JPH07249498A - 中性子発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターゲット物質が沸騰してしまうことを防止
し得て中性子を安定に発生させ得る中性子発生装置を提
供する。 【構成】 荷電粒子ビームｄをビームダクト７から入射
孔８を通して反応槽４に入射させてターゲット物質１に
打ち込み、そこで核反応を生ぜしめて中性子ビームｎを
発生させる。ビームダクトおよび反応槽からの真空排気
は、ビームダクトに接続した真空排気手段９により行な
う。入射孔にはオリフィスパイプ１０を接続しておき、
そのオリフィスパイプを通して荷電粒子ビームを入射さ
せるとともに、オリフィスパイプの排気抵抗により反応
槽とビームダクトとの間に差圧が生じるようにし、反応
槽内の真空度をビームダクト内の真空度を低く設定す
る。また、オリフィスパイプ１０に代えて、複数のオリ
フィス板により差動排気構造としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種物質に中性子を照
射してその劣化試験等を行なう場合等に用いられる中性
子発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置としては、液体リチウムを
ターゲット物質としてそれに重陽子を打ち込み、そこで
生じる核反応によって中性子を発生させるようにしたも
のが知られている。すなわち、１個の陽子と１個の中性
子を有する重水素の原子核である重陽子を粒子加速器に
より加速して質量数７のリチウムに打ち込み、それによ
って生じる核反応によりリチウムを質量数８のベリリウ
ムに変換するとともに１個の中性子を放出させるのであ
る。なお、重陽子を質量数７のリチウムに打ち込むと質
量数７のベリリウムに変換されて２個の中性子が放出さ
れるような核反応や、重陽子を質量数６のリチウムに打
ち込むと質量数７のベリリウムに変換されて１個の中性
子が放出されるような核反応も起こり得る。

【０００３】図５および図６はそのような原理に基づい
て中性子を発生させる装置の概要を示すものである。こ
の装置は、融点温度（１８１℃）以上、通常は２２０℃
程度に加熱して液化させた液体リチウム１を、流入管路
２、ストレーナ３を経て反応槽４へ連続的に供給し、そ
の反応槽４内に設けたノズル５によって液体リチウム流
を絞り込みつつ膜状態で流下させて流出管６を経て取り
出すとともに、粒子加速器（図示略）により加速した重
陽子ビームｄを打ち込むためのビームダクト７を反応槽
４の側部に接続し、そのビームダクト７から入射孔８を
通して重陽子ビームｄを反応槽４内に入射させるように
したものである。

【０００４】この装置では、ビームダクト７に接続して
いる真空ポンプ９によりビームダクト７およびそれに連
通している反応槽４内から真空引きを行なってそれらの
内部をたとえば１×１０^-6Torr程度の真空とした状態
で、ノズル５により絞り込まれた液体リチウム流に対し
て重陽子ビームｄを打ち込む。これにより、重陽子ビー
ムｄが打ち込まれた点において上記の核反応が生じて中
性子ビームｎが放射され、放射された中性子ビームｎは
重陽子ビームｄの軌道の延長線上を中心とする所定の範
囲に分布した状態で反応槽４の前方に出射するので、反
応槽４の前方位置に試験体を配置しておいてその試験体
に対して中性子ビームｎを照射し、各種の試験を行なう
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な装置においては、液体リチウム１に重陽子ビームｄを
打ち込むことによって核反応が生じる確率は極めて低い
ものであり、打ち込まれた重陽子ビームｄの９５％以上
は核反応を生じることなくそのまま液体リチウム１を通
過してしまうものである。そして、未反応の重陽子ビー
ムｄの持つ運動エネルギは液体リチウム１を通過する際
に熱エネルギに変り、その熱エネルギにより液体リチウ
ム１の表層部が局所的に過熱してしまい、沸点温度（大
気圧下においては1,340℃程度であるが、反応槽４内の
真空度が１×１０^-6Torr程度とされた場合においては30
0℃程度である）を越えてしまって沸騰してしまうこと
があるが、液体リチウム１が沸騰してしまうと以下のよ
うな問題が生じて中性子ビームｎを安定に発生させるこ
とができないものであった。

