JP2021527317A - 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ - Google Patents
中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021527317A JP2021527317A JP2021518030A JP2021518030A JP2021527317A JP 2021527317 A JP2021527317 A JP 2021527317A JP 2021518030 A JP2021518030 A JP 2021518030A JP 2021518030 A JP2021518030 A JP 2021518030A JP 2021527317 A JP2021527317 A JP 2021527317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- ion beam
- heib
- backing
- targets
- 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
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims abstract description 147
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 24
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 19
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 15
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 13
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- -1 grooves Substances 0.000 claims description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims 2
- QAEKNCDIHIGLFI-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+);2-ethylhexanoate Chemical compound [Co+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O QAEKNCDIHIGLFI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 12
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H6/00—Targets for producing nuclear reactions
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/06—Generating neutron beams
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Description
本明細書中で提供されるのは、高エネルギーイオンビーム標的(HEIB標的)と、(例えば、イオンビーム標的アセンブリを生成するために)HEIB標的の底面に接触するように構成される標的バッキングとを使用する、中性子を生成するためのシステム、デバイス、製品、および方法である。特定の実施形態では、HEIB標的は、標的に当たる高エネルギーイオンビーム中の陽子の貫通深さよりも小さい厚みを有する。特定の実施形態では、標的バッキングは、高水素拡散金属(例えば、パラジウム)を備え、低減させられた陽子または重陽子拡散距離のために、全体にわたって分散された開放空間を有し、HEIB標的を通過する陽子または重陽子の全てまたは事実上全てが停止させられるような形状および厚みを有する。本明細書中で提供されるのはまた、イオンビーム加速器システム内の標的を変更するためのシステム、デバイス、および方法である。
中性子を生産するための公知の方法は、高エネルギー(>2MeV)陽子をベリリウム(Be)標的に衝突させることである。ベリリウムは、溶融および/または熱変形を防止するために冷却される必要がある。典型的な形状は、水冷却ブロックにロウ付けされたBeディスク、または、ホルダに封止されかつ水もしくは他の流体によって(ビームから離れた)背面で直接冷却されるBeブロックである。この方法に一貫した問題は、陽子が埋め込まれる材料を、埋め込まれた陽子が脆化および膨張させることである。最終的に、これは、標的の直接的な物理的劣化(スポーリング)という結果となる。目に見える標的損傷前の典型的な埋め込まれた線量の限界は、約1018陽子/cm2である。高パワー密度システムでは、目に見える損傷は、数分の曝露で発生し得る。
本明細書中で提供されるのは、高エネルギーイオンビーム標的(HEIB標的)および(例えば、イオンビーム標的アセンブリを生成するために)HEIB標的の底面に接触するように構成される標的バッキングを使用する、中性子を生成するためのシステム、デバイス、製品、および方法である。特定の実施形態では、HEIB標的は、標的に当たる高エネルギーイオンビーム中の陽子の貫通深さよりも小さい厚みを有する。いくつかの実施形態では、HEIB標的は、ベリリウム、ウラン、リチウム、リチウム化合物、タングステン、およびタンタルから選択される金属を備える。特定の実施形態では、高エネルギーイオンビームは、陽子および/または重陽子を備える。特定の実施形態では、標的バッキングは、高水素拡散金属(例えばパラジウム)を備え、低減させられた陽子または重陽子拡散距離のために全体にわたって分散された開放空間を有し、HEIB標的を通過する陽子または重陽子の全てまたは事実上全てが停止させられるような形状および厚みを有する。いくつかの実施形態では、高エネルギーイオンビームは、水素イオンまたは重水素イオンを備える。本明細書中では、イオンビーム加速器システム内で標的を変更するためのシステム、デバイス、および方法が提供される。
