JP2013130576A - ヘリウム３管アレイ整列取付け具 - Google Patents

Abstract

【課題】支持枠及び多管検出器パックを備えているエネルギー粒子の衝突を検出する装置を提供すること。
【解決手段】各パックは、複数の検出管を備えている。各管は、１種以上の感応材料を含んでいる。各管は、各々の軸に沿って細長い。管は、各々の軸が同一平面上にあって、平行に延在している。各パックは、各軸端部に位置する取付けタブを有する。タブは、パック内で管の支持をもたらす。タブのうちの１以上は、１以上の固着部分及び１以上の調整部分を有する。各パックは、各々の固着部分から枠まで延在する１以上の動作可能な固着部材を含む。固着部材の操作により、パックが支持枠に固着される。各パックは、各々の調整部分から枠まで延在する１以上の動作可能な調整部材を含む。調整部材の操作によりパックの向きが変化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の検出管を有する検出器アレイに関し、詳細には、複数の検出管の向きを変更する整列取付け具に関する。

散乱検出装置は、ターゲットを有し、中性子等のエネルギー粒子がそのターゲットに衝突し、そこから「散乱」として進む。この装置には、散乱エネルギー粒子（例えば散乱中性子）を受け取る領域にわたって複数の検出管もまた配置されている。複数の管は、検知及び／又は処理機器、回路等に動作可能に接続されている。検出管における散乱衝突位置により、さまざまな特性、特徴及び他の情報を識別することができる。

理解することができるように、複数の検出管は、包括的に支持枠と呼ぶことができる何らかのタイプの支持構造体によって支持されている。多くの場合、検出管は、下位グループ又は束パックにグループ分けされ、各パック内の管は互いに固定され、各パックは一般に支持枠に固着されている。また、検出管／パックの取付け位置の精度が少なくとも幾分か重要である可能性があることを理解することができる。

一例では、検出管／パックを、管のすべてが、それらの各々の細長い中心軸が単一平面内に位置していながら延在するように、配置する（すなわち、支持枠上に取り付ける）ことが望ましい。しかしながら、支持枠及び／又は検出管／パックには、管のすべてを、それらの各々の細長い中心軸が単一平面内に位置していながら延在させるという目標を達成するにあたって、何らかの困難をもたらす側面を孕んでいる可能性があることを理解すべきである。例えば、支持枠はアルミニウムを含む場合があり、したがって、種々の検出管／パックの種々の支持点において異なる量のたわみ、くぼみ等を許容する可能性がある。したがって、散乱検出装置技術において、管のすべてを、それらの各々の細長い中心軸が単一平面内に位置していながら延在させるという目標を達成するのに役立つ改善が必要である。

以下の概要は、本明細書で述べられているシステム及び／又は方法のいくつかの態様が基本的に理解されるために簡略化した概要を提示する。この概要は、本明細書に述べられているシステム及び／又は方法の広範囲にわたる概説ではない。この概要は、重要な／必須の要素を特定するように、又はこうしたシステム及び／方法の範囲を詳細に記述するようには意図されていない。その唯一の目的は、後に提示するより詳細な説明に対する前置きとして簡略化形態でいくつかの概念を提示することである。

一態様によれば、本発明は、エネルギー粒子の衝突を検出する装置を提供する。本装置は、支持枠と、１以上の多管検出器パックとを備える。各検出器パックは、衝突検出回路に動作可能に接続する複数の検出管を含んでいる。各管は、１種以上のエネルギー粒子の衝突に感応する１種以上の材料を収容している。各管は、細長くかつ各々の軸に沿って延在している。検出器パック内の管は、各々の軸が同一平面上にあって互いに平行に延在している。各検出器パックは、検出器パックの各軸方向端部に位置する取付けタブを有する。取付けタブは、検出器パック内の管に対して支持をもたらす。タブのうちの１以上は、１以上の固着部分と、１以上の調整部分とを有する。各検出器パックは、各々の１以上の固着部分から枠まで延在している１以上の動作可能な固着部材を備える。固着部材の操作により、検出器パックが支持枠に固着される。各検出器パックは、各々の１以上の調整部分から枠まで延在している１以上の動作可能な調整部材を備える。調整部材の操作により、支持枠に対する検出器パックの向きが変化する。

