ES2899273T3

ES2899273T3 - Estructura de tipo caja con función de blindaje

Info

Publication number: ES2899273T3
Application number: ES18867050T
Authority: ES
Inventors: Hideaki Usui; Hidaka Furuya; Maki Takahashi; Hidenori Ishikawa
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2038-10-11
Also published as: EP3693977A4; AU2018350047A1; HUE057486T2; JPWO2019074078A1; AU2018350048A1; EP3693978A9; JPWO2019074079A1; US20210189202A1; EP3693977B1; IL273903A; WO2019074079A1; ES2904361T3; CN111183490A; WO2019074078A1; EP3693978B1; TW201923781A; KR20200068693A; JP7194684B2; SG11202003315VA; SG11202003316RA

Abstract

Una estructura de tipo caja (10) que comprende placas de blindaje (1, 2, 3, 4, 5) hechas de un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio, con un rendimiento de blindaje contra neutrones, en donde las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan y se unen entre sí, teniendo las porciones de borde de las placas de blindaje una estructura de junta dividida a la mitad, y la estructura de junta dividida a la mitad tiene una forma recortada escalonada o inclinada, la estructura de tipo caja tiene una pluralidad de caras, y una parte de las caras tiene una porción de abertura (20), y la estructura de tipo caja tiene forma de cubo o paralelepípedo rectangular.

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de tipo caja con función de blindaje

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a una estructura de tipo caja que tiene una función de blindaje contra neutrones.

Estado de la técnica

En los últimos años, la investigación y el desarrollo de la terapia de captura de boro-neutrones (BNCT) avanza rápidamente como medio de tratamiento del cáncer. La terapia de captura de boro-neutrones es radioterapia que utiliza un haz de neutrones. Primero, se administra a un paciente un compuesto de boro que es absorbido específicamente por las células cancerosas. Seguidamente, las células cancerosas en que se ha acumulado el compuesto de boro se irradian con un haz de neutrones cuya energía se controla dentro de un intervalo predeterminado. Cuando el haz de neutrones choca con el compuesto de boro, se generan rayos a. Los rayos a destruyen las células cancerosas.

La terapia de captura de boro-neutrones es prometedora como medio para tratar el cáncer y está pasando a la fase de ensayo clínico. El aparato de irradiación de neutrones utilizado en la terapia de captura de boro-neutrones produce efectos terapéuticos mediante el uso de un haz de neutrones térmicos o un haz de neutrones epitermales. El entorno de irradiación de neutrones es un campo en que coexisten rayos radiactivos que tienen energías en un cierto intervalo.

Hasta ahora ha sido necesario utilizar un reactor nuclear como generador de neutrones para suministrar un haz de neutrones a un aparato de irradiación de neutrones. Sin embargo, en los últimos años, pequeños generadores de neutrones para instalarse en hospitales están siendo propuestos. En un generador de neutrones tan pequeño, los protones y deuterones acelerados por un acelerador chocan con un objetivo de berilio o litio. El haz de neutrones generado tiene una mayor proporción de neutrones térmicos y neutrones epitermales que los generados en equipos convencionales. A continuación, un moderador desacelera el haz de neutrones generado para proporcionar un entorno de irradiación de haz de neutrones que tiene poca influencia en los cuerpos humanos.

Cuando se irradian neutrones en la terapia de captura de neutrones, es necesario proporcionar un medio de blindaje contra neutrones para irradiar un sitio específico. Para examinar los efectos de la terapia de captura de neutrones, se han realizado experimentos de irradiación en animales pequeños, tales como ratones, con neutrones. El documento de patente 1 se refiere a un caso de aplicación de terapia de captura de neutrones utilizando una placa de blindaje de fluoruro de litio en mamíferos distintos de los seres humanos. El objeto del mismo es minimizar los neutrones dados al tejido normal cuando el sitio objetivo está profundamente dentro del objeto de irradiación, y proporcionar suficientes neutrones al objetivo ubicado en el interior del objeto de irradiación suprimiendo la reducción en la profundidad y la accesibilidad de los neutrones que entran al cuerpo. Otro cuerpo de blindaje hecho de fluoruro de litio sinterizado se conoce a partir del documento de patente US 3426 197 A.

Documento de Patente 1: Solicitud de patente japonesa sin examinar, n.° de publicación 2004-233168

Objeto de la invención

Problemas que se desea resolver mediante la invención

Sin embargo, en estos métodos de blindaje, la capacidad de instalación y las propiedades de blindaje de un cuerpo de blindaje pueden verse limitadas por la forma del organismo que va a ser un objeto de irradiación, así como por el tamaño del sitio de irradiación. En consecuencia, se requiere un medio de blindaje que blinde tridimensionalmente el objeto de irradiación y separe una región de irradiación del haz de neutrones de una región sin irradiación por medio de una estructura simple.

Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de tipo caja que tenga una estructura simple con un rendimiento de blindaje de haz de neutrones y que pueda acomodar un organismo que va a ser un objetivo de irradiación.

Medios para resolver los problemas

Los presentes inventores han considerado cómo resolver los problemas descritos anteriormente. Como resultado, los presentes inventores han descubierto que se puede producir fácilmente una estructura de tipo caja que acomode un organismo configurando la estructura de tipo caja usando placas de blindaje hechas de un material específico y con una función de blindaje contra neutrones, y haciendo la estructura de unión en las porciones de borde de las placas de blindaje firmes. En las reivindicaciones 1 y 2 adjuntas se definen dos estructuras de tipo caja de la invención alternativas. En las reivindicaciones dependientes se definen algunas realizaciones preferidas.

Efectos de la invención

En la estructura de tipo caja de acuerdo con la presente invención, que tiene un rendimiento de blindaje contra neutrones, puesto que una pluralidad de placas de blindaje con un rendimiento de blindaje contra neutrones se une en combinación, se puede obtener una estructura tridimensional simple. El tamaño de la estructura de tipo caja se puede ajustar libremente de acuerdo con el tamaño y el número de placas de blindaje combinadas.

De forma adicional, las porciones de borde de las placas de blindaje contra neutrones se pueden unir fácilmente entre sí proporcionando estructuras de juntas divididas a la mitad escalonadas o inclinadas en las porciones de borde, y se puede obtener por tanto un efecto de estabilización de la estructura de unión.

Es posible acomodar un organismo o similar en un espacio blindado contra un haz de neutrones y realizar una prueba en un estado en que no todo el organismo o similar esté irradiado con un haz de neutrones. Así mismo, cuando la estructura de tipo caja tiene una estructura parcialmente abierta, una parte del organismo o similar se puede sacar fuera de la región de blindaje y se puede irradiar con un haz de neutrones solo en esa parte, ampliando el intervalo de aplicación de los objetos de irradiación de un haz de neutrones y las condiciones de prueba.

Esta estructura de tipo caja es adecuada para el campo de irradiar un haz de neutrones y examinar su acción e influencia. Se puede utilizar en una prueba con un animal pequeño, tal como un ratón, o en una prueba de irradiación relacionada con radioterapia, etc. De forma adicional, una pluralidad de cuerpos de irradiación puede irradiarse simultáneamente proporcionando, por ejemplo, particiones en el interior de la estructura de tipo caja o proporcionando una pluralidad de estructuras de tipo caja, lo que mejora la eficacia de la prueba de irradiación.

Descripción de las figuras

[Figura 1] La Figura 1 es una vista esquemática que ilustra una estructura de tipo caja de acuerdo con una realización de la presente invención.

[Figura 2] La Figura 2 incluye vistas esquemáticas que ilustran una estructura de tipo caja de acuerdo con otra realización de la presente invención. (a) es una vista frontal y (b) es una vista en perspectiva.

[Figura 3] La Figura 3 incluye vistas esquemáticas para explicar las estructuras de juntas divididas a la mitad en las porciones de borde de las placas de blindaje. (a) es una vista que ilustra una estructura de junta dividida a la mitad compuesta por porciones de borde de placas de blindaje que tienen porciones cóncavas y convexas escalonadas. (a) es una vista que ilustra una estructura de junta dividida a la mitad compuesta por porciones de borde de placas de blindaje que tienen porciones cóncavas y convexas inclinadas. (c) es una vista que ilustra una estructura compuesta por porciones de borde planas de placas de blindaje apoyadas entre sí.

[Figura 4] La Figura 4 incluye vistas que ilustran una forma de ejemplo de la porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida a la mitad. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

[Figura 5] La Figura 5 incluye vistas que ilustran otra forma de ejemplo de la porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida a la mitad. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

[Figura 6] La Figura 6 incluye vistas que ilustran otra forma de ejemplo de una porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida a la mitad. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

[Figura 7] La Figura 7 incluye vistas que ilustran otra forma de ejemplo de una porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida en dos. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

[Figura 8] La Figura 8 incluye vistas que ilustran otra forma de ejemplo de una porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida en dos. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

[Figura 9] La Figura 9 incluye vistas que ilustran otra forma de ejemplo de una porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida a la mitad. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

[Figura 10] La Figura 10 incluye vistas que ilustran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista frontal, (c) es una vista del lado derecho. (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, (e) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B, (f) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea C-C, y (g) es una vista que ilustra la estructura interna.

[Figura 11] La Figura 11 incluye vistas que ilustran una realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en perspectiva desde otra dirección, (c) es una vista frontal, (d) es una vista en planta, (e) es una vista del lado derecho. (f) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, (g) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B, y (h) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea C-C.

[Figura 12] La Figura 12 incluye vistas que ilustran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) es una vista en perspectiva y (b) es una vista en perspectiva desde otra dirección.

[Figura 13] La Figura 13 incluye vistas que ilustran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) es una vista en perspectiva y (b) es una vista en perspectiva desde otra dirección.

[Figura 14] La Figura 14 incluye vistas que ilustran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) es una vista en perspectiva y (b) es una vista en perspectiva desde otra dirección.

[Figura 15] La Figura 15 es una vista en perspectiva que ilustra otra realización relacionada con la estructura de tipo caja.

[Figura 16] La Figura 16 es una vista que ilustra otra forma de ejemplo de una porción de borde de una placa de blindaje que tiene una estructura de junta dividida a la mitad.

[Figura 17] La Figura 17 incluye vistas esquemáticas que ilustran secciones transversales de estructuras compuestas por porciones de borde de placas de blindaje apoyadas entre sí. (a) es una vista que ilustra una estructura formada por porciones cóncavas y convexas escalonadas. (b) es una vista que ilustra una estructura formada por porciones cóncavas y convexas inclinadas. (c) es una vista que ilustra una estructura formada por porciones de borde planas.

[Figura 18] La Figura 18 es una vista para explicar una estructura de tipo caja de un ejemplo.

Descripción detallada de la invención

A continuación, se describirán realizaciones de la estructura de tipo caja de acuerdo con la presente invención. La presente invención no se limita a las siguientes realizaciones y se puede implementar modificándola de forma apropiada dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

(Estructura de tipo caja)

La estructura de tipo caja incluye una pluralidad de placas de blindaje que contienen fluoruro de litio y tienen un rendimiento de blindaje contra neutrones. Las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan y se unen entre sí. En este caso, la expresión "rendimiento de blindaje contra neutrones" se refiere al rendimiento de blindaje de haces de neutrones. En la presente memoria descriptiva, La expresión "blindaje contra neutrones" puede describirse como "blindaje de haz de neutrones". La placa de blindaje de acuerdo con la presente invención significa una placa de blindaje contra neutrones. La estructura de tipo caja está compuesta por una pluralidad de placas de blindaje que tienen un rendimiento de blindaje contra neutrones montadas en forma de caja y tiene una estructura tridimensional simple.

