JP2001210496A - 中性子散乱施設用ターゲット - Google Patents

中性子散乱施設用ターゲット

Info

Publication number
JP2001210496A
JP2001210496A JP2000015826A JP2000015826A JP2001210496A JP 2001210496 A JP2001210496 A JP 2001210496A JP 2000015826 A JP2000015826 A JP 2000015826A JP 2000015826 A JP2000015826 A JP 2000015826A JP 2001210496 A JP2001210496 A JP 2001210496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
heavy metal
container body
liquid heavy
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000015826A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4392098B2 (ja
Inventor
Ryutaro Hino
竜太郎 日野
Masaki Kaminaga
雅紀 神永
Hidetaka Kinoshita
秀孝 木下
Noriaki Anpo
則明 安保
Atsuhiko Terada
敦彦 寺田
Hiroyuki Uchida
博幸 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
IHI Corp
Japan Atomic Energy Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp, Japan Atomic Energy Research Institute filed Critical IHI Corp
Priority to JP2000015826A priority Critical patent/JP4392098B2/ja
Priority to US09/499,678 priority patent/US6477217B1/en
Publication of JP2001210496A publication Critical patent/JP2001210496A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4392098B2 publication Critical patent/JP4392098B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 澱みなく流動する均一性の高い液状重金属の
流れを内部に形成可能な中性子散乱施設用ターゲットを
提供する。 【解決手段】 液状重金属流入口40から容器本体31
内部先端に向かって流れる水銀Mを、液状重金属往路3
8に設けた複数の往路案内羽根36a〜36dで整流
し、容器本体31内部先端から液状重金属流出口41に
向かって流れる水銀Mを、液状重金属復路39に設けた
複数の復路案内羽根37a〜37dで整流し、容器本体
31内における水銀Mの澱みや再循環流の発生を抑止す
る。更に、水銀Mが流通する容器本体31を、容器中間
殻33及び容器外殻35により二重に被覆して、容器本
体31の破損に起因した水銀Mの外部への漏洩を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高エネルギー陽子
が液体金属に衝突したときの核破砕反応によって中性子
を発生させる中性子散乱施設用ターゲットに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図3は中性子を利用した種々の物性研究
を行うための中性子散乱施設の一例であり、この中性子
散乱施設では、陽子出射器1から出射する陽子を、線形
加速器2により加速して蓄積リング3へ入射させ、該蓄
積リング3において偏向電磁石により陽子の軌道を曲げ
て周回させつつ、高周波電流で必要エネルギーになるま
で陽子を増速する。
【0003】更に、必要エネルギーとなった陽子を蓄積
リング3からターゲット4へ出射して、該ターゲット4
内に抱持した水銀などの液状重金属に陽子を衝突させ、
核破砕反応(スポレーション反応)により発生する高速
中性子を、減速材容器5内に抱持した液体水素(20
K、1.5MPa)などの減速材に透過させることによ
り、研究目的に応じた熱中性子や冷中性子に変換し、こ
れらをビームライン6を介してラボ7へ導くようにして
いる。
【0004】図4は従来の中性子散乱施設用ターゲット
の一例を示すもので、この中性子散乱施設用ターゲット
は、略水平に進行する陽子ビームPに対向するように配
置した容器本体8と、容器本体8の内面下側寄り部分に
左右縁部が連なり且つ容器本体8の基端部分から先端近
傍部分へ延びる仕切板9とを備えている。
【0005】容器本体8の基端面には、容器本体8の内
面と仕切板9の下面とで囲まれる空間である液状重金属
往路10に容器本体8の外部から連通する流入口11
と、容器本体8の内面と仕切板9の上面とで囲まれる空
間である液状重金属復路12から容器本体8の外部へ連
通する流出口13が設けられている。
【0006】流入口11には、ポンプ14の吐出口が接
続され、流出口13には、熱交換器15を介してポンプ
14の吸入口が接続されており、上記のポンプ14、流
入口11、液状重金属往路10、液状重金属復路12、
流出口13、及び熱交換器15で構成される閉ループ内
には、液状重金属として水銀Mが充填されている。
【0007】図4に示す中性子散乱施設用ターゲットで
は、液状重金属往路10から容器本体8の内部先端へ流
入する水銀Mと陽子との衝突によって高速中性子を発生
させ、また、核破砕反応により入熱を受ける水銀Mを、
液状重金属復路12から熱交換器15へ導入して、水銀
Mの冷却を図っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示す中性子散乱施設用ターゲットにおいては、流入口1
1に供給される水銀Mの全量が、液状重金属往路10か
ら容器本体8の内部先端を経て液状重金属復路12へ折
り返す流れを形成するので、容器本体8の内部先端近傍
に澱みや再循環流Rが発生しやすく、これにより、水銀
Mが継続的に滞留して局所的な温度上昇(ホットスポッ
ト)が生じることがある。
【0009】また、容器本体8に対して大流量の水銀M
を連続的に流通させることにより、核破砕反応に起因す
る発生熱の除去を図っているため、水銀Mを循環させる
ポンプ14や、熱交換器15などの冷却手段への負担が
きわめて大きく、よって、発生熱の大きな核破砕反応に
対応することが困難であった。
【0010】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、澱みなく流動する均一性の高い液状重金属の流れを
内部の全般にわたって形成可能な中性子散乱施設用ター
ゲットを提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の中性子散乱施設用ターゲットでは、略水平
に進行する陽子ビームが先端部に入射し得るように配置
した容器本体と、容器本体の内面一側寄り部分に上下縁
部が連なり且つ左右に間隔を隔てて容器本体基端側から
先端側に向かって徐々に容器本体中心寄りへ湾曲する複
数の往路案内羽根と、容器本体の内面他側寄り部分に上
下縁部が連なり且つ左右に間隔を隔てて容器本体基端側
から先端側に向かって徐々に容器本体中心寄りへ湾曲す
る複数の復路案内羽根と、容器本体外面との間に空隙が
形成されるように容器本体を被覆する容器中間殻と、該
容器中間殻外面との間に空隙が形成されるように容器中
間殻を被覆する容器外殻とを備え、外部から容器本体内
の往路案内羽根側へ液状重金属を流入させる液状重金属
流入口及び容器本体内の復路案内羽根側から外部へ液状
重金属を流出させる液状重金属流出口を、容器本体の基
端部に設けている。
【0012】本発明の中性子散乱施設用ターゲットにお
いては、液状重金属流入口から容器本体先端に向かって
流れる液状重金属を、容器本体内の一側寄りに設けた複