本明細書で提供されるのは、中性子を生成するためのシステム、デバイス、製品、および方法であり、そのシステム、デバイス、製品、および方法は、高エネルギーイオンビーム標的(HEIB標的)と、(例えば、イオンビーム標的アセンブリを生成するために)HEIB標的の底面に接触するように構成される標的バッキングとを使用する。特定の実施形態では、HEIB標的は、標的に当てる高エネルギーイオンビーム中の陽子の貫通深さよりも小さい厚みを有する。いくつかの実施形態では、HEIB標的は、ベリリウム、ウラン、リチウム、リチウム化合物、タングステン、およびタンタルから選択される金属を備える。特定の実施形態では、イオンビームは、陽子を備える。他の実施形態では、イオンビームは、重陽子を備える。特定の実施形態では、標的バッキングは、高水素拡散金属(例えば、パラジウム)を備え、低減させられた陽子または重陽子拡散距離のために全体にわたって分散された開放空間を有し、HEIB標的を通過する陽子または重陽子の全てまたは事実上全てが停止させられるような形状および厚みを有する。本明細書中で提供されるのはまた、イオンビーム加速器システムにおいて標的を変更するためのシステム、デバイス、および方法である。個々または集合的なイオンビーム標的アセンブリ(およびその構成要素)は、例えば、高エネルギー中性子の任意の非反応源に適用され得る。本テクノロジーの実施形態は、米国特許公報第2011/0096887号、2012/0300890号、米国特許出願第15/873,664号、および2016/0163495号、ならびに、米国特許第8,837,662号および9,024,261号(これらの全ては、参照によって全体が本明細書中に援用される)で説明されるもの等の高エネルギーイオンビーム生成器システムにおいて採用され得る。
Claims (62)
- システムであって、前記システムは、
a)金属を備え、頂面および底面を有する、高エネルギーイオンビーム標的(HEIB標的)であって、
前記金属は、ベリリウム、ウラン、リチウム、タングステンおよびタンタルから成る群から選択され、
前記高エネルギーイオンビームは、陽子および/または重陽子を備え、
前記HEIB標的は、高エネルギーイオンビームに曝露されたときに中性子を生成し、
前記HEIB標的は、前記高エネルギーイオンビーム中の陽子または重陽子の貫通深さよりも小さい、前記頂面と底面との間の厚みを有する、高エネルギーイオンビーム標的と、
b)高水素拡散金属(HHDM)を備える標的バッキングであって、
前記標的バッキングは、全体にわたって分散された開放空間を有し、これにより、陽子または重陽子拡散距離が、前記標的バッキングが前記開放空間のない固体片であった場合に比べて、前記標的バッキング全体にわたって低減させられ、
前記標的バッキングは、前記HEIB標的の前記底面に接触して位置付けられるように構成され、
前記標的バッキングは、前記標的バッキングが前記HEIB標的に接触して位置付けられるときに、前記HEIB標的を通過する前記高エネルギーイオンビーム中の前記陽子および/または重陽子の全てまたは事実上全てが、前記標的バッキングによって停止させられるような形状および厚みを有する、標的バッキングと
を備える、システム。 - 前記開放空間は、細孔、溝、孔、波形、チャネル、オープンセル、ハニカムセル、不規則開口部、またはこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記標的バッキングは、ろう付け、溶接、はんだ付け、拡散、またはボンディングによって、前記HEIB標的の前記底面に取り付けられ、または取り付けられるように構成される、請求項1に記載のシステム。
- c)冷却された基板をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記標的バッキングは、前記冷却された基板に取り付けられ、または取り付けられるように構成される、請求項4に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、i)前記金属を備える第1の層と、ii)ベリリウム、ウラン、リチウム、タングステン、およびタンタルから成る群から選択される、前記第1の層において用いられるものと異なる金属を備える第2の層とを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記冷却された基板は、銅および/またはアルミニウムを備える、請求項4に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、2mmと25mmとの間の厚み、および25mmと150mmとの間の径を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記標的バッキングの前記厚みは、2mmと10mmとの間である、請求項1に記載のシステム。
- 標的バッキングは、パラジウムの薄膜で被覆される固体バナジウムの核を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記HEIB標的の少なくとも94%は、前記金属である、請求項1に記載のシステム。