La apariencia externa de la estructura de tipo caja se muestra en la Figura 1. Seis placas de blindaje, por ejemplo, las placas de blindaje 1 y 2, se montan para hacer la estructura de tipo caja 10. Las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan entre sí de tal forma que las caras de extremo se unen estrechamente entre sí. Como medios de unión, se puede utilizar cinta adhesiva o un adhesivo. La estructura de tipo caja que se muestra en la Figura 1 es una realización en la que todas las caras exteriores están rodeadas por placas de blindaje.

La estructura de tipo caja 10 mostrada por (a) y (b) en la Figura 2 es otra realización que tiene una abertura 20 provista en una parte de las caras exteriores. Seis placas de blindaje, por ejemplo, las placas de blindaje, 1,2, 3 y 4, se montan para hacer la estructura de tipo caja. Las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan entre sí de tal forma que las caras de extremo de las placas de blindaje se unen estrechamente entre sí. Como se muestra en (a) y (b) en la Figura 2, una parte de los lados del blindaje 2 es de longitud corta, de tal forma que la abertura 20 se forma en esa parte.

Las placas de blindaje de la estructura de tipo caja están hechas de un material que contiene fluoruro de litio (LiF), que es excelente en su rendimiento de blindaje contra neutrones. Las placas de blindaje de la estructura de tipo caja evitan que pase el haz de neutrones irradiado desde el exterior. En consecuencia, las placas de blindaje reducen los haces de neutrones que alcanzan el interior de la estructura de tipo caja y, por tanto, pueden formar una región (región sin irradiación) que no se irradia sustancialmente con el haz de neutrones en la estructura de tipo caja.

La estructura de tipo caja tiene una forma tridimensional, tal como un cubo o un paralelepípedo rectangular, que forma un espacio de blindaje tridimensional contra el haz de neutrones. El espacio de blindaje puede acomodar a un animal pequeño, incluso si tiene un cierto volumen o más.

Puesto que las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan y se unen entre sí, las porciones de borde forman una estructura de unión en la que las caras de extremo están estrechamente unidas entre sí. En consecuencia, se evita suficientemente que el haz de neutrones pase a través del espacio entre las porciones de borde, lo que puede formar un espacio de blindaje contra el haz de neutrones dentro de la estructura de tipo caja.

(Placa de blindaje)

La placa de blindaje tiene una estructura de unión que se divide en dos en la porción de borde. La estructura de junta dividida a la mitad se refiere a una estructura que incluye una porción cóncava (en adelante, denominada "parte cóncava") o una porción convexa (en adelante, denominada "parte convexa") en las porciones de borde de las placas de blindaje de tal forma que la parte cóncava y la parte convexa pueden hacer un ajuste perfecto. En la presente memoria descriptiva, la porción que tiene una estructura de unión dividida a la mitad en una porción de borde de la placa de blindaje puede denominarse también "porción de junta dividida a la mitad". El método para formar una estructura de junta dividida a la mitad en una porción de borde de una placa de blindaje se denomina "procesamiento de junta dividida a la mitad".

El contorno de la estructura de junta dividida a la mitad se describirá utilizando un ejemplo mostrado por (a) y (b) en la Figura 3. (a) en la Figura 3 se muestra una forma de ejemplo que tiene porciones cóncavas y convexas escalonadas en porciones de borde de placas de blindaje. (b) en la Figura 3 se muestra una forma de ejemplo que tiene porciones cóncavas y convexas inclinadas en porciones de borde de placas de blindaje.

Como se ilustra en (a) en la Figura 3, cuando la porción de borde de una placa de blindaje 22 incluye una porción de junta dividida a la mitad que tiene una porción cóncava (o convexa) y la porción de borde de la otra placa de blindaje 23 incluye una porción de junta dividida a la mitad que tiene una porción convexa (o cóncava), las porciones cóncavas y convexas hacen un ajuste estrecho apoyándose contra las porciones de borde de las placas de blindaje para dar una estructura de unión 21 en la que las caras de extremo de las placas de blindaje 22 y 23 están estrechamente unidas entre sí. En la estructura de junta dividida a la mitad de la presente realización, las porciones cóncavas y convexas en las porciones de borde de las placas de blindaje tienen preferentemente una forma recortada escalonada como se muestra en (a) en la Figura 3 o una forma recortada inclinada como se muestra en (b) en la Figura 3. En cuanto a la estructura de junta dividida a la mitad, hay varias formas de ejemplo como se muestra en las Figuras 4 a 9.

Como se muestra en (c) en la Figura 3, cuando las porciones de borde se unen entre sí a través de caras planas y no mediante una estructura de junta dividida a la mitad, las propiedades de blindaje contra neutrones pueden disminuir en comparación con el caso en que se utilizan estructuras de juntas divididas a la mitad, como las que se muestran en (a) o (b) en la Figura 3. Sin embargo, se puede complementar el acoplamiento firme y el rendimiento de blindaje suficiente fijando las caras de unión de las porciones de borde con un adhesivo que contenga fluoruro de litio. De forma adicional, (a) a (c) en la Figura 17 muestran formas de ejemplo en que estas placas de blindaje se unen para su aplicación a estructuras tipo caja. (a) en la Figura 17 es una vista que ilustra una estructura compuesta de porciones cóncavas y convexas escalonadas, (b) en la Figura 17 es una vista que ilustra una estructura compuesta de porciones cóncavas y convexas inclinadas, y (c) en la Figura 17 es una vista que ilustra una estructura compuesta por porciones de borde planas.