【０００６】すなわち、液体リチウム１が沸騰してしま
うと、膜状態で流下していく液体リチウム流が乱されて
しまい、その結果、発生する中性子ビームｎの分布が異
常となったり、膜の厚みが薄くなって重陽子ビームｄが
反応槽４の壁面に直接的に照射されることにより壁面が
損傷してしまうことがある。また、蒸発したリチウムが
反応槽４内の真空度を著しく悪化させるので重陽子ビー
ムｄのエネルギを減少させたりその軌道を歪めてしまう
ことがあるし、さらには、蒸発したリチウムがビームダ
クト７を通して加速器に流れ込んで加速器に対しても悪
影響を及ぼしてしまうことがある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ターゲット物質が沸騰してしまうことを防止し得て
中性子を安定に出射させ得る有効な装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体状のター
ゲット物質に対して加速した荷電粒子を打ち込むことに
よって、それらターゲット物質と荷電粒子とによる核反
応により中性子を発生させる構成の装置であって、前記
ターゲット物質を膜状態で流下させるための反応槽と、
該反応槽に接続されてその接続部に設けられている入射
孔を通して前記荷電粒子を反応槽内に入射させるための
ビームダクトと、該ビームダクトに接続されていてこの
ビームダクトおよび前記入射孔を通して反応槽から真空
排気を行なうための真空排気手段とを具備し、前記入射
孔には、前記荷電粒子を通過させ得る径寸法とされてい
るとともに反応槽内とビームダクト内に差圧を保持し得
る長さ寸法とされたオリフィスパイプを接続してなるこ
とを特徴とするものである。そこで、前記オリフィスパ
イプは、その先端を前記入射孔に接続した状態で前記ビ
ームダクト内に設けることが考えられるが、入射孔を挿
通させてその中間部を入射孔に接続することでビームダ
クトと反応槽に跨がるように設けることでも良い。ある
いは、前記のオリフィスパイプおよび真空排気手段に代
えて、前記荷電粒子を通過させ得る径寸法の入射孔がそ
れぞれ設けられ前記ビームダクトを複数の空間に区画す
る複数のオリフィス板と、前記複数の空間の各々に接続
されて前記反応槽と離間した空間側から該反応槽側に向
けて段階的に真空度を低下させるように各空間内もしく
は前記入射孔を通して前記反応槽内を真空排気するため
の複数の真空排気手段を具備することもできる。また、
前記ターゲット物質としては液体リチウムを用いるとと
もに、前記荷電粒子としては重陽子を用いることが一般
的である。

【０００９】

【作用】本発明の装置では、荷電粒子を反応槽に入射さ
せるための入射孔にオリフィスパイプを接続して、荷電
粒子をそのオリフィスパイプの内側を通して反応槽に入
射させる。また、ビームダクトに接続した真空排気手段
によってビームダクト内から真空排気を行なうとともに
上記オリフィスパイプを通して反応槽内からも真空排気
を行なう。これにより、オリフィスパイプによる排気抵
抗によって反応槽内の真空度はビームダクト内の真空度
より自ずと低下する。換言すれば、反応槽内の圧力はビ
ームダクト内の圧力より自ずと高くなる。そして、オリ
フィスパイプの径寸法や長さ寸法を荷電粒子の入射に支
障を来さない範囲内で適宜調節することでその排気抵抗
を調節することができ、それによってビームダクト内と
反応槽内の差圧を自由に調節できるから、反応槽内の真
空度をビームダクト内の真空度より低く設定する限りに
おいて所望の真空度に自由に設定できることになる。そ
こで、反応槽内の真空度を核反応が支障なく生じる範囲
内で従来より低く設定すれば、反応槽内におけるターゲ
ット物質の沸点温度を上昇させることができ、その沸騰
を抑制し得ることになる。また、上記オリフィスパイプ
に代えてオリフィス板を用いた場合、複数の真空排気手
段を用いて複数のオリフィス板で区画された各空間の真
空排気を行なうと、各オリフィス板の排気抵抗によりビ
ームダクト側から反応槽側に向けて各空間毎に真空度が
段階的に低下していく。すなわち、連接する各空間およ
び反応槽が差動排気構造をなすことにより真空度が段階
的に低下していく。そして、オリフィス板の入射孔の径
寸法、厚さ寸法、枚数、または各真空排気手段の排気量
を適宜調節することで各空間の真空度をそれぞれ個別に
設定でき、ひいては反応槽内の真空度を自由に設定でき
ることになる。したがって、上記と同様にターゲット物
質の沸騰を抑制することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１を参照し
て説明する。図１は本実施例の中性子発生装置の概略構
成を示す側断面図であるが、図５および図６に示した従
来のものと共通の部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。本実施例の装置の基本構成は、図５および
図６に示したものと同様に、反応槽４内においてターゲ
ット物質である液体リチウム１を膜状態で流下させつ
つ、ビームダクト７から入射孔８を通して反応槽４内に
重陽子ビームｄを入射させることにより、その重陽子ビ
ームｄを液体リチウム１に打ち込んで核反応を生ぜし
め、中性子ビームｎを反応槽４の前方に出射させるとい
うものである。

【００１１】そして、上述した従来の装置においては、
ビームダクト７に接続されている真空ポンプ９によって
ビームダクト７から真空排気を行なうとともに、反応槽
４からの真空排気は入射孔８を通して直接的に行なうこ
とにより、ビームダクト７内および反応槽４内をいずれ
も１×１０^-6Torr程度の同等の真空度に維持するように
していたのであるが、本実施例の装置においては、図１
に示すようにオリフィスパイプ１０を入射孔８に接続
し、反応槽４からの真空排気はそのオリフィスパイプ１
０を通して行なうようにしている。