- 前記高水素拡散金属(HHDM)は、パラジウムを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記高水素拡散金属(HHDM)は、パラジウム、チタン、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、およびこれらの任意の組み合わせから成る群から選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記標的バッキングの少なくとも94%は、前記高水素拡散金属(HHDM)である、請求項1に記載のシステム。
- c)標的チャンバをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記標的バッキングは、前記HEIB標的の前記底面に位置付けられるか、また前記底面に取り付けられ、それによってイオンビーム標的アセンブリを生成し、前記イオンビーム標的アセンブリは、前記標的チャンバ内に位置する、請求項15に記載のシステム。
- c)イオンビームを生み出すように構成されるイオン源と、d)前記イオン源に動作可能に結合され、前記イオンビームを受け取って前記イオンビームを加速させて、前記高エネルギーイオンビームを生成するように構成される加速器とをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記標的バッキングは、前記HEIB標的の前記底面に取り付けられ、それによってイオンビーム標的アセンブリを生成し、前記システムは、e)前記イオンビーム標的アセンブリを含む標的チャンバをさらに備える、請求項17に記載のシステム。
- 前記イオンビーム標的アセンブリは、前記HEIB標的の破壊が前記加速器における真空の裂け目という結果とならないように、サイズ設定され、前記標的チャンバの内側に位置付けられる、請求項18に記載のシステム。
- 前記高エネルギーイオンビーム中の前記陽子または前記重陽子は、2MeVより大きい陽子または重陽子である、請求項1に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、前記バッキング構成要素が前記HEIB標的の前記底面に接触して位置付けられるとき、前記HEIB標的が前記バッキング構成要素に接触して位置づけられないときと比較して、破壊前に少なくとも合計24時間長く前記高エネルギーイオンビームに当てられ得る、請求項1に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、前記バッキング構成要素が前記HEIB標的の前記底面に接触して位置付けられるとき、前記HEIB標的が前記バッキング構成要素に接触して位置づけられないときと比較して、破壊前に少なくとも合計7日間長く前記高エネルギーイオンビームに当てられ得る、請求項1に記載のシステム。
- 製品であって、前記製品は、a)イオンビーム標的アセンブリを備え、前記イオン標的ビームアセンブリは、
i)金属を備えかつ頂面および底面を有する高エネルギーイオンビーム標的(HEIB標的)であって、
前記金属は、ベリリウム、ウラン、リチウム、タングステン、およびタンタルから成る群から選択され、
前記高エネルギーイオンビームは、陽子および/または重陽子を備え、
前記HEIB標的は、高エネルギーイオンビームに曝露されるときに中性子を生成し、
前記HEIB標的は、前記頂面と前記底面との間の厚みを有し、前記頂面と前記底面との間の厚みは、前記高エネルギーイオンビーム中の陽子または重陽子の貫通深さよりも小さい、高エネルギーイオンビーム標的と、
ii)高水素拡散金属(HHDM)を備える標的バッキングであって、
前記標的バッキングは、全体にわたって分散された開放空間を有し、これにより、前記標的バッキングが前記開放空間のない固体片であった場合と比べて、前記陽子または重陽子拡散距離が前記標的バッキング全体にわたって低減させられ、
前記標的バッキングは、前記HEIB標的の前記底面に取り付けられ、
前記標的バッキングは、前記HEIB標的を通過する前記高位エネルギーイオンビーム中の前記陽子または重陽子の全てまたは事実上全てが前記標的バッキングによって停止させられるような形状および厚みを有する、標的バッキングと
を備える、製品。 - 前記開放空間は、細孔、溝、孔、波形、チャネル、オープンセル、ハニカムセル、不規則開口部、またはこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項23に記載のシステム。
- 前記標的バッキングは、ろう付け、はんだ付け、溶接、または拡散ボンディングによって前記HEIB標的の前記底面に取り付けられる、請求項23に記載のシステム。
- b)冷却された基板をさらに備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、i)前記金属を備える第1の層と、ii)ベリリウム、ウラン、リチウム、タングステン、およびタンタルから成る群から選択される、前記第1の層において用いられるものと異なる金属を備える第2の層とを備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記冷却された基板は、銅および/またはアルミニウムを備える、請求項26に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、2mmと25mmとの間の厚み、および25mmと150mmとの間の径を有する、請求項23に記載のシステム。
- 前記標的バッキングの前記厚みは、2mmと10mmとの間である、請求項23に記載のシステム。