本発明の上述した態様及び他の態様は、本発明が関連する当業者には、添付図面を参照して以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明の態様によるエネルギー粒子の衝突を検出する例示的装置の概略斜視図である。 図１の装置の複数の検出管の一例示的検出器パックの側面図であり、本発明の態様による、可能な調整移動を示す矢印も図示する。 図２に示す検出器パックの端部の拡大斜視図であり、本発明の態様による、可能な調整移動を示す矢印も図示する。 本発明の態様による図１の装置の枠に取り付けられている検出器パックの端部の拡大斜視図である。

本発明の１以上の態様を組み込んでいる例示的実施形態を説明し、図面に示す。これらの図示する例は、本発明に対する限定であるようには意図されていない。例えば、本発明の１以上の態様を、他の実施形態で、さらには他のタイプの装置で利用することができる。さらに、本明細書では、ある種の専門用語は、単に便宜上使用されており、本発明に対する限定として解釈されるべきではない。さらに、図面において、同じ要素を示すために同じ参照数字が採用されている。

本発明の態様によるエネルギー粒子の衝突を検出する装置１０の例を図１に示す。例示的装置１０は、支持枠１２を備えている。図１に示す支持枠１２の特定の例は、本発明に対する限定であるものとしてみなされるべきではなく、支持枠の変形形態及び変更形態が確かに企図される。そういうことにより、後にさらに説明するように、支持枠１２は、複数の多管検出器パック２０を支持する２つの支持レール１４（図１には１つのレールのみを示す）を備えていることを理解すべきである。各支持レール１４は、水平方向に延在し、２つの支持レールは互いに平行である。各支持レール１４は、ねじ式係合部材を受け入れる１以上のねじ式係合領域、開口部及び／又は他の構造体１６を有することができる。また、水平支持レール１４は１以上の水平に延在するベアリング面１８を有し、このベアリング面１８上で、後にさらに説明するように、検出器パック２０のうちの１つ又は一部をベアリング係合で支持することができる。

一例において、支持枠１２はアルミニウム製の部分を有している。特定のアルミニウム材料は、市販されている押出成形アルミニウム材料であり得る。さらに、支持枠の任意のアルミニウム部分を含む部分を、ねじ、リベット、溶接等の既知の締結機構により互いに固着することができる。

多管検出器パック２０に関して、本装置内にはいかなる数の検出器パックも存在し得ることを理解すべきである。図１の例は、６以上の検出器パック２０を示し、それらは、参照番号２０Ａ〜２０Ｆで（すなわちアルファベットの接尾辞で）各々識別される。以下、検出器パックを、まとめてかつ／又は総称して数字表示２０によって参照し、検出器パックを、個々の検出器パックに注目するためには、アルファベットの接尾辞を含む特定の表示によって参照する。

各検出器パック２０（図２は、包括的に、検出器パック２０Ａ〜２０Ｆのいずれをも表すことができる検出器パックを示す）は、相対的に細長い。各検出器パック２０は、支持枠１２（図１を参照されたい）の２つの水平レール１４によって支持されるように延在している。各検出器パック２０は、複数の検出管２４を備えている（検出器パック２０Ａ〜２０Ｆのいずれをも表すことができる検出器パックを包括的に示す、図３を参照されたい）。簡単に図１に戻ると、最初の３つの検出器パック２０Ａ〜２０Ｃは、それらの各々の複数の検出管を有し、それらは、検出管の各々の検出管２４へのグループ分けを識別するのに役立つように、２４Ａ〜２４Ｃとして対応するアルファベットの接尾辞でラベル付けされている。各検出管２４（図２及び図３を参照されたい）は、細長く、中心軸２６を有するように形状が円柱状（すなわち円形断面）である。

各検出器パック内の複数の検出管２４の軸方向長さを変更することができ、検出を行うことができる領域のサイズに応じて選択することができることを理解すべきである。一例において、検出管２４は、５０．８ｃｍ〜１２７ｃｍ（２０インチ〜５０インチ）の範囲であり得る。当然ながら、長さは、こうした述べられている例としての範囲より短くても長くてもよい。図示する例では、各検出器パック２０は、支持するために下方にかつ検出管２４の長さに沿って延在する少なくとも幾分か下にある支持構造体２８を有する。支持構造体２８の仕様は、変更可能である。変更は、部分的に管２４の長さによって決まり得る。したがって、支持構造体２８の仕様は、本発明に対する特定の限定である必要はない。また、図示する例では、各検出器パック２０は、検出器パック２０の２つの端部に位置する包括的に示されている端部キャップハウジング構造体３２を有する。端部キャップハウジング構造体３２は、検出管２４の端部を封止し／覆う。端部キャップハウジング構造体３２の仕様は、変更可能である。変更は、部分的に、管２４の詳細によって決まり得る。

