JPH0676988A - Neutron shield device for particle accelerator - Google Patents

Neutron shield device for particle accelerator

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JPH0676988A
JPH0676988A JP22894192A JP22894192A JPH0676988A JP H0676988 A JPH0676988 A JP H0676988A JP 22894192 A JP22894192 A JP 22894192A JP 22894192 A JP22894192 A JP 22894192A JP H0676988 A JPH0676988 A JP H0676988A
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JP
Japan
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water
water tank
electromagnet
deflection
particle accelerator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22894192A
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Japanese (ja)
Inventor
Ario Nakamura
有夫 中村
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH0676988A publication Critical patent/JPH0676988A/en
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Abstract

PURPOSE:To keep a water bath free from the effect of the magnetic characteristics of a deflection electromagnet by forming the bath out of a nonmagnetic material, and enable space to be saved by using the bath as an electromagnet cooling water bath in common. CONSTITUTION:Water baths 20 containing water are so laid as to be adjacent to the peripheral side of deflection electromagnets 8 laid along the curved section of a storage ring 5. The water in the baths 20 is used as a shield body to isolate neutrons. In this case, the baths 20 are preferably formed out of a nonmagnetic material. Also, the water may practically be used as cooling water to cool the deflection electromagnets 8 or the like. As a result, the shield of neutrons can be ensured, regardless of simple constitution where the water baths 20 are simply laid at the peripheral side of the deflection electromagnets 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン等の粒
子加速器における中性子の遮蔽装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neutron shielding device for a particle accelerator such as a synchrotron.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、直径が10m以下の比較的小型の
粒子加速器であるシンクロトロンが開発されつつあり、
そのようなシンクロトロンから放射される放射光である
シンクロトロン放射光(SOR光)を利用して、たとえ
ば超LSI回路の製造、医療分野における診断、分子解
析、構造解析等の様々な分野への適用が期待されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a synchrotron, which is a relatively small particle accelerator having a diameter of 10 m or less, is being developed.
By using synchrotron radiation (SOR light) which is radiation emitted from such synchrotron, for example, various fields such as manufacturing of VLSI circuits, diagnosis in the medical field, molecular analysis, structural analysis, etc. Expected to be applied.

【0003】図2にシンクロトロンの概要を示す。この
シンクロトロンでは、電子銃等の電子発生装置1で発生
させた電子ビームを直線加速器(ライナック)2で光速
近くに加速し、偏向電磁石3で偏向させてインフレクタ
4を介して蓄積リング5に入射する。蓄積リング5に入
射した電子ビームは高周波加速空洞6によりエネルギを
与えられながら収束電磁石7…で収束され、偏向電磁石
8…で偏向されて蓄積リング5内を周回し続ける。そし
て、偏向電磁石8で偏向される際にSOR光が放射さ
れ、それが光取り出しラインであるビームライン9を介
してたとえば露光装置10に出射されて利用されるので
ある。
FIG. 2 shows an outline of the synchrotron. In this synchrotron, an electron beam generated by an electron generator 1 such as an electron gun is accelerated by a linear accelerator (linac) 2 to near the speed of light, deflected by a deflecting electromagnet 3 and then stored in a storage ring 5 via an inflector 4. Incident. The electron beam incident on the storage ring 5 is converged by the converging electromagnets 7 ... While being given energy by the high-frequency acceleration cavity 6 and is deflected by the deflection electromagnets 8 ... Then, when the SOR light is deflected by the deflection electromagnet 8, the SOR light is emitted and emitted to, for example, the exposure device 10 via the beam line 9 which is a light extraction line for use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のシン
クロトロンにおける偏向部、すなわち偏向電磁石8が設
けられている蓄積リング5の湾曲部からは、その外周側
に向かって中性子が発生するものであり、したがってそ
の遮蔽を行なう必要がある。しかしながら、中性子はX
線やγ線とは異なって鉛等の金属材料やコンクリートで
は容易に遮蔽できるものではなく、このため、中性子を
確実にしかも簡単に遮蔽し得る手段の開発が要望されて
いた。
By the way, neutrons are generated toward the outer peripheral side from the deflection portion of the synchrotron, that is, the curved portion of the storage ring 5 provided with the deflection electromagnet 8. Therefore, it is necessary to shield it. However, the neutron is X
Unlike rays and γ rays, it cannot be easily shielded with metallic materials such as lead or concrete, and therefore there has been a demand for the development of means that can reliably and easily shield neutrons.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、シンクロトロ
ン等の粒子加速器における蓄積リングの湾曲部から発生
して蓄積リングの外周側に放出される中性子を遮蔽する
ための装置であって、前記湾曲部に設置されている偏向
電磁石の外周側に隣接させて水槽を設け、その水槽内
に、中性子遮蔽体としての水を保有させてなることを特
徴とするものである。この場合、前記水槽は非磁性材料
により形成することが望ましい。また、前記水槽の保有
水は前記偏向電磁石を冷却するための冷却水とすること
が考えられる。
The present invention is an apparatus for shielding neutrons emitted from the curved portion of a storage ring in a particle accelerator such as a synchrotron and emitted to the outer peripheral side of the storage ring, It is characterized in that a water tank is provided adjacent to the outer circumference side of the bending electromagnet installed in the curved portion, and water as a neutron shield is held in the water tank. In this case, it is desirable that the water tank is made of a non-magnetic material. Further, it is conceivable that the water held in the water tank is cooling water for cooling the deflection electromagnet.

【0006】[0006]

【作用】蓄積リングの湾曲部からは中性子が発生して偏
向電磁石の外周側に向かって放出され、その中性子は偏
向電磁石の外周側に設けられている水槽内に入射する
が、中性子は水中を透過し難い性質があるので、水槽内
の保有水を透過することができず、そこで遮蔽されてし
まう。すなわち、水槽内の水が中性子の遮蔽体として作
用する。
[Function] Neutrons are generated from the curved portion of the storage ring and are emitted toward the outer periphery of the deflection electromagnet, and the neutrons enter the water tank provided on the outer periphery of the deflection electromagnet. Since it has a property of being difficult to permeate, the water held in the aquarium cannot be permeated and is blocked there. That is, the water in the water tank acts as a neutron shield.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照して説
明する。図1は本発明の実施例である中性子遮蔽装置
を、図2に示したシンクロトロンに設置した状態を示す
斜視図であって、符号5はそのシンクロトロンにおける
蓄積リング、8はその蓄積リング5内を周回する荷電粒
子を偏向させるべく蓄積リング5の湾曲部に設置されて
いる偏向電磁石、9は蓄積リング5の接線方向に設けら
れてSOR光を取り出すためのビームラインであり、符
号20が本実施例の中性子遮蔽装置としての水槽であ
る。本実施例においては、3分割された偏向電磁石8の
それぞれの外周側に、3台の独立した水槽20がそれぞ
れ設置されたものとなっている。なお、符号21は水槽
20の天板に設けられた内部点検用の蓋、22は水槽内
の保有水の汚染を監視するための放射線モニタである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a neutron shielding device according to an embodiment of the present invention is installed in the synchrotron shown in FIG. 2, reference numeral 5 is a storage ring in the synchrotron, and 8 is a storage ring 5 thereof. A deflecting electromagnet installed in the curved portion of the storage ring 5 for deflecting the charged particles circulating therein, 9 is a beam line provided in the tangential direction of the storage ring 5 for extracting SOR light, and reference numeral 20 It is a water tank as a neutron shielding device of the present embodiment. In this embodiment, three independent water tanks 20 are installed on the outer peripheral side of each of the three divided bending electromagnets 8. Reference numeral 21 is a lid for internal inspection provided on the top plate of the water tank 20, and 22 is a radiation monitor for monitoring the contamination of the water held in the water tank.

【0008】上記水槽20は非磁性材料、たとえば繊維
強化樹脂(FRP)や銅板等の非磁性金属板により形成
されたもので、各水槽20どうしの隣接部にはビームラ
イン9を通過させるための凹部20aが確保されてい
る。それら水槽20は、蓄積リング5の偏向部において
発生してその外周側に放出される中性子の遮蔽体として
の水を、ほぼ満水状態で保有している。
The water tank 20 is formed of a non-magnetic material, for example, a non-magnetic metal plate such as fiber reinforced resin (FRP) or a copper plate, and the beam line 9 is passed between adjacent water tanks 20. The recess 20a is secured. Each of the water tanks 20 holds water as a shield for neutrons generated in the deflecting portion of the storage ring 5 and emitted to the outer peripheral side thereof in a substantially full state.

【0009】中性子遮蔽体としての水槽20内の保有水
は偏向電磁石8の冷却水を兼ねるものとされていて、水
槽20からそれに隣接している偏向電磁石8に対し、図
示を略した循環供給装置によって保有水が冷却水として
供給かつ返送されることにより、偏向電磁石8を強制冷
却してその過熱を防止するようになっている。また、偏
向電磁石8を冷却することで保有水の温度は上昇するこ
とになるが、水槽20内の保有水の温度を常に低温に維
持するべく、保有水は管路23を通して図示しない冷却
源装置との間を循環して冷却されるようになっている。
The water held in the water tank 20 serving as a neutron shield is also used as cooling water for the deflection electromagnet 8, and a circulating supply device (not shown) is provided from the water tank 20 to the deflection electromagnet 8 adjacent thereto. By the supplied water being supplied and returned as cooling water, the deflection electromagnet 8 is forcibly cooled and its overheat is prevented. Further, although the temperature of the retained water is increased by cooling the deflection electromagnet 8, the retained water is supplied to the cooling source device (not shown) through the pipe line 23 in order to always maintain the temperature of the retained water in the water tank 20 at a low temperature. It is circulated between and to be cooled.

【0010】上記のように、偏向電磁石8の外周側に水
槽20を隣接させて設けることにより、蓄積リング5の
湾曲部において発生してその外周側に放出された中性子
は水槽20の壁面を透過して水槽20内に入射すること
になるが、中性子は水中を透過し難い性質があるので、
保有水が遮蔽体として作用して中性子はそこで遮蔽され
てしまい、水槽20を貫通して外部に放出されてしまう
ことが防止される。なお、水槽20の幅寸法dは、保有
水により中性子を有効に遮蔽できるように設定すれば良
いが、通常は30cm程度で十分な遮蔽効果が得られ
る。
As described above, by providing the water tank 20 adjacent to the outer circumference of the deflection electromagnet 8, the neutrons generated in the curved portion of the storage ring 5 and emitted to the outer circumference pass through the wall surface of the water tank 20. Then, it will be incident on the inside of the water tank 20, but since neutrons have a property of being difficult to penetrate through water,
It is prevented that the retained water acts as a shield and the neutrons are shielded there, and penetrate the water tank 20 to be released to the outside. The width d of the water tank 20 may be set so that neutrons can be effectively shielded by the retained water, but a sufficient shielding effect is usually obtained at about 30 cm.

【0011】上記構成の装置は、偏向電磁石8の外周側
に単なる水槽20を設けるという極めて簡単な構成であ
りながら中性子を確実に遮蔽することができるものであ
る。そして、水槽内の保有水を偏向電磁石8の冷却水と
しても用いる、つまり、この水槽20を偏向電磁石8を
冷却するための冷却水槽を兼ねるものとすることによ
り、従来は偏向電磁石8から離れた位置に設置していた
冷却水槽を省略できて省スペースを図ることができると
ともに、それらを接続する冷却水管の配管長を最短にす
ることができるという利点がある。
The apparatus having the above-mentioned structure has a very simple structure in which the water tank 20 is simply provided on the outer peripheral side of the deflecting electromagnet 8, but can reliably shield neutrons. The water held in the water tank is also used as the cooling water for the deflection electromagnet 8, that is, the water tank 20 also serves as a cooling water tank for cooling the deflection electromagnet 8. There is an advantage that the cooling water tank installed at the position can be omitted to save space and the piping length of the cooling water pipe connecting them can be minimized.

【0012】また、水槽20は偏向電磁石8に隣接して
設置されることから、水槽20をたとえば鉄板等の磁性
材料により形成した場合には偏向電磁石8の磁気特性に
影響が及んでしまうが、上記のように水槽20を非磁性
材料により形成すればそのような不具合が生じることは
ない。特に、水槽20を繊維強化樹脂(FRP)製のも
のとすることで、凹部20aを有するような複雑な形状
の水槽であっても容易にかつ安価に製作することができ
る。
Further, since the water tank 20 is installed adjacent to the deflection electromagnet 8, when the water tank 20 is made of a magnetic material such as an iron plate, the magnetic characteristics of the deflection electromagnet 8 are affected. If the water tank 20 is made of a non-magnetic material as described above, such a problem does not occur. In particular, when the water tank 20 is made of fiber reinforced resin (FRP), even a water tank having a complicated shape having the recess 20a can be easily and inexpensively manufactured.

【0013】なお、水槽20内の水は必ずしも冷却水と
して用いることはなく、何等使用することなく中性子遮
蔽体として単に保有させておくことでも良いし、可能で
あれば他の用途に使用しても良い。また、冷却水として
用いる場合にも、偏向電磁石8用の冷却水としてのみな
らず、他の装置たとえば真空排気用のイオンポンプを冷
却するために使用しても勿論良い。さらに、上記実施例
では水槽20内の水を強制冷却して低温に維持するよう
にしたが、水槽20からの十分な自然放熱が期待できて
保有水が過度に温度上昇してしまう懸念がなければ、保
有水を必ずしも強制冷却することはない。勿論、水槽2
0の形状や寸法は偏向電磁石8の形状や寸法、ビームラ
イン9の有無やその位置等に対応させて任意に変更して
良い。
The water in the water tank 20 is not always used as cooling water, and may be simply retained as a neutron shield without any use, or used for other purposes if possible. Is also good. Also, when used as cooling water, it may be used not only as cooling water for the deflection electromagnet 8 but also for cooling other devices such as an ion pump for evacuation. Further, in the above-described embodiment, the water in the water tank 20 is forcibly cooled and maintained at a low temperature, but sufficient natural heat dissipation from the water tank 20 can be expected, and there is a concern that the temperature of the stored water will rise excessively. For example, the water held is not necessarily forcedly cooled. Of course, aquarium 2
The shape and size of 0 may be arbitrarily changed according to the shape and size of the deflection electromagnet 8, the presence or absence of the beam line 9 and its position, and the like.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上で説明したように、本発明の中性子
遮蔽装置によれば、偏向電磁石の外周側に水槽を隣接さ
せて設けるという極めて簡単な構成により、その水槽の
保有水が遮蔽体として作用して中性子を確実に遮蔽する
ことができるという効果を奏する。そして、特に、水槽
を非磁性材料により形成することにより偏向電磁石の磁
気特性に影響を及ぼすことがないし、また、水槽の保有
水を偏向電磁石を冷却するための冷却水として用いるこ
ととすれば、従来においては偏向電磁石から離れた位置
に設置していた冷却水槽を省略できて省スペースを図る
ことができるという利点がある。
As described above, according to the neutron shielding apparatus of the present invention, the water held in the water tank serves as a shield due to the extremely simple construction in which the water tank is provided adjacent to the outer periphery of the deflection electromagnet. There is an effect that the neutron can be surely shielded by acting. And, in particular, by forming the water tank with a non-magnetic material, the magnetic characteristics of the deflection electromagnet are not affected, and if the water held in the water tank is used as cooling water for cooling the deflection electromagnet, There is an advantage that the cooling water tank, which is conventionally installed at a position away from the bending electromagnet, can be omitted, and the space can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である中性子遮蔽装置の概略
構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a neutron shielding device which is an embodiment of the present invention.

【図2】シンクロトロンの概要を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a synchrotron.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 蓄積リング 8 偏向電磁石 20 水槽 20a 凹部 21 蓋 22 放射線モニタ。 5 Storage ring 8 Bending electromagnet 20 Water tank 20a Recess 21 Lid 22 Radiation monitor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シンクロトロン等の粒子加速器における
蓄積リングの湾曲部から発生して蓄積リングの外周側に
放出される中性子を遮蔽するための装置であって、前記
湾曲部に設置されている偏向電磁石の外周側に隣接させ
て水槽を設け、その水槽内に、中性子遮蔽体としての水
を保有させてなることを特徴とする粒子加速器における
中性子遮蔽装置。
1. A device for shielding neutrons generated from a curved portion of a storage ring in a particle accelerator such as a synchrotron and emitted to the outer peripheral side of the storage ring, the deflection being installed in the curved portion. A neutron shielding apparatus in a particle accelerator, characterized in that a water tank is provided adjacent to the outer periphery of an electromagnet, and water as a neutron shield is held in the water tank.
【請求項2】 前記水槽は非磁性材料により形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の粒子加速器にお
ける中性子遮蔽装置。
2. The neutron shielding device in a particle accelerator according to claim 1, wherein the water tank is made of a non-magnetic material.
【請求項3】 前記水槽の保有水は前記偏向電磁石を冷
却するための冷却水であることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の粒子加速器における中性子遮蔽装置。
3. The neutron shielding device for a particle accelerator according to claim 1, wherein the water held in the water tank is cooling water for cooling the deflection electromagnet.
JP22894192A 1992-08-27 1992-08-27 Neutron shield device for particle accelerator Withdrawn JPH0676988A (en)

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