JP2024513390A - 目的材料の保護のための材料および構成 - Google Patents

目的材料の保護のための材料および構成 Download PDF

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Abstract

不動態化領域およびデバイス構成が、本明細書に説明される。不動態化領域は、下層領域から不動態化領域の中への目的材料の拡散、および／または不動態化領域を通した目的材料の拡散に対してシールするように構成されることができる。不動態化領域は、下層領域に向かう不動態化領域の中への外部供給または周囲物質の拡散、および／または不動態化領域を通した外部供給または周囲物質の拡散に対してシールするようにも構成されることができる。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その内容があらゆる目的のために参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる２０２１年４月２日に出願された「ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＯＢＪＥＣＴＩＶＥ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ」と題された米国仮出願第６３／１７０，１０８号の優先権を主張する。
（技術分野）
本明細書に説明される主題は、概して、目的材料の保護または不動態化、例えば、中性子発生デバイス内のリチウム層の不動態化に関する。
デバイス内の材料を保護または不動態化することが望ましい多数の用途が、存在する。１つのそのような用途は、ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）であり、それは、様々なタイプの癌（最も困難なタイプを含む）の治療の比較的に新しいモダリティを表す。ＢＮＣＴは、ホウ素化合物を使用して正常細胞を温存しながら、選択的に腫瘍細胞を治療することを目標とする技法である。ホウ素を含む物質が、血管の中に注入され、ホウ素は、腫瘍細胞内に集まる。患者は、次いで、中性子ビームの形態における放射線を受け取る。中性子は、陽子ビームと、標的基質上に位置付けられたリチウムまたはベリリウム等の中性子発生材料との相互作用によって生成される。結果として生じる中性子ビームは、減速させられ、患者に集中させられ、中性子は、ホウ素と反応し、腫瘍細胞を選択的に死滅させる。
中性子発生材料は、あるタイプの粒子またはプラズマと相互作用し得る層、被覆、またはコーティングとして位置付けられることができる。リチウムが、従来の例であるが、それは、通常の周囲条件（例えば、一般的な実験室空間において見出されるもの等の室温における空気等）において取り扱うことが困難である非常に反応性かつ腐食性の金属である。リチウムは、大気空気中で水分、窒素、および／または酸素と激しく反応し、急速に変色および／または酸化する。リチウムは、窒化物および水酸化物（例えば、水酸化リチウム（ＬｉＯＨおよびＬｉＯＨ－Ｈ２Ｏ）、窒化リチウム（Ｌｉ３Ｎ）、および炭酸リチウム（ＬｉＯＨとＣＯ２との間の二次反応の結果であるＬｉ２ＣＯ３））に変わり、それは、粉塵の形態において基質から剥離し得る。空気および水分は、そのような反応のための触媒としての機能を果たす。
安全な取り扱いのために、一例では、リチウムは、グローブボックスの内側で基質に取り付けられ、不活性純ガス（例えば、アルゴン）で充填され得る。グローブボックスから作業エリアへのリチウムの移送は、空気中の水分の量が、リチウムがあまりにも著しく酸化または変色することを防止するために十分に少ない「乾燥室」の使用を要求する。しかしながら、乾燥室で作業する人間は、自然に水分を導入し、乾燥室によってもたらされる利益を排除する。さらに、乾燥室の建設は、複雑かつ高価である。
上記の欠点に対処する試みは、リチウムが使用される特定の用途に応じて、限定された成功を収めているか、または、いかなる成功も収めていない。リチウム標的の表面上のＬｉ３Ｎの合成が、提案されている。そのようなアプローチの不利点は、Ｌｉ３Ｎ層の厚さを制御できないことと、Ｌｉ３Ｎ中のリチウムの高い拡散係数とを含む。さらに、そのようなアプローチは、超高真空（ＵＨＶ）条件であっても、汚染または酸化のリスクを排除しない。
ステンレス鋼（ＳＳ）の薄い層によって被覆または保護されるリチウムの厚い層も、解決策として提案されている。そのようなアプローチは、リチウムが保護され、実行可能である限定された時間間隔（例えば、１０分のみ）に悩まされる。さらに、加速器標的材料の上に適用される厚いコーティングに関連付けられたアプローチは、加速器粒子の減速、したがって、より低い収率または所望の反応の完全な妨害をもたらす。
ベリリウム（Ｂｅ）および／またはアルミニウム（Ａｌ）の耐酸化層も、提案されている。そのようなアプローチに関連付けられた欠点は、リチウムとアルミニウムとが接触するときのそれら間の高い反応性と、リチウムを通したアルミニウムの急速な拡散とを含む。さらに、ベリリウムは、危険であり、扱うことが困難である。
これらおよび他の理由から、材料の不動態化を促進する改良されたシステム、デバイス、および方法に関する必要性が、存在する。
目的材料の保護または不動態化のためのシステム、デバイス、および方法の例示的実施形態が、本明細書に説明される。不動態化領域が、下層領域から不動態化領域の中への（および／またはそれを通した）目的材料の拡散に対してシールするように構成されることができる。不動態化領域は、下層領域に向かわせる不動態化領域の中への（および／またはそれを通した）外部供給または周囲物質の拡散に対してシールするようにも構成されることができる。単一および多層構成を有する不動態化領域が、説明される。例示的実施形態は、目的材料がリチウムである中性子発生用途の文脈において説明される。
本明細書に説明される主題の他のシステム、デバイス、方法、特徴、および利点が、以下の図および詳細な説明を検討すると、当業者に明白であろう、または明白となるであろう。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴、および利点が、本説明内に含まれ、本明細書に説明される主題の範囲内であり、付随の請求項によって保護されることを意図している。請求項にそれらの特徴の明確な列挙がない限り、いかようにも例示的実施形態の特徴が、添付される請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。
本明細書に記載される主題の詳細は、その構造および動作の両方に関して、同様の参照番号が同様の部分を指す、付随の図の検討によって明白であり得る。図中の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、主題の原理を図示することに重点が置かれている。また、全ての図示は、概念を伝えることを意図しており、相対的なサイズ、形状、および他の詳細な属性は、文字通りまたは精密にではなく、図式的に図示され得る。
図１Ａは、中性子ビームシステムの例示的実施形態の概略図である。
図１Ｂは、中性子ビームシステムの別の例示的実施形態の概略図である。
図２は、標的アセンブリサブシステムの例示的実施形態を描写する断面図である。
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、中性子発生標的の例示的実施形態を描写する断面図、正面斜視図、および後面斜視図である。 図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、中性子発生標的の例示的実施形態を描写する断面図、正面斜視図、および後面斜視図である。
図４Ａ－４Ｂは、中性子発生標的の例示的実施形態を描写する断面図である。
図５は、中性子発生標的の例示的実施形態を描写する断面図である。
図６Ａ－６Ｃは、中性子発生標的の例示的実施形態を描写する断面図である。
図７Ａ－７Ｂは、中性子発生標的の例示的実施形態を描写する断面図である。
図８は、サンプル片から実験的に収集されたＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）データを描写するグラフである。
図９は、フッ化リチウムを含む不動態化領域を伴う標的の例示的実施形態を描写する上下写真の一連の時系列を含む。
図１０Ａ－１０Ｃは、標的（右）の例示的実施形態に隣接する裸リチウム基質（左）を描写する上下写真の一連の時系列を含む。
図１１は、サンプル片から実験的に収集されたＸＰＳデータを描写するグラフである。
本主題が詳細に説明される前に、本開示が、説明される特定の実施形態に限定されず、したがって、当然ながら、変動し得ることを理解されたい。本明細書に使用される専門用語が特定の実施形態を説明する目的のためのものにすぎず、本開示の範囲が添付される請求項によってのみ限定されるであろうから、限定であることを意図していないことも理解されたい。
中性子発生標的および他の高エネルギーデバイスまたは構造は、多くの場合、リチウムのような腐食性および／または可動性化学成分を有する。これらの腐食性および／または可動性材料の不動態化または保護のためのシステム、デバイス、および方法の例示的実施形態が、本明細書に説明される。議論を容易にするために、不動態化または保護することが目的である材料は、本明細書では目的材料と称され得る。不動態化領域は、不動態化領域の中への（およびそれを完全に通した）目的材料の拡散を抑制することによって、目的材料を定位置に保持または維持するように構成されることができる。不動態化領域は、周囲環境内の化学物質から目的材料を隔離し、それによって、汚染物質（例えば、窒素および酸素等の空気成分または水素および酸素等の水成分）および他の所望されない腐食反応から目的材料を保護するように構成されることもできる。
目的材料が使用される用途は、広く変動し得る。この多種多様な用途における目的材料のための不動態化の例示的実施形態が、本明細書に説明される。用途の非包括的リストは、以下を含む：核融合炉および核分裂炉等の研究またはエネルギー発生および商業化のための原子炉；医療用途（医療診断システム、医療撮像システム、または放射線療法システム等）、科学ツール、産業または製造プロセス（半導体チップの製造等）、材料性質の改変（表面処理等）、食品の照射、または医療滅菌における病原体破壊のために使用される粒子加速器；および、貨物またはコンテナ検査等の撮像用途。
説明を容易にするために、本明細書に説明される多くの実施形態は、ＢＮＣＴにおける使用のために構成される中性子発生標的における中性子発生材料としてリチウム目的材料を使用する放射線療法システムの文脈においてそのように行われるであろう。実施形態は、ベリリウム（Ｂｅ）等の他の中性子発生材料とともに使用されることができる。実施形態は、中性子生成またはＢＮＣＴ用途に限定されない。
（例示的ＢＮＣＴ用途）
図に詳細に目を向けると、図１Ａは、本開示の実施形態との使用のためのビームシステム１０の例示的実施形態の概略図である。図１Ａでは、ビームシステム１０は、源１２と、低エネルギービームライン（ＬＥＢＬ）１４と、低エネルギービームライン（ＬＥＢＬ）１４に結合された加速器１６と、加速器１６から標的１００まで延びている高エネルギービームライン（ＨＥＢＬ）１６とを含む。ＬＥＢＬ１４は、ビームを源１２から加速器１６の入力に輸送するように構成され、加速器１６は、次に、ＬＥＢＬ１４によって輸送されるビームを加速することによって、ビームを生成するように構成される。ＨＥＢＬ１８は、ビームを加速器４０の出力から標的１００に移送する。標的１００は、入射ビームによって印加される刺激に応答して、所望の結果を生成するように構成される構造であり得るか、または、ビームの性質を修正することができる。標的１００は、システム１０の構成要素であり得るか、または、少なくとも部分的に、システム１０によって調整または製造されるワークピースであり得る。
図１Ｂは、ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）における使用のための中性子ビームシステム１０の別の例示的実施形態を図示する概略図である。ここでは、源１２は、イオン源であり、加速器１６は、タンデム加速器である。中性子ビームシステム１０は、荷電粒子ビーム注入器としての役割を果たす前段加速器システム２０と、前段加速器システム２０に結合された高電圧（ＨＶ）タンデム加速器１６と、タンデム加速器１６から標的１００（図示せず）を格納する中性子標的アセンブリ２００まで延びているＨＥＢＬ１８とを含む。本実施形態において、標的１００は、十分なエネルギーの陽子による衝突に応答して、中性子を発生させるように構成され、中性子発生標的と称され得る。中性子ビームシステム１０および前段加速器システム２０は、本明細書に説明されるそれらの他の例等の他の用途のためにも使用されることができ、ＢＮＣＴに限定されない。
前段加速器システム２０は、イオンビームをイオン源１２からタンデム加速器１６の入力（例えば、入力開口）に輸送するように構成され、したがって、ＬＥＢＬ１４としての機能も果たす。結合される高電圧電力供給源４２によって給電されるタンデム加速器１６は、概して、加速器１６内に位置付けられる加速電極に印加される電圧の２倍に等しいエネルギーを伴う陽子ビームを生成することができる。陽子ビームのエネルギーレベルは、加速器１６の入力から最も内側の高電位電極まで負水素イオンのビームを加速し、各イオンから２つの電子を奪取し、次いで、生じた陽子を同じ印加電圧によって下流に加速することによって、達成されることができる。
ＨＥＢＬ１８は、加速器１６の出力から中性子標的アセンブリ２００内の標的まで陽子ビームを移送することができ、中性子標的アセンブリ２００は、患者治療室の中に延びているビームラインの枝７０の端部に位置付けられている。システム１０は、陽子ビームを１つ以上の標的および関連付けられた治療エリアのうちの任意の数のものに向かわせるように構成されることができる。本実施形態において、ＨＥＢＬ１８は、３つの異なる患者治療室の中に延在し得る３つの枝７０、８０、および９０を含み、患者治療室において、各枝は、標的アセンブリ２００および下流のビーム成形装置（図示せず）において終端することができる。ＨＥＢＬ１８は、ポンプチャンバ５１と、ビームの焦点はずれを防止するための四重極磁石５２および７２と、ビームを治療室の中に操向するための双極子または曲げ磁石５６および５８と、ビーム補正器５３と、電流モニタ５４および７６等の診断装置と、高速ビーム位置モニタ５５区分と、走査磁石７４とを含むことができる。
ＨＥＢＬ１８の設計は、治療施設の構成（例えば、治療施設の１階建て構成、治療施設の２階建て構成等）に依存する。ビームは、曲げ磁石５６の使用によって、標的アセンブリ（例えば、治療室の近傍に位置付けられる）２００に送達されることができる。四重極磁石７２は、次いで、ビームを標的においてあるサイズに集束させるために含まれることができる。次いで、ビームは、１つ以上の走査磁石７４を通過し、それは、所望のパターン（例えば、螺旋状、曲線状、行および列における階段状、それらの組み合わせ、およびその他）において標的表面上へのビームの側方移動を提供する。ビーム側方移動は、リチウム標的上での陽子ビームの滑らかかつ一様な時間平均分布を達成し、過熱を防止し、リチウム層内での中性子発生を可能な限り均一にすることに役立つことができる。
走査磁石７４に入った後、ビームは、ビーム電流を測定する電流モニタ７６の中に送達されることができる。標的アセンブリ２００は、ゲート弁７７を用いてＨＥＢＬ容積から物理的に分離されることができる。ゲート弁の主要な機能は、標的を装填する間、および／または使用済み標的を新しいものと交換する間の標的からのビームラインの真空容積の分離である。実施形態において、ビームは、曲げ磁石５６によって９０度曲げられないこともあり、それは、むしろ、図１Ｂの右側に真っ直ぐ進み、次いで、水平ビームライン内に位置する四重極磁石５２に入る。ビームは、続けて、建物および部屋構成に応じて、別の曲げ磁石５８によって必要とされる角度に曲げられ得る。そうでなければ、曲げ磁石５８は、同じ階上に位置する２つの異なる治療室のために、ビームラインを２つの方向に分割するためのＹ形磁石と置換され得る。
図２Ｂは、図１Ｂに示される中性子ビームシステム１０の標的アセンブリサブシステム２００の例示的実施形態を描写する断面図の図面である。本実施形態において、中性子発生標的１００は、キャップ２０２とＨＥＢＬ１８の真空またはほぼ真空の内部領域２１０との間に封入されている。矢印Ｂは、上流側の面１１２に最初に衝突する荷電粒子（例えば、陽子）ビームの方向を示す。標的１００の冷却は、反対の下流側１１４（そこから、中性子ビームが、標的１００から出る）において成し遂げられることができる。キャップ２０２は、ＨＥＢＬ１８にボルト留めされ、したがって、標的１００とＨＥＢＬ１８の真空領域２１０との間の真空気密シール２０６と、標的１００と冷却剤入口２０４および出口２０８との間の水密シール２０５との両方を提供することができる。
（不動態化領域の例示的実施形態）
図３Ａは、ＢＮＣＴのための不動態化された中性子発生標的１００の例示的実施形態を描写する断面図である。図３Ｂおよび３Ｃは、それぞれ、標的１００の上流側１１２および下流側１１４の斜視図である。標的１００は、領域１１０内に目的材料を含む。目的材料のいくつかの例は、リチウム（例えば、天然に豊富に存在するリチウムまたはリチウム－７）およびベリリウムである。領域１１０の上流（例えば、上方）の位置において、標的１００は、本明細書に説明されるように拡散を抑制すること等によって、領域１１０を保護するように構成された不動態化領域３０２を含む。不動態化領域３０２および領域１１０は、例えば、平面、凹状、凸状、丸形、球形または半球形、円錐形、不規則、および／またはそれらの任意の組み合わせであるものを含む様々な異なる形状において構成されることができる。
本実施形態において、領域１１０は、平面中性子発生層として構成され、平面中性子発生層は、基質構造１２０に基質１２０の第１の（または上流）表面１２１上で結合されている。方向Ｂに伝搬する陽子ビーム（例えば、ＨＥＢＬ１８（図示せず）に沿ってタンデム加速器１６から）は、不動態化領域３０２を通過し、次いで、層１１０と相互作用し、中性子を生成し、次に、中性子は、基質１２０を通過し、標的１００の下流側１１４から出る。中性子発生プロセスは、目的材料（例えば、リチウム）を（例えば、ベリリウム、７Ｂｅの）放射性同位体に変換する。
基質１２０は、入射陽子ビームの高エネルギーレベルを放散するための熱除去のために構成されることができる。不動態化領域３０２および中性子発生層１１０は、好ましくは、陽子エネルギーが中性子形成のための核反応の閾値（例えば、リチウム－７に関して１．８８ＭｅＶ）を下回った後、比較的にすぐに陽子が層１１０から出ることを可能にする総厚を有する。これは、層１１０におけるさらなるエネルギー放散を回避し、さらなるエネルギー放散は、非効率的であり、中性子生成なしでの層１１０の加熱につながる。陽子は、中性子発生材料層１１０を基質１２０まで貫通し、基質１２０において、または部分的に基質１２０において、および部分的に標的１００の下流に位置する別の構成要素においてそれらの残りのエネルギーを放散することができる。基質１２０は、例えば、銅（Ｃｕ）、銅－ダイヤモンド粉末複合物、ＣＶＤダイヤモンド等の高い熱伝導率を有する材料から作製されることができる。標的１００は、ブリスタリングを抑制するための１つ以上の材料（層１００と基質１２０との間のタンタル層等）を含むことができる。基質１２０の下流側１１４は、熱（例えば、約２５キロワット（ｋＷ）の熱出力）を除去するように設計されたチャネル１２２を通した冷却剤流動によって能動的に冷却されることができる。チャネル１２２は、図３Ｃに描写されるような螺旋構成または所望に応じて別の構成を有することができる。
層１１０の目的材料は、リチウムのような高可動性または拡散性材料であり得る。不動態化領域３０２は、領域３０２の中への（または、領域３０２を通した）下流から上流方向における層１１０の内部目的材料の拡散を抑制する（例えば、それに対してシールすること、それを実質的に抑制すること、またはそれを完全に防止することを行う）ように構成されることができ、領域３０２において、目的材料は、別の物質または周囲環境と接触し得る。目的材料の拡散の抑制は、領域３０２の１つ以上の層内の１つ以上の異なる材料によって成し遂げられることができる。いくつかの例示的実施形態において、不動態化領域３０２は、１×１０－１３平方センチメートル／秒（ｃｍ２／秒）以下の目的材料に関する拡散係数を有する一方、他の実施形態において、領域３０２は、１×１０－１４ｃｍ２／秒以下の目的材料に関する拡散係数を有することができ、なおも他の実施形態において、領域３０２は、１×１０－１５ｃｍ２／秒以下の目的材料に関する拡散係数を有することができる。目的材料がリチウムである、不動態化領域３０２の例示的実施形態は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有し、いくつかの実施形態において、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有することができる。全ての前述の係数は、摂氏２５度において測定され、領域３０２の材料または層のうちのいずれか１つ以上（例えば、層３１０および／または層４１０）の特性、または全体としての領域３０２の特性であり得る。説明を容易にするために、目的材料の拡散を抑制するこの特性は、本明細書では目的障壁特性と称され得る。図３Ａ－３Ｃの実施形態において、層３１０は、この目的障壁特性を示すように構成される。
目的材料としてリチウムを採用する実施形態において、この特性は、リチウム障壁特性とも称され得る。リチウム障壁特性は、種々の異なる材料によって不動態化領域３０２において示されることができる。本明細書に説明されるありとあらゆる実施形態と使用可能なそのような材料の例は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）、またはＬｉと熱力学的に安定する任意の他の化合物、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはパリレン等のポリマーのうちの１つ以上である（または、それらを含むことができる）。リチウムの拡散を抑制することが公知である他の材料も、本開示の範囲から逸脱することなく、使用され得る。同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、例えば、ベリリウム等、これらまたは他の材料が、目的材料がリチウムと異なる実施形態のために使用されることができる。
中性子発生用途では、中性子発生材料（例えば、リチウムまたはベリリウム）も含む反応物質障壁特性を示す材料は、使用中の中性子発生の追加の利益を提供することができる（例えば、中性子発生層に加えて）。中性子発生材料がリチウムである実施形態において、したがって、リチウム障壁特性を示す材料は、例として、フッ化リチウムおよび／または硫化リチウムであり得る。窒化リチウム（Ｌｉ３Ｎ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、および水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）等のリチウム含有材料は、実質的に低いリチウム拡散係数を呈さず、ある実施形態において、リチウム障壁特性を示すために（例えば、層３１０として）使用されない。好ましくは、リチウム障壁材料は、リチウムを直接汚染または腐食せず、アルミニウムまたはアルミニウムの合金等の材料ではない（または、それを含まない）。いくつかの実施形態において、リチウム障壁材料は、ベリリウムまたはベリリウムおよびアルミニウム等の金属の組み合わせではない。
いくつかの実施形態において、目的障壁材料は、目的材料との共晶組み合わせ（個々にとられる構成材料の融点未満の融点を有する組み合わせ）を形成しない。目的材料が、リチウムであるとき、いくつかの実施形態は、アルミニウム、銀、金、ビスマス、パラジウム、または亜鉛、またはアルミニウム、銀、金、ビスマス、パラジウム、または亜鉛の合金等のリチウムとの共晶組み合わせを形成する材料を省略することができる。
領域３０２はまた、領域３０２の中への（または、それを通した）上流から下流の方向における外部供給物質（例えば、空気、水分、酸素、窒素、二酸化炭素、水素、または他のガスのうちのいずれか１つまたは組み合わせ等の周囲環境からの物質）の侵入および拡散に対してシールするように構成されることができる。そのような物質が、標的１００の中に入り込む場合、それらの物質は、潜在的に、層１１０内の目的材料を汚染し得るか、またはそれと反応（例えば、酸化）し得る。説明を容易にするために、本特性は、本明細書では周囲障壁特性と称され得る。周囲障壁特性は、通常の気圧（例えば、１気圧（ａｔｍ））を伴う環境、より高圧の環境、またはより低圧の環境（例えば、真空または略真空）において示されることができる。周囲障壁特性は、種々の異なる材料によって不動態化領域３０２において示されることができる。そのような材料の例は、アルミニウム、銀、金、チタン、ステンレス鋼、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）、モリブデン、タングステン、タングステンカーバイド、タンタル、白金、または他の汚染障壁材料のうちの１つ以上である（または、それを含むことができる）。目的材料の汚染物質の拡散を抑制または防止することが公知である他の材料も、本開示の範囲から逸脱することなく、使用され得る。
いくつかの例示的実施形態において、周囲障壁特性は、１００以下、好ましくは、３．１以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率（摂氏２５度において（立方センチメートル（ｃｃ）×ミリメートル（ｍｍ））／（平方メートル（ｍ２）×日×気圧（ａｔｍ））単位で測定される）を有することができる。いくつかの例示的実施形態において、これらのガス透過率のいずれかに加えて、周囲障壁特性は、０．６以下、より好ましくは、０．０９以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）（華氏１００度および９０％の相対湿度において（グラム（ｇ）×ｍｍ）／（ｍ２×日）単位で測定される）を有することができる。
目的障壁特性および周囲障壁特性は、恒久的である必要はなく、むしろ、本明細書に記載されるように変動し得る特定の用途に関して実践的に有効である時間の長さにわたって（例えば、１時間以上、１日以上、１週間以上、１ヵ月以上）拡散を抑制するように、堅固であり得る。本明細書に開示される不動態化領域３０２の実施形態は、１ヵ月以上の長い期間にわたって中性子発生材料を保護するために使用されることができる。
不動態化領域３０２は、層１１０に直に隣接し、それと接触することができるか、または、１つ以上の他の層または領域によって分離されることができる。図３Ａ－３Ｃの実施形態において、不動態化領域３０２は、反応物質障壁特性を示す１つのみの層３１０（例えば、フッ化リチウム）で構成される。層３１０は、周囲障壁特性を示すようにさらに構成されることができる（例えば、短い持続時間の用途のためのフッ化リチウム）。
図４Ａは、不動態化領域３０２を伴う中性子発生標的１００の別の例示的実施形態を描写する断面図である。本実施形態において、領域３０２は、不動態化層３１０（先述の実施形態におけるように層１１０の上流に位置付けられる）と、層３１０の上流に、それに隣接して位置付けられた追加の不動態化層４１０とを含む。層４１０は、上流層４１０と称され得、層３１０は、下流層３１０と称され得る。上流層４１０は、下流層３１０の第１の上流面上に設置されることができ、下流層３１０は、次に、層１１０の第１の上流面上に設置されることができる。図４Ｂに関して説明される介在層等の１つ以上の追加の層またはフィルムが、領域３０２内に存在し得る。
図４Ａの実施形態において、下流層３１０は、リチウム障壁特性を示し、層１１０のリチウムが層４１０に上向きに拡散することを抑制する。層３１０は、例えば、フッ化リチウムまたは本明細書に開示される他のリチウム障壁材料のうちのいずれかであり得る。上流不動態化層４１０は、周囲障壁特性を示し、層１１０のリチウムを汚染または腐食し得る外部供給物質の侵入および拡散を抑制する。層４１０は、例えば、アルミニウムまたは本明細書に説明される他の周囲障壁材料のうちのいずれかであり得る。したがって、領域３０２の二重層構成は、層４１０が、優れたシールまたは障壁性質を伴うが、そうでなければ層１１０のリチウムを腐食させ、リチウムの中性子発生能力の有効性を低減させるであろう物質から成ることを可能にする。層３１０は、層４１０と接触するリチウムの移動を抑制する非反応性障壁としての機能を果たし、したがって、いかなる損傷または別様に望ましくない反応も最小化する。そのような構成は、特に、リチウムの場合のように、目的材料が高可動性であるとき、望ましい。
いくつかの例示的実施形態において、不動態化領域３０２の厚さ（例えば、単独で存在する場合の層３１０の厚さ、または層３１０および４１０の組み合わせられた厚さ）は、流入する陽子のエネルギー低減を最小化するために、ＢＮＣＴ用途において３ミクロンを超えないが、領域３０２は、そのように限定されない。他の実施形態において、領域３０２は、厚さにおいて１０ミクロンを超えず、なおも他の実施形態において、領域３０２は、厚さにおいて５０ミクロンを超えない。選定される特定の厚さは、用途、例えば、加速電圧または他の電位差等に依存する。複数の層（例えば、３１０および４１０）を伴う領域３０２に関して、各層の厚さは、具体的用途および拡散の抑制の所望の程度に依存する。故に、広い範囲の厚さが、本開示の範囲内である。
図４Ｂは、多層不動態化を伴う中性子発生標的１００の別の例示的実施形態を描写する断面図の図面である。ここでは、領域３０２は、３つの不動態化層、すなわち、下流層３１０と、上流層４１０と、層３１０と４１０との間に位置する中間層４５０とを含む。中間層４５０は、層３１０と層４１０との間で接着を促進すること、（例えば、ポリマー、形状記憶合金等として）応力緩和を支援すること、または他の機能を実施することができる。中間層８３０は、層３１０と層４１０との間の物質の拡散を防止することもできる。いくつかの実施形態において、層は、下流層３１０が、中性子発生材料１１０の上流面上に堆積させられ、中間層４５０が、層３１０の上流面上に堆積させられ、上流層４１０が、中間層４５０の上流面上に堆積させられるように、順次堆積させられることができる。層３１０、４１０、および／または４５０は、堆積（例えば、化学蒸着）、スパッタリング、または接着剤、機械的力、または取り付けのための他の機構の使用によって等、任意の適用可能な製造技法を通して（例えば、層１１０上に）位置付けられることができる。中間層４５０の所望の厚さは、中性子発生標的に関する具体的用途および環境に依存する。故に、様々な厚さが、本開示の範囲内である。
図５－７Ｂは、不動態化を伴う追加の例示的実施形態を説明するために使用されるであろう。これらの実施形態は、領域３０２内の単一の不動態化層（図７Ａ）または領域３０２内の２つの不動態化層のいずれかを有する。しかしながら、図５－７Ｂの実施形態は、それぞれ、領域３０２内の１つ、２つ、３つ、以上の不動態化層で構成されることができる。
図５は、不動態化が中性子発生層１１０の上面および側面の両方を被覆する中性子発生標的１００の追加の例示的実施形態を描写する断面図である。ここでは、不動態化領域３０２は、中性子発生層１１０の最上部上流面１１１Ａの上を覆って、かつ側方側面１１１Ｂおよび１１１Ｃ（例えば、丸形標的１００の場合におけるように、同じ側面であり得る）の上を覆って堆積させられる（または別様に位置付けられる）層３１０および４１０を含む。層３１０および４１０の両方は、下流面１２１の下流の（例えば、その下の）場所において終端する。本実施形態において、層１１０の側方側面１１１Ｂおよび１１１Ｃは、基質１２０の側面と同一平面であるが、それは、変動し得る。さらに、不動態化層３１０および４１０は、それらが上流面１１１Ａから側面１１１Ｂおよび１１１Ｃに延びるにつれて薄くなるとして描写されるが、それらの厚さは、全ての表面にわたって維持されることができる（例えば、均等または一様な被覆）。
図６Ａ－６Ｃは、不動態化を伴う標的１００の追加の例示的実施形態を描写する断面図である。これらの実施形態において、基質１２０は、側壁６０２Ｂおよび６０２Ｃを含み、それらは、中性子発生材料１１０が堆積させられる（または、別様に設置される）陥凹または空洞等の内部容積を部分的に封入する。材料１１０の下流面は、接着、締まり嵌め、または取り付けの他の様式等を通して、基質１２０の陥凹の上流面１２１に結合される。基質１２０内の陥凹は、基質１２０の中に機械加工またはエッチングされることができる。基質１２０は、多部品構造でもあり得（または、代替として）、比較的に高い側壁部分６０２Ｂ（１１１Ｂに隣接する）および６０２Ｃ（１１１Ｃに隣接する）が、中心部分６０２Ｄに取り付けられ、陥凹を形成する。これらの実施形態において、側面保護が、主として、基質１２０によって、層１１０に提供される。
図６Ａの実施形態において、不動態化領域３０２は、２つの不動態化層３１０および４１０を含み、それらの両方も、基質１２０内の陥凹内に位置する。いくつかの実施形態において、（例えば、層４０２の）領域３０２の最も遠い上流面４１１は、図６Ａに示されるように、基質１２０の最も遠い上流面６１１と同一平面であり得る。図６Ｂの実施形態において、層１１０は、再び、陥凹内に設置され、不動態化領域３０２は、再び、２つの不動態化層３１０および４１０を含む。しかし、この例では、不動態化層３１０および４１０の両方は、層１１０および基質１２０内の陥凹の上方に位置する。ここでは、層１１０の最も遠い上流面１１１Ａは、基質１２０の最も遠い上流面６１１と同一平面であるが、実施形態は、変動し得る。図６Ｃの実施形態において、層１１０および下流不動態化層３１０は、陥凹内に位置付けられる一方、上流不動態化層４１０は、層３１０および基質１２０内の陥凹の上方に位置する。ここでは、層３１０の最も遠い上流面３１１は、基質１２０の最も遠い上流面６１１と同一平面であるが、再び、実施形態は、変動し得る。中間層４５０を伴う実施形態において、その層４５０は、層３１０および４１０を伴う陥凹内に（図６Ａ）、層３１０および４１０を伴う陥凹の上方に（図６Ｂ）、または陥凹内または陥凹の上方のいずれかに（図６Ｃの実施形態において可能にされるように）位置付けられることができる。
図７Ａおよび７Ｂは、中性子発生標的１００の追加の例示的実施形態を描写する断面図である。図７Ａの実施形態において、層１１０は、基質１２０の上流面６１１上に位置する。不動態化領域３０２は、全ての表面１１１Ａ、１１１Ｂ、および１１１Ｃが被覆されるように、層１１０の上に位置付けられた層３１０を含む。図７Ｂの実施形態において、領域３０２は、全ての表面１１１Ａ、１１１Ｂ、および１１１Ｃが被覆されるように、層１１０の上に位置付けられた層３１０と、層３１０の全ての表面が被覆されるように、層３１０の上に位置付けられた層４１０とを含む。換言すると、層３１０は、層１１０をカプセル化し、層４１０は、層３１０および１１０の両方をカプセル化する。これらの実施形態は、例えば、陥凹の形成なしで、層（例えば、１１０、３１０、および４１０）の各々のための順次的堆積ステップを使用して、比較的に容易に製造できる。
図３Ａおよび４Ａ－７Ｂの実施形態において、種々の層（例えば、層１１０、３１０、４１０、および／または４５０）は、互いに関連して、および基質１２０の厚さに関連して縮尺通りではない厚さを伴って示され、代わりに、互いに対する層の相対的位置に重点が置かれている。さらに、層（例えば、層１１０、３１０、４１０、および／または４５０）が、鋭い縁を伴う長方形側面プロファイル（例えば、図３Ａ、４Ａ、４Ｂ、および６Ａ－６Ｃ）、または丸形縁を伴う球状形プロファイル（例えば、図５および７Ａ－７Ｂ）、または層の間の決定的な線形境界等の種々の断面プロファイルを有するとして示される範囲について、それらの表現は、例にすぎず、特定の用途の必要性に従って変動し得る。本明細書に説明される各実施形態は、任意の断面プロファイル、混成された境界または決定的な線形境界または非線形境界、および／またはそれらの任意の組み合わせを有する層で構成されることができる。
他の利益の中でもとりわけ、本明細書に説明される例示的実施形態は、生成場所（例えば、実験室空間、乾燥室、グローブボックス、またはその他）から（例えば、ＢＮＣＴ用途のための中性子を生成するための）作業環境への目的材料（例えば、リチウム）の移送を劇的に簡略化することができる。目的材料がプラズマに面する構成要素である用途では、不動態化領域の上流（例えば、最上流）不動態化層は、それがプラズマを汚染することなくプラズマと相互作用するように構成され得る。代替として、上側不動態化層は、初期プラズマ相互作用またはチャンバ壁調整中に燃え尽きるように構成されることができる。そのような実施形態において、目的材料は、相互作用目的のためにプラズマにさらされたままであり、１つ以上の不動態化層は、生成場所から作業環境への目的材料の移送のための保護コーティングを提供することに成功したことになるであろう。
（実験結果）
図８は、サンプル片から実験的に収集されたデータを描写するグラフであり、高純度アルミニウムが、清浄なリチウム金属上に堆積させられ、それは、次いで、空気にさらされた。Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）が、ここで描写されるスペクトルデータを収集するために使用され、それは、元のアルミニウム堆積から２週間が経過した後の堆積アルミニウムの（数ナノメートル以内の）表面上の種の組成を示す。これらの結果は、いかなるアルミニウムもこの時点で表面上に残っていなかったことを示す。このサンプルに関して、リチウムが、アルミニウムの表面層を通して容易に拡散し、次いで、空気中の成分と反応したと結論付けられた。アルミニウムは、下層リチウム層の中に拡散していたこともある。目的材料がリチウムまたは別の高可動性の種である実施形態において、不動態化領域３０２は、好ましくは、リチウムが、不動態化領域を通して、リチウムが他の成分（例えば、酸素、水、および二酸化炭素）なしで反応できる場所に拡散することを実質的に抑制し、防止さえするための能力を有する。
図９は、図７Ａの断面図に描写されるように構成される標的１００の例示的実施形態を描写する一連の見下げ写真（上流から下流）を含み、主に天然に豊富に存在するリチウムから成る中性子発生層１１０は、１つのみの不動態化層３１０を有する不動態化領域３０２によって被覆され、その層３１０は、フッ化リチウムから成る。この例では、層３１０は、５００ｎｍの厚さを有する。標的１００は、グローブボックス内の不活性ガス大気から除去され、５０％の湿度レベルを有する通常の大気を伴う周囲実験室設定内に設置された。各写真は、標的１００が実験室設定内の大気に最初にさらされたほぼ最初の瞬間（時間ゼロ）から測定された特定の時間に撮影された。時間ゼロは、左上の標識化されたゼロ分（０分）における写真であり、上の行の左から２番目の写真は、時間ゼロから３０秒（０．５分）後に撮影され、上の行の中央の写真は、時間ゼロから１分（１分）後に撮影され、最後の写真が時間ゼロから１７０分後に撮影される（下の行、右端）まで、以下同様である。
天然に豊富に存在するリチウムは、典型的に、周辺大気（例えば、２０～６０％の相対湿度）とほぼ直ぐに反応し、大気暴露から数秒（例えば、１０～３０秒）以内に暗色の窒化リチウム（Ｌｉ３Ｎ）トップコートを形成し得る。ここでは、時間ゼロにおいて、ＬｉＦトップコートを通して見えているリチウムは、光って見え（グローブボックス内にあるときと同じ外観）、リチウムとその周辺との反応を殆どまたは全く示さない。数分後、標的１００の色は、黄色に変わり（例えば、２分）、次いで、茶色に変わり（例えば、４分）、次いで、最終的に、１または２時間後に暗紫色または黒色に変わり、リチウム－ＬｉＦ界面３１１上のＬｉ３Ｎ形成を示す。したがって、ＬｉＦ不動態化層３１０は、リチウム汚染を実質的に遅らせ、それによって、不動態化を伴わない標的、および図８に関して説明されるようなアルミニウム不動態化層のみを伴うそれらに優る実質的な改良をもたらす。
図１０Ａ－１０Ｃは、標的１００（右）の例示的実施形態に隣接する裸リチウム基質９００（左）を描写する一連の見下げ写真（上流から下流）を含む。基質９００は、天然に豊富に存在するリチウムの裸コーティングを伴う銅基質を含み、不動態化領域を有していない。リチウムは、周囲大気と自由に反応するように利用可能である。標的１００は、図７Ｂの断面図に描写されるように構成され、中性子発生層１１０は、天然に豊富に存在するリチウムから成り、それは、２つの不動態化層３１０および４１０を有する不動態化領域３０２によって被覆されている。冷却チャネルは、省略された。層３１０は、９００ｎｍの厚さを伴うＬｉＦから成り、層４１０は、４００ｎｍの厚さを伴うアルミニウムから成る。
両方のサンプルは、グローブボックス内の不活性ガス大気から除去され、５０％の湿度を有する通常の大気を伴う周囲実験室設定内に設置された。図１０Ａの写真は、標的１００および基質９００が実験室設定内の空気に最初にさらされたおおよその瞬間から１分後に撮影された。図１０Ｂの写真は、最初の暴露から３分後に撮影され、図１０Ｃの写真は、最初の暴露から１２５分後に撮影された。裸リチウム基質９００は、周辺大気とほぼ直ぐに反応し、１分ですでに変色し、３分でより濃い色合いの紫色に変わり、最終的に、１２５分で黒色に変わった。逆に、標的１００は、１２５分でも変色を殆どまたは全く示さない。リチウム変色のないことは、その後、アルミニウム層４１０除去時の検査によって確認された。これらの結果は、図８および９の結果と組み合わせて検討されると、２層不動態化領域３０２が、暴露の２時間後であっても、窒化物形成等の汚染からリチウム層１１０を十分に保護することを示す。換言すると、ＬｉＦ層３１０は、リチウムが層３１０を通して上流方向に拡散することを実質的に抑制し、アルミニウム層４１０は、大気反応物質が層４１０を通して下流方向に拡散することを実質的に抑制した。
図１１は、図１０Ａ－１０Ｃに関して説明されるそれと同様に構成された例示的標的１００から実験的に収集されたデータを描写するグラフであり、天然に豊富に存在するリチウムの層は、ＬｉＦ層３１０（９００ｎｍの厚さ）で被覆され、ＬｉＦ層３１０は、次に、アルミニウム層４１０（４００ｎｍの厚さ）で被覆された。標的は、次いで、数日にわたって空気にさらされた。Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）が、図１１に描写されるスペクトルデータを収集するために使用された。いかなるアルミニウムもアルミニウムコーティングの表面上に残っていなかった図８の結果と異なり、ここでの結果は、アルミニウム層４１０の表面組成が、依然として、アルミニウムを含むことを示す。これは、一部のリチウムが表面上に存在するが、リチウムが、図８の例において生じたように、そうでなければ反応し、アルミニウムを隠したであろうアルミニウム表面へのリチウムの移動をＬｉＦ層３１０が実質的に妨げたことを示す。
（不動態化領域厚の例示的実施形態）
表１－４は、陽子ビームが基質上の標的リチウム層と衝突し、中性子を生成する例示的ＢＮＣＴ用途とともに使用される不動態化領域３０２のいくつかの実施形態の厚さ特性の説明を促進するためのモデル化された値を提供する。中性子発生標的は、典型的に、中性子発生材料の上を覆う厚い不動態化領域の使用に適していない。厚い不動態化領域が、入射陽子のエネルギーを低減させ、中性子発生の有効性を減少させるからである。
表１は、いくつかの陽子エネルギーに関する天然に豊富に存在するリチウム（約９２％のリチウム－７）における入射陽子粒子の範囲（時として、停止範囲と称される）を例証する。右の列において、変数「閾値までの深さ」が、リストアップされ、平均的な陽子が、それが７Ｌｉ（ｐ，ｎ）７Ｂｅ反応に関する閾値エネルギー（約１．８８ＭｅＶ）まで減速する前に材料の内側を進行する距離を表す。陽子がこの閾値エネルギーを超えて減速させられた後、それは、もはや中性子を生成することができない。例えば、２．５０メガ電子ボルト（ＭｅＶ）の陽子エネルギーに関して、高エネルギーの陽子は、リチウム材料に入射し、次いで、それが閾値エネルギーまで減速するまで、リチウム中で約９０ミクロン進行する。この例では、リチウム厚が、９０ミクロン（μｍ）未満である場合、中性子収率は、減少させられ、リチウム材料は、最も効率的には利用されない。中性子生成標的に関して十分に厚いリチウム層を有するが、閾値を下回る陽子のエネルギーの低下が、リチウム中で過剰な熱を放散するほど厚くない（例えば、２００μｍ）ことが、実践的に望ましい。
リチウムの上に保護被覆を伴う実施形態において、保護被覆は、陽子をさらに減速させるであろう。表２は、表１におけるものと同じ入射陽子に関する陽子範囲を示すが、表２のデータに関して、１ミクロンの厚さのフッ化リチウム（ＬｉＦ）層から成る保護被覆が、天然に豊富に存在するリチウムの上部に追加されている。
２．５ＭｅＶの陽子入射エネルギーに関して、１ミクロンの厚さのＬｉＦ層は、陽子を０．０３ＭｅＶ（２．５ＭｅＶ－２．４７ＭｅＶ）減速させる。これは、約４．５ミクロンだけ、閾値までの深さをわずかに減少させる。
表３は、１ミクロンの厚さの下流不動態化層３１０（ＬｉＦ）および下層リチウムの上にアルミニウムから成る０．５ミクロンの厚さの上流不動態化層４１０を有する実施形態に関連付けられた陽子範囲を図示する。この構成は、図７および図１０に関して説明されるそれに類似する。
表３は、１．５ミクロンの厚さの２層不動態化領域が、陽子をそれほど減速させないことを図示する。複数の不動態化層を有する不動態化領域が薄いので、大きな入射粒子エネルギー損失が、領域内で経験されない。
対照的に、不動態化領域が比較的に厚い場合、陽子エネルギーは、かなり減少し、それは、粒子をより高いエネルギーまで加速することが困難であり得るので、実践的な中性子生成デバイスのために必ずしも望ましくない。表４は、パリレンＣの比較的に厚い（１０ミクロン）保護層が、天然に豊富に存在するリチウムの上を覆って設置されたとき、どのように機能するかを図示する。パリレンＣは、大部分が低Ｚ元素から成る広く使用されるポリマーであり、パリレンＣが水分から保護するので、電子機器を不動態化させるために使用される。
表４では、２．５０ＭｅＶの同じエネルギーに関して、パリレンＣの１０ミクロンの層は、約０．２０ＭｅＶ陽子を減速させ、したがって、裸リチウム（表１）と比較して閾値までの深さをほぼ３０％減少させ、不動態化領域の厚さに対する閾値までの深さの依存性をさらに図示する。同等の厚さの殆どの金属不動態化は、高分子パリレンＣより陽子を減速させるであろう。
本明細書に説明される実施形態の不動態化領域は、比較的に薄い不動態化被覆を形成することができる。不動態化領域３０２の理想的な厚さは、特定の用途に依存し、それは、本明細書に記載されるように変動し得る。例えば、いくつかの実施形態において、不動態化領域３０２全体の厚さ（ビーム軸に沿って上流から下流に測定される（例えば、図３Ａ、４Ａ、および４Ｂの番号３０３参照））は、１００ミクロン以下である。いくつかの実施形態において、不動態化領域３０２の厚さは、５０ミクロン以下である。ＢＮＣＴのように、ある用途では、さらにより薄い不動態化領域３０２が望ましいが、要求されない。例えば、これらおよび他の実施形態において、不動態化領域３０２の厚さは、１０ミクロン以下であり、またはいくつかの実施形態において、不動態化領域３０２の厚さは、５ミクロン以下であり、またはいくつかの他の実施形態において、不動態化領域３０２の厚さは、３ミクロン以下であり、いくつかの他の実施形態において、不動態化領域３０２の厚さは、１ミクロン以下である。
目的材料の厚さは、用途の必要性を満たすように所望に応じたものであり得る。ＢＮＣＴ用途では、所望の厚さは、入射陽子エネルギーに依存し得、例えば、１０ミクロン～３００ミクロンに及び得る。入射陽子ビームのエネルギーが１．８８ＭｅＶ～３ＭｅＶである例示的実施形態において、リチウム層の厚さは、１０～２００ミクロンであり得、入射陽子ビームのエネルギーが２．２５ＭｅＶ～２．７５ＭｅＶである例示的実施形態において、リチウム層の厚さは、４０～１５０ミクロンであり得る。一例示的実施形態において、リチウム層は、４０～１５０ミクロンの厚さを有し、２層不動態化領域３０２が、その上を覆って位置する。下流層３１０は、フッ化リチウムであり得、上流層４１０は、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、それらの合金等の金属であり得る。領域３０２の厚さは、本明細書に説明される実施形態のうちのいずれかに従うことができる。一例示的実施形態において、層３１０は、２００～４００ｎｍの範囲内の厚さを有し、層４１０は、５００～８００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
いくつかの例示的実施形態において、不動態化領域３０２（例えば、全てまたは層３１０、４１０、４５０等のその一部）は、それが設置されたシステムの動作中に除去されることができる。例えば、ＢＮＣＴ用途では、不動態化領域３０２に対する粒子ビームの入射は、動作中に領域３０２を標的１００から除去（例えば、アブレーションまたは燃焼）させることができる。除去は、高エネルギーの粒子ビームの結果としての領域３０２内の温度の上昇の結果であり得る。結果として生じる中性子発生反応も、領域３０２のこの分解を促進することができる。領域３０２の除去は、不動態化領域３０２を通して減速する流入する粒子が経験するエネルギー損失を減らすことによって、中性子発生層１１０による中性子発生の効率を増加させることができる。粒子ビームは、標的表面にわたって移動させられ得（例えば、ラスタ化）、領域３０２の全てまたは一部は、標的に対する粒子ビームの入射が標的の周辺領域と比較して相対的に最高レベル（例えば、持続時間）にある、標的の表面のわずかな領域にわたって除去され得る。
本明細書に説明される実施形態はまた、バッテリ設計および製造における適用性を見出すことができる。急速に発展しているリチウムバッテリ産業は、湿度の高い大気に対するリチウムの感度の限定に悩まされている。本明細書に説明される実施形態は、保護または不動態化されるデバイスがバッテリの金属リチウムアノードである場合、適用されることができる。実施形態は、周囲大気（例えば、空気）中で安定し、デンドライトがない金属リチウムアノードの製作を簡略化し、その費用を減少させることができる。
本主題の種々の側面が、これまでに説明された実施形態を精査して、および／またはその補足として下記に記載され、ここでは、以下の実施形態の相互関係および互換性に重点が置かれている。言い換えると、明示的に別様に記載されない限り、または論理的にあり得ない場合を除き、実施形態の各特徴が、ありとあらゆる他の特徴と組み合わせられ得るという事実に重点が置かれている。
種々の実施形態において、中性子発生標的は、基質と、基質の上を覆って位置付けられた中性子発生領域と、中性子発生領域の上を覆って位置付けられた不動態化領域とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、中性子発生領域は、中性子を発生させるように構成された目的材料を含み、不動態化領域は、不動態化領域の中への目的材料の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１×１０－１３平方センチメートル／秒（ｃｍ２／秒）以下の目的材料に関する拡散係数を有する。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１×１０－１４ｃｍ２／秒以下の目的材料に関する拡散係数を有する。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１×１０－１５ｃｍ２／秒以下の目的材料に関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、目的材料は、リチウムである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、目的材料は、リチウムである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、フッ化リチウムを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、リチウムを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、目的材料と接触している層を含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、層は、アルミニウムも、ベリリウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１０ミクロン以下の厚さを有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、３ミクロン以下の厚さを有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）手技における使用のために構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、１．８８～３．０メガ電子ボルト（ＭｅＶ）のエネルギーを有する陽子ビームにさらされると、中性子を発生させるように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、動作中に除去されるように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、目的材料は、リチウムを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、目的材料と別の材料との共晶組み合わせを含まない。
種々の実施形態において、中性子発生標的は、基質と、基質の上を覆って位置付けられ、中性子を発生させるように構成された目的材料を含む中性子発生領域と、中性子発生領域の上を覆って位置付けられ、下流層と上流層とを含む不動態化領域とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、不動態化領域の中への目的材料の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、１×１０－１３平方センチメートル／秒（ｃｍ２／秒）以下の目的材料に関する拡散係数を有する。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、１×１０－１４ｃｍ２／秒以下の目的材料に関する拡散係数を有する。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、１×１０－１５ｃｍ２／秒以下の目的材料に関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、目的材料は、リチウムである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、目的材料は、リチウムである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、フッ化リチウムを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、リチウムを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、アルミニウムも、ベリリウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、不動態化領域の中への周囲物質の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、大気から不動態化領域の中への物質の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、不動態化領域の中への酸素、窒素、および水の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、不動態化領域の上流層を通して下流層と接触する周囲物質の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、アルミニウム、チタン、白金、ニッケル、鋼、銀、金、ステンレス鋼、アルミニウムシリコン、モリブデン、タングステン、タングステンカーバイド、および／またはタンタルを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される１００以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される３．１以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．６以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．０９以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、下流層と接触している。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、上流層と下流層との間の中間層を含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１０ミクロン以下の厚さを有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、３ミクロン以下の厚さを有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）手技における使用のために構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、１．８８～３．０メガ電子ボルト（ＭｅＶ）のエネルギーを有する陽子ビームにさらされると、中性子を発生させるように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域の少なくとも一部は、動作中に除去されるように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、目的材料は、リチウムを含む。
種々の実施形態において、ホウ素中性子捕獲療法のための標的を製造する方法は、中性子発生領域を基質に塗布することと、中性子発生領域の上を覆って不動態化領域を塗布することとを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、中性子発生領域は、中性子を発生させるように構成された目的材料を含み、不動態化領域は、不動態化領域の中への目的材料の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域の下流層は、不動態化領域の中への目的材料の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、方法は、下流層の上を覆って不動態化領域の上流層を塗布することをさらに含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、下流層と接触し、および／または下流層は、中性子発生領域と接触する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、中性子発生領域および不動態化領域は、前述の実施形態のいずれかに従って構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、中性子発生領域および不動態化領域は、前述の実施形態のいずれかに従って構成される。
種々の実施形態において、中性子を生成する方法は、粒子ビームからの粒子が、不動態化領域を横断し、標的の中性子発生領域に衝突すると、中性子を発生させるように、粒子ビームを標的に印加することを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、不動態化領域の中への中性子発生領域の材料の拡散に対してシールするように構成される。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、方法は、不動態化領域の少なくとも一部が除去されるように、標的への粒子ビームの印加を継続することをさらに含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、前述の実施形態のいずれかに従って構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、上流層と下流層とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層および下流層の両方は、標的の領域内での粒子ビームの継続された印加によって除去される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、方法は、ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）手技の一部として実施される。
種々の実施形態において、標的デバイスは、陥凹を含む基質と、基質の陥凹内の中性子発生領域と、中性子発生領域の上を覆って位置付けられた不動態化領域とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、上流層と下流層とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、陥凹内に位置する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、陥凹内に位置する。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、基質は、陥凹に隣接した側壁を含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、側壁の上流面の上を覆って延びていない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、側壁の上流面の上を覆って延びていない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、側壁の上流面の上を覆って延びている。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、前述の実施形態のいずれかに従って構成される。
種々の実施形態において、標的デバイスは、基質と、基質の上を覆って位置付けられた中性子発生領域とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、中性子発生領域は、上流面と側壁面とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的デバイスは、中性子発生領域の上流面および側壁面の上を覆って位置付けられた不動態化領域をさらに含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域と基質とは、中性子発生領域を包んでいる。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、標的は、前述の実施形態のいずれかに従って構成される。
種々の実施形態において、デバイスは、基質と、基質の上を覆って位置付けられ、リチウムを含む第１の領域と、第１の領域の上を覆って位置付けられた不動態化領域とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、不動態化領域の中へのリチウムの拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、第１の材料は、リチウムである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、第１の材料は、リチウムである。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、フッ化リチウムを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、リチウムを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１００ミクロン以下の厚さを有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、５０ミクロン以下の厚さを有する。
種々の実施形態において、デバイスは、基質と、基質の上を覆って位置付けられ、リチウムを含む第１の領域と、第１の領域の上を覆って位置付けられ、下流層と上流層とを含む不動態化領域とを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、不動態化領域の中へのリチウムの拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、フッ化リチウムを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、リチウムを含む。これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、下流層は、アルミニウムも、ベリリウムも含まない。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、不動態化領域の中への周囲物質の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、大気から不動態化領域の中への物質の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、不動態化領域の中への酸素、窒素、および水の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、不動態化領域の上流層を通して下流層と接触する周囲物質の拡散に対してシールするように構成される。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される１００以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される３．１以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．６以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．０９以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、アルミニウム、チタン、白金、ニッケル、鋼、銀、金、ステンレス鋼、アルミニウムシリコン、モリブデン、タングステン、タングステンカーバイド、および／またはタンタルを含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、上流層は、下流層と接触している。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、上流層と下流層との間の中間層を含む。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、１００ミクロン以下の厚さを有する。
これらの実施形態のうちのいくつかにおいて、不動態化領域は、５０ミクロン以下の厚さを有する。
種々の実施形態において、中性子ビームシステムは、加速器と、加速器から、前述の実施形態のいずれかに従って構成された中性子発生標的まで延びているビームラインとを含む。
本明細書に提供される任意の実施形態に関して説明される全ての特徴、要素、構成要素、機能、およびステップが、任意の他の実施形態からのものと自由に組み合わせ可能であり、代用可能であることを意図していることに留意されたい。ある特徴、要素、構成要素、機能、またはステップが、１つのみの実施形態に関して説明される場合、明示的に別様に記載されない限り、その特徴、要素、構成要素、機能、またはステップが、本明細書に説明される全ての他の特徴とともに使用され得ることを理解されたい。本段落は、したがって、以下の説明が、特定の事例において、そのような組み合わせまたは代用が可能であることを明示的に記載しない場合であっても、任意の時点で、異なる実施形態からの特徴、要素、構成要素、機能、およびステップを組み合わせる、または１つの実施形態からの特徴、要素、構成要素、機能、およびステップを別の実施形態のもので代用する請求項の導入のための先行詞および記述支援としての役割を果たす。特に、ありとあらゆるそのような組み合わせおよび代用の許容性が、当業者によって容易に認識されるであろうことを前提として、全ての可能性として考えられる組み合わせおよび代用の明確な列挙が、過度に負担となることが明示的に認められる。
本明細書および添付される請求項に使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別様に決定付けない限り、複数指示物を含む。
実施形態は、種々の修正および代替形態の影響を受けやすいが、その具体的例が、図面に示され、本明細書に詳細に説明される。しかしながら、これらの実施形態が、開示される特定の形態に限定されるものではなく、それとは反対に、これらの実施形態が、本開示の精神内に該当する全ての修正、均等物、および代替を網羅するものであることを理解されたい。さらに、実施形態の任意の特徴、機能、ステップ、または要素、およびその範囲内にない特徴、機能、ステップ、または要素によって請求項の本発明の範囲を定義する否定的限定が、請求項に列挙される、またはそれに追加され得る。

Claims (93)

  1. 中性子発生標的であって、前記中性子発生標的は、
    基質と、
    前記基質の上を覆って位置付けられた中性子発生領域と、
    前記中性子発生領域の上を覆って位置付けられた不動態化領域と
    を備え、
    前記中性子発生領域は、中性子を発生させるように構成された目的材料を備え、前記不動態化領域は、前記不動態化領域の中への前記目的材料の拡散に対してシールするように構成されている、中性子発生標的。
  2. 前記不動態化領域は、１×１０－１３平方センチメートル／秒（ｃｍ２／秒）以下の前記目的材料に関する拡散係数を有する、請求項１に記載の標的。
  3. 前記不動態化領域は、１×１０－１４ｃｍ２／秒以下の前記目的材料に関する拡散係数を有する、請求項１に記載の標的。
  4. 前記不動態化領域は、１×１０－１５ｃｍ２／秒以下の前記目的材料に関する拡散係数を有する、請求項１に記載の標的。
  5. 前記目的材料は、リチウムであり、前記不動態化領域は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項１に記載の標的。
  6. 前記目的材料は、リチウムであり、前記不動態化領域は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項１に記載の標的。
  7. 前記不動態化領域は、フッ化リチウムを備えている、請求項１－６のいずれかに記載の標的。
  8. 前記不動態化領域は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを備えている、請求項１－６のいずれかに記載の標的。
  9. 前記不動態化領域は、リチウムを備え、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも備えていない、請求項１－６のいずれかに記載の標的。
  10. 前記不動態化領域は、前記目的材料と接触している層を備え、前記層は、アルミニウムも、ベリリウムも備えていない、請求項１－６のいずれかに記載の標的。
  11. 前記不動態化領域は、１０ミクロン以下の厚さを有する、請求項１－１０のいずれかに記載の標的。
  12. 前記不動態化領域は、３ミクロン以下の厚さを有する、請求項１－１０のいずれかに記載の標的。
  13. ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）手技における使用のために構成されている、請求項１－１２のいずれかに記載の標的。
  14. １．８８～３．０メガ電子ボルト（ＭｅＶ）のエネルギーを有する陽子ビームにさらされると、中性子を発生させるように構成されている、請求項１３に記載の標的。
  15. 前記不動態化領域は、動作中に除去されるように構成されている、請求項１－１４のいずれかに記載の標的。
  16. 前記目的材料は、リチウムを備えている、請求項１－１５のいずれかに記載の標的。
  17. 前記不動態化領域は、前記目的材料と別の材料との共晶組み合わせを備えていない、請求項１－１６のいずれかに記載の標的。
  18. 中性子発生標的であって、前記中性子発生標的は、
    基質と、
    前記基質の上を覆って位置付けられ、中性子を発生させるように構成された目的材料を備えている中性子発生領域と、
    前記中性子発生領域の上を覆って位置付けられ、下流層と上流層とを備えている不動態化領域と
    を備え、
    前記下流層は、前記不動態化領域の中への前記目的材料の拡散に対してシールするように構成されている、中性子発生標的。
  19. 前記下流層は、１×１０－１３平方センチメートル／秒（ｃｍ２／秒）以下の前記目的材料に関する拡散係数を有する、請求項１８に記載の標的。
  20. 前記下流層は、１×１０－１４ｃｍ２／秒以下の前記目的材料に関する拡散係数を有する、請求項１８に記載の標的。
  21. 前記下流層は、１×１０－１５ｃｍ２／秒以下の前記目的材料に関する拡散係数を有する、請求項１８に記載の標的。
  22. 前記目的材料は、リチウムであり、前記下流層は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項１８に記載の標的。
  23. 前記目的材料は、リチウムであり、前記下流層は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項１８に記載の標的。
  24. 前記下流層は、フッ化リチウムを備えている、請求項１８－２３のいずれかに記載の標的。
  25. 前記下流層は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを備えている、請求項１８－２３のいずれかに記載の標的。
  26. 前記下流層は、リチウムを備え、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも備えていない、請求項１８－２３のいずれかに記載の標的。
  27. 前記下流層は、アルミニウムも、ベリリウムも備えていない、請求項１８－２３のいずれかに記載の標的。
  28. 前記上流層は、前記不動態化領域の中への周囲物質の拡散に対してシールするように構成されている、請求項１８－２７のいずれかに記載の標的。
  29. 前記上流層は、大気から前記不動態化領域の中への物質の拡散に対してシールするように構成されている、請求項１８－２７のいずれかに記載の標的。
  30. 前記上流層は、前記不動態化領域の中への酸素、窒素、および水の拡散に対してシールするように構成されている、請求項１８－２７のいずれかに記載の標的。
  31. 前記上流層は、前記不動態化領域の前記上流層を通して前記下流層と接触する周囲物質の拡散に対してシールするように構成されている、請求項１８－２７のいずれかに記載の標的。
  32. 前記上流層は、アルミニウム、チタン、白金、ニッケル、鋼、銀、金、ステンレス鋼、アルミニウムシリコン、モリブデン、タングステン、タングステンカーバイド、および／またはタンタルを備えている、請求項１８－３１のいずれかに記載の標的。
  33. 前記上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される１００以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する、請求項１８－３２のいずれかに記載の標的。
  34. 前記上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される３．１以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する、請求項１８－３２のいずれかに記載の標的。
  35. 前記上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．６以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する、請求項１８－３４のいずれかに記載の標的。
  36. 前記上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．０９以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する、請求項１８－３４のいずれかに記載の標的。
  37. 前記上流層は、前記下流層と接触している、請求項１８－３６のいずれかに記載の標的。
  38. 前記不動態化領域は、前記上流層と前記下流層との間の中間層を備えている、請求項１８－３６のいずれかに記載の標的。
  39. 前記不動態化領域は、１０ミクロン以下の厚さを有する、請求項１８－３８のいずれかに記載の標的。
  40. 前記不動態化領域は、３ミクロン以下の厚さを有する、請求項１８－３８のいずれかに記載の標的。
  41. ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）手技における使用のために構成されている、請求項１８－４０のいずれかに記載の標的。
  42. １．８８～３．０メガ電子ボルト（ＭｅＶ）のエネルギーを有する陽子ビームにさらされると、中性子を発生させるように構成されている、請求項４１に記載の標的。
  43. 前記不動態化領域の少なくとも一部は、動作中に除去されるように構成されている、請求項１８－４１のいずれかに記載の標的。
  44. 前記目的材料は、リチウムを備えている、請求項１８－４３のいずれかに記載の標的。
  45. ホウ素中性子捕獲療法のための標的を製造する方法であって、前記方法は、
    中性子発生領域を基質に塗布することと、
    前記中性子発生領域の上を覆って不動態化領域を塗布することと
    を含み、
    前記中性子発生領域は、中性子を発生させるように構成された目的材料を備え、前記不動態化領域は、前記不動態化領域の中への前記目的材料の拡散に対してシールするように構成されている、方法。
  46. 前記不動態化領域の下流層は、前記不動態化領域の中への前記目的材料の拡散に対してシールするように構成されている、請求項４５に記載の方法。
  47. 前記下流層の上を覆って前記不動態化領域の上流層を塗布することをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
  48. 前記上流層は、前記下流層と接触し、および／または、前記下流層は、前記中性子発生領域と接触している、請求項４７に記載の方法。
  49. 前記中性子発生領域および不動態化領域は、請求項１８－４４のいずれかに従って構成される、請求項４８に記載の方法。
  50. 前記中性子発生領域および不動態化領域は、請求項１－１７のいずれかに従って構成される、請求項４８に記載の方法。
  51. 中性子を生成する方法であって、前記方法は、
    粒子ビームからの粒子が、不動態化領域を横断し、標的の中性子発生領域に衝突すると、中性子を発生させるように、前記粒子ビームを前記標的に印加することであって、前記不動態化領域は、前記不動態化領域の中への前記中性子発生領域の材料の拡散に対してシールするように構成されている、ことと、
    前記不動態化領域の少なくとも一部が除去されるように、前記標的への前記粒子ビームの印加を継続することと
    を含む、方法。
  52. 前記標的は、請求項１－４４に従って構成される、請求項５１に記載の方法。
  53. 前記不動態化領域は、上流層と下流層とを備え、前記上流層および前記下流層の両方は、前記標的の領域内での前記粒子ビームの継続された印加によって除去される、請求項５１に記載の方法。
  54. ホウ素中性子捕獲療法（ＢＮＣＴ）手技の一部として実施される、請求項５１－５３のいずれかに記載の方法。
  55. 標的デバイスであって、前記標的デバイスは、
    陥凹を備えている基質と、
    前記基質の前記陥凹内の中性子発生領域と、
    前記中性子発生領域の上を覆って位置付けられた不動態化領域と
    を備え、
    前記不動態化領域は、上流層と下流層とを備え、
    前記下流層は、前記陥凹内に位置している、標的デバイス。
  56. 前記上流層は、前記陥凹内に位置している、請求項５５に記載の標的デバイス。
  57. 前記基質は、前記陥凹に隣接した側壁を備え、前記下流層は、前記側壁の上流面の上を覆って延びていない、請求項５５に記載の標的デバイス。
  58. 前記上流層は、前記側壁の前記上流面の上を覆って延びていない、請求項５７に記載の標的デバイス。
  59. 前記上流層は、前記側壁の前記上流面の上を覆って延びている、請求項５７に記載の標的デバイス。
  60. 請求項１８－４４のいずれかに従って構成されている、請求項５５に記載の標的デバイス。
  61. 標的デバイスであって、前記標的デバイスは、
    基質と、
    前記基質の上を覆って位置付けられた中性子発生領域であって、前記中性子発生領域は、上流面と側壁面とを備えている、中性子発生領域と、
    前記中性子発生領域の上流面および側壁面の上を覆って位置付けられた不動態化領域と
    を備えている、標的デバイス。
  62. 前記不動態化領域と基質とは、前記中性子発生領域を包んでいる、請求項６１に記載の標的デバイス。
  63. 請求項１－１７のいずれかに従って構成されている、請求項６１に記載の標的デバイス。
  64. 請求項１８－４４のいずれかに従って構成されている、請求項６１に記載の標的デバイス。
  65. デバイスであって、前記デバイスは、
    基質と、
    前記基質の上を覆って位置付けられ、リチウムを備えている第１の領域と、
    前記第１の領域の上を覆って位置付けられた不動態化領域と
    を備え、
    前記不動態化領域は、前記不動態化領域の中へのリチウムの拡散に対してシールするように構成されている、デバイス。
  66. 前記第１の材料は、リチウムであり、前記不動態化領域は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項６５に記載のデバイス。
  67. 前記第１の材料は、リチウムであり、前記不動態化領域は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項６５に記載のデバイス。
  68. 前記不動態化領域は、フッ化リチウムを備えている、請求項６５－６７のいずれかに記載のデバイス。
  69. 前記不動態化領域は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを備えている、請求項６５－６７のいずれかに記載のデバイス。
  70. 前記不動態化領域は、リチウムを備え、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも備えていない、請求項６５－６９のいずれかに記載のデバイス。
  71. 前記不動態化領域は、１００ミクロン以下の厚さを有する、請求項６５－７０のいずれかに記載のデバイス。
  72. 前記不動態化領域は、５０ミクロン以下の厚さを有する、請求項６５－７０のいずれかに記載のデバイス。
  73. デバイスであって、前記デバイスは、
    基質と、
    前記基質の上を覆って位置付けられ、リチウムを備えている第１の領域と、
    前記第１の領域の上を覆って位置付けられ、下流層と上流層とを備えている不動態化領域と
    を備え、
    前記下流層は、前記不動態化領域の中へのリチウムの拡散に対してシールするように構成されている、デバイス。
  74. 前記下流層は、５×１０－１４ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求７３に記載のデバイス。
  75. 前記下流層は、５×１０－１５ｃｍ２／秒以下のリチウムに関する拡散係数を有する、請求項７３に記載のデバイス。
  76. 前記下流層は、フッ化リチウムを備えている、請求項７３－７５のいずれかに記載のデバイス。
  77. 前記下流層は、フッ化リチウム、硫化リチウム、フッ化マグネシウム、炭素（Ｃ）、ダイヤモンド様炭素、（超）ナノ結晶ダイヤモンド、またはポリマーを備えている、請求項７３－７５のいずれかに記載のデバイス。
  78. 前記下流層は、リチウムを備え、窒化リチウムも、酸化リチウムも、水酸化リチウムも備えていない、請求項７３－７５のいずれかに記載のデバイス。
  79. 前記下流層は、アルミニウムも、ベリリウムも備えていない、請求項７３－７５のいずれかに記載のデバイス。
  80. 前記上流層は、前記不動態化領域の中への周囲物質の拡散に対してシールするように構成されている、請求項７３－７９のいずれかに記載のデバイス。
  81. 前記上流層は、大気から前記不動態化領域の中への物質の拡散に対してシールするように構成されている、請求項７３－７９のいずれかに記載のデバイス。
  82. 前記上流層は、前記不動態化領域の中への酸素、窒素、および水の拡散に対してシールするように構成されている、請求項７３－７９のいずれかに記載のデバイス。
  83. 前記上流層は、前記不動態化領域の前記上流層を通して前記下流層と接触する周囲物質の拡散に対してシールするように構成されている、請求項７３－７９のいずれかに記載のデバイス。
  84. 前記上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される１００以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する、請求項７３－８３のいずれかに記載のデバイス。
  85. 前記上流層は、（立方センチメートル×ミリメートル）／（平方メートル×日×気圧）単位で測定される３．１以下の酸素、窒素、および二酸化炭素に関するガス透過率を有する、請求項７３－８３のいずれかに記載のデバイス。
  86. 前記上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．６以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する、請求項７３－８５のいずれかに記載のデバイス。
  87. 前記上流層は、（グラム×ミリメートル）／（平方メートル×日）単位で測定される０．０９以下の水蒸気透過率（ＷＴＶＲ）を有する、請求項７３－８５のいずれかに記載のデバイス。
  88. 前記上流層は、アルミニウム、チタン、白金、ニッケル、鋼、銀、金、ステンレス鋼、アルミニウムシリコン、モリブデン、タングステン、タングステンカーバイド、および／またはタンタルを備えている、請求項７３－８７のいずれかに記載のデバイス。
  89. 前記上流層は、前記下流層と接触している、請求項７３－８８のいずれかに記載のデバイス。
  90. 前記不動態化領域は、前記上流層と前記下流層との間の中間層を備えている、請求項７３－８８のいずれかに記載のデバイス。
  91. 前記不動態化領域は、１００ミクロン以下の厚さを有する、請求項７３－９０のいずれかに記載のデバイス。
  92. 前記不動態化領域は、５０ミクロン以下の厚さを有する、請求項７３－９０のいずれかに記載のデバイス。
  93. 中性子ビームシステムであって、前記中性子ビームシステムは、
    加速器と、
    前記加速器から、請求項１－４４のいずれかに従って構成された中性子発生標的まで延びているビームラインと
    を備えている、中性子ビームシステム。
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