各検出器パック２０内に存在し得る管２４の数に関し、数を変更することができることを理解すべきである。図示する例では、例としての検出器パックにおける管２４の数は８である。管２４の数を、各検出器パックに対して検出が行われるべき面積に基づく確定を含むさまざまな理由で変更可能である。この確定はまた、各検出管２４の幅に応じた因子でもあり得る。一例において、各検出管２４の幅は８ミリメートル〜２５．４ミリメートル（０．３１５インチ〜１インチ）であり得る。当然ながら、各管２４の幅は、例としての範囲より小さくても大きくてもよい。

各パック内の検出管２４の形態に関し、管は、各管２４の中心軸２６が、パック内の他の検出管２４の中心軸２６と同一平面上に延在するように配置されている。中心軸２６は、１つの共通平面にある。したがって、検出管２４を同一平面上であるとみなすことができる。

各検出管２４は、１種以上のエネルギー粒子の衝突に感応する１種以上の材料を含む。一例では、エネルギー粒子は中性子であり得る。しかしながら、他のエネルギー粒子及び／又はビームを、検出管による検出の対象とすることができる。例えば、検出管はガンマ線を検出することができる。したがって、１種以上のエネルギー粒子の衝突に感応する１種以上の材料を変更することができる。

エネルギー粒子の衝突に感応する１種以上の材料に関し、一例では、ヘリウム３（³Ｈｅ）ガスを、検出管２４の各々の内部容積内に提供することができる。当然ながら、検出管内で他の異なる感応材料を利用することができることを理解すべきである。１つのこうした例として、検出管２４内でＢ−１０（¹⁰Ｂ）を利用することができる。

エネルギー粒子の衝突を示す検出管２４の動作は、変化してもよく、本発明に対する特定の限定である必要はない。一例では、エネルギー粒子（例えば中性子）の衝突により、各々の検出管２４から電気出力がもたらされる。一例では、電気出力は、中性子によって誘導される反応において荷電粒子が放出される結果である。検出管２４の材料及び／又は動作に基づいて、検出管は、構造に幾分かの変動があり得る。例えば、各検出管を、気体（例えばヘリウム３）を収容している内部容積の境界を画する円柱状外殻（円形断面）として提供することができる。外殻を、限定されないがステンレス鋼及びアルミニウムを含むさまざまな金属から構成することができる。検出管２４の種々の部品は、陽極及び陰極を提供することができる。当然ながら、検出管の構造は、本発明に対する特定の限定である必要はない。

各多管検出器パック２０内の複数の検出管２４の各々は、検出管を動作させエネルギー粒子の衝突に関する情報を処理する、関連する回路、プロセッサ等に動作可能に接続されている。衝突に基づいて、さまざまな特性、特徴及び他の情報を識別することができる。一例では、衝突は、散乱検出装置内にある装置に関連している。関連する回路、プロセッサ等の詳細は変更可能である。変動は、検出管２４の材料及び／又は動作に部分的に起因する可能性がある。当然ながら、関連する回路、プロセッサ等の詳細は、本発明に対する特定の限定である必要はない。

図示する例では、関連する回路、プロセッサ等の少なくとも一部は、各々の検出器パックに搭載されて収容されている。例では、関連する回路、プロセッサ等の少なくとも一部は、各々の検出器パック２０の一端又は両端に位置するハウジングブロック３４に収容されている。こうしたハウジングブロック３４は図に概略的に示されており、特定のハウジング機構の仕様は、本発明に対する特定の限定である必要はない。当然ながら、回路、プロセッサ等のいくつかを、検出器パックから遠隔に配置することができるため、１以上の動作接続（図２においてケーブル３８として概略的に示す）が、こうした遠隔位置に対する接続のために検出器パック２０から延在している。