- 前記標的バッキングは、パラジウムの薄膜で被覆される固体バナジウムの核を備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記HEIB標的の少なくとも95%は、前記金属である、請求項23に記載のシステム。
- 前記高水素拡散金属(HHDM)は、パラジウムを備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記高水素拡散金属(HHDM)は、パラジウム、チタン、バナジウム、ニオブ、ジルコニウム、およびこれらの任意の組み合わせから成る群から選択される、請求項23に記載のシステム。
- 前記標的バッキングの少なくとも95%は、前記高水素拡散金属(HHDM)である、請求項23に記載のシステム。
- b)標的チャンバをさらに備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記イオンビーム標的アセンブリは、前記標的チャンバ内に位置する、請求項36に記載のシステム。
- b)イオンビームを生み出すように構成されるイオン源と、c)前記イオン源に動作可能に結合され、前記イオンビームを受け取って前記イオンビームを加速させて、前記高エネルギーイオンビームを生成するように構成される加速器とをさらに備える、請求項23に記載のシステム。
- e)前記イオンビーム標的アセンブリを含む標的チャンバをさらに備える、請求項38に記載のシステム。
- 前記イオンビーム標的アセンブリは、前記HEIB標的の破壊が前記加速器における真空の裂け目という結果にならないように、サイズ設定され、前記標的チャンバの内側に位置付けられる、請求項39に記載のシステム。
- 前記高エネルギーイオンビーム中の陽子または重陽子は、2MeVより大きい陽子または重陽子である、請求項23に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、前記バッキング構成要素が前記HEIB標的の前記底面に取り付けられるとき、前記HEIB標的が前記バッキング構成要素に取り付けられないときと比較して、破壊前に少なくとも合計24時間長く前記高エネルギーイオンビームに当てられ得る、請求項23に記載のシステム。
- 前記HEIB標的は、前記バッキング構成要素が前記HEIB標的の前記底面に取り付けられるとき、前記HEIB標的が前記バッキング構成要素に取り付けられないときと比較して、破壊前に少なくとも合計7日間長く前記高エネルギーイオンビームに当てられ得る、請求項23に記載のシステム。
- 中性子を生成する方法であって、前記方法は、
a)請求項1〜22のうちのいずれか一項に記載のHEIB標的および標的バッキングの両方、または請求項23〜43のうちのいずれか一項に記載のイオンビーム標的アセンブリを、イオンビーム加速器システムの標的チャンバ内に挿入することと、
b)前記イオン加速器システムを用いて高エネルギーイオンビームを生成することによって、前記高エネルギーイオンビームが前記HEIB標的に当たり、それによって中性子を生成することと
を備える、方法。 - c)前記中性子の少なくともいくつかを収集することをさらに備える、請求項44に記載の方法。
- ステップb)は、前記HEIB標的の破壊なく少なくとも2日間継続的に実施される、請求項44に記載の方法。
- ステップb)は、前記HEIB標的の破壊なく少なくとも14日間継続的に実施される、請求項44に記載の方法。
- a)イオンビームを生み出すように構成されるイオン源と、
b)前記イオン源に動作可能に結合され、前記イオンビームを受け取って前記イオンビームを加速させて、加速されたイオンビームを生成するように構成される加速器と、
c)標的保持機構を備える標的チャンバであって、前記標的保持機構は、
i)前記加速されたイオンビームに当てられたときに中性子を生成して時間経過により放射性標的となる標的を保持することと、
ii)前記放射性標的が長柄ツールを用いて前記標的チャンバから取り除かれることを可能とすることであって、前記長柄ツールは、前記長柄ツールのユーザが照射されることを防ぐ、ことと
を行うように構成される、標的チャンバと
を備える、システム。 - a)少なくとも2つの標的のセットのうちの第1の標的をイオンビーム加速器内に挿入することと、
b)前記イオンビーム加速器をある長さの時間の間作動させることによって、イオンビームが前記第1の標的に当たり、それによって中性子を生成して、前記第1の標的を第1の放射性標的にすることと、
c)前記イオンビーム加速器から前記第1の放射性標的を取り除くことと、
d)前記少なくとも2つの標的のセットのうちの第2の標的を前記イオンビーム加速器内に挿入することと、
e)前記イオンビーム加速器をある長さの時間の間作動させることによって、イオンビームが前記第2の標的に当たり、それによって中性子を生成して、前記第2の標的を第2の放射性標的にすることと、
f)冷却された第1の標的を生成するように、前記第1の放射性標的が時間経過によって冷却されて実質的または完全に非放射性となったことを識別し、前記冷却された第1の標的を前記イオンビーム加速器内に挿入することと、
g)前記イオンビーム加速器をある長さの時間の間作動させることによって、イオンビームが前記冷却された第1の標的に当たり、それによって中性子を生成して、前記第1の冷却された標的を再び放射性の第1の標的とすることと
を含む、方法。 - 前記少なくとも2つの標的は、前記第1の標的および前記第2の標的、ならびに、第3の標的、第4の標的および第5の標的を含む少なくとも5つの標的であり、ステップa)およびステップb)は、前記第3の標的、その後前記第4の標的、その後前記第5の標的を用いて繰り返される、請求項49に記載の方法。
- ステップf)およびステップg)は、前記第2の標的、第3の標的、第4の標的、および第5の標的を用いて、各々が冷却された後に繰り返される、請求項49に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの標的は、少なくとも10個の標的である、請求項49に記載の方法。
- a)イオンビームを生み出すように構成されるイオン源と、
b)前記イオン源に動作可能に結合され、前記イオンビームを受け取って前記イオンビームを加速させて、加速されたイオンビームを生成するように構成される加速器と、
c)前記加速されたイオンビームを受け取るように構成される標的チャンバと、
d)標的変更機構であって、前記標的変更機構は、
i)複数の標的を保持することであって、各標的は、前記標的チャンバ内で、前記加速されたイオンビームに当てられたときに中性子を生成する、ことと、
ii)前記標的チャンバの内側にあり前記加速されたイオンビームの通路内にある第1の位置に、前記複数の標的のうちの1つを保持すると共に、前記標的チャンバの外側に残りの標的を保持することと、
iii)前記第1の位置にある前記標的を前記標的チャンバの外側の位置に移動させ、前記残りの標的のうちの1つを前記標的チャンバの内側の前記第1の位置に移動させることと
を行うように構成される、標的変更機構と
を備える、システム。 - 前記複数の標的のうちの少なくとも1つは、前記第1の位置にないときに、任意の蓄積された放射が実質的または完全に放散することを可能とする前記チャンバの外側の位置にある、請求項53に記載のシステム。
- 前記複数の標的のうちの少なくとも1つは、前記第1の位置にないときに、前記加速されたイオンビームの動作を停止または妨害することなく前記システムから取り除かれ得る、請求項53に記載のシステム。
- 前記標的変更機構は、カルーセル、タレットまたはマガジンを備える、請求項53に記載のシステム。
- 前記複数の標的のうちの少なくとも1つは、前記第1の位置にないときに、自動的に放射容器内に堆積させられる、請求項53に記載のシステム。
- 標的変更機構は、1または複数の追加の標的が、前記加速されたイオンビームの動作を停止または妨害することなく前記標的変更機構によって追加および保持されることを可能とするようにさらに構成される、請求項53に記載のシステム。
- 標的チャンバを有するイオンビーム加速器のための標的変更機構を備えるデバイスであって、前記標的変更機構は、
a)複数の標的を保持することであって、各標的は、前記標的チャンバ内で、加速されたイオンビームに当てられたときに中性子を生成する、ことと、
b)前記標的チャンバの内側にあり前記加速されたイオンビームの通路内にある第1の位置に、前記複数の標的のうちの1つを保持すると共に、前記標的チャンバの外側に残りの標的を保持することと、
c)前記第1の位置にある前記標的を前記標的チャンバの外側の位置に移動させ、前記残りの標的のうちの1つを前記標的チャンバの内側の前記第1の位置に移動させることと
を行うように構成される、デバイス。 - 前記標的のうちの少なくとも1つは、i)第1の金属を備える第1の層と、ii)前記第1の層で用いられる金属と異なる第2の金属を備える第2の層とを備え、前記第1の層および前記第2の層のための前記金属は、ベリリウム、ウラン、リチウム、タングステン、およびタンタルから成る群から選択される、請求項59に記載のデバイス。
- 前記標的、標的保持機構、または標的チャンバのいずれかは、アルミニウム、バナジウム、アルミニウム青銅、アルミニウムベースのろう付け、またはこれらの任意の組み合わせを備えるかまたはさらに備える、請求項1〜59のうちのいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- アルミニウム、バナジウム、アルミニウム青銅、アルミニウムベースのろう付け、またはこれらの任意の組み合わせから構成されるろう付け材料、溶接材料、および/または少なくとも1つの固定具をさらに備える、請求項1〜60のうちのいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023096837A JP2023107893A (ja) | 2018-06-06 | 2023-06-13 | 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862681432P | 2018-06-06 | 2018-06-06 | |
US62/681,432 | 2018-06-06 | ||
PCT/US2019/035326 WO2019236537A2 (en) | 2018-06-06 | 2019-06-04 | Ion beam target assemblies for neutron generation |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023096837A Division JP2023107893A (ja) | 2018-06-06 | 2023-06-13 | 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021527317A true JP2021527317A (ja) | 2021-10-11 |
JP7324839B2 JP7324839B2 (ja) | 2023-08-10 |
Family
ID=68764435
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021518030A Active JP7324839B2 (ja) | 2018-06-06 | 2019-06-04 | 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ |
JP2023096837A Pending JP2023107893A (ja) | 2018-06-06 | 2023-06-13 | 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023096837A Pending JP2023107893A (ja) | 2018-06-06 | 2023-06-13 | 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US10874013B2 (ja) |
EP (1) | EP3804475A4 (ja) |
JP (2) | JP7324839B2 (ja) |
KR (1) | KR20210025040A (ja) |
CA (2) | CA3102292A1 (ja) |
WO (1) | WO2019236537A2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6697396B2 (ja) * | 2014-04-24 | 2020-05-20 | トライアンフTriumf | モリブデンに粒子ビームを照射するためのターゲットアセンブリ及びその製造方法 |
EP3804475A4 (en) | 2018-06-06 | 2022-03-23 | Phoenix Neutron Imaging LLC | ION BEAM TARGET ARRANGEMENTS FOR NEUTRON GENERATION |
CN113640853B (zh) * | 2021-07-16 | 2024-05-10 | 中国原子能科学研究院 | 一种用于测量高注量率热中子裂变电离室的靶结构 |
AU2022309543A1 (en) * | 2021-07-16 | 2024-02-15 | Neuboron Therapy System Ltd. | Target material for particle beam generation apparatus |
CN115499993B (zh) * | 2022-10-21 | 2024-02-20 | 国重医疗科技(重庆)有限公司 | 中子靶系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60198100A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-10-07 | ジエネラル マイニング ユニオン コ−ポレ−シヨン リミテツド | 中性子を生成するためのタ−ゲツト |
WO2008025737A1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Ion Beam Applications S.A. | Neutron generating device for boron neutron capture therapy |
JP2011185784A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ターゲット装置およびこれを備えた中性子捕捉療法装置 |
CN108093552A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种用于加速器中子源的微流道靶系统 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB931076A (en) * | 1957-07-10 | 1963-07-10 | Atomic Energy Commission | Thermonuclear reactor and process |
FR1584364A (ja) * | 1968-08-08 | 1969-12-19 | ||
US3860827A (en) | 1972-09-05 | 1975-01-14 | Lawrence Cranberg | Neutron generator target assembly |
US3924137A (en) * | 1974-08-27 | 1975-12-02 | Nasa | Deuterium pass through target |
US3993910A (en) * | 1975-12-02 | 1976-11-23 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research & Development Administration | Liquid lithium target as a high intensity, high energy neutron source |
US5870447A (en) * | 1996-12-30 | 1999-02-09 | Brookhaven Science Associates | Method and apparatus for generating low energy nuclear particles |
DE602005021387D1 (de) * | 2004-09-28 | 2010-07-01 | Soreq Nuclear Res Ct Israel At | Verfahren und system zur herstellung von radioisotopen |
EP2054895A2 (en) * | 2006-08-18 | 2009-05-06 | Unified Gravity Corporation | Hydrogen-lithium fusion device, method and applications |