(a) a (d) en la Figura 4 son vistas que ilustran formas de ejemplo en que las porciones de borde de las placas de blindaje tienen estructuras de unión divididas en dos. (a) en la Figura 4 es una vista en perspectiva, (b) en la Figura 4 es una vista en planta, (c) en la Figura 4 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) en la Figura 4 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B. Las Figuras 5 a 9 muestran otras formas de ejemplo de placas de blindaje. En cada Figura, similar a (a) a (d) en la Figura 4, (a) es una vista en perspectiva, (b) es una vista en planta, (c) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, y (d) es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B.

La Figura 4 muestra un ejemplo en que cuatro lados de una placa de blindaje tienen estructuras de junta escalonadas divididas a la mitad. Como se entiende a partir de las vistas en sección transversal mostradas por (c) y (d) en la Figura 4, las longitudes de los cuatro lados de la placa de blindaje en el lado superior 31 son todas más cortas que las de los cuatro lados en el lado inferior 32. Como resultado, como se muestra en (a) en la Figura 4, esta placa de blindaje tiene una forma que incluye escalones 33 formados en las porciones de borde de cuatro lados.

La Figura 5 muestra otro ejemplo en que cuatro lados de una placa de blindaje tienen estructuras de junta escalonadas divididas a la mitad. Como se entiende a partir de las vistas en sección transversal mostradas en (c) y (d) en la Figura 5, el lado superior y el lado inferior de la placa de blindaje se diferencian entre sí en las longitudes de los cuatro lados. Los dos lados 31S entre los cuatro lados del lado superior 31 son más cortos que los dos lados correspondientes del lado inferior 32, mientras que los otros dos lados 31L en el lado superior son más largos que los dos lados correspondientes en el lado inferior 32. Como resultado, como se muestra en (a) en la Figura 5, esta placa de blindaje tiene una forma que incluye escalones 33 formados en las porciones de borde de cuatro lados.

La Figura 6 muestra un ejemplo en que tres lados de una placa de blindaje tienen estructuras de junta escalonadas divididas a la mitad. Como se entiende a partir de las vistas en sección transversal mostradas en (c) y (d) en la Figura 6, tres lados entre los cuatro lados en el lado superior de la placa de blindaje son más cortos en longitud que los tres lados correspondientes en el lado inferior. Como resultado, como se muestra en (a) en la Figura 6, esta placa de blindaje tiene una forma que incluye escalones formados en las porciones de borde de los tres lados.

La Figura 7 muestra un ejemplo en que dos lados de una placa de blindaje tienen estructuras de junta escalonadas divididas a la mitad. Como se entiende a partir de las vistas en sección transversal mostradas en (c) y (d) en la Figura 7, dos lados entre los cuatro lados en el lado superior 31 de la placa de blindaje son más cortos en longitud que los dos lados correspondientes en el lado inferior 32. Como resultado, como se muestra en (a) en la Figura 7, esta placa de blindaje tiene una forma que incluye escalones 33 formados en las porciones de borde de dos lados.

La Figura 8 muestra otro ejemplo en que dos lados de una placa de blindaje tienen estructuras de junta escalonadas divididas a la mitad. Como se entiende a partir de las vistas en sección transversal mostradas en (c) y (d) en la Figura 8, los cuatro lados en cada uno del lado superior 31 y el lado inferior 32 de la placa de blindaje tienen la misma longitud. Sin embargo, dos lados entre los cuatro lados están dispuestos en diferentes posiciones de los dos lados correspondientes. Como resultado, como se muestra en (a) en la Figura 8, esta placa de blindaje tiene una forma que incluye escalones 33 formados en las porciones de borde de dos lados.

La Figura 9 muestra un ejemplo en que un lado de una placa de blindaje tiene una estructura de junta dividida a la mitad escalonada. Como se entiende a partir de las vistas en sección transversal mostradas en (c) y (d) en la Figura 9, un lado entre los cuatro lados en el lado superior 31 de la placa de blindaje es más corto en longitud que el lado correspondiente en el lado inferior 32. Como resultado, como se muestra en (a) en la Figura 9, esta placa de blindaje tiene una forma que incluye un escalón 33 formado en la porción de borde de un lado.

Las estructuras de juntas divididas a la mitad descritas anteriormente de las placas de blindaje no se limitan a estructuras de juntas divididas a la mitad escalonadas. Una placa de blindaje que tiene una porción de borde inclinada como se muestra en (b) en la Figura 3 puede tener también una forma que incluye una inclinación formada en cada porción de borde de cuatro lados, tres lados, dos lados, o un lado.

Las formas planas de las placas de blindaje mostradas en las Figuras 4 a 9 son cada una un cuadrado, pero la forma no se limita a ello y puede ser un rectángulo como se muestra en la Figura 16.

Las caras de extremo de las placas de blindaje contactan estrechamente entre sí a través de la estructura de junta dividida a la mitad descrita anteriormente para unir las porciones de borde de las placas de blindaje. En consecuencia, en la fijación de las porciones de apoyo las placas de blindaje se fijan de forma estable entre sí, produciendo un efecto de resistencia mecánica mejorada.

Un haz de neutrones puede atravesar el espacio entre las porciones de borde de las placas de blindaje. Cuando la porción de unión de las porciones de borde de las placas de blindaje se compone de una cara plana y uniforme, el haz de neutrones que ha entrado linealmente desde el exterior puede atravesar la porción de unión. En cambio, cuando la porción de unión de la porción de borde tiene una estructura de junta dividida a la mitad escalonada o inclinada como se muestra en (a) y (b) en la Figura 3 y en las Figuras 4 a 9, un haz de neutrones que entra linealmente hacia el espacio entre las porciones de borde de los blindajes es bloqueado por el cuerpo de la placa de blindaje, lo que da como resultado un efecto mejorado de evitar la entrada de un haz de neutrones.

(Cara de la estructura de tipo caja)

La estructura de tipo caja tiene una pluralidad de caras, y al menos una de las caras es preferentemente extraíble. La estructura de tipo caja está configurada tridimensionalmente y por lo tanto tiene una pluralidad de caras exteriores. Estas caras tienen una estructura extraíble. En consecuencia, es conveniente para desmontar la estructura de tipo caja para, por ejemplo, su preparación para una prueba de irradiación o retirada después de la prueba. De forma adicional, el organismo, es decir, un objeto de irradiación, en la estructura de tipo caja se puede poner y sacar fácilmente.

La estructura de tipo caja puede estar provista de una porción de abertura en una parte de las caras. Puesto que el exterior de la estructura de tipo caja se encuentra en un entorno sometido a irradiación con un haz de neutrones, es posible exponer una parte del objeto de irradiación al exterior a través de la porción de abertura e irradiar la parte exclusivamente. Por ejemplo, para irradiar la pata de un ratón exclusivamente para una prueba con un haz de neutrones, es posible cubrir tridimensionalmente el cuerpo del ratón con la estructura de tipo caja y colocar solo la pata del ratón en el entorno de irradiación fuera de la estructura de tipo caja.

(Unión con cinta adhesiva)

Las placas de blindaje se pueden unir con cinta adhesiva. Las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan entre sí, y las superficies de las placas de blindaje se fijan después a la cinta adhesiva para fijar las placas de blindaje. Por tanto, se puede montar una estructura de tipo caja.

La estructura de tipo caja fijada con cinta adhesiva se puede desmontar despegando la cinta adhesiva después de ser utilizada en una prueba necesaria o se puede volver a montar. La cinta adhesiva puede ser cualquier producto conocido sin limitación específica. Para minimizar la tasa de radioactivación por irradiación con un haz de neutrones, es preferible seleccionar una cinta transparente o translúcida incolora libre de componentes colorantes y cargas inorgánicas en la base de la cinta. El componente adhesivo que se adhiere a la superficie de base de la cinta no está particularmente limitado y puede ser, por ejemplo, un agente adhesivo de caucho o acrílico. El material de la base de la cinta no está particularmente limitado y puede ser, por ejemplo, celofán o acetato.

(Unión con adhesivo)

Las placas de blindaje se pueden unir adhiriendo las porciones de borde con un adhesivo. La estructura de unión de las porciones de borde puede reforzarse aplicando adhesivo a una cara (cara de extremo) de las porciones de borde de las placas de blindaje y apoyando las porciones de borde entre sí. Una parte de las caras de extremo de las placas de blindaje se puede fijar temporalmente con cinta adhesiva, y la parte de las caras de extremo se puede fijar de forma permanente con un adhesivo posteriormente. La superficie temporalmente fijada se puede utilizar como superficie de abertura extraíble.

El adhesivo puede ser un producto conocido sin limitación específica. Puede usarse un adhesivo como una resina epoxi o una resina de silicona. Puesto que la resina epoxi tiene un bajo contenido de elementos distintos al carbono, hidrógeno y oxígeno, la tasa de radioactivación es baja cuando se irradia con un haz de neutrones. En consecuencia, es adecuado para su uso en campos médicos tales como radioterapia. De forma adicional, una resina epoxi de curado por dos líquidos se cura mezclando un agente principal y un agente de curado. En consecuencia, cuando se agrega un polvo, el agente principal y el agente de curado se pueden agregar y amasar por separado con el polvo y se pueden mezclar después para su reacción y curado. Por tanto, el tiempo de amasado tiene un margen y se mejora la capacidad de trabajo. Es posible seleccionar un adhesivo que tenga el tiempo de trabajo, tiempo de curado y viscosidad adecuadas. Si la viscosidad es demasiado baja, el adhesivo puede fluir fuera del espacio aplicado y se reduce la propiedad de relleno del espacio. En consecuencia, es preferible utilizar un adhesivo que tenga una viscosidad apropiadamente alta. Un tiempo de curado corto es problemático porque se reduce el margen de tiempo para montar las placas de blindaje en la forma deseada. Un tiempo de curado prolongado es problemático porque requiere un tiempo prolongado para mantener la forma de la estructura y, por lo tanto, la fijación temporal debe realizarse durante mucho tiempo.

El adhesivo utilizado para unir placas de blindaje puede contener un polvo de fluoruro de litio en una cantidad del 30 % en peso o más. Dicho adhesivo funciona como un sellador que llena el espacio entre las placas de blindaje, además de pegar las placas de blindaje entre sí. Un adhesivo incorpora fluoruro de litio que contiene 6Li, que tiene una función de blindaje contra neutrones, tiene el efecto de evitar que un haz de neutrones entre a través del espacio entre las placas de blindaje.

Cuando la viscosidad del adhesivo es baja, el adhesivo puede contener un polvo de fluoruro de litio en una cantidad del 40 % en peso o más, 50 % en peso o más, o 60 % en peso o más para ajustar la viscosidad para tener una aplicabilidad apropiada para trabajar o un rendimiento mejorado de blindaje contra neutrones.

(Realización de estructura de tipo caja)

La estructura de tipo caja de la presente invención se puede proporcionar en diversas formas y configuraciones combinando las placas de blindaje descritas anteriormente. Sus formas de ejemplo se muestran en las Figuras 10 a 15.

(a) a (g) en la Figura 10 muestran realizaciones relacionadas con la estructura de tipo caja. (a) en la Figura 10 es una vista en perspectiva, (b) en la Figura 10 es una vista frontal, y (c) en la Figura 10 es una vista del lado derecho. (d) en la Figura 10 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, (e) en la Figura 10 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B, y (f) en la Figura 10 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea C C. (g) en la Figura 10 es una vista que ilustra el interior de la estructura de tipo caja cuando la placa de blindaje superior 46 está separada. Como se muestra en (a) a (c) en la Figura 10, es posible proporcionar una estructura de tipo caja compuesta por una combinación de seis placas de blindaje 41, 42, 43, 44, 45 y 46 que tiene una estructura en que las placas de blindaje encierran el espacio interno por completo. Las placas de blindaje 41,42, 43, 44, 45 y 46 tienen una estructura que incluye las porciones de borde apoyadas y unidas a través de las porciones de juntas divididas a la mitad. En el interior de la estructura de tipo caja, la estructura de junta dividida a la mitad escalonada tiene una parte cóncava en el interior, tal como se muestra en (b) en la Figura 10.

(a) a (h) en la Figura 11 muestran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) en la Figura 11 es una vista en perspectiva, (b) en la Figura 11 es una vista en perspectiva desde otra dirección, y (c) en la Figura 11 es una vista frontal. (d) en la Figura 11 es una vista en planta, y (e) en la Figura 11 es una vista del lado derecho. (f) en la Figura 11 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A, (g) en la Figura 11 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea B-B, y (h) en la Figura 11 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea C C. Como se muestra en (a) a (e) en la Figura 11, la estructura de tipo caja se compone de una combinación de cinco placas de blindaje 41,42, 43, 44 y 45. Como se muestra en (f) a (h) en la Figura 11, estas placas de blindaje se apoyan y se unen entre sí mediante una estructura de junta dividida a la mitad formada en las porciones de borde. Se proporciona una abertura en la porción superior de la estructura de tipo caja para dar una estructura en la que las porciones de juntas dividida a la mitad en las porciones de borde de las placas de blindaje están dispuestas para sobresalir hacia fuera a lo largo de la periferia de la abertura. En consecuencia, cubrir la abertura con otra placa de blindaje permite dar una estructura de unión que incluye caras de extremo que contactan estrechamente entre sí. De forma adicional, es posible configurar una estructura de tipo caja de paralelepípedo rectangular combinando la estructura de tipo caja con otra estructura de tipo caja conectando las aberturas entre sí. Se puede fijar una placa de blindaje a la abertura para cerrar una parte de la abertura.

(a) y (b) en la Figura 12 muestran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) en la Figura 12 es una vista en perspectiva, y (b) en la Figura 12 es una vista en perspectiva desde otra dirección. Como se muestra en (a) y (b) en la Figura 12, este es un ejemplo que incluye una abertura provista en cada uno de los lados superior e inferior de la porción de abertura de tipo caja. Similar a la estructura de tipo caja de la Figura 10, se proporciona una estructura en que las porciones de juntas divididas a la mitad en las porciones de extremo de las placas de blindaje están dispuestas para sobresalir hacia fuera a lo largo de la periferia de las aberturas. Excepto lo anterior, similar a la estructura de tipo caja de la Figura 10, las placas de blindaje 41, 42, 43 y 44 tienen una estructura que incluye las porciones de borde apoyadas y unidas a través de las porciones de juntas divididas a la mitad.

(a) y (b) en la Figura 13 son vistas que ilustran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) en la Figura 13 es una vista en perspectiva, y (b) en la Figura 13 es una vista en perspectiva desde otra dirección. Como se muestra en (a) y (b) en la Figura 13, este es un ejemplo que incluye una abertura provista en cada uno de los lados superior e inferior de la porción de abertura de tipo caja. Similar a la estructura de tipo caja de la Figura 11, se proporciona una estructura en que las porciones de juntas divididas a la mitad en las porciones de extremo de las placas de blindaje están dispuestas para orientarse hacia dentro a lo largo de la periferia de las aberturas. Excepto por lo anterior, similar a la estructura de tipo caja de la Figura 10, las placas de blindaje 41, 42, 43 y 44 tienen una estructura que incluye las porciones de borde apoyadas y unidas a través de las porciones de juntas divididas a la mitad.

(a) y (b) en la Figura 14 muestran otra realización relacionada con la estructura de tipo caja. (a) en la Figura 14 es una vista en perspectiva, y (b) en la Figura 14 es una vista en perspectiva desde otra dirección. Como se muestra en (a) y (b) en la Figura 14, este es un ejemplo que incluye una abertura provista en cada uno de los lados superior e inferior de la porción de abertura de tipo caja. Similar a la estructura de tipo caja de la Figura 10, se proporciona una estructura en que las porciones de juntas divididas a la mitad en las porciones de borde de las placas de blindaje están dispuestas para sobresalir hacia fuera a lo largo de la periferia de la abertura en el lado superior. Similar a la estructura de tipo caja de la Figura 11, se proporciona una estructura en la que las porciones de juntas divididas a la mitad en las porciones de borde de las placas de blindaje están dispuestas para orientarse hacia dentro a lo largo de la periferia de la abertura en el lado inferior. Excepto por lo anterior, similar a la estructura de tipo caja de la Figura 10, las placas de blindaje 41, 42, 43 y 44 tienen una estructura que incluye las porciones de borde apoyadas y unidas a través de las porciones de juntas divididas a la mitad.

Cada una de las placas de blindaje mostradas en las Figuras 10 a 14 tienen una forma plana cuadrada, pero la forma no se limita a ello y puede ser un rectángulo como se muestra en la Figura 15.

(Con respecto al material en polvo de fluoruro de litio y un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio)

Con respecto a un material que contiene fluoruro de litio (LiF), Li incluye dos isótopos estables 6Li y 7Li. Las proporciones de abundancia natural de 7Li y 6Li son 92,5 % en átomos y 7,5 % en átomos, respectivamente. Puesto que 6Li contribuye al blindaje de un haz de neutrones, el haz de neutrones se puede proteger de forma más eficaz utilizando 6LiF que contiene 6Li. La placa de blindaje hecha de un material que contiene fluoruro de litio es preferentemente un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio preparado moldeando y sinterizando un polvo de fluoruro de litio para obtener una estructura de porción de borde que tiene una forma predeterminada. Para el material de la placa de blindaje de acuerdo con la presente realización, el contenido de 6Li se puede ajustar de acuerdo con el rendimiento de blindaje contra neutrones necesario. Por ejemplo, cuando se requiere un alto rendimiento de blindaje contra neutrones, Es posible seleccionar un material en polvo de fluoruro de litio que tenga un contenido de 6Li del 95 % en átomos y una pureza de LiF del 99 % o más. Como alternativa, también es posible utilizar fluoruro de litio que tenga una proporción de contenido ajustada apropiadamente de 6Li y 7Li.

Un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio que incluye 6LiF se puede obtener sin añadir un agente de sinterización u otro compuesto inorgánico para formar un material compuesto. En consecuencia, la placa de blindaje hecha de fluoruro de litio de acuerdo con la presente realización puede tener un excelente rendimiento de blindaje contra neutrones debido a la alta pureza del propio fluoruro de litio.

Para el material que contiene fluoruro de litio de acuerdo con la presente realización, la pureza de LiF es preferentemente del 99 % en peso o más. Si el material de blindaje contiene una gran cantidad de impurezas, tales como componentes (elementos) metálicos, las impurezas irradiadas con un haz de neutrones podrían radioactivarse para emitir rayos gamma. El propio LiF no se radioactiva incluso si se irradia con un haz de neutrones. En consecuencia, con respecto al material que contiene fluoruro de litio de acuerdo con la presente realización, si la pureza del fluoruro de litio en sí es baja o un agente de sinterización u otro compuesto inorgánico, es decir, un material compuesto, se mezcla, tales impurezas o componentes mixtos pueden radioactivarse y emitir rayos gamma. Por tanto, es deseable el uso de fluoruro de litio de alta pureza.

Ejemplos de métodos para fabricar un producto de fluoruro de litio incluyen un método de crecimiento de monocristales, un método de solidificación a partir de una masa fundida y un método de sinterización. Sin embargo, el método de sinterización es preferible porque este método permite suministrar un producto de calidad estable a bajo coste.

El método de crecimiento de monocristales requiere una alta precisión de control durante la fabricación, resultando en una estabilidad de baja calidad y un precio de producto significativamente alto. De forma adicional, el cuerpo monocristalino resultante tiene problemas tales como un alto coste de procesamiento en una forma predeterminada, capacidad de escisión y fácil aparición de grietas durante el procesamiento. El método de solidificación de una masa fundida requiere un estricto control de temperatura durante el enfriamiento y requiere enfriamiento durante mucho tiempo, resultando en dificultad para obtener una sustancia sólida que tenga un tamaño relativamente grande y sea homogénea y con defectos en toda la sustancia.

El cuerpo sinterizado de fluoruro de litio (en lo sucesivo también puede denominarse "cuerpo sinterizado LiF") tiene preferentemente una densidad relativa del 86 % o más y del 92 % o menos. En la presente realización, la densidad relativa es un valor obtenido al dividir la densidad de un cuerpo sinterizado entre la densidad teórica de LiF (2,64 g/cm3) y multiplicar el resultado por 100. El cuerpo sinterizado de fluoruro de litio que tiene una densidad relativa dentro del intervalo anterior tiene la ventaja de que se suprime el hinchamiento y la aparición de huecos y grietas durante la sinterización para proporcionar una excelente maquinabilidad. El cuerpo sinterizado LiF no está muy densificado, dando como resultado la ventaja de una excelente maquinabilidad.

Si la densidad relativa es demasiado baja, existe el riesgo de que el cuerpo sinterizado de LiF no tenga un rendimiento de blindaje contra neutrones suficiente. De forma adicional, si la densidad relativa es demasiado baja, existe la preocupación de que la proporción de huecos dentro del cuerpo sinterizado sea alta, resultando en una resistencia mecánica inferior.

En cambio, si la densidad relativa es demasiado alta, el cuerpo sinterizado de LiF tiene un rendimiento de blindaje contra neutrones suficiente. Sin embargo, existe la preocupación de que el cuerpo sinterizado esté altamente densificado, de modo que el procesamiento del cuerpo sinterizado pueda causar grietas o similares debido a una tensión residual liberada dentro del material.

El espesor del cuerpo sinterizado de LiF no está particularmente limitado siempre que se pueda bloquear adecuadamente un haz de neutrones. En concreto, el espesor del cuerpo sinterizado de LiF es preferentemente de 2 mm o más y más preferentemente de 3 mm o más desde el punto de vista de la resistencia mecánica del cuerpo sinterizado y la capacidad de trabajo durante el procesamiento de la junta dividida a la mitad.

El límite superior del espesor del cuerpo sinterizado de LiF no está particularmente limitado. Desde el punto de vista de reducir el tamaño y el peso de la placa de blindaje, se prefiere un cuerpo sinterizado de LiF más delgado dentro de un intervalo capaz de proteger adecuadamente un haz de neutrones. En concreto, el espesor del cuerpo sinterizado de LiF es preferentemente de 8 mm o menos y más preferentemente de 5 mm o menos.

(Método para fabricar el cuerpo sinterizado de LiF)

El método para fabricar el cuerpo sinterizado de LiF de acuerdo con la presente realización incluye una etapa de prensado de prensar una composición de LiF que contiene un polvo de LiF y un agente de conformación orgánico para preparar un cuerpo prensado, y una etapa de cocción de cocer el cuerpo prensado a 630 °C o más y 830 °C o menos. Antes de la etapa de cocción, por ejemplo, se puede realizar una etapa de cocción preliminar para desengrasar el agente de conformación orgánico.

Ejemplos

La presente invención se describirá a continuación con más detalle utilizando ejemplos. La presente invención no se limita a estas descripciones.

(Fabricación de estructura de tipo caja)

Se produjeron placas de base de un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio (LiF) de 80 mm de longitud, una anchura de 40 mm y un espesor de 5 mm. Este cuerpo sinterizado tenía una densidad relativa dentro de un intervalo del 88,9 % al 91,3 %. Se produjeron una placa de blindaje 1A y una placa de blindaje 2A, cada una con una estructura de junta dividida a la mitad con una forma predeterminada, realizando un procesamiento de junta dividida a la mitad para formar un escalón con una longitud de aproximadamente 2,5 mm a lo largo de la periferia de las placas de base. Las placas de blindaje 1A y 2A estaban provistas cada una de un escalón en cada uno de los tres bordes periféricos. De forma adicional, se produjeron placas de base con una longitud de 80 mm, una anchura de 40 mm y un espesor de 5 mm y se sometieron a un procesamiento de juntas divididas a la mitad para formar un escalón que tenía una longitud de aproximadamente 2,5 mm en cada uno de los cuatro bordes periféricos para producir placas de blindaje 3A y 3B. De forma similar, se produjo una placa de base con una longitud de 80 mm, una anchura de 45 mm y un espesor de 5 mm y se sometieron a un procesamiento de juntas divididas a la mitad para formar un escalón que tenía una longitud de aproximadamente 2,5 mm en cada uno de los cuatro bordes para producir una placa de blindaje 4A. Así mismo, similarmente se produjo una placa de base con una longitud de 80 mm, una anchura de 25 mm y un espesor de 5 mm y se sometieron a un procesamiento de juntas divididas a la mitad para formar un escalón que tenía una longitud de aproximadamente 2,5 mm en cada uno de los tres bordes para producir una placa de blindaje 4B.

Seguidamente, la placa de blindaje 1A y la placa de blindaje 2A se apoyaron una contra la otra de tal forma que dos se unieron entre sí en las porciones de borde de las caras laterales donde no se proporcionó una junta dividida a la mitad en la dirección longitudinal, para producir una placa de blindaje 1B y una placa de blindaje 2B, cada una de las que tenía una longitud de 80 mm y una anchura de 80 mm. Durante el apoyo y la unión, se utilizó un adhesivo epoxi de curado por dos líquidos Araldite (marca registrada) Rapid (fabricado por Huntsman Japan KK). Se añadieron 100 mg de un polvo de fluoruro de litio con un contenido de 6Li del 95 % en átomo y una pureza de LiF del 99 % o más a cada uno de 100 mg del agente principal y 100 mg del agente de curado, seguido de una mezcla uniforme para preparar una mezcla de agente principal y una mezcla de agente de curado que contenía cada una 50 % en peso del polvo de fluoruro de litio. Seguidamente, ambos agentes se mezclaron uniformemente para hacer un adhesivo que contenía fluoruro de litio en una cantidad del 50 % en peso del adhesivo total. Una parte del mismo se aplicó a las porciones de borde de las placas de blindaje y se curó para fijar las placas. Estas placas de blindaje 1B, 2B, 3A, 3B, 4A y 4B se combinaron para montar una estructura de tipo caja como se muestra en la Figura 18.

EXPLICACION DE LOS NUMEROS DE REFERENCIA

1, 2, 3, 4, 5 placa de blindaje

10 estructura de tipo caja

20 abertura

21 estructura de unión

22, 23, 24, 25, 26, 27 placa de blindaje

31 lado superior de la placa de blindaje

32 lado inferior de la placa de blindaje

33 escalón

41, 42, 43, 44, 45, 46 placa de blindaje

51, 52, 53, 54, 55, 56 placa de blindaje

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una estructura de tipo caja (10) que comprende placas de blindaje (1, 2, 3, 4, 5) hechas de un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio, con un rendimiento de blindaje contra neutrones, en donde

las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan y se unen entre sí,

teniendo las porciones de borde de las placas de blindaje una estructura de junta dividida a la mitad, y la estructura de junta dividida a la mitad tiene una forma recortada escalonada o inclinada,

la estructura de tipo caja tiene una pluralidad de caras, y una parte de las caras tiene una porción de abertura (20), y

la estructura de tipo caja tiene forma de cubo o paralelepípedo rectangular.

2. Una estructura de tipo caja (10) que comprende placas de blindaje (1, 2, 3, 4, 5) hechas de un cuerpo sinterizado de fluoruro de litio, con un rendimiento de blindaje contra neutrones, en donde

las porciones de borde de las placas de blindaje se apoyan y se unen entre sí,

la estructura de tipo caja tiene una pluralidad de caras, y al menos una de las caras es extraíble, y

la estructura de tipo caja tiene forma de cubo o paralelepípedo rectangular.

3. La estructura de tipo caja de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos una de las caras es extraíble.

4. La estructura de tipo caja de acuerdo con la reivindicación 2, en donde una parte de las caras tiene una porción de abertura.

5. La estructura de tipo caja de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las placas de blindaje se unen con cinta adhesiva.

6. La estructura de tipo caja de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las porciones de borde de las placas de blindaje se unen mediante un adhesivo.