アルファベットの接尾辞の先の使用と同様に、他の構造体のうちのいくつか（例えば、上述したハウジングブロック及び後述する構造体）は、アルファベットの接尾辞を有している場合がある。アルファベットの接尾辞のない参照番号の使用は、指定されている項目に対するひとまとめのかつ／又は総称的な参照であり得る。アルファベットの接尾辞のある特定の表示の使用は、個々の指定されている項目に対して注目するためであり得る。特に、図１が、複数の検出器パック２０Ａ〜２０Ｆが存在するためにアルファベットの接尾辞の使用を含むことに留意されたい。

検出器パック構造に焦点を当てると、各検出器パック２０は、検出器パックの各軸方向端部に位置する取付けタブ４０を備えている（各軸方向端部に概略的に示されている２つのタブについて図２を参照されたい）。２つの取付けタブ４０は、支持枠１２（図１）に対して、各々の検出器パック２０、したがって検出器パック内の管２４に対する支持をもたらす。特に、各取付けタブ４０は、支持枠１２の各々のレール１４との係合を支持するためのものである。図１の例は、６つの図示されている検出器パック２０Ａ〜２０Ｆの６つのタブ４０を示し、タブは、各々、参照番号４０Ａ〜４０Ｆで（すなわち、アルファベットの接尾辞で）識別されている。以降、タブは、まとめてかつ／又は総称的に表示４０によって参照され、検出器パックは、個々の検出器パックに注目するためには、アルファベットの接尾辞を含む特定の表示によって参照される。

各取付けタブ４０（図３を参照されたい）は、支持枠１２の各々のレール１４に対してタブ４０を固着する１以上の部分４２を有する。図示する例では、図示する例のタブ４０の固着部分４２は、タブの中心部分を含む。中心部分の図示する例は、タブの上面４６からタブの下面４８までタブ４０を通して延在する固着開口部又は切欠き４４を有している。図示する例では、開口部４４は、段状の上方に面している肩部を有している。

動作可能な固着部材５８は、タブの固着部分４２から枠１２の各々のレール１４まで延在している（図１及び図４を参照されたい）。図示する例では、固着部材は固定ねじ５８を有している。固定ねじ５８は、細長いねじ切りシャフト部分６２を有している（図３及び図４を参照されたい）。タブ４０を貫通する開口部４４は、タブを貫通する開口部に対してねじ切り部分を固定係合させる必要なしに、固定ねじ５８のねじ切りシャフト部分６２の通過を可能にするように十分広い。ねじ切りシャフト部分６２は、支持枠１２の各々のレール１４の開口部／構造体１６内にねじ係合することができる。固定ねじ５８はまた、固定ねじ５８を操作する（例えば締め付けるか又は緩める）工具７２（図４を参照されたい）による係合のために、駆動部分（例えば六角凹部）を備えた拡大頭部６４も有している。作業者７４（手のみを示す）は工具７２を操作する。

固定ねじ５８には、球状ワッシャセット７６、７８が関連付けられている（図３及び図４を参照されたい）。特に、球状ワッシャセットは、下部ワッシャ７６及び上部ワッシャ７８を含む。下部ワッシャ７６は、固定ねじ５８のねじ切りシャフト部分６２の通過を可能にする中心開口ボア８２を有している。下部ワッシャ７６の底部８４は、固着部分４２における取付けタブ４０の表面に対して（例えば、開口部の肩部において）係合するように平坦である。下部ワッシャ７６の上面８６は凹状（例えば半球状）である。

上部ワッシャ７８は、固定ねじ５８の頭部６４に対して係合するように平坦な上面９２を有している。上部ワッシャ７８の中心開口ボア９４は、固定ねじ５８のねじ切りシャフト部分６２の通過を可能にするように十分大きい。上部ワッシャ７８の下面９６は、下部ワッシャ７６の凹状面８６に対して相補的な形状で凸状（例えば半球状）である。下部ワッシャ７６及び上部ワッシャ７８は、互いに対して移動／枢動することができ、それらの各々の凹状面８６／凸状面９６は、互いに対して摺動することができる。したがって、下部ワッシャ７６及び上部ワッシャ７８を、一般的なボールソケット型移動機構を提供するようにみなすことができる。

各取付けタブ４０はまた、１以上の調整部分１００を有している。図示する例では、各タブ４０は２つの調整部分１００を有し、各調整部分１００は、固着部分４２の横方向の側面にある。取付けタブ４０の各調整部分１００は、取付けタブ４０の上面４６と下面４８との間に延在するねじ切りボア１０２を含む
２つの動作可能な調整部材１１０が、タブ４０の２つの調整部分１００から枠１２のレール１４まで延在している。調整部材１１０の一方又は両方の操作により、支持枠１２に対するタブ４０の向き、したがって検出器パック２０の向きを変更することができる。図示する例では、調整部材１１０は、取付けタブ４０の２つの調整部分１００においてねじ切りボア１０２にねじ係合する止めねじ１１０を含む。各止めねじ１１０は、その長さに沿ってねじ切られており、工具（図示せず、同様に作業者７４によって操作される）が係合する部分を有している。図示する例では、止めねじ１１０は、上端にアレン又は六角凹部１１２、下端にベアリング面１１４を有している。止めねじ１１０は、タブ４０を貫通して延在し、支持枠１２のレール１４のベアリング面１８とベアリング係合する。

各止めねじ１１０の操作（例えば、工具によって止めねじを回転させ、タブ４０の調整部分１００に対して軸方向に各々の止めねじをねじ式に移動させることにより、タブの下方の止めねじのより少ない量又はより多い量を露出させること）により、支持枠１２のレール１４に対してタブ４０の各々の調整部分１００が移動する。止めねじ１１０の各々を、各々のタブにおける他の止めねじとは別個に動作可能に調整する（すなわち、ねじをさらに締めるか又は緩める）ことができる。したがって、タブ４０、したがって管検出器パック２０の、支持枠１２のレール１４のベアリング面１８から離れる方向の垂直のオフセット高さを、上方に又は下方に変化させることができる。図３における上下の矢印を参照されたい。したがって、調整部分１００においてレール１４のベアリング面１８とタブ４０の下面４８との間の空間（すなわちオフセット距離）の量が変化する可能性がある。

また、支持枠１２のレール１４のベアリング面１８に対するタブ４０、したがって管検出器パック２０の横方向の傾斜又は枢動を変更することができる。こうした傾斜移動又は枢動移動は、図３に示す曲線動き矢印によって示されている。さらに、各管検出器パック２０の２つの端部に関連する調整部分を備えた２つの取付けタブ４０が存在することにより、管パックの長さに沿った傾斜を、支持枠１２の各々のレール１４に対してタブ４０を上昇させるか又は下降させることによって達成することができる。したがって、タブ４０における止めねじ１１０の動作のさまざまな組合せにより、管パック２０は複数の角度で動くことが可能である。

止めねじ１１０の一方又は両方の操作によってもたらされるさまざまな移動は、固定ねじ５８に関連する球状ワッシャセット７６、７８によって適応される。したがって、止めねじ１１０が操作される際、下部ワッシャ７６及び上部ワッシャ７８は、それらの凹状／凸状嵌合面により互いに対して（例えばボールソケット式）移動することができる。止めねじ１１０の幾分かの操作は、固定ねじ５８が締め付けられた状態で可能であり得るが、調整移動を容易にするために固定ねじ５８を緩めることが賢明であり得る。止めねじ１１０の一方又は両方の操作によって所望の向きが得られると、固定ねじ５８を、固定ねじの操作によって締め付けることにより、支持枠１２のレール１４に固定ねじをねじ式に締め付けることができる。したがって、固定ねじ５８は、各々のタブ４０、したがって管検出器パック２０を所望の向きに保持するのに役立つ。

各管検出器パック２０におけるタブ４０の１以上又は両方の移動により、管２４の中心軸２６が延在する平面の向きが変化することを理解すべきである。言い換えれば、１以上の止めねじ（すなわち調整部材）１１２の操作により、支持枠１２に対する各々の検出器パック（例えば２０Ｆ）の向きが変化する。したがって、各管パック（例えば２０Ｆ）を、中心軸２６を含む関連する平面を方向付けるように独立して移動させることができる。平面のこうした独立した移動により、いくつかの管検出器パック２０Ａ〜２０Ｆの平面を、互いに対して同一平面上に、互いに平行に、又はあらゆる他の所望の向きになるように配置することができる。開示した例では、一態様は、複数の管検出器パック２０に関連する平面のすべての同一平面上の配置を得ることを目的とする。

一例では、管２４のすべてが同一平面上にある（例えば、中心のすべてが単一平面にある）ような管検出器パック２０のすべての向きの調整により、エネルギー粒子の衝突検出に関する精度を向上させることができる。

本発明を、上述した実施形態例を参照して説明してきた。本明細書を読み理解することにより、変更形態及び改変形態を当業者は想到するであろう。本発明の１以上の態様を組み込んだ例示的実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある限り、こうした変更形態及び改変形態のすべてを含むように意図されている。

１０ 装置
１２ 支持枠
２０ 多管検出器パック
２４ 検出管
４０ 取付けタブ
４２ 固着部分
４４ 開口部
５８ 固着部材
５８ 固定ねじ
１００ 調整部分
１０２ ねじ切りボア
１１０ 調整部材

Claims (7)

1. エネルギー粒子の衝突を検出する装置であって、当該装置が、
   支持枠と、
   １以上の多管検出器パックと
   を備えており、１以上の多管検出器パックの各検出器パックが、
   （ａ）衝突検出回路に動作可能に接続する複数の検出管であって、各管が１種以上のエネルギー粒子の衝突に感応する１種以上の材料を収容しているとともに、各管が、細長くかつ各々の軸に沿って延在しており、前記検出器パック内の前記管が、前記各々の軸が同一平面上にあって互いに平行に延在している、複数の検出器管と、
   （ｂ）前記検出器パックの各軸方向端部に位置する取付けタブであって、前記検出器パック内の前記管に対して支持をもたらし、前記タブのうちの１以上が、
   １以上の固着部分、及び
   １以上の調整部分
   を有する、取付けタブと、
   （ｃ）前記各々の１以上の固着部分から前記枠まで延在している１以上の動作可能な固着部材であって、前記固着部材の操作により前記検出器パックが前記支持枠に固着される、固着部材と、
   （ｄ）前記各々の１以上の調整部分から前記枠まで延在している１以上の動作可能な調整部材であって、前記調整部材の操作により前記支持枠に対する前記検出器パックの向きが変化する、調整部材と
   を備えている、装置。
2. 各管によって収容される１種以上のエネルギー粒子の衝突に感応する１種以上の材料が、少なくとも中性子粒子の衝突に感応する、請求項１記載の装置。
3. 前記調整部材の操作による前記検出器パックの向きの変化が、前記検出器パックの前記管の前記軸が位置している平面の向きの変化を含む、請求項１記載の装置。
4. 前記検出器パックの前記管の前記軸が位置している前記平面の向きの前記変化が、前記検出器パックの前記管の前記軸が位置している前記平面に対して横切る平面における傾斜と、前記検出器パックの前記管の前記軸が位置している前記平面に対して垂直な平面における傾斜とのうちの１以上を含む、請求項３記載の装置。
5. 前記１以上の固着部分が、前記タブの固着開口部分を含み、前記１以上の動作可能な固着部材が、前記固着開口部分を通って前記支持枠内に延在する固着ねじを含み、前記固着ねじの操作可能な回転により、前記ねじが前記枠に締め付けられる、請求項１記載の装置。
6. 前記１以上の調整部分が、前記タブの調整開口部分を含み、前記１以上の動作可能な調整部材が、前記調整開口部分を通って延在して前記枠内にベアリング係合する止めねじを含み、前記止めねじの操作可能な回転により、前記タブの前記調整開口部分と前記枠との間の間隔が変化する、請求項１記載の装置。
7. 前記１以上の多管検出器パックの構成が複数の検出器パックを含み、各検出器パックが各々の複数の検出管及び取付けタブを有し、前記１以上の動作可能な固着部材が、各々の検出器パックに関連する複数の動作可能な固着部材を含み、前記１以上の動作可能な調整部材が、各々の検出器パックに関連する複数の動作可能な調整部材を含み、前記各々の調整部材の操作により、前記各々の検出器パックの前記各々の管の前記各々の軸が位置する前記各々の平面を相互に平行であるように向ける変化を含む、前記検出器パックの各々の向きを変化させることができる、請求項１記載の装置。