数の往路案内羽根で整流するとともに、容器本体先端か
ら液状重金属流出口に向かって流れる液状重金属を、容
器本体内の他側寄りに設けた複数の復路案内羽根で整流
して、容器本体内における液状重金属の澱みや再循環流
の発生を抑止する。
【0013】また、液状重金属が流通する容器本体を、
容器中間殻及び容器外殻により二重に被覆して、容器本
体の破損に起因した液状重金属の外部への漏洩を防止す
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0015】図1及び図2は本発明の中性子散乱施設用
ターゲットの実施の形態の一例を示すもので、この中性
子散乱施設用ターゲットは、略水平に進行する陽子ビー
ムPが先端部に入射し得るように配置した薄肉状の容器
本体31と、該容器本体31外面との間に空隙32が形
成されるように容器本体31を被覆する薄肉状の容器中
間殻33と、該容器中間殻33外面との間に空隙34が
形成されるように容器中間殻33を被覆する薄肉状の容
器外殻35と、容器本体31内部に設けた往路案内羽根
36a〜36d及び復路案内羽根37a〜37dとを備
え、前記の容器本体31内の一側寄り部分を液状重金属
往路38とし、また、容器本体31内の他側寄り部分を
液状重金属復路39としている。
【0016】容器本体31の基端部には、外部から液状
重金属往路38へ水銀Mを流入させるための液状重金属
流入口40と、液状重金属復路39から外部へ水銀Mを
流出させるための液状重金属流出口41とが独立して設
けられている。
【0017】容器本体31及び容器中間殻33の基端部
は、互いに密着して空隙32の基端部分を閉止させてお
り、当該空隙32には、ヘリウム(He)ガスが充填さ
れている。
【0018】また、容器中間殻33と容器外殻35との
基端部は、相互に密着して空隙34の基端部分を閉止さ
せており、冷却材供給流路(図示せず)により容器本体
31外部から空隙34に重水が送給され且つ冷却材排出
流路(図示せず)により空隙34内の重水が容器本体3
1外部へ排出されるようになっている。
【0019】上記の空隙34には、容器外殻35内面と
容器中間殻33外面に連なるガイド部材(図示せず)が
適宜の位置に設けられており、このガイド部材によっ
て、冷却材供給流路から冷却材排出流路への重水の短絡
発生を防止している。
【0020】往路案内羽根36a〜36dは、前記の液
状重金属往路38内に設けられ、上下縁部が容器本体3
1の内面に連なり且つ左右に間隔を隔てて容器本体31
の基端側から先端側へ向かって徐々に容器本体31中心
寄りへ湾曲している。
【0021】復路案内羽根37a〜37dは、前記の液
状重金属復路39内に設けられ、上下縁部が容器本体3
1の内面に連なり且つ左右に間隔を隔てて容器本体31
の基端側から先端側へ向かって徐々に容器本体31中心
寄りへ湾曲している。
【0022】これらの案内羽根36a〜36d,37a
〜37dは、容器本体31の補強材になっている。
【0023】更に、容器本体31の基端部中心には、容
器外殻35、容器中間殻33、容器本体31を透過して
往路案内羽根36a〜36dと復路案内羽根37a〜3
7dの間を進行する陽子を遮断するためのビームストッ
パ42が設置されている。
【0024】図1及び図2に示す中性子散乱施設用ター
ゲットにおいて、中性子を発生させる際には、容器本体
31外部から重水を、冷却材供給流路に連続的に供給す
るとともに、空隙34を流通する重水を、冷却材排出流
路から容器本体31外部へ連続的に排出させる。
【0025】また、容器本体31外部から水銀Mを、液
状重金属流入口40へ連続的に送給するとともに、液状
重金属往路38を経て液状重金属復路39に流入する水
銀Mを、液状重金属流出口41から容器本体31外部に
連続的に排出させる。
【0026】更に、陽子ビームPを照射すると、容器外
殻35、容器中間殻33、容器本体31を透過する陽子
が、液状重金属往路38から液状重金属復路39へと流
れる水銀Mに衝突し、中性子が発生する。
【0027】このように、図1及び図2に示す中性子散
乱施設用ターゲットでは、液状重金属往路38を容器本
体31先端に向かって流れる水銀Mを、複数の往路案内
羽根36a〜36dにより整流し、液状重金属復路39
を液状重金属流出口41に向かって流れる水銀Mを、複
数の復路案内羽根37a〜37dにより整流するので、
容器本体31内部先端における水銀Mの澱みや再循環流
の発生が抑止され、澱みなく流動する均一性の高い水銀
Mの流れが、容器本体31の内部全般にわたって形成さ
れる。
【0028】よって、水銀Mの滞留に起因した温度上昇
が回避され、容器本体31に再循環などによるエロージ
ョンが生じない。
【0029】また、往路案内羽根36a〜36d、ある
いは復路案内羽根37a〜37dの間隔比の変更によっ
て、水銀Mの流量調整を行なうことができる。
【0030】更に、空隙34を流通する重水により、核
破砕反応の発生熱を除去するので、容器本体31、容器
中間殻33、容器外殻35、及び水銀Mの熱負荷が軽減
され、水銀Mを循環させるポンプ14や、熱交換器15
(図4参照)などの冷却手段への負担も小さくなる。
【0031】更にまた、上記の熱負荷の軽減、及び、案
内羽根36a〜36d,37a〜37dが容器本体31
の補強材になっていることによって、容器本体31、容
器中間殻33、容器外殻35の薄肉化が可能になり、中
性子の発生効率の向上を図ることができる。
【0032】これに加えて、水銀Mが流通する容器本体
31を、容器中間殻33、容器外殻35により二重に被
覆しているので、容器本体31の破損に起因した水銀M
の外部への漏洩を防止することができる。
【0033】なお、本発明の中性子散乱施設用ターゲッ
トは上述した実施の形態のみに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え
得ることは勿論である。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように本発明の中性子散乱施
設用ターゲットによれば、下記のような種々の優れた効
果を奏し得る。
【0035】(1)液状重金属流入口から容器本体の内
部先端に向かって流れる液状重金属を、容器本体内の一
側寄りに設けた複数の往路案内羽根で整流し、また、容
器本体の内部先端から液状重金属流出口に向かって流れ
る液状重金属を、容器本体内の他側寄りに設けた複数の
復路案内羽根で整流し、容器本体内における液状重金属
の澱みや再循環流の発生を抑止するので、液状重金属の
滞留に起因した温度上昇を回避することができ、容器本
体の内面に再循環などに起因したエロージョンが生じな
い。
【0036】(2)液状重金属が流通する容器本体を、
容器中間殻及び容器外殻により二重に被覆しているの
で、容器本体の破損に起因した液状重金属の外部への漏
洩を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の中性子散乱施設用ターゲットの実施の
形態の一例を示す一部切断斜視図である。
【図2】本発明の中性子散乱施設用ターゲットの実施の
形態の一例を示す水平断面図である。
【図3】中性子散乱施設の一例を示す概念図である。
【図4】従来の中性子散乱施設用ターゲットの一例を示
す概念図である。
【符号の説明】
31 容器本体 32 空隙 33 容器中間殻 34 空隙 35 容器外殻 36a〜36d 往路案内羽根 37a〜38d 復路案内羽根 40 液状重金属流入口 41 液状重金属流出口 M 水銀(液状重金属) P 陽子ビーム
フロントページの続き (72)発明者 神永 雅紀 茨城県那珂郡東海村白方字白根2番地の4 日本原子力研究所 東海研究所内 (72)発明者 木下 秀孝 茨城県那珂郡東海村白方字白根2番地の4 日本原子力研究所 東海研究所内 (72)発明者 安保 則明 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 寺田 敦彦 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 内田 博幸 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社生産技術開発セン ター内 Fターム(参考) 2G085 AA13 BA01 BA17 BE02 BE10 EA01 EA06

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略水平に進行する陽子ビームが先端部に
    入射し得るように配置した容器本体と、容器本体の内面
    一側寄り部分に上下縁部が連なり且つ左右に間隔を隔て
    て容器本体基端側から先端側に向かって徐々に容器本体
    中心寄りへ湾曲する複数の往路案内羽根と、容器本体の
    内面他側寄り部分に上下縁部が連なり且つ左右に間隔を
    隔てて容器本体基端側から先端側に向かって徐々に容器
    本体中心寄りへ湾曲する複数の復路案内羽根と、容器本
    体外面との間に空隙が形成されるように容器本体を被覆
    する容器中間殻と、該容器中間殻外面との間に空隙が形
    成されるように容器中間殻を被覆する容器外殻とを備
    え、外部から容器本体内の往路案内羽根側へ液状重金属
    を流入させる液状重金属流入口及び容器本体内の復路案
    内羽根側から外部へ液状重金属を流出させる液状重金属
    流出口を、容器本体の基端部に設けたことを特徴とする
    中性子散乱施設用ターゲット。
JP2000015826A 1999-02-19 2000-01-25 中性子散乱施設用ターゲット Expired - Fee Related JP4392098B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000015826A JP4392098B2 (ja) 2000-01-25 2000-01-25 中性子散乱施設用ターゲット
US09/499,678 US6477217B1 (en) 1999-02-19 2000-02-08 Target for neutron scattering installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000015826A JP4392098B2 (ja) 2000-01-25 2000-01-25 中性子散乱施設用ターゲット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001210496A true JP2001210496A (ja) 2001-08-03
JP4392098B2 JP4392098B2 (ja) 2009-12-24

Family

ID=18543058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000015826A Expired - Fee Related JP4392098B2 (ja) 1999-02-19 2000-01-25 中性子散乱施設用ターゲット

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4392098B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059539A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Kanazawa Univ スポレーション評価システムおよび画像処理プログラム、並びに消弧装置
JP2020165712A (ja) * 2019-03-28 2020-10-08 三菱重工機械システム株式会社 液体容器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6351897B1 (ja) * 2018-03-27 2018-07-04 三菱重工機械システム株式会社 液体容器、および液体容器の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059539A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Kanazawa Univ スポレーション評価システムおよび画像処理プログラム、並びに消弧装置
JP2020165712A (ja) * 2019-03-28 2020-10-08 三菱重工機械システム株式会社 液体容器

Also Published As

Publication number Publication date
JP4392098B2 (ja) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2280966C2 (ru) Устройство расщепления для создания нейтронов
Tobita et al. Compact DEMO, SlimCS: design progress and issues
Norajitra et al. Divertor conceptual designs for a fusion power plant
JP2006196353A (ja) 加速器中性子源及びこれを用いたホウ素中性子捕捉療法システム
JP2018021881A (ja) 中性子発生装置用のターゲット及び冷却構造
JP2001210496A (ja) 中性子散乱施設用ターゲット
Ehrke et al. Design and manufacturing of the Wendelstein 7-X cryo-vacuum pump
JP2000180600A (ja) 固体ターゲット及び中性子発生装置
JP2000243597A (ja) 中性子散乱施設用ターゲット
Asakura et al. Recent progress of plasma exhaust concepts and divertor designs for tokamak DEMO reactors
US6477217B1 (en) Target for neutron scattering installation
Tazhibayeva et al. Mock-up Divertor of KTM Tokamak on the Basis of Lithium CPS
JPH11133199A (ja) 固体ターゲット及び固体ターゲットシステム
JP2002289400A (ja) 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓
JP2002237398A (ja) 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓
JP2000082598A (ja) 中性子散乱施設用ターゲット
JP2003075597A (ja) 核破砕中性子源施設と核破砕中性子源用ターゲット容器
Watanabe et al. A Conceptual Design Study of Target-Moderator-Reflector System for JAERI 5 MW Spallation Source
JP6662763B2 (ja) 核融合炉
Ferrari et al. Evaluation of divertor conceptual designs for a fusion power plant
Hirooka et al. Conference report on the 1st US–Japan workshop on power and particle control by liquid metal plasma-facing components in a steady state magnetic fusion DEMO reactor
JP2000082597A (ja) 中性子散乱施設用減速材容器
LaBombard et al. Elements of a US R&D Plan to Solve Plasma-Material Interaction Challenges for Magnetic Fusion Energy
Abakumova et al. Performance of the vacuum system for the PETRA III damping wiggler section
JP2001337200A (ja) 中性子発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20060228

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060303

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090313

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090421

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090619

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20090706

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090706

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090813

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090907

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090929

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091009

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees