JP2003084099A - 中性子発生装置用液体金属ターゲット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】液体金属を貯蔵するターゲット容器高温部を低
温にする作用ばかりではなく、ターゲット容器における
低温部分を温度上昇させることにより、高温となる陽子
ビーム入射窓と容器の低温部分との温度差を是正し熱応
力を低減する。 【解決手段】中性子発生装置用液体金属ターゲットにお
いて、ターゲット容器１内における液体金属の流動量
が、陽子ビームの照射領域においてその入射側が入射側
の奥よりも多くなるように液体金属の流れを調整する調
整手段２ａ、２ｂが設けられていること又、ターゲット
容器内における液体金属の供給量が、陽子ビームの照射
領域においてその入射側に対してその奥側が多くなるよ
うにすると共に、液体金属の流動方向が、陽子ビームの
入射方向に対して対向する方向になるように液体金属の
流れを調整する調整手段２ａ、２ｂが設けられているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽子ビームを液体
金属に照射して核破砕反応により中性子を発生させると
共に、液体金属を熱媒体として流動させる新規な中性子
発生装置用液体金属ターゲットに関する。

【０００２】

【従来の技術】中性子発生装置では、大強度の陽子ビー
ムを液体金属に照射して核破砕反応により中性子を発生
させるものである。ここで得られる中性子は、生命科
学、物質・材料科学、原子核・素粒子物理など様々な最
先端研究に利用される。

【０００３】従来、中性子発生装置に用いられるターゲ
ット材料には、ウラン、タンタル、タングステンなどの
固体金属が用いられていた。MW級のパルス状陽子ビーム
が入射した場合には、核破砕反応及びターゲット容器へ
の周期的な陽子ビーム入射により大規模な発熱が生じ、
極めて高い温度上昇をもたらす。そのため、ターゲット
容器及びターゲット材料の熱伝導作用のみでは、十分に
熱エネルギを除去できなくなり、熱負荷のために、ター
ゲット容器強度の健全性が保持できない恐れがある。

【０００４】これに対して、ターゲット材料に水銀など
の液体金属を適用した中性子発生装置用液体金属ターゲ
ットでは、前述の大規模な発熱をターゲット容器及びタ
ーゲット材料の熱伝導・熱伝達作用に加えて液体金属の
流動により除去するため、熱負荷に対する構造強度の健
全性が確保される見通しが得られてきた。

【０００５】液体金属ターゲットに関して、液体金属の
流動をシンプルかつ局所的な温度上昇が発生しないよう
にするために、特開平11-273896、特開2000-82598や特
開2000-243597などが提案されている。これらの方法で
は、核破砕反応及びターゲット容器への陽子ビーム入射
による大規模な発生熱を、液体金属の流動により効率よ
く除去し、熱負荷の低減を得ることを目的としている。
特に、特開2000-243597には液体金属の流動を陽子ビー
ムの照射領域において均一になるように案内羽根を設け
ることが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】熱負荷から構造強度の
健全性を確保するために、従来提案されている中性子発
生装置用液体金属ターゲットでは、核破砕反応により高
温となる液体金属及び陽子ビーム入射により高温となる
ターゲット容器高温部を、液体金属流動の除熱作用によ
り低温にし、熱負荷により発生する応力を緩和してい
る。上述した特開平11-273896、特開2000-82598や特開2
000-243597では、液体金属流動の停留や再循環流を回避
するように流動制御を行い、ターゲット容器及び液体金
属の過剰な温度上昇が発生しないようにしている。又、
特開2000-243597には液体金属の特定の流動については
開示されていない。

【０００７】ターゲット容器でも特に温度上昇が大きい
部分は、陽子ビームが入射される陽子ビーム入射窓部で
ある。陽子ビームエネルギが大きくなると、液体金属流
動による除熱作用のみでは十分冷却できず、陽子ビーム
入射窓部近傍で大きな熱応力を発生することが予想され
ており、ターゲット容器の健全性が維持できなくなる。
ここで、熱応力の発生は、部材の高温部分と低温部分で
熱膨張変形量が異なることに起因した変形ひずみによる
ものである。

【０００８】本発明の目的は、液体金属を貯蔵するター
ゲット容器高温部を低温にする作用ばかりではなく、タ
ーゲット容器における低温部分を温度上昇させることに
より、高温となる陽子ビーム入射窓部と容器の低温部分
との温度差を是正し熱応力を低減すると共に、構造にお
ける強度健全性を熱負荷に対して確保することのできる
中性子発生装置用液体金属ターゲットを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、核破砕反応で
得られた大規模な熱エネルギ、及び陽子ビーム入射によ
り高温状態になった陽子ビーム入射窓部の熱エネルギを
液体金属の流動によりターゲット容器低温部へ導き、タ
ーゲット容器低温部を温度上昇させ、陽子ビーム入射窓
部とターゲット容器低温部の温度差を低下することによ
り、熱応力を低減するものである。

【００１０】本発明は、陽子ビームをターゲット容器内
に貯蔵された液体金属に照射して核破砕反応により中性
子を発生させると共に、前記液体金属を循環流動させる
中性子発生装置用液体金属ターゲットにおいて、前記タ
ーゲット容器内における前記液体金属の流動量が、前記
陽子ビームの照射領域においてその入射側が該入射側の
奥よりも多くなるように前記液体金属の流れを調整する
調整手段が設けられていることを特徴とする。

【００１１】又、本発明は、陽子ビームをターゲット容
器内に貯蔵された液体金属に照射して核破砕反応により
中性子を発生させると共に、前記液体金属を循環流動さ
せる中性子発生装置用液体金属ターゲットにおいて、前
記ターゲット容器内における前記液体金属の供給量が、
前記陽子ビームの照射領域においてその入射側に対して
その奥側が多くなるようにすると共に、前記液体金属の
流動方向が、前記陽子ビームの入射方向に対して対向す
る方向になるように前記液体金属の流れを調整する調整
手段が設けられていることを特徴とする。

【００１２】更に、本発明は、陽子ビームを液体金属に
照射して核破砕反応により中性子を発生させると共に、
液体金属を熱媒体として流動させる中性子発生装置用液
体金属ターゲットにおいて、液体金属を包括するターゲ
ット容器内に、液体金属の循環流動を助長する開口部を
有する流配板を設け、陽子ビームの照射領域かつ流配板
に挟まれた領域を流れる液体金属の主流方向を、陽子ビ
ーム入射方向に対向するようにするものであり、特にそ
のなす角度が９０度より大きく１８０度より小さくなる
ように、流配板に開口部を設けると共に、その面積分布
を調整する事を特徴としている。

【００１３】又、本発明の中性子発生装置用液体金属タ
ーゲットは、液体金属を包括するターゲット容器内に、
液体金属の循環流動を助長する整流板を複数設けるが、
陽子ビームの照射領域より液体金属流入流路側に位置す
る整流板と陽子ビームの入射方向がなす角度が、陽子ビ
ームの照射領域より液体金属流出流路側に位置する整流
板と陽子ビームの入射方向がなす角度と異なるように設
定させ、前記整流板をターゲット容器に設置した事を特
徴としている。

【００１４】更に、本発明では、中性子発生装置用液体
金属ターゲットにおいて、液体金属を包括するターゲッ
ト容器での、陽子ビームの入射部近傍を流れた液体金属
をターゲット容器壁に導き、ターゲット容器壁に沿って
下流側へ流動させるガイド板を設けた事、又、液体金属
を包括するターゲット容器での、陽子ビームの入射部近
傍を流れた液体金属の下流側ターゲット容器内部にフィ
ンを設けた事、又、液体金属を包括するターゲット容器
での、陽子ビームの入射部近傍を流れた液体金属の下流
側ターゲット容器内部に突起物を設けた事、又、液体金
属を包括するターゲット容器での液体金属との接触面
に、液体金属に対してぬれ性のよい金属を塗膜する事、
又、容器低温部を機械的に加熱することによっても、陽
子ビーム入射窓と低温部分の温度差を低下でき、熱応力
を低減することから液体金属を包括するターゲット容器
を機械的に加熱する装置を備える事を特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は、本発明の対
象となる中性子発生装置用液体金属ターゲットを有する
中性子散乱施設を備えた中性子発生装置の構成図であ
る。陽子射出器１１１から射出された陽子線は、陽子加
速器１１２・シンクロトロン１１３により電流・周波数
などが調整されエネルギを高めた後、中性子発生装置用
液体金属ターゲット１１０が備えられる中性子散乱施設
１１４へ入射する。中性子散乱施設１１４で発生した中
性子は実験施設１１５に搬送され、生命科学、物質・材
料科学、原子核・素粒子物理など様々な最先端研究に利
用される。

【００１６】図２は、中性子散乱施設１１４で中性子を
発生させる中性子発生装置用液体金属ターゲット１１０
と液体金属の循環経路とを有する概要図を示し、図３は
図２のＡ−Ａ’断面図である。タンク２３に蓄えられて
いる液体金属ｍは、ターゲット容器１の入口側フランジ
２１ａ及び出口側フランジ２１ｂに連結している配管２
２を介して、ポンプ２４の働きによりターゲット容器１
へ流入及び流出が行われる。ターゲット容器１内部は液
体金属ｍが循環しており、液体金属ｍに陽子ビームｐが
入射すると核破砕反応ｒが発生し、中性子ｎが発生す
る。中性子ｎはターゲット容器１の外部に設置された減
速材容器２５で収集される。

【００１７】図４は、本発明の中性子発生装置用液体金
属ターゲットの水平断面図である。ターゲット容器１は
薄肉状の固体金属で形成されるが、特に、陽子ビームｐ
が入射する陽子ビーム入射窓部は、陽子ビームの照射加
熱による発熱抑止及び容器による陽子エネルギの損失防
止の観点から、極力薄肉化をする。液体金属ｍへ陽子ビ
ームｐが照射されると核破砕反応が起こり、中性子が発
生する。ターゲット容器１には入口側フランジ２１ａに
接続された配管２２ａより液体金属ｍが流入し、ターゲ
ット容器１内部に形成される流路に従った液体金属入口
側流れｍａによって、液体金属ｍはターゲット容器１を
流動した後、ターゲット容器１内部に形成される流路に
従った液体金属出口側流れｍｂにより、出口側フランジ
２１ｂに接続された配管２２ｂへ流出する。以上が中性
子発生装置用液体金属ターゲットの基本機構である。

【００１８】本実施例では、ターゲット容器１の内部に
は、液体金属入口側流路に入口側流配板２ａを、また液
体金属出口側流路に出口側流配板２ｂを配し、入口側流
配板２ａ及び出口側流配板２ｂには開口部３を設け、液
体金属ｍの循環を促進している。

【００１９】図５は、図４のターゲット容器１における
Ｂ−Ｂ’断面図である。ターゲット容器１は側壁を半円
筒型とした偏平構造をしている。ターゲット容器１の上
下面板は薄肉状にしているが、ターゲット容器１外部に
設置する減速材容器で核破砕反応により発生した中性子
を効率よく収集するためである。また、ターゲット容器
１の上下面と、入口側流配板２ａ及び出口側流配板２ｂ
はほぼ直角に設置するが、容器上下面板は薄肉平板であ
ることから特に変形しやすいため、入口側流配板２ａ及
び出口側流配板２ｂは補強効果も兼ね備えている。

【００２０】図６は図４における入口側流配板２ａのＣ
−Ｃ’断面図及び、図７は図４における入口側流配板２
ｂのＤ−Ｄ’断面図である。陽子ビームｐの入射方向上
手側に、ターゲット容器１と流配板の間に液体金属流路
を設けてあるが、これは陽子ビーム入射窓部近傍へ液体
金属を流動し除熱するためである。特に本実施例を達成
する１方法として、例えば、入口側流配板２ａの開口部
３の面積比率は陽子ビームｐの入射方向下手側を徐々に
大きくし、出口側流配板２ｂの開口部３の面積比率は陽
子ビームｐの入射方向上手側を徐々に大きくなるように
設定する。液体金属ｍは紙面垂直方向に開口部３を通過
するが、上記方法より入口側流配板２ａと出口側流配板
２ｂとで挟ませた範囲における液体金属流動の主流流れ
ｍｃの方向を陽子ビームｐの入射方向に対して対向する
ようにし、具体的にはそのなす角度ｓｃが９０度より大
きく１８０度より小さくすることである。

【００２１】又、本実施例においては、ターゲット容器
１内における液体金属の流動量が、陽子ビームＰの照射
領域においてその入射側が該入射側の奥よりも多くなる
ように液体金属の流れを調整する出口側流配板２ｂが設
けられている。

【００２２】更に、本実施例においては、陽子ビームＰ
の照射領域におけるターゲット容器１内における液体金
属の供給量が、陽子ビームＰの照射領域においてその入
射側に対してその奥側が多くなるようにすると共に、液
体金属の流動方向が、陽子ビームＰの入射方向に対して
対向する方向になるように液体金属の流れを調整する入
口側流配板２ａが設けられている。

【００２３】これにより、核破砕反応により発生した大
規模な熱エネルギを液体金属流動により陽子ビーム入射
部近傍の容器側壁低温部へ導き熱伝達することができ、
容器低温部温度を上昇させることで、高温状態である陽
子ビーム入射窓部との温度差は低下する。すなわち、熱
応力を低減でき、ターゲットの構造強度健全性を確保で
きる。

【００２４】（実施例２）図８は、本発明による中性子
発生装置用液体金属ターゲットの他の実施例を示す断面
図である。本実施例では実施例１にて示した中性子発生
装置用液体金属ターゲットの基本機構を備えており、液
体金属ｍが流動している。

【００２５】特に本実施例では、ターゲット容器１の内
部には、液体金属ｍの循環を促進するために、薄板構造
をした整流板４を複数設置しているが、陽子ビームの照
射領域より液体金属流入流路側に位置する整流板４ｄと
陽子ビームｐの入射方向がなす角度ｓｄが、陽子ビーム
の照射領域より液体金属流出流路側に位置する整流板４
ｅと陽子ビームｐの入射方向がなす角度ｓｅと異なるよ
うに設定させる。

【００２６】これにより、核破砕反応により発生した大
規模な熱エネルギを液体金属流動により陽子ビーム入射
部近傍の容器側壁低温部へ導き熱伝達することができ、
容器低温部温度を上昇させることで、高温状態である陽
子ビーム入射窓部との温度差は低下する。すなわち、熱
応力を低減でき、第1の実施例と同等の効果を得られる
ため、ターゲットの構造強度健全性を確保できる。

【００２７】（実施例３）図９は、本発明による中性子
発生装置用液体金属ターゲットの他の実施例を示す断面
図である。本実施例においても実施例１にて示した中性
子発生装置用液体金属ターゲットの基本機構を備えてお
り、液体金属ｍが流動している。

【００２８】特に本実施例では、ターゲット容器１の内
部にはガイド板５を設置するが、このガイド板は薄板構
造とし、陽子ビーム入射窓部から熱エネルギを得た高温
液体金属、あるいは核破砕反応により熱エネルギを得た
高温液体金属が流れる流路に配する。ガイド板５の上流
側は高温になった液体金属流入口として開口し、ガイド
板５の後流側は液体金属ｍがターゲット容器１の側壁面
とほぼ同形態とし、ターゲット容器壁面に沿った液体金
属流路を形成させる。

【００２９】ガイド板５を設置することにより、高温液
体金属よりターゲット容器側壁低温部へ導き熱伝達する
ことができる。また、ガイド板５は高温液体金属と低温
液体金属の流路を分離でき、液体金属内での熱拡散を避
けることで、高温液体金属が低温であるターゲット容器
側壁面を効率よく流動可能になる。

【００３０】これにより、高温液体金属よりターゲット
容器側壁低温部へ効率よく熱伝達し、容器低温部の温度
上昇より高温状態である陽子ビーム入射部近傍との温度
差は低下する。すなわち、熱応力を低減でき、第1の実
施例と同等の効果を得られるため、ターゲットの構造強
度健全性を確保できる。

【００３１】（実施例４）図１０に本発明による中性子
発生装置用液体金属ターゲットの他の実施例を示す断面
図である。本実施例においても実施例１にて示したよう
な、中性子発生装置用液体金属ターゲットの基本機構を
備えており、液体金属ｍが流動している。

【００３２】特に本実施例では、ターゲット容器１の内
部には、陽子ビーム入射窓部から熱エネルギを得た高温
液体金属、あるいは核破砕反応により熱エネルギを得た
高温液体金属が流れる流路に、複数のフィン６を設置す
る。例えば、図１０では、ターゲット容器長の１／３長
さのフィンを容器低温部壁面部に３枚設置する。図１１
には図１０におけるＥ−Ｅ’断面図を示すが、フィン６
は鉛直水平方向に配している。ここで、フィンは板状構
造物で変形しやすいため、中性子発生装置用液体金属タ
ーゲットの基本特性を損ねない程度に、フィンの大きさ
は設定する。なお、フィン６の表面に伝熱効果が向上す
るような加工を施すことも本発明の範疇である。

【００３３】フィン６を設置することにより高温液体金
属との接触面積を拡げることができるため、フィン６を
介して高温液体金属よりターゲット容器低温部への熱伝
達を強化できる。これより、低温部の温度上昇により高
温状態になる陽子ビーム入射部との温度差は低下し、熱
応力を低減でき、第1の実施例と同等の効果を得ること
が出来るため、ターゲットの構造強度健全性を確保でき
る。

【００３４】（実施例５）図１２に本発明による中性子
発生装置用液体金属ターゲットの他の実施例を示す断面
図である。本実施例においても実施例１にて示したよう
な、中性子発生装置用液体金属ターゲットの基本機構を
備えており、液体金属ｍが流動している。

【００３５】特に本実施例では、ターゲット容器１の内
部には、高温状態になった陽子ビーム入射窓部から熱エ
ネルギを得た高温液体金属、あるいは核破砕反応により
熱エネルギを得た高温液体金属が流れる流路のターゲッ
ト容器側壁に、複数の突起物７を設置する。例えば、図
１２では、ターゲット容器長の１／３長さ区間の容器壁
面部にわたって、突起物７を配している。ここで、突起
物の大きさ及び個数は、中性子発生装置用液体金属ター
ゲットの基本特性を損ねない程度に設定する。

【００３６】複数の突起物７を設置することは、ターゲ
ット容器１と高温液体金属との接触面積を大きくすると
ともに、液体金属の流れを乱流状態にする効果から熱伝
達はさらに強化され、高温液体金属からターゲット容器
低温部への熱伝達は強化できる。これより、低温部の温
度上昇により高温状態になる陽子ビーム入射部との温度
差は低下し、熱応力を低減でき、実施例１と同等の効果
を得ることができるため、ターゲットの構造強度健全性
を確保できる。

【００３７】（実施例６）図１３は、本発明による中性
子発生装置用液体金属ターゲットの他実施例を示す断面
図である。本実施例においても実施例１にて示したよう
な、中性子発生装置用液体金属ターゲットの基本機構を
備えており、液体金属ｍが流動している。

【００３８】特に本実施例では、ターゲット容器１の内
部には、高温状態になった陽子ビーム入射窓から熱エネ
ルギを得た高温液体金属、あるいは核破砕反応により熱
エネルギを得た高温液体金属が流れる流路に、液体金属
に対してぬれ性のよい金属の薄膜８を塗膜する。例え
ば、図１３では、陽子ビーム入射窓からターゲット容器
長の１／３長さ区間の容器壁面部にわたって、液体金属
に対してぬれ性のよい金属の薄膜８を塗膜している。例
えば、液体金属に水銀を選択した場合は、ぬれ性のよい
金属としてニッケル及びニッケル合金などがある。

【００３９】ここで、ぬれ性のよい金属薄膜８を塗膜す
ることは、高温となる陽子ビーム入射窓部から液体金属
への熱伝達、及び液体金属からターゲット容器低温部へ
の熱伝達を強化できる。これより、高温部の温度低下及
び低温部の温度上昇より陽子ビーム入射部と容器低温部
との温度差は低下し、熱応力を低減でき、第1の実施例
と同等の効果を得ることが出来るため、ターゲットの構
造強度健全性を確保できる。

【００４０】（実施例７）図１４は、本発明による中性
子発生装置用液体金属ターゲットの他の実施例を示す断
面図である。本実施例においても実施例１にて示したよ
うな中性子発生装置用液体金属ターゲットの基本機構を
備えており、液体金属ｍが流動している。

【００４１】特に本実施例では、ターゲット容器１の外
壁部には加熱器９を設置する。例えば、図１４では、タ
ーゲット容器長の１／３長さ区間の容器外壁部にわたっ
て、加熱器９を設置しており、電源１０から導線１１を
介して電力は供給され、中性子発生装置用液体金属ター
ゲットの運転状態に応じて加熱器９は作動させる。

【００４２】ここでターゲット容器低温部に加熱器を設
置することは、核破砕反応及び陽子ビーム入射による大
規模な発熱を利用せずとも、人工的に加熱することによ
り、低温部の温度上昇より陽子ビーム入射部近傍との温
度差を低下させ、熱応力を低減でき、第1の実施例と同
等の効果を得ることが出来るため、ターゲットの構造強
度健全性を確保できる。

【００４３】

【発明の効果】以上、従来の中性子発生装置用液体金属
ターゲットでは、核破砕反応及び陽子ビーム照射により
ターゲット容器に熱負荷が生じる。しかし、本発明の如
く、液体金属の特定の循環流動による高温状態になる陽
子ビーム入射窓、あるいは核破砕反応により熱エネルギ
を得た高温液体金属からターゲット容器低温部への熱伝
達、あるいは機械等による人工的な加熱作用とによっ
て、低温部の温度上昇より陽子ビーム入射部近傍との温
度差は低下し、熱応力を低減させることができるため、
熱負荷に対して構造的に強度健全性を有した中性子発生
装置用液体金属ターゲットを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の中性子発生装置用液体金属ターゲッ
トが設置される中性子散乱施設を有する中性子発生装置
の構成図。

【図２】 本発明に係る中性子発生装置用液体金属ター
ゲットと液体金属の循環装置とを有する構成図。

【図３】 図２におけるＡ−Ａ’断面図。

【図４】 本発明の中性子発生装置用液体金属ターゲッ
トの実施例１における水平断面図。

【図５】 図４におけるのＢ−Ｂ’断面図。

【図６】 図４における入口側流配板２ａのＣ−Ｃ’断
面図。

【図７】 図４における出口側流配板２ｂのＤ−Ｄ’断
面図。

【図８】 本発明による中性子発生装置用液体金属ター
ゲットの実施例２における水平断面図。

【図９】 本発明による中性子発生装置用液体金属ター
ゲットの実施例３における水平断面図。

【図１０】 本発明による中性子発生装置用液体金属タ
ーゲットの実施例４における水平断面図。

【図１１】 図１０におけるＥ−Ｅ’断面図。

【図１２】 本発明による中性子発生装置用液体金属タ
ーゲットの実施例５における水平断面図。

【図１３】 本発明による中性子発生装置用液体金属タ
ーゲットの実施例６における水平断面図。

【図１４】 本発明による中性子発生装置用液体金属タ
ーゲットの実施例７における水平断面図。

【符号の説明】

１…ターゲット容器、２ａ…入口側流配板、２ｂ…出口
側流配板、３…開口部、４…整流板、４ｄ…流入流路側
に位置する整流板、４ｅ…流出流路側に位置する整流
板、５…ガイド板、６…フィン、７…突起物、８…金属
薄膜、９…加熱器、１０…電源、１１…導線、２１ａ及
び２１ｂ…フランジ、２２及び２２ａ及び２２ｂ…配
管、２３…タンク、２４…ポンプ、２５…減速材容器、
１１０…中性子発生装置用液体金属ターゲット、１１１
…陽子射出器、１１２…陽子加速器、１１３…シンクロ
トロン、１１４…中性子散乱施設、１１５…実験施設、
ｍ…液体金属、ｐ…陽子ビーム、ｎ…中性子、ｒ…核破
砕反応、ｍａ…液体金属ｍの入口側流れ、ｍｂ…液体金
属ｍの出口側流れ、ｍｃ…入口側流配板２ａと出口側流
配板２ｂとで挟ませた範囲における液体金属流動の主流
流れ、ｓｃ…液体金属流動の主流流れｍｃの方向と陽子
ビームｐの入射方向とがなす角度、ｓｄ…液体金属流入
流路側に位置する整流板４ｄと陽子ビームｐの入射方向
とがなす角度、ｓｅ…液体金属流出流路側に位置する整
流板４ｅと陽子ビームｐの入射方向とがなす角度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田川 久人 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 高橋 文夫 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 土田 一輝 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 道下 秀紀 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 小川 雪郎 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 小林 薫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 神永 雅紀 茨城県那珂郡東海村白方白根２番地の４ 日本原子力研究所内 (72)発明者 羽賀 勝洋 茨城県那珂郡東海村白方白根２番地の４ 日本原子力研究所内 (72)発明者 木下 秀孝 茨城県那珂郡東海村白方白根２番地の４ 日本原子力研究所内 (72)発明者 日野 竜太郎 茨城県那珂郡東海村白方白根２番地の４ 日本原子力研究所内 Ｆターム(参考） 2G085 BA17 BE01 EA09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽子ビームをターゲット容器内に貯蔵され
   た液体金属に照射して核破砕反応により中性子を発生さ
   せると共に、前記液体金属を循環流動させる中性子発生
   装置用液体金属ターゲットにおいて、前記ターゲット容
   器内における前記液体金属の流動量が、前記陽子ビーム
   の照射領域においてその入射側が該入射側の奥よりも多
   くなるように前記液体金属の流れを調整する調整手段が
   設けられていることを特徴とする中性子発生装置用液体
   金属ターゲット。
2. 【請求項２】陽子ビームをターゲット容器内に貯蔵され
   た液体金属に照射して核破砕反応により中性子を発生さ
   せると共に、前記液体金属を循環流動させる中性子発生
   装置用液体金属ターゲットにおいて、前記ターゲット容
   器内における前記液体金属の供給量が、前記陽子ビーム
   の照射領域においてその入射側に対してその奥側が多く
   なるようにすると共に、前記液体金属の流動方向が、前
   記陽子ビームの入射方向に対して対向する方向になるよ
   うに前記液体金属の流れを調整する調整手段が設けられ
   ていることを特徴とする中性子発生装置用液体金属ター
   ゲット。
3. 【請求項３】陽子ビームをターゲット容器内に貯蔵され
   た液体金属に照射して核破砕反応により中性子を発生さ
   せると共に、前記液体金属を熱媒体として循環流動させ
   る中性子発生装置用液体金属ターゲットにおいて、前記
   ターゲット容器内に前記陽子ビームの照射部分を挟んで
   前記液体金属の流入側と流出側とに流配板が設けられ、
   該流配板は前記流入側と流出側との間の前記液体金属の
   流動方向が、前記陽子ビームの入射方向に対して対向す
   る方向になるように開口部が設けられていることを特徴
   とする中性子発生装置用液体金属ターゲット。
4. 【請求項４】陽子ビームをターゲット容器内に貯蔵され
   た液体金属に照射して核破砕反応により中性子を発生さ
   せると共に、前記液体金属を熱媒体として循環流動させ
   る中性子発生装置用液体金属ターゲットにおいて、前記
   ターゲット容器内に前記陽子ビームの照射部分を挟んで
   前記液体金属の流入側と流出側とに流配板が設けられ、
   該流配板は前記流入側が前記陽子ビームの入射側に対し
   てその奥側における前記液体金属の供給量が多くなるよ
   うにすると共に、前記流出側において前記液体金属の流
   出量が前記陽子ビームの入射側がその奥よりも多くなる
   ように各々開口部が設けられていることを特徴とする中
   性子発生装置用液体金属ターゲット。
5. 【請求項５】請求請１〜４のいずれかにおいて、前記陽
   子ビームの照射領域における前記液体金属の供給側と流
   出側とにその流動方向と同方向にその流れを誘導する各
   々複数個の整流板が設けられていることを特徴とする中
   性子発生装置用液体金属ターゲット。
6. 【請求項６】請求請１〜５のいずれかにおいて、前記陽
   子ビームの照射領域における前記液体金属の流出側に前
   記液体金属が前記ターゲット容器壁に沿って下流側へ流
   れるようにガイド板が設けられていることを特徴とする
   中性子発生装置用液体金属ターゲット。
7. 【請求項７】請求請１〜６のいずれかにおいて、前記陽
   子ビームの照射領域における前記液体金属の流出側の前
   記ターゲット容器内にフィンが設けられていることを特
   徴とする中性子発生装置用液体金属ターゲット。
8. 【請求項８】請求請１〜７のいずれかにおいて、前記陽
   子ビームの照射領域における前記液体金属の流出側の前
   記ターゲット容器内に突起物が設けられていることを特
   徴とする中性子発生装置用液体金属ターゲット。
9. 【請求項９】請求請１〜８のいずれかにおいて、前記タ
   ーゲット容器内の前記陽子ビームの照射領域における前
   記液体金属の流出側と前記陽子ビーム照射面側とに前記
   液体金属に対してぬれ性を有する金属皮膜が形成されて
   いることを特徴とする中性子発生装置用液体金属ターゲ
   ット。
10. 【請求項１０】請求請１〜９のいずれかにおいて、前記
    陽子ビームの照射領域における前記液体金属の流出側の
    前記ターゲット容器外面に前記ターゲット容器を加熱す
    る加熱装置を有することを特徴とする中性子発生装置用
    液体金属ターゲット。
11. 【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかにおいて、前
    記調整手段又は流配板は、該調整手段又は流配板に挟ま
    れた領域を流れる液体金属の流動方向が、陽子ビーム入
    射方向とのなす角度が９０度より大きく１８０度より小
    さくなるように調整されていることを特徴とする中性子
    発生装置用液体金属ターゲット。