JP6963272B2 - 中性子照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、中性子照射装置に関する。

中性子照射装置は、荷電粒子を加速して射出する加速装置と、加速装置から射出された荷電粒子の照射により高速中性子を発生するターゲットと、ターゲットで発生した高速中性子を減速して低速の中性子（熱中性子、熱外中性子、又は冷中性子）を生成する中性子減速体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。中性子減速体で生成された低速の中性子は、所定方向に取り出され、例えば各種検査、医療、放射性同位元素生成等に用いられる。

特開２０１５−１４５８８２号公報

特許文献１等に記載の中性子照射装置においては、低速の中性子の取り出し数を増加させることが求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低速の中性子の取り出し数を増加させることが可能な中性子照射装置を提供することを目的とする。

本発明に係る中性子減速体は、中性子を減速させる中性子減速体であって、前記中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、前記本体部のうち前記中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、前記本体部は、前記溝部を形成する溝面のうち、法線が前記取り出し方向に垂直な面の表面積と、法線が前記取り出し方向に平行な面の表面積との和が、前記溝面全体の表面積の５０％以下である。

本発明者は、中性子を減速させる中性子減速体において、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、本体部のうち中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、本体部が、溝部を形成する溝面のうち、法線が取り出し方向に垂直な面の表面積と、法線が取り出し方向に平行な面の表面積との和が、溝面全体の表面積の５０％以下である場合に、低速の中性子の取り出し数が増加することを見出した。本発明によれば、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、本体部のうち中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、本体部が、溝部を形成する溝面のうち、法線が取り出し方向に垂直な面の表面積と、法線が取り出し方向に平行な面の表面積との和が、溝面全体の表面積の５０％以下であるため、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

本発明に係る中性子減速体は、中性子を減速させる中性子減速体であって、前記中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、前記本体部のうち前記中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、前記溝部は、前記取り出し方向に徐々に広がる部分を有し、前記本体部は、前記取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、前記溝部を構成する溝面のうち前記取り出し方向に徐々に広がる部分の面積が前記溝面全体の面積に対して５０％以上である。

本発明者は、中性子を減速させる中性子減速体において、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、本体部のうち中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、溝部は、取り出し方向に徐々に広がる部分を有し、本体部は、取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、溝部を構成する溝面のうち取り出し方向に徐々に広がる部分の面積が溝面全体の面積に対して５０％以上である場合に、低速の中性子の取り出し数が増加することを見出した。本発明によれば、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、本体部のうち中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、溝部は、取り出し方向に徐々に広がる部分を有し、本体部は、取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、溝部を構成する溝面のうち取り出し方向に徐々に広がる部分の面積が溝面全体の面積に対して５０％以上であるため、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

上記の中性子減速体において、前記本体部は、前記取り出し方向における前記溝部の寸法が、前記本体部全体の前記取り出し方向における寸法に対して５０％以上であってもよい。

本発明者は、中性子減速体において、溝部の取り出し方向における寸法が本体部全体の取り出し方向における寸法に対して５０％以上である場合に、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができることを見出した。本発明によれば、溝部の取り出し方向における寸法が本体部全体の取り出し方向における寸法に対して５０％以上であるため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。

上記の中性子減速体において、前記本体部は、前記取り出し方向に垂直な仮想平面に対して前記溝面が所定範囲の角度で交差して配置されてもよい。

本発明者は、中性子減速体において、取り出し方向に垂直な仮想平面に対して溝面が所定範囲の角度で傾いて配置される場合に、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができることを見出した。本発明によれば、取り出し方向に垂直な仮想平面に対して溝面が所定範囲の角度で交差して配置されるため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。

上記の中性子減速体において、前記所定範囲は、６０°以上８５°以下の角度であってもよい。

本発明者は、上記所定範囲として、６０°以上８５°以下の角度である場合に、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることを見出した。本発明によれば、所定範囲が６０°以上８５°以下の角度であるため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させる。

上記の中性子減速体において、前記溝部は、前記取り出し方向に徐々に広がる形状であってもよい。

本発明者は、中性子減速体において、溝部が取り出し方向に徐々に広がる形状である場合に、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができることを見出した。本発明によれば、溝部が取り出し方向に徐々に広がる形状であるため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。

上記の中性子減速体において、前記本体部は、前記取り出し方向に向けて先細りの形状に形成された複数の突出部を有し、前記溝部は、複数の前記突出部同士の間に形成されてもよい。

本発明によれば、本体部が取り出し方向に向けて先細りの形状に形成された複数の突出部を有するため、溝部が取り出し方向に向けて広がった形状を容易に形成することができる。これにより、容易な構成により、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。

上記の中性子減速体において、前記突出部は、楔状又は錐状であってもよい。

本発明によれば、突出部が楔状又錐状であるため、製造しやすい形状で先細りの形状を実現可能である。

本発明に係る中性子減速体は、中性子を減速させる中性子減速体であって、前記中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、前記本体部のうち前記中性子の取り出し方向の前方端面に形成され、前記取り出し方向に徐々に広がる形状の溝部と、を備える。

本発明者は、中性子減速体において、溝部が取り出し方向に徐々に広がる形状である場合に、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができることを見出した。本発明によれば、溝部が取り出し方向に徐々に広がる形状であるため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。

本発明に係る中性子照射装置は、荷電粒子を加速して射出する加速装置と、前記加速装置から射出された前記荷電粒子が照射され、中性子を発生するターゲットと、前記ターゲットで発生した前記中性子を減速して前記取り出し方向に照射する上記の中性子減速体と、を備える。

本発明によれば、低速の中性子の取り出し数を増加させることが可能な中性子減速体を備えるため、中性子の照射効率が高い中性子照射装置が得られる。

上記の中性子照射装置において、前記取り出し方向は、前記ターゲットに照射される前記荷電粒子の照射方向に対して側方であってもよい。

本発明によれば、取り出し方向を荷電粒子の照射方向に沿った方向に設定する場合に比べて、高速中性子が取り出されることを抑制できる。

本発明によれば、低速の中性子の取り出し数を増加させることが可能となる。

図１は、本実施形態に係る中性子照射装置の一例を示す模式図である。 図２は、中性子照射装置の要部を拡大して示す図である。 図３は、本実施形態に係る中性子減速体の一例を示す斜視図である。 図４は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。 図５は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。 図６は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。 図７は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。 図８は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。 図９は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。 図１０は、変形例に係る中性子減速体を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る中性子照射装置１の一例を示す模式図である。中性子照射装置１は、被照射体Ｓに中性子Ｎを照射する。中性子照射装置１は、例えば、検査用途、医療用途、放射性同位元素生成用途等に用いられる。

図１に示すように、中性子照射装置１は、荷電粒子を加速して荷電粒子Ｐを射出する加速装置２と、加速装置２から射出された荷電粒子Ｐの照射状態を調整する調整装置３と、荷電粒子Ｐの照射により中性子Ｎを発生するターゲット５と、ターゲット５で発生した中性子Ｎを減速する中性子減速体６と、中性子減速体６から射出された中性子Ｎを平行化するコリメータ７と、を備えている。コリメータ７から射出された中性子Ｎが被照射体Ｓに照射される。

加速装置２は、円形加速器又は直線加速器を含む。加速装置２は、荷電粒子（陽子、電子、又は重粒子）を加速して、荷電粒子（陽子線、電子線、又は重粒子線）Ｐを生成して、所定の照射方向に射出する。以下、荷電粒子Ｐの照射方向を第１方向Ｄ１と表記する。

調整装置３は、複数の電磁石を含み、加速装置２から第１方向Ｄ１に射出された荷電粒子Ｐの照射状態を調整する。荷電粒子Ｐの照射状態は、荷電粒子Ｐの進行方向の調整及び荷電粒子Ｐの整形を含む。調整装置３は、荷電粒子Ｐの発散を抑制し、荷電粒子Ｐを集束させる。調整装置３は、加速装置２から射出された荷電粒子Ｐを走査装置４に導く。

