JP3721095B2 - 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 - Google Patents
核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3721095B2 JP3721095B2 JP2001087660A JP2001087660A JP3721095B2 JP 3721095 B2 JP3721095 B2 JP 3721095B2 JP 2001087660 A JP2001087660 A JP 2001087660A JP 2001087660 A JP2001087660 A JP 2001087660A JP 3721095 B2 JP3721095 B2 JP 3721095B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- window
- upstream
- downstream
- cooling water
- proton beam
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は核破砕ターゲット用陽子ビーム窓に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、中性子を利用した種々の物性研究を行なうことが計画されている。
【0003】
図5は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が出射する陽子を、線形加速器2で加速し且つ偏向電磁石により真空状態の蓄積リング3へ導き、該蓄積リング3において陽子の軌道を偏向電磁石で曲げて周回させながら、高周波電流によって必要エネルギーになるように増速する。
【0004】
更に、上記の陽子を、蓄積リング3に連なるビームライン4を介して格納室5に設置され且つ微圧ヘリウム雰囲気に保持されているターゲット6へ出射し、該ターゲット6内に抱持されている水銀などの液状重金属に衝突させ、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、ターゲット6至近位置の減速材容器7内の液体水素(20K、1.5MPa)などの減速材に透過させることによって、研究目的に応じた熱中性子や冷中性子に変換し、ビームライン8を介してラボ9へ導いている。
【0005】
また、ビームライン4のビーム進行方向下流端には、金属材料で形成され且つ陽子ビームが透過する窓部を備えた核破砕ターゲット用陽子ビーム窓を境界壁として設けている。
【0006】
このような核破砕ターゲット用陽子ビーム窓では、陽子ビームの透過によって窓部に高密度の熱が生じるので、内部に冷却水を流通させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高強度の陽子ビーム(5MW)を対象とする場合には、過大な熱応力や冷却水の沸騰の要因となるホットスポットが発生しないように、窓部やその付近での冷却水の流通形態について考慮する必要がある。
【0008】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、高強度の陽子ビームに対応可能な核破砕ターゲット用陽子ビーム窓を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓では、略水平に進む陽子ビームの進行方向に狭間隙を隔てて平行に配置した薄肉状の上流窓部及び下流窓部と、上流窓部の周縁に連なり且つビーム通過位置両側方にビーム進行方向上流側へ窪んで窓部間に形成される空隙に連通する上流凹陥部を設けた上流構体と、下流窓部の周縁に連なって上流構体に密着し且つビーム通過位置両側方にビーム進行方向下流側へ窪んで前記の空隙に連通する下流凹陥部を設けた下流構体と、ビーム通過位置の一方側の各凹陥部により形成される入口プレナムに連通する冷却水入口管と、ビーム通過位置の他方側の各凹陥部により形成される出口プレナムに連通する冷却水出口管とを備え、前記空隙の一端開口部を全面にわたって入口プレナムに連通させ、当該空隙の他端開口部を全面にわたって出口プレナムに連通させている。
【0010】
また、本発明の請求項2に記載の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓では、上流窓部及び下流窓部の形状を、ビーム通過位置の側方から見て湾曲するように設定している。
【0011】
本発明の請求項1あるいは請求項2に記載の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓のいずれにおいても、冷却水入口管から入口プレナムへ送給される冷却水の流れを、狭間隔を隔てて配置した窓部の間の空隙へ流入させて、流速分布の均一化と流速の向上を図り、熱を奪取した冷却水の流れを、出口プレナム及び冷却水出口管から外部へ送出する。
【0012】
本発明の請求項2に記載の核破砕ターゲット用陽子ビームでは、両窓部の形状を湾曲させて、冷却水圧に対する窓部の強度を確保しつつ窓部の部材厚さの縮小を図る。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【0014】
図1乃至図4は本発明の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓の実施の形態の一例であり、この核破砕ターゲット用陽子ビーム窓は、略水平に進む陽子ビーム10の進行方向に狭間隙を隔てて平行に配置した薄肉状の上流窓部11及び下流窓部12と、上流窓部11周縁に連なり且つビーム通過位置両側方にビーム進行方向上流側へ窪んで各窓部11,12間に形成される空隙17に連通する上流凹陥部13を設けた上流構体15と、下流窓部12周縁に連なって上流構体15に密着し且つビーム通過位置両側方にビーム進行方向下流側へ窪んで前記の空隙17に連通する下流凹陥部14を設けた下流構体16と、ビーム通過位置の一方側の各凹陥部13,14によって形成される入口プレナム20に連通する冷却水入口管18と、ビーム通過位置の他方側の各凹陥部13,14によって形成される出口プレナム21に連通する冷却水出口管19とを備えている。
【0015】
窓部11,12並びに構体15,16の素材には、耐熱性に優れたニッケル基合金鋼(インコネル718など)を用いており、上流構体15と下流構体16は、周縁が密着するように締結されている。
【0016】
窓部11,12の形状は、ビーム通過位置の側方から見てビーム進行方向上流側へ突出する凸湾曲面となるように設定されている。
【0017】
空隙17の一端開口部は、全面にわたって入口プレナム20に連通し、また、空隙17の他端開口部は、全面にわたって出口プレナム21に連通している。
【0018】
冷却水入口管18は、構体15,16の上部密着部分に穿設された開口22を介して、入口プレナム20に連通しており、当該冷却水入口管18には、ポンプ(図示せず)の吐出口が接続されている。
【0019】
冷却水出口管19は、構体15,16の上部密着部分に穿設された開口23を介して、出口プレナム21に連通しており、当該冷却水出口管19には、熱交換器(図示せず)を介してポンプの吸引口が接続されている。
【0020】
図1乃至図4に示す核破砕ターゲット用陽子ビーム窓では、冷却水入口管18に送給される冷却水24は、容積が大きい入口プレナム20へ流入した後、窓部11,12の間の空隙17を流通する。
【0021】
このとき、窓部11,12が狭間隔を隔てて配置されているので、別途に整流手段を設けなくても、空隙17を流通する冷却水24の流速分布の均一化と流速の向上が図られる。
【0022】
更に、陽子ビーム10の透過に伴う熱を奪取した冷却水24は、容積が大きい出口プレナム21を経て冷却水出口管19から外部へ送出される。
【0023】
このように、上述した核破砕ターゲット用陽子ビーム窓においては、狭間隔を隔てて平行に配置した窓部11,12間の空隙17を冷却水24が流通することにより、陽子ビーム10が透過する窓部11,12間での冷却水24の流速分布の均一化と流速の向上が図られ、陽子ビーム10が高強度でも、過大な熱応力や冷却水24の沸騰の要因となるホットスポットが発生しない。
【0024】
また、窓部11,12を湾曲させているので、冷却水24の圧力に対する強度を確保しつつ窓部11,12の部材厚さを縮小することができ、陽子ビーム10の透過効率が向上する。
【0025】
なお、本発明の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓は、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。
【0026】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【0027】
(1)狭間隔を隔てて平行に配置した窓部間の空隙に冷却水を流通させているので、別途に整流手段を設けなくても、陽子ビームが透過する窓部間での冷却水の流速分布の均一化と流速の向上が図られ、陽子ビームが高強度でも、過大な熱応力や冷却水の沸騰の要因となるホットスポットが発生しない。
【0028】
(2)また、窓部を湾曲させることにより、冷却水の圧力に対する強度を確保しつつ窓部の部材厚さを縮小することができ、陽子ビームの透過効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓の実施の形態の一例の主要部を示す切断斜視図である。
【図2】本発明の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図3】図2のIII−III矢視図である。
【図4】図2のIV−IV矢視図である。
【図5】中性子散乱施設の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
10 陽子ビーム
11 上流窓部
12 下流窓部
13 上流凹陥部
14 下流凹陥部
15 上流構体
16 下流構体
17 空隙
18 冷却水入口管
19 冷却水出口管
20 入口プレナム
21 出口プレナム
Claims (2)
- 略水平に進む陽子ビームの進行方向に狭間隙を隔てて平行に配置した薄肉状の上流窓部及び下流窓部と、上流窓部の周縁に連なり且つビーム通過位置両側方にビーム進行方向上流側へ窪んで窓部間に形成される空隙に連通する上流凹陥部を設けた上流構体と、下流窓部の周縁に連なって上流構体に密着し且つビーム通過位置両側方にビーム進行方向下流側へ窪んで前記の空隙に連通する下流凹陥部を設けた下流構体と、ビーム通過位置の一方側の各凹陥部により形成される入口プレナムに連通する冷却水入口管と、ビーム通過位置の他方側の各凹陥部により形成される出口プレナムに連通する冷却水出口管とを備え、前記空隙の一端開口部を全面にわたって入口プレナムに連通させ、当該空隙の他端開口部を全面にわたって出口プレナムに連通させたことを特徴とする核破砕ターゲット用陽子ビーム窓。
- 上流窓部及び下流窓部の形状を、ビーム通過位置の側方から見て湾曲するように設定した請求項1に記載の核破砕ターゲット用陽子ビーム窓。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001087660A JP3721095B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001087660A JP3721095B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002289400A JP2002289400A (ja) | 2002-10-04 |
JP3721095B2 true JP3721095B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=18942882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001087660A Expired - Fee Related JP3721095B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3721095B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7016472B2 (en) * | 2002-10-11 | 2006-03-21 | General Electric Company | X-ray tube window cooling apparatus |
CA3051713A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | Canadian Light Source Inc. | Exit window for electron beam in isotope production |
TWI713417B (zh) * | 2019-05-16 | 2020-12-11 | 禾榮科技股份有限公司 | 散熱結構及使用其的中子束產生裝置 |
-
2001
- 2001-03-26 JP JP2001087660A patent/JP3721095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002289400A (ja) | 2002-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI403685B (zh) | 熱交換器 | |
US5898261A (en) | Fluid-cooled particle-beam transmission window | |
KR20060051507A (ko) | 에어포일의 큰 필렛의 충돌 냉각 | |
JP3721095B2 (ja) | 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 | |
GB1218371A (en) | Improvements in or relating to aerofoil vanes or blades for high temperature use | |
CN208079634U (zh) | 一种散热板 | |
CN105180705A (zh) | 一种用于换热器的板片 | |
JP2005135908A5 (ja) | ||
CN113804029A (zh) | 一种适用于微小通道板式换热器的侧入式封头结构 | |
CN211638696U (zh) | 一种激光发生器冷却装置 | |
CN117308366A (zh) | 一种液体加热器 | |
JP3685719B2 (ja) | 核破砕ターゲット用陽子ビーム窓 | |
CN212843117U (zh) | 一种换热结构 | |
CN214477403U (zh) | 一种散热装置 | |
CN213478402U (zh) | 一种改善涡轮叶片气膜冷却效率的新型开槽结构 | |
US11536290B2 (en) | Fan coil unit and air conditioning system | |
US11594393B2 (en) | X-ray tube, x-ray analysis apparatus, and method of cooling target in x-ray tube | |
JP4392098B2 (ja) | 中性子散乱施設用ターゲット | |
CN207045657U (zh) | 一种具有热防护功能的热结构 | |
JPH04103802A (ja) | 伝熱促進装置およびタービン冷却翼 | |
CN219679074U (zh) | 电子元器件用水冷散热结构 | |
CN218884715U (zh) | 一种定温差换热器 | |
CN220821695U (zh) | 一种动力电池冷却结构和一种动力电池 | |
CN219713678U (zh) | 一种水加热器流道结构及水加热器 | |
CN217462269U (zh) | 一种燃气轮机静叶结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050322 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050502 |
|
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: 20050906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |