JPH0422899A - 中性子小角散乱装置用ガイド管支持交換機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、中性子を被検体に照射して散乱される小角
散乱中性子を検出するための中性子小角散乱装置に係り
、特に、被検体直前に設けられるガイド管支持交換機構
の改良に関する。

［従来の技術］ 冷中性子は、物質の分子構造と同程度の波長を有するの
で、高分子のような大きな分子構造を調べるのに適して
いる。これを利用するとＸ線では撮影しにくい液体やプ
ラスチック等の有機物を鮮明に透過撮影することができ
る。このため、冷中性子は各分野からの注目を集め、そ
の利用技術か種々研究されている。

冷中性子は、研究用原子炉で発生させた熱中性子、高速
中性子を液体水素で減速することにより得られる。減速
された冷中性子は、ガラス製の導管により被検体カプセ
ルまで導かれる。冷中性子を被検体に照射すると、後方
の検出器によって散乱角度の小さな中性子（小角散乱中
性子）が検出される。

従来の中性子小角散乱装置は、セオドライト（トランシ
ットの一種）という測量器具を用いて、減速容器から被
検体カプセルに至るまでの中性子の導通路を高精度に測
量し、中性子導管を据付ける。中性子導管は矩形断面の
ガイド管ユニットを直列に多数連結して構成され、各ガ
イド管ユニットは周囲の構造物にそれぞれ固定されてい
る。これらの導管は、中性子の減衰や散乱を防くために
、真空容器に収納されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、中性子小角散乱装置においては、被検体の種
類に応じて冷中性子の波長及び速度を種々変更し、適正
波長、適正速度の冷中性子を被検体に照射したいという
要望がある。

また、ガラス管ユニットの内面は、導管から中性子が漏
れ出さないように、特殊コーティングされている。通常
、特殊コーティングには金属ニッケルを用いるが、被検
体の種類によってはイリジウムコーティングを採用する
ことが好ましい場合がある。

しかしながら、従来の中性子小角散乱装置は、中性子導
管が周囲の構造部材に固定され、さらに真空容器内に収
納されているために、被検体の種類に応じて中性子導管
を適正なものに交換することができない。

また、中性子導管は、いったん据付けた後においては、
その位置及び傾きを微調整することかできないので、所
望の小角散乱を得ることかできない。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、中性子導管を容易に交換することかでき、真空容器内
で導管の位置及び傾きを微調整することができる中性子
小角散乱装置用ガイド管支持交換機構を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る中性子小角散乱装置用ガイド管支持交換
機構は、複数のガイド管支持機構を直列連結して形成さ
れ、中性子源から被検体まで中性子を導くための中性子
導管としてのガイド管ユニットと、前記ガイド管ユニッ
トを真空容器内でそれぞれ保持する保持機構と、を有し
、さらに、前記ガイド管ユニット列に対して並列に配列
された他の交換用ガイドユニット管列と、前記真空容器
内で前記ガイド管ユニット列を前記交換用ガイド管ユニ
ット列に入れ替え、前記交換用ガイド管ユニットを中性
子通路に位置させる交換手段と、を具備し、前記支持機
構が前記ガイド管ユニット列を中性子通路に対して移動
させるための位置調節手段を備えていることを特徴とす
る。

［作用］ この発明に係る中性子小角散乱装置用ガイド管支持交換
機構においては、真空容器内で交換手段によりガイド管
ユニット列の一部を新たなガイド管ユニット列に交換す
るので、被検体の種類に応じて適正な波長及び速度の中
性子を選ぶことができる。

また、保持機構により各ガイド管ユニットの位置及び傾
きがそれぞれ微調整されるので、据付後であってもこれ
らを修正することが可能になる。

［実施例コ 以下、添付の図面を参照しながら、この発明の実施例に
ついて具体的に説明する。

第２図に示すように、原子炉１０のブール１１に炉心１
２か浸漬され、中性子減速容器１４か炉心］２周囲の重
水タンクの適所に装入されている。

減速容器１４は、炉心１２から所定の距離をもって離隔
しており、炉心１２の接線方向に減速容器１４の照射面
が向くように配置されている。減速容器１４は、液化器
１５に連通しており、液体水素が供給されるようになっ
ている。

第３図に示すように、炉心１２から熱中性子か減速容器
１４に照射されると、これか減速されて冷中性子となり
、減速容器１４の後方に設けられた中性子導管１６によ
りプール外の被検体５０まて導かれる。中性子速度選別
機１８がコリメータ真空容器２２の入口に設けられ、導
管中の冷中性子の速度（波長）が選別されるようになっ
ている。

被検体５０は、カプセル内に収納され、中性子ラジオグ
ラフィ研究設備の所定の部屋内に載置されている。被検
体５０の後方にはフライトチューブ５２及び検出器５３
が設けられている。検出器５３は、被検体５０によって
小角散乱された中性子を検出するだめの検出機能を有し
ている。

第１図に示すように、ガイド管ユニット列（導管）２８
は全部で３列あり、これらが支持交換機構２０と共に真
空容器２２の内部に組み込まれている。上記の中性子速
度選別機１８は真空容器２２の入口部２３に取り付けら
れている。３列の導管２８は、上下並列になるように保
持板２６に水平に取り付けられている。

１対のポールナツト（図示せず）が保持板２６の裏面側
に所定間隔をもって取り付けられ、それぞれにポールス
クリュウ３０が螺合している。リニアガイド３６が保持
板２６の裏面側を貫通して取り付けられている。このリ
ニアガイド３６は、両ポールスクリュウ３０に対して平
行に設けられている。各ポールスクリュウ３０は、その
上端部が軸受３１により回動可能に真空容器２２の壁部
材に取り付けられ、その下端部がモータ３２の回転軸に
連結されている。なお、ポールスクリュウ３０の下端部
とモータ３２の回転軸との連結部は、それぞれシール部
材３３により真空シールされている。なお、各モータ３
２は、パルスエンコーダを有するパルスモータであり、
その電源がコントローラ３４の出力部に接続され、同期
制御されるようになっている。導管２８のそれぞれは、
複数のガイド管ユニット２８ａ、２８ｂ、２８ｃのいず
れかを直列に連結して構成されている。ガイド管ユニッ
ト２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、通路断面の大きさ及び内
面コーティングが互いに異なるガラス管４３を有する。

次に、第４図及び第５図を参照しながら最下段の導管２
８のガイドユニット管２８ａについて説明する。

第４図に示すように、各ガイド管ユニット２８ａの両端
部近傍がそれぞれ保持機構４０により保持され、ガイド
管ユニット２８ａの端面相互が対面連続するように配置
されている。なお、ガイド管ユニット２８ａの長さは約
８５ｃ＋ｇであり、導管２８の全長は約５ｍである。

第５図に示すように、ガイド管ユニット２８ａの外枠４
２が１枚の保持板２６によって支持されている。ガラス
管４３が複数のボルト４６．４７によって外枠４２の内
部に固定されている。ガラス管４３には断面矩形の中性
子通路４４が形成されている。通路４４を取り囲む面（
内面）はニッケルコーティングされている。なお、ガラ
ス管４３の破損防止のために、ボルト４６．４７がガラ
ス管４３に当接する面（外面）にそれぞれ当板４５が張
り付けられている。

下部及び−刃側部の３本のボルト４６は、通常の固定ボ
ルトである。上部及び他方側部の３本のボルト４７は、
スプリングプランジャーてあり、調節ボルトの役割を有
する。この場合に、ガラス管４３の内部通路４４は、幅
が２０ａ＋ｎ＋で、高さが５０■である。なお、各ガイ
ド管ユニット２８ａは、中性子通路４４が正しく連続す
るように、セオトライトを用いて高精度に測量され、据
付られている。

次に、中性子小角散乱装置に冷中性子を導き、被検体に
照射する場合について説明する。

炉心１２で発生させた熱中性子を減速容器１４に照射し
、液体水素で減速して冷中性子とする。

冷中性子は、保有エネルギが１０−３〜１Ｏ−２ｅＶて
、波長が４〜６人であるものが大部分を占めている。冷
中性子は、中性子導管１６のガラス管に入り、速度選別
機１８て低速のものか選別されてコリメータ真空容器２
２に入る。このとき、最下段の導管２８のガイド管ユニ
ット２８ａか中性子の進行路に配置されている。冷中性
子は、各ガイド管ユニット２８ａを次々に通過し、出口
２４から真空容器２２を出て被検体５０に照射される。

冷中性子が被検体５０を透過し、被検体５０により小角
散乱される。多数の小角散乱中性子がフライトチューブ
５２に入り、それぞれが検出される。

撮影終了後、被検体５０をカプセルから取り出し１、別
の被検体をカプセル内に収納する。この新たな被検体は
前回の被検体とは中性子の透過率が異なるので、照射さ
れるべき冷中性子の速度及び波長を変える必要がある。

コントローラ３４に指令信号を送り、１対のモータ３２
を同期して回転させる。ポールスクリュウ３０が同速度
で同数回転し、保持板２６が水平姿勢を維持した状態で
下降する。中段のガイド管ユニット２８ｂの中心軸が容
器２２の入口２３及び出口２４を結ぶ線上に一致すると
ころで、モータ３２を停止させる。これにより、最下段
のガイド管ユニット２８ａと中段のガイド管ユニット２
８ｂとが入れ替わり、速度及び波長が異なる冷中性子を
被検体に照射することができる。

ところで、据付当時の導管２８の位置及び傾きを変更し
たい場合が生じる。このときは、真空容器２２の蓋を開
け、各調節ボルト４７を出し入れし、ガラス管４３の位
置及び傾きを所望のものに調節する。

上記実施例によれば、調節ボルト４７がスプリングプラ
ンジャーであるので、ガラス管４３を損傷することなく
、安全に調節することができる。

また、上記実施例によれば、三種類のガイド管ユニット
２８ａ、２８ｂ、２８ｃを真空容器２２内で迅速に入れ
替えることかできる。

［発明の効果］ この発明の中性子小角散乱装置用ガイド管支持交換機構
は、自動交換機構により中性子導管を真空容器内で容易
に交換することができる。このため、中性子透過率の異
なる被検体を迅速に撮影することかでき、装置全体の稼
働率を大幅に向上させることができる。

また、従来は据付当初のガイド管ユニットの位置及びを
変更することができなかったが、この発明のｇ置では調
節部材を有する保持機構を採用することにより、ガイド
管ユニットの位置及び傾きを微調節することかできる。

このため、中性子の進行路を常に修正することかできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る中性子小角散乱装置用
ガイド管支持交換機構の一部を切り欠いて示す部分断面
図、第２図は研究用原子炉および中性子導管を模式的に
示す縦断面図、第３図は研究用原子炉および中性子小角
散乱装置を模式的に示す平面図、第４図は中性子導管の
ガイド管ユニットを模式的に示す概略図、第５図はガイ
ド管ユニット及びその保持機構を示す横断面図である。 １６：中性子導管、２２；真空容器、２６；保持板、２
８ａ、２８ｂ、２８Ｃ；ガイド管ユニット、３０；ボー
ルスクリュウ、３２・モータ、３４；コントローラ、４
０．保持機構、４３；ガラス管、４６：固定ボルト、４
７：調節ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のガイド管支持機構を直列連結して形成され、中性
   子源から被検体まで中性子を導くための中性子導管とし
   てのガイド管ユニットと、前記ガイド管ユニットを真空
   容器内でそれぞれ保持する保持機構と、を有し、さらに
   、前記ガイド管ユニット列に対して並列に配列された他
   の交換用ガイドユニット管列と、前記真空容器内で前記
   ガイド管ユニット列を前記交換用ガイド管ユニット列に
   入れ替え、前記交換用ガイド管ユニットを中性子通路に
   位置させる交換手段と、を具備し、前記支持機構が前記
   ガイド管ユニット列を中性子通路に対して移動させるた
   めの位置調節手段を備えていることを特徴とする中性子
   小角散乱装置用ガイド管支持交換機構。