本実施形態において、中性子照射装置１は、荷電粒子Ｐを走査する走査装置４を備える。走査装置４は、荷電粒子Ｐを走査し、ターゲット５に対する荷電粒子Ｐの照射位置を調整する。また、走査装置４は、ターゲット５に照射される荷電粒子Ｐを整形する。なお、走査装置４は無くてもよい。

加速装置２から射出され、調整装置３及び走査装置４を通過した荷電粒子Ｐは、ターゲット５に照射される。ターゲット５は、荷電粒子Ｐの照射により、中性子Ｎを発生する。ターゲット５では、中性子Ｎとして、例えば高エネルギーの高速中性子が発生する。ターゲット５は、中性子を発生する中性子発生部材である。ターゲット５は、例えばベリリウム（Ｂｅ）、リチウム（Ｌｉ）、又はそれらを含む化合物で形成された液体又は固体の板状の部材を含む。ターゲット５は、円形又は矩形の板状の固体部材でもよいし、加熱された液体リチウムでもよい。例えば、厚さが一定になるように流し続けられた液体リチウムをターゲット５として使用してもよい。

中性子減速体６は、ターゲット５で発生した中性子Ｎを減速させる。中性子減速体６は、中性子Ｎの進路において、ターゲット５と被照射体Ｓとの間に配置される。中性子減速体６は、ターゲット５で発生した高速中性子のエネルギーを低減して、低速で低エネルギーの中性子（熱中性子、熱外中性子、又は冷中性子）を生成する。

コリメータ７は、中性子減速体６から所定の取り出し方向に射出された中性子Ｎを平行化する。以下、中性子減速体６から中性子Ｎが取り出される取り出し方向を、第２方向Ｄ２と表記する。本実施形態において、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１の側方である。コリメータ７により平行化され、そのコリメータ７から射出された中性子Ｎが被照射体Ｓに照射される。

次に、本実施形態に係る中性子Ｎの中性子減速体６の一例について説明する。図２は、中性子照射装置１の要部を拡大して示す図である。図２に示すように、中性子減速体６は、減速体収容部８に収容される。減速体収容部８は、ターゲット５で生成された中性子を反射、散乱、又は吸収させる。

図３は、本実施形態に係る中性子減速体６の一例を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、中性子減速体６は、本体部６０を有する。本体部６０は、例えば水素原子を含むポリエチレン等の材料を用いて形成される。なお、本体部６０として、水素原子単体で構成される液体水素（液化水素）を容器に封入した構成が用いられてもよい。

本体部６０は、複数の突出部６１を有する。突出部６１は、例えば楔状又は三角柱状に形成されるが、これに限定されない。複数の突出部６１は、例えば第１方向Ｄ１に隙間なく並んで配置される。突出部６１は、第２方向Ｄ２に向けて突出して配置される。突出部６１は、底面６１ａと、傾斜面６１ｂ、６１ｃとを有する。底面６１ａは、平面状であり、第２方向Ｄ２の後方端部に配置される。底面６１ａは、例えば第２方向Ｄ２に垂直に配置されるが、これに限定するものではなく、垂直でなくてもよい。

傾斜面６１ｂ、６１ｃは、例えば平面状であり、第２方向Ｄ２に垂直な仮想平面に対して所定範囲の角度で交差して配置される。ここでは、仮想平面として、底面６１ａを例に挙げて説明する。傾斜面６１ｂは、底面６１ａに対して角度α１で交差して配置される。傾斜面６１ｃは、底面６１ａに対して角度α２で交差して配置される。

角度α１、α２は、所定範囲に設定される。本実施形態において、所定範囲は、例えば６０°以上８５°以下の角度に設定されるが、これに限定するものではない。角度α１及び角度α２は、同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。

傾斜面６１ｂ、６１ｃは、第２方向Ｄ２の後方端部つまり底面６１ａから第２方向Ｄ２の前方端部つまり先端部６１ｄに亘って配置される。このため、突出部６１は、底面６１ａから先端部６１ｄにかけて徐々に先細りとなっている。突出部６１の先端部６１ｄは、例えば尖った形状であるが、これに限定するものではなく、丸みを帯びた形状に形成されてもよい。

複数の突出部６１のうち、第１方向Ｄ１の最も後方に配置される突出部６１は、第１方向Ｄ１の後方側の端面６１ｅが第１方向Ｄ１に垂直に配置される。また、第１方向Ｄ１の最も前方に配置される突出部６１は、第１方向Ｄ１の前方側の端面６１ｆが第１方向Ｄ１に垂直に配置される。

本体部６０は、複数の突出部６１の間に、溝部６０ｐが形成される。溝部６０ｐは、隣り合う突出部６１の傾斜面６１ｂと傾斜面６１ｃとの間に形成される。したがって、本実施形態において、傾斜面６１ｂ、６１ｃは、溝部６０ｐを形成する溝面である。溝部６０ｐは、本体部６０の第２方向Ｄ２の前方端部が開口されている。また、上記のように突出部６１が先端部６１ｄに向けて先細りの形状となっているため、溝部６０ｐは、第２方向Ｄ２に向けて広がった形状となっている。溝部６０ｐは、本体部６０の第２方向Ｄ２の前方端部から後方端部にかけて形成されている。したがって、本体部６０は、溝部６０ｐの第２方向Ｄ２の寸法（深さ）が本体部６０全体の第２方向Ｄ２の寸法と等しくなっている。この場合、傾斜面６１ｂ、６１ｃは、本体部６０の第２方向Ｄ２の前方端部と後方端部とにおいて交互に折り返すように配置された形状となっている。

上記のように構成された本体部６０は、溝部６０ｐを形成する溝面である傾斜面６１ｂ、６１ｃのうち、法線が第２方向Ｄ２に垂直な面の表面積と、法線が第２方向Ｄ２に平行な面の表面積との和は、０である。つまり、溝面である傾斜面６１ｂ、６１ｃの全体が、法線が第２方向Ｄ２に垂直な面と、法線が第２方向Ｄ２に平行な面とのそれぞれに対して傾いた形状となっている。

本発明者は、中性子を減速させる中性子減速体において、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、本体部のうち中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、本体部が、溝部を形成する溝面のうち、法線が取り出し方向に垂直な面の表面積と、法線が取り出し方向に平行な面の表面積との和が、溝面全体の表面積の５０％以下である場合に、低速の中性子の取り出し数が増加することを見出した。

本実施形態に係る中性子減速体６は、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部６０と、本体部６０のうち中性子Ｎの取り出し方向である第２方向Ｄ２の前方端面に形成された溝部６０ｐと、を備え、本体部６０が、溝部６０ｐを形成する溝面である傾斜面６１ｂ、６１ｃのうち、法線が第２方向Ｄ２に垂直な面の表面積と、法線が第２方向Ｄ２に平行な面の表面積との和が０であるため、溝面（傾斜面６１ｂ、６１ｃ）全体の表面積の５０％以下である。したがって、本実施形態に係る中性子減速体６は、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

また、本発明者は、中性子を減速させる中性子減速体において、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、本体部のうち中性子の取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、溝部が、取り出し方向に徐々に広がる部分を有し、本体部が、取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、溝部を構成する溝面のうち取り出し方向に徐々に広がる部分の面積が溝面全体の面積に対して５０％以上である場合に、低速の中性子の取り出し数が増加することを見出した。

本実施形態に係る中性子減速体６は、中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部６０と、本体部６０のうち中性子Ｎの取り出し方向である第２方向Ｄ２の前方端面に形成された溝部６０ｐと、を備え、溝部６０ｐが取り出し方向に徐々に広がる部分を有し、本体部６０が、取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、傾斜面６１ｂ、６１ｃに対応する部分の面積が溝面全体の面積に対して１００％である。したがって、本実施形態に係る中性子減速体６は、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、溝部６０ｐが、本体部６０の第２方向Ｄ２の前方端部から後方端部まで形成されている構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。

図４は、変形例に係る中性子照射装置１Ａの中性子減速体６Ａを示す図である。中性子減速体６Ａは、本体部６０Ａに形成される溝部６０ｑが、本体部６０Ａの第２方向Ｄ２の前方端部から後方の途中まで形成されている。本体部６０Ａは、溝部６０ｑの深さＬ３が本体部６０Ａ全体の第２方向Ｄ２の寸法Ｌ１よりも小さくなっている。溝部６０ｑは、第２方向Ｄ２に徐々に広がった形状を有する。この場合、深さＬ３は、本体部６０Ａの寸法Ｌ１に対して５０％以上に設定される。中性子減速体６Ａは、溝部６０ｑの深さＬ３が本体部６０Ａの寸法Ｌ１に対して５０％以上である。このため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。

本体部６０Ａは、突出部６２の傾斜面６２ｂ、６２ｃが底面６２ａまで到達することなく、本体部６０Ａの第２方向Ｄ２の前方端部と後方の途中の部分とにおいて交互に折り返すように配置された形状となる。したがって、本体部６０Ａは、複数の突出部６２同士が底面６２ａ側において確実に接続されるため、強度が確保される。

また、図５は、変形例に係る中性子照射装置１Ｂの中性子減速体６Ｂを示す図である。中性子減速体６Ｂは、本体部６０Ｂに形成される溝部６０ｒが、本体部６０Ｂの第２方向Ｄ２の前方端部から後方端部まで形成されている点では上記実施形態と同様であるが、隣り合う突出部６３同士が間隔をおいて配置されている点で上記実施形態とは異なっている。

この構成では、本体部６０Ｂは、溝部６０ｒの深さＬ２が本体部６０Ｂ全体の第２方向Ｄ２の寸法Ｌ１と等しくなっている。溝部６０ｒは、第２方向Ｄ２に徐々に広がった形状を有する。中性子減速体６Ｂは、溝部６０ｒの深さＬ２が本体部６０Ｂの寸法Ｌ１に対して５０％以上であるため、低速の中性子の取り出し数をより効果的に増加させることができる。また、中性子減速体６Ｂは、隣り合う突出部６３同士が間隔を空けて配置された構成とすることで、設計の自由度が高められる。

また、上記実施形態では、突出部６１、６２、６３が楔状又は三角柱状に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図６は、変形例に係る中性子減速体６Ｃを示す図である。図６に示すように、中性子減速体６Ｃは、複数の突出部６４が円錐状である。中性子減速体６Ｃは、複数の突出部６４を支持する支持部６５を有する構成である。本体部６０Ｃには、溝部６０ｓが形成される。複数の突出部６４が第２方向Ｄ２に先細りの形状であるため、溝部６０ｓは、支持部６５の表面６５ａから第２方向Ｄ２に徐々に広がった形状となっている。支持部６５の表面６５ａは、第２方向Ｄ２に垂直に配置される。したがって、表面６５ａは、法線が第２方向Ｄ２に平行な面である。この構成においては、表面６５ａの表面積が、溝面全体の表面積の５０％以下となるように、また、取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、突出部６４の表面に対応する部分の面積が溝面全体の面積に対して５０％以上となるように、突出部６４の径及び突出方向の寸法（高さ）が設定される。これにより、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

また、図７は、変形例に係る中性子減速体６Ｄを示す図である。図７に示すように、中性子減速体６Ｄは、複数の突出部６６が四角錐状である。中性子減速体６Ｄは、複数の突出部６６が第２方向Ｄ２に直交する平面内に隙間なく配置される。本体部６０Ｄには、溝部６０ｔが形成される。複数の突出部６６が第２方向Ｄ２に先細りの形状であるため、溝部６０ｔは、第２方向Ｄ２に徐々に広がった形状となっている。この構成では、本体部６０Ｄにおいて、法線が第２方向Ｄ２に垂直な面の表面積と、法線が第２方向Ｄ２に平行な面の表面積との和が０であり、溝面（突出部６６の表面）全体の表面積の５０％以下である。また、取り出し方向から見た場合の平面視において、突出部６６の表面に対応する部分の面積は、溝面全体の面積に対して５０％以上（例えば、１００％）である。したがって、中性子減速体６Ｄは、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

また、上記実施形態では、中性子の取り出し方向が第２方向Ｄ２である場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図８は、変形例に係る中性子減速体６Ｅ（中性子照射装置１Ｅ）を示す図である。図８に示す中性子照射装置１Ｅのように、中性子の取り出し方向を第１方向Ｄ１とした構成であってもよい。この構成では、突出部６１が中性子の取り出し方向である第１方向Ｄ１に向けて先細りとなっている。また、中性子照射装置１Ｅは、減速体収容部８Ｅが第１方向Ｄ１側に取り出し部を有する構成である。この構成により、第１方向Ｄ１に取り出される中性子ＮＥにおいては、高速中性子が含まれてはいるが、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

また、上記実施形態では、中性子減速体の本体部において、中性子の取り出し方向についての突出部の寸法が揃っている構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図９は、変形例に係る中性子減速体６Ｆを示す図である。図９に示す中性子減速体６Ｆのように、取り出し方向（第２方向Ｄ２として例示）についての寸法が異なる第１突出部６７ａと第２突出部６７ｂとを有する構成であってもよい。この場合、第２方向Ｄ２の深さが異なる溝部６０ｖ、６０ｗが形成される。溝部６０ｖ、６０ｗは、それぞれ第２方向Ｄ２に広がった形状を有する。中性子減速体６Ｆは、本体部６０Ｆにおいて、法線が第２方向Ｄ２に垂直な面の表面積と、法線が第２方向Ｄ２に平行な面の表面積との和が０であり、溝面全体の表面積の５０％以下である。また、取り出し方向から見た場合の平面視において、第１突出部６７ａ及び第２突出部６７ｂの表面に対応する部分の面積は、溝面全体の面積に対して５０％以上（例えば、１００％）である。したがって、中性子減速体６Ｆは、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

また、上記実施形態では、突出部が傾斜面状に形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図１０は、変形例に係る中性子減速体６Ｇを示す図である。図１０に示す中性子減速体６Ｇでは、突出部６８が第２方向Ｄ２に垂直な第１面６８ａと、第１面６８ａに垂直な第２面６８ｂとを有する構成である。

突出部６８は、第１面６８ａと第２面６８ｂとが第２方向Ｄ２に交互に配置されて微小な階段状に形成される。本体部６０Ｇは、第１面６８ａ及び第２面６８ｂによって溝部６０ｘの溝面が構成される。なお、図１０は、図を判別しやすくするため、第１面６８ａ及び第２面６８ｂを実際よりも大きい寸法で模式的に示しているが、実際には、第１面６８ａ及び第２面６８ｂは、例えば肉眼では判別できない寸法の微小な平面又は曲面で構成される。また、第１面６８ａ及び第２面６８ｂは、肉眼で判別可能ではあるが、突出部６８の全体形状が第２方向Ｄ２に先細りとなるような寸法の平面又は曲面で構成されてもよい。

この構成では、第１面６８ａは法線が第２方向Ｄ２に垂直な面であり、第２面６８ｂは法線が第２方向Ｄ２に平行な面である。このため、微視的には、法線が第２方向Ｄ２に垂直な面の表面積と、法線が第２方向Ｄ２に平行な面の表面積との和が、溝部６０ｘを構成する溝面全体の表面積の１００％となる。

しかしながら、第１面６８ａ及び第２面６８ｂがそれぞれ微小な平面であり、本体部６０Ｇの全体構成として、巨視的には溝部６０ｘが全体的に第２方向Ｄ２に広がった形状であるという点で上記各構成と同様である。したがって、図１０に示すような、溝部６０ｘが全体として第２方向Ｄ２に徐々に広がるように微小な第１面６８ａと第２面６８ｂとが交互に配置された形状については、溝面全体として巨視的な視点で「取り出し方向に徐々に広がる部分」とみなすことができる。この場合、本体部６０Ｇは、取り出し方向から見た場合の平面視において、第１面６８ａに対応する部分の面積が溝面全体の面積に対して５０％以上となる。したがって、本実施形態に係る中性子減速体６Ｇは、低速の中性子の取り出し数を増加させることができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｅ 中性子照射装置
２ 加速装置
３ 調整装置
４ 走査装置
５ ターゲット
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ 中性子減速体
７ コリメータ
８，８Ｅ 減速体収容部
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ，６０Ｇ 本体部
６０ｐ，６０ｑ，６０ｒ，６０ｓ，６０ｔ，６０ｖ，６０ｗ，６０ｘ 溝部
６１，６２，６３，６４，６６，６８ 突出部
６１ａ，６２ａ 底面
６１ｂ，６１ｃ，６２ｂ，６２ｃ 傾斜面
６１ｄ 先端部
６１ｅ，６１ｆ 端面
６５ 支持部
６５ａ 表面
６７ａ 第１突出部
６７ｂ 第２突出部
６８ａ 第１面
６８ｂ 第２面
α１，α２ 角度
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｌ１ 寸法
Ｎ，ＮＥ 中性子
Ｐ 荷電粒子
Ｓ 被照射体

Claims (7)

1. 荷電粒子を加速して射出する加速装置と、
   前記加速装置から射出された前記荷電粒子が照射され、中性子を発生するターゲットと、
   前記ターゲットで発生した前記中性子を減速して前記中性子の取り出し方向に照射する中性子減速体と
   を備え、
   前記中性子減速体は、
   前記中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、
   前記本体部のうち前記取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、
   前記本体部は、前記溝部を形成する溝面のうち、法線が前記取り出し方向に垂直な面の表面積と、法線が前記取り出し方向に平行な面の表面積との和が、前記溝面全体の表面積の５０％以下であり、
   前記溝部は、前記本体部の前記取り出し方向の前方端部から後方端部にかけて形成され、
   前記溝面は、前記前方端部と前記後方端部とにおいて交互に折り返すように配置される
   中性子照射装置。
2. 荷電粒子を加速して射出する加速装置と、
   前記加速装置から射出された前記荷電粒子が照射され、中性子を発生するターゲットと、
   前記ターゲットで発生した前記中性子を減速して前記中性子の取り出し方向に照射する中性子減速体と
   を備え、
   前記中性子減速体は、
   前記中性子を減速させる材料を用いて形成された本体部と、
   前記本体部のうち前記取り出し方向の前方端面に形成された溝部と、を備え、
   前記溝部は、前記取り出し方向に徐々に広がる部分を有し、
   前記本体部は、前記取り出し方向の前方から見た場合の平面視において、前記溝部を構成する溝面のうち前記取り出し方向に徐々に広がる部分の面積が前記溝面全体の面積に対して５０％以上であり、
   前記溝部は、前記本体部の前記取り出し方向の前方端部から後方端部にかけて形成され、
   前記溝面は、前記前方端部と前記後方端部とにおいて交互に折り返すように配置される
   中性子照射装置。
3. 前記本体部は、前記取り出し方向に垂直な仮想平面に対して前記溝面が所定範囲の角度で交差して配置される請求項１又は請求項２に記載の中性子照射装置。
4. 前記所定範囲は、６０°以上８５°以下の角度である請求項３に記載の中性子照射装置。
5. 前記本体部は、前記取り出し方向に向けて先細りの形状に形成された複数の突出部を有し、
   前記溝部は、複数の前記突出部同士の間に形成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の中性子照射装置。
6. 前記突出部は、楔状又は錐状である請求項５に記載の中性子照射装置。
7. 前記取り出し方向は、前記ターゲットに照射される前記荷電粒子の照射方向に対して側方である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の中性子照射装置。

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