CN101952899B (zh) | 2007-12-28 | 2014-05-28 | 凤凰原子实验室有限责任公司 | 高能质子或中子源 |
RU2494484C2 (ru) | 2008-05-02 | 2013-09-27 | Шайн Медикал Текнолоджис, Инк. | Устройство и способ производства медицинских изотопов |
US20100067640A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Willis Carl A | High-Power-Density Lithium Target for Neutron Production |
JP6002579B2 (ja) | 2009-12-15 | 2016-10-05 | フェニックス ニュークリア ラブズ エルエルシー | 貨物専用コンテナの内容物を検査する装置及び貨物専用コンテナ内の物質を識別する方法 |
US10978214B2 (en) | 2010-01-28 | 2021-04-13 | SHINE Medical Technologies, LLC | Segmented reaction chamber for radioisotope production |
US20130129027A1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-23 | Richard Harris Pantell | High Flux Neutron Source |
JP5888760B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2016-03-22 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 中性子発生源および当該中性子発生源の製造方法、中性子発生装置 |
US9894746B2 (en) * | 2012-03-30 | 2018-02-13 | General Electric Company | Target windows for isotope systems |
HUE061211T2 (hu) * | 2012-04-27 | 2023-05-28 | Triumf Inc | Eljárás, rendszerek és berendezés technécium-99m ciklotronos elõállítására |
WO2013181646A2 (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Rapiscan Systems, Inc. | Methods and systems for time-of-flight neutron interrogation for material descrimination |
WO2015006065A1 (en) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | Phoenix Nuclear Labs Llc | High reliability, long lifetime, negative ion source |
CN107001048B (zh) * | 2014-12-04 | 2019-09-27 | 株式会社钟化 | 高真空用层间热接合性石墨片 |
CA3050512A1 (en) | 2017-01-18 | 2018-08-09 | Phoenix Llc | High power ion beam generator systems and methods |
EP3804475A4 (en) | 2018-06-06 | 2022-03-23 | Phoenix Neutron Imaging LLC | ION BEAM TARGET ARRANGEMENTS FOR NEUTRON GENERATION |
-
2019
- 2019-06-04 EP EP19816015.2A patent/EP3804475A4/en active Pending
- 2019-06-04 WO PCT/US2019/035326 patent/WO2019236537A2/en unknown
- 2019-06-04 JP JP2021518030A patent/JP7324839B2/ja active Active
- 2019-06-04 CA CA3102292A patent/CA3102292A1/en active Pending
- 2019-06-04 CA CA3225455A patent/CA3225455A1/en active Pending
- 2019-06-04 US US16/430,839 patent/US10874013B2/en active Active
- 2019-06-04 KR KR1020217000169A patent/KR20210025040A/ko not_active Application Discontinuation
-
2020
- 2020-12-22 US US17/130,190 patent/US11612048B2/en active Active
-
2023
- 2023-02-15 US US18/110,090 patent/US11903117B2/en active Active
- 2023-06-13 JP JP2023096837A patent/JP2023107893A/ja active Pending
- 2023-12-28 US US18/398,521 patent/US20240179827A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60198100A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-10-07 | ジエネラル マイニング ユニオン コ−ポレ−シヨン リミテツド | 中性子を生成するためのタ−ゲツト |
WO2008025737A1 (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Ion Beam Applications S.A. | Neutron generating device for boron neutron capture therapy |
JP2011185784A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ターゲット装置およびこれを備えた中性子捕捉療法装置 |
CN108093552A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种用于加速器中子源的微流道靶系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3804475A4 (en) | 2022-03-23 |
US11612048B2 (en) | 2023-03-21 |
CA3102292A1 (en) | 2019-12-12 |
KR20210025040A (ko) | 2021-03-08 |
JP2023107893A (ja) | 2023-08-03 |
US10874013B2 (en) | 2020-12-22 |
US11903117B2 (en) | 2024-02-13 |
EP3804475A2 (en) | 2021-04-14 |
US20230209695A1 (en) | 2023-06-29 |
US20240179827A1 (en) | 2024-05-30 |
JP7324839B2 (ja) | 2023-08-10 |
WO2019236537A2 (en) | 2019-12-12 |
US20210112653A1 (en) | 2021-04-15 |
WO2019236537A3 (en) | 2020-02-13 |
US20190380195A1 (en) | 2019-12-12 |
CA3225455A1 (en) | 2019-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7324839B2 (ja) | 中性子生成のためのイオンビーム標的アセンブリ | |
US20210272716A1 (en) | Neutron target for boron neutron capture therapy | |
Borghesi et al. | Fast ion generation by high-intensity laser irradiation of solid targets and applications | |
JP6113453B2 (ja) | 中性子発生装置用のターゲットとその製造方法 | |
JP2006047115A (ja) | 中性子発生装置及びターゲット、並びに中性子照射システム | |
JP5643678B2 (ja) | 照射ターゲット位置決めシステムを用意する方法 | |
JP6722281B2 (ja) | 中性子捕捉療法に用いられるビーム整形体 | |
TWI757723B (zh) | 中子捕獲治療系統 | |
JP2014044098A (ja) | 荷電粒子照射ターゲット冷却装置、荷電粒子照射ターゲット、および中性子発生方法 | |
Mokhov et al. | Beam-material interaction | |
JP7319252B2 (ja) | イオンビームターゲット用の基板の表面改質のための方法およびシステム | |
JP2011033512A (ja) | 中性子発生源用ターゲット | |
US6560314B2 (en) | Beam converter | |
US20240055214A1 (en) | Pebble bed beam converter | |
Basko et al. | On possible target design for a heavy ion ignition facility | |
Gonzlez | Design of a 3d printed pre-loaded liquid lithium divertor target and testing at magnum-psi | |
Boiko et al. | Distribution of the relativistic electrons of an intense beam in a solid target |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230613 |
|
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: 20230704 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230731 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7324839 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |