能够连续地将核素转换物质转换为被转换物质并回收。
(构造体的评价)
在使构造体1再生以后，关闭再供应配管35的阀V1，开放设于排出配管41的阀V2，并且启动泵34以将储存部111内的溶液排出到外部。排出以后，停止泵34，并关闭阀V2。
开放阀V121、V122以及V127，将惰性气体供应到储存部111内，并且使泵126启动。通过将惰性气体供应到储存部111内，从而能够干燥并去除在构造体表面残存的水分(清洗液等)。惰性气体能够沿用在清洗液和电解液的挤出中使用的CE_N2。另外，通过使用泵126对储存部111内进行排气，将构造体1周边部设为减压状态，能够促进水分的蒸发。
进一步地，利用加热器12d’加热构造体1即可。由此，能够促进水分的蒸发。
在将构造体1干燥以后，与第一实施方式同样地实施构造体1的评价。例如，能够利用泵126的压力值来判断干燥的结束。透过预备试验等，事先设定干燥结束时的压力。
经过了使用电沉积液等的再生工序的构造体1在表面残存有液体。在将表面湿润状态的构造体1提供到椭偏仪的情况下，因残存的液体受到光的吸收和反射等影响，从而无法获取正确的构造体表面的信息，但根据本实施方式，能够将构造体1在干燥以后利用椭偏仪进行测定。
根据上述实施方式对构造体进行评价的结果如以下所示。
(光谱椭偏仪测定试验)
使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制，红外区域多入射光谱椭偏仪IR-VASE)，测定了Pd基材以及多个构造体A到G。
Pd基材是由Pd构成的板(25mm×25mm×0.1mm)。购入后，仅利用丙酮实施清洗，就将利用王水进行蚀刻前的基材提供给了椭偏仪。
构造体A是在利用王水将上述Pd基材蚀刻之后，在基材上形成了中间层(第一层：CaO，2nm/第二层：Pd，20nm)以及表面层(Pd，40nm)的结构。构造体A到G是与图1相同的结构。构造体A到G的形成是在相同条件下实施的。
测定条件如下。
波长范围：1.7μm到30μm(333cm-1到5880cm-1)
光束直径：约6mm
入射角：60度、70度
测定时间：约60分钟(1入射角)
另外，通过移动照射光束的位置并进行计测，还能够评价构造体面内的分布。
在图5至图7中，例示了Pd基材以及构造体D的椭偏仪计测结果。在图5中，横轴为波长(μm)，纵轴为从反射光的偏振光的变化计算出的折射率n(％)。在图6中，横轴为波长(μm)，纵轴为从反射光的偏振光的变化计算出的消光系数k(％)。在图7中，横轴为波长(μm)，纵轴为从反射光的偏振光的变化计算出的反射率R(％)。
Pd基材以及构造体D的最表层均为Pd的层，根据图5至图7，在Pd基材和构造体D之间，看出了参数的值(折射率、消光系数、反射率)有差异。该差异是基于成膜时的输入热的影响、以及由在构造体中将CaO层作为衬底而堆积引起的结晶构造不同的不同。
(核素转换反应试验)
将上述Pd基材以及构造体A到G提供给图3中记载的核素转换装置，按照上述实施方式实施了核素转换反应试验。在核素转换反应中，阀V3、阀V202、阀V7、阀V122以及阀V127为关闭状态。
用于核素转换的电解质盐63所含有的电解质为硝酸铯CsNO3。被供应到反应装置110的储存空间中的电解液是硝酸铯CsNO3(1mol/L)，液量为100mL。
换热器32的设定温度为25℃。换热器32的冷却能力为140W。利用换热器32，将25℃的电解液以100mL/min.的流量供应到反应装置110内的储存空间。一边使电解液在反应装置110和换热器32中循环，一边使电解液电解了150小时。通过在电极114和构造体1之间施加2V到30V的直流电场，从而对电解液进行了电解。通过电解在构造体表面产生的氘透过构造体，并被利用真空泵118进行排气。另外，产生的氘气中的一部分和在电极114处产生的氧气通过排气流路115被排气。在电解液被电解150小时之后，从反应装置110中取出了构造体，并将利用硝酸对所取出的构造体表面进行溶解而得的液体作为分析样本。通过利用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry(电感耦合等离子体质谱))分析该分析样本，测定了在构造体的表面层4的表面从铯133Cs生成镨141Pr的生成量。
图8是示出将133Cs转换后的XPS(X-ray photoelectron spectroscopy(X射线光电子能谱术))分析结果的图。在该图中，横轴为结合能量(eV)，纵轴为信号强度(个/秒)。根据图8，在与Pr的3d5/2、3d3/2相当的结合能量932、952eV处观测到了峰值。
图9是ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)分析的结果。在该图中，横轴为质量数(m/z)，纵轴为检测数(个/秒)。在图9中，在氘透过后的构造体中，在Pr的质量数m/z141处观测到了峰值。
在图10以及图11中，示出光谱椭偏仪测定试验以及核素反应试验的结果。图10是示出由光谱椭偏仪计算出的波长20μm下的值处的消光系数和在ICP-MS测定中获得的反应收量(生成量)的表。图11是将图10的结果图形化的图。在图11中，横轴为消光系数(％)，纵轴为反应收量(g)。
根据图10以及图11，Pd基材的消光系数为68％，没有检测到镨141Pr。另一方面，在构造体A至G中，全部确认到了镨141Pr的生成。由此暗示了：通过具备中间层以及表面层，发生核素转换反应。
根据图10以及图11，暗示了即使核素转换反应工艺为相同条件，在波长20μm下的消光系数不同的构造体中，反应产量也会出现差异。如果波长20μm下的消光系数为10％以上59％以下，就能够确认到核素转换反应。波长20μm下的消光系数为17％以上48％以下的构造体的反应收量多出了1位数。
从以上的结果，暗示了：通过将从光谱椭偏仪的测定结果获得的参数和使用评价后的构造体实施核素转换反应时的核素转换效率之间建立关系，并设定阈值，能够对用于核素转换的构造体进行评价。这样，通过对提供给转换反应前的构造体的消光系数进行评价，能够大致推测出转换后的反应收量。由此，如果能够在将构造体的温度保持为一定的同时，具备由光源以及检测器构成的椭偏仪的测定机构，即使在各种各样的试验阶段下，也能够对构造体进行评价，能够防止使用无法获得反应收量的构造体实施试验。作为其一个例子，存在以下的第二实施方式。
[第二实施方式]
在本实施方式中，对应用了上述评价装置10的构造体的制造装置以及制造方法进行说明。图12、图13是本实施方式的构造体1的制造装置20的概要结构图。图12是示出成膜时的装置概要情况的图。图13是示出评价时的装置概要情况的图。在图12、图13中，对于与图1、图2起到共通的作用的结构，设为相同的参考标记。
构造体1的制造装置20具备评价装置、排气机构21、靶支承机构22、溅射机构23、第一光学窗口24、第二光学窗口25、第一活门部件26和第二活门部件27。
评价装置具备构造体支承机构11、温度保持机构(12a、12d)和测定机构(13a、13b)。
构造体支承机构11支承构造体1的基板侧以及侧面。温度保持机构(12a、12d)具备框体12a、温度计测部12c以及温度调节部12d、12d'。测定机构(13a、13b)设置于框体12a的外部。
框体12a包围构造体支承机构11，划定出封闭空间S。框体12a为真空室。真空室具备涡轮分子泵等排气机构21，是能够保持5×10-5Pa的真空度的构造。框体12a具备可供构造体1出入的开口以及封堵该开口的封堵部件(未图示)。
在框体12a的壁面上，设有第一光学窗口24以及第二光学窗口25。第一光学窗口24设置为将从设置于外部的光源13a照射的光引导到框体12a内的构造体1表面。第二光学窗口25设置为将在构造体1表面反射的反射光引导到设置于外部的检测器13b。第一光学窗口24以及第二光学窗口25的材质是石英等。
在框体12a的壁面上，设有第一活门部件26以及第二活门部件27。第一活门部件26以及第二活门部件27分别设置于第一光学窗口24以及第二光学窗口25的框体12a内壁。第一活门部件26以及第二活门部件27具备可从外部进行开闭操作的开闭机构(未图示)。开闭可以以手动方式或通过控制部(未图示)自动地实施。
在构造体支承机构11上，连接有温度调节部(加热器12d’以及控制器12d)。加热器12d’能够基于利用温度计测部12c计测的温度，直接地从基板侧调节构造体1的温度，以保持在规定温度。
在框体12a上，连接有将框体12a内抽真空的排气机构21和溅射靶的溅射机构23。排气机构21是真空泵等。溅射机构23只要是使气体离子与靶(28a、28b)碰撞而产生溅射的溅射机构即可。图12、图13的溅射机构23是氩离子枪。
在框体12a内，配置有支承靶(28a、28b)的靶支承机构22。图12、图13的靶支承机构22具有两个靶支承部(22a、22b)。在第一靶支承部22a上，支承有第一层用的靶28a。在第二靶支承部22b上，支承有第二层用以及表面层用的靶28b。靶支承机构22具备旋转机构22c，能够切换发生溅射的靶。
接下来，对利用上述制造装置20进行的构造体1的制造方法进行说明。本实施方式的构造体1的制造方法具备成膜工序和评价工序。
(成膜工序)
将基材2设置在构造体支承机构11上。在靶支承机构22上，设置第一层用的靶28a以及第二层用的靶28b。使靶支承机构22的第一层用的靶28a朝向基材2侧。第一活门部件26以及第二活门部件27设为关闭状态(参照图12)。
将框体12a抽真空。利用加热器12d’将构造体1的温度保持在用于成膜的规定温度。用于成膜的规定温度例如是100℃到200℃。
使氩离子与第一层用的靶28a碰撞以发生溅射而成膜，形成第一层5。之后，使靶支承机构22旋转以将第二层用的靶28b朝向基材2侧。使氩离子与第二层用的靶28b碰撞以发生溅射而成膜，形成第二层6。交替实施第一层5以及第二层6的形成，形成中间层3。
在形成第一层5作为中间层3的最上层之后，使靶支承机构22旋转以将表面层用的靶(与第二层用的靶28a相同)朝向基材2侧。使氩离子与表面层用的靶碰撞而发生溅射，在中间层3上形成表面层4。
(评价工序)
在形成至表面层4之后，打开第一活门部件26以及第二活门部件27(参照图13)。
通过加热器12d’将构造体1调节为规定温度。计测构造体1的表面温度，确认已变为规定温度。
从光源13a向构造体1照射光，利用检测器13b检测反射光的偏振光的变化。入射光以及反射光经由第一光学窗口24以及第二光学窗口25在构造体1和测定机构(13a、13b)之间移动。之后，与图2的说明以及第一实施方式同样地实施构造体的评价。
根据本实施方式，能够将构造体的用于制造的成膜和评价在一个装置内作为一系列的操作而实施，因此作业效率较好。另外，通过将加热器12d’兼用作用于成膜的加热机构和用于评价的温度保持机构，在成本方面和设置场所的节约上也是有效的。在共有作为温度保持机构的一个的框体12a和用于溅射的真空室的情况下，存在如下可能性：溅射的物质在成膜中向第一光学窗口24以及第二光学窗口25上附着，导致光无法透过，但根据本实施方式，成膜中通过关闭第一活门部件26以及第二活门部件27，能够覆盖第一光学窗口24以及第二光学窗口25，防止附着被溅射的物质。
附图标记说明
1 构造体
2 基材
3 中间层
4 表面层
5 第一层
6 第二层
10 评价装置
11 构造体支承机构
12a 框体(温度保持机构的一部分)
12b 辐射温度计(温度计测部的一部分)
12c 热电偶(温度计测部的一部分)
12d 空调控制器(温度调节部)
12d' 加热器(温度调节部)
13a 光源(测定机构的一部分)
13b 检测器(测定机构的一部分)
20 构造体的制造装置
21 排气机构
22 靶支承机构
22a、22b 靶支承部
22c 旋转机构
23 溅射机构
24 第一光学窗口
25 第二光学窗口
26 第一活门部件
27 第二活门部件
28a、28b 靶
30 循环部
31 抽出配管
32 换热器
33 过滤器
34 泵
35 再供应配管
36 超声波振子
40 排出部
41 排出配管
50 电沉积液供应部
51 电沉积液箱
52 电沉积液供应用配管
53、66、72、81、91、121、201 惰性气体供应用配管
54、67、73、82、92、122、202 除湿装置
55、68、74、83、93、123、203 干燥惰性气体供应配管
56 加热器
60 电解质溶液供应部
61 电解质溶液箱
62 电解质溶液供应用配管
63 电解质盐
64 加热器
65 重水供应部
69、84 重水箱
70 重水供应用配管
71 惰性气体供应部
80 重水补充部
85 重水补充用配管
90 清洗水供应部
94 清洗水箱
95 清洗水供应用配管
100 核素转换系统
110 反应装置
111 储存部
112 氘低浓度部
114 电极
115 排气流路
116 止回阀
117 减压装置
118 真空泵
119、127 排气配管
120 惰性气体供应机构
125 排气机构
126 减压泵
200 酸溶液供应部
204 酸溶液箱
205 酸溶液供应用配管

Claims (10)

1.一种用于核素转换反应的构造体的评价方法，所述用于核素转换反应的构造体具备：基材，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层，其设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属；表面层，其设于所述中间层上并包括所述金属；其中，
所述用于核素转换反应的构造体的评价方法：
一边将所述构造体保持在规定温度，
一边将光照射到所述表面层并测定入射光和反射光的偏振光的变化，
比较所述偏振光的变化的测定值和事先准备的构造体的偏振光的变化的阈值，基于比较结果来评价所述构造体的健全性。
2.如权利要求1所述的用于核素转换反应的构造体的评价方法，其中，基于所述构造体的偏振光的变化，从折射率、消光系数、反射率这些参数中求出至少任意一个参数的值，并比较该值和所述事先准备的由构造体的偏振光的变化所决定的在该参数下的所述阈值。
3.如权利要求1或2所述的用于核素转换反应的构造体的评价方法，其中，在所述偏振光的变化的测定中，使用光谱椭偏仪。
4.如权利要求1或2所述的用于核素转换反应的构造体的评价方法，其中，将所述光以使之在从所述表面层的表面到深度10nm为止的区间中发生反射的入射角度照射到所述表面层。
5.如权利要求2所述的用于核素转换反应的构造体的评价方法，其中，所述参数为消光系数。
6.一种用于核素转换反应的构造体的评价装置，所述用于核素转换反应的构造体具备：基材，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层，其设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属；表面层，其设于所述中间层上并包括所述金属；其中，
所述用于核素转换反应的构造体的评价装置具备：
构造体支承机构，其支承所述构造体；
温度保持机构，其将所述构造体的温度保持在规定温度；
测定机构，其将光照射到所述表面层，并测定入射光和反射光的偏振光的变化。
7.如权利要求6所述的用于核素转换反应的构造体的评价装置，其中，所述测定装置为光谱椭偏仪。
8.如权利要求6或7所述的用于核素转换反应的构造体的评价装置，其中，
所述温度保持机构具备：
框体，其包围所述构造体支承机构，划定出收容该构造体的封闭空间；
温度计测部，其计测所述构造体的温度；
温度调节部，其调节所述构造体的温度。
9.一种用于核素转换反应的构造体的制造装置，所述用于核素转换反应的构造体具备：基材，其包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属；中间层，其设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属；表面层，其设于所述中间层上并包括所述金属；其中，
所述用于核素转换反应的构造体的制造装置具备：
如权利要求8所述的评价装置，其在所述框体的外部设置所述测定机构；
排气机构，其与所述框体连接，将所述框体内抽真空；
靶支承机构，其配置于所述框体内并支承靶；
溅射机构，其溅射所述靶；
第一光学窗口，其设于所述框体的壁面，以将从所述测定机构照射的光引导到所述构造体；
第二光学窗口，其设于所述框体的壁面，以将被所述构造体反射的反射光导出到所述框体的外部；
第一活门部件，其可开闭地设置于所述第一光学窗口的所述框体内侧；
第二活门部件，其可开闭地设置于所述第二光学窗口的所述框体内侧。
10.一种核素转换系统，其中，所述核素转换系统具备：
构造体支承机构，其支承用于核素转换反应的构造体，所述用于核素转换反应的构造体具备基材、中间层和表面层，所述基材包括从由储氢金属以及储氢合金组成的群组中选择的至少一种金属，所述中间层设于所述基材上且交替层叠有第一层和第二层，所述第一层包括功函数相对于所述金属相对较低的低功函数物质，所述第二层包括所述金属，所述表面层设于所述中间层上并包括所述金属；
温度保持机构，其将所述构造体的温度保持在规定温度；
测定机构，其将光照射到所述表面层，并测定入射光和反射光的偏振光的变化；
反应装置，其在内部配置有所述构造体，进行使用所述构造体的核素转换反应以及向去除了所述表面层的所述构造体的电沉积；
惰性气体供应机构，其将惰性气体供应到所述反应装置；
排气机构，其将所述反应装置内进行排气；
电沉积液供应部，其将含有核素转换物质以及所述金属的电沉积液供应到所述反应装置；
清洗水供应部，其将清洗水供应到所述反应装置；
酸溶液供应部，其将酸溶液供应到所述反应装置。
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