【００１２】上記のオリフィスパイプ１０は、断面が円
形とされ、両端が開放された単なるパイプ材であって、
その素材としてはたとえばステンレスが好適に用いら
れ、その肉厚はたとえば３ｍｍ程度とすることが良い。
そして、本実施例においては、オリフィスパイプ１０
は、ビームダクト７内においてそのビームダクト７と同
軸状態で配置されてその先端が入射孔８に接続されてお
り、反応槽４への重陽子ビームｄの入射はそのオリフィ
スパイプ１０を通して行なわれるようになっている。し
たがって、オリフィスパイプ１０の内径寸法は重陽子ビ
ームｄの入射に支障を来さないような寸法に設定されて
いる。なお、オリフィスパイプ１０の断面形状は必ずし
も円形に限るものではなく、重陽子ビームｄの広がりの
状態等を勘案してたとえば横方向に若干膨らんだレース
トラック形や楕円形の断面としても良い。

【００１３】上記のようにオリフィスパイプ１０を通し
て反応槽４から真空排気を行なうことにより、本装置に
おいてはオリフィスパイプ１０の排気抵抗によってビー
ムダクト７内と反応槽４内とには自ずと差圧が生じ、反
応槽４内の真空度はビームダクト７内の真空度より自ず
と低くなる（圧力が高くなる）ものである。そして、オ
リフィスパイプ１０の排気抵抗はその径寸法および長さ
寸法によって決定されるものであり、径寸法を小さくす
るほど、また長さ寸法を大きくするほど、排気抵抗が増
大して（コンダクタンスが低下して）その前後の差圧が
大きくなるから、それらを調節することで反応槽４とビ
ームダクト７との間に所望の差圧を確保できることにな
り、それ故、本装置では反応槽４内の真空度をビームダ
クト７内の真空度に比して低下させる限りにおいて所望
の真空度に設定できるものとなっている。

【００１４】そして、本実施例の装置においては、ビー
ムダクト７内の真空度は従来と同様に１×１０^-6Torr程
度に維持するのであるが、上記オリフィスパイプ１０の
径寸法および長さ寸法を調節してその排気抵抗を調節す
ることにより、反応槽４内の真空度をたとえばビームダ
クト７内の真空度に比して１０²倍程度低下させた１×
１０^-4Torr程度に設定するようにしている。この場合、
オリフィスパイプ１０の径寸法は、上述したように重陽
子ビームｄの通過に支障が生じないように自ずと限界が
あって余り小さくすることができないから、上記のよう
な排気抵抗の調節は主としてオリフィスパイプ１０の長
さ寸法を調節することで行なうことが良い。

【００１５】上記構成の装置にあっては、入射孔８に所
定径寸法、所定長さ寸法のオリフィスパイプ１０を接続
することのみで反応槽４内の真空度を低下させることが
でき、したがって、反応槽４内における液体リチウム１
の沸点温度を上昇せしめてその沸騰を抑制できるもので
ある。例えば、上記のように反応槽４内の真空度を１×
１０^-4Torr程度に設定した場合には、反応槽４内におけ
る液体リチウム１の沸点温度は４００℃程度となり、真
空度がビームダクト７内と同等の１×１０^-6Torr程度に
設定されていたために沸点温度が３００℃程度であった
従来の場合に比して１００deg程度も上昇することにな
り、その分、液体リチウム１の沸騰を十分に防止できる
ものとなる。

【００１６】そして、本装置は、従来の装置に対して単
なるパイプ材であるオリフィスパイプ１０を入射孔８に
接続した構成のものであって他に格別な装置類や制御機
構等は一切不要であるので、従来のものに比して設備費
や運転費の大幅な増大を招くようなことはなく、極めて
有効なものである。

【００１７】なお、図１に示しているように、オリフィ
スパイプ１０の内径寸法をＤ（円形以外の場合は等価径
寸法）、長さをＬ、コンダクタンスをＣとすると、 Ｃ＝Ｋ・Ｄ³／Ｌ（Ｋは定数）……（１） の関係が成立つ。また、真空ポンプ９の排気速度をＳ、
ビームダクト７内の真空度をＰ、反応槽４内の真空度を
Ｐ₀とすると、 Ｓ・Ｐ＝Ｃ・（Ｐ₀−Ｐ）……（２） の関係が成立つ。したがって、これら両式から、反応槽
４を所望の真空度Ｐ₀とするに必要なオリフィスパイプ
１０の内径寸法Ｄや長さ寸法Ｌを演算により容易に決定
することができる。

【００１８】ところで、上記実施例ではオリフィスパイ
プ１０の全体をビームダクト７内に配置してその先端を
入射孔８に接続するようにしたが、例えばオリフィスパ
イプ１０の所要長さが十分に長くなるような場合等にお
いては、第２の実施例として図２に示すように、オリフ
ィスパイプ１０を入射孔８に挿通させてその中間部を入
射孔８に対して接続することにより、オリフィスパイプ
１０をビームダクト７と反応槽４に跨がるような形態で
取り付けるようにしても良い。

【００１９】以下、本発明の第３の実施例を図３および
図４を参照して説明する。図３は本実施例の中性子発生
装置の概略構成を示す側断面図であり、反応槽４および
ビームダクト７からなる基本構成は図１および図２で示
した上記第１、第２の実施例と同様であり、これらと共
通な部分は同一符号を付して説明を省略する。そして、
本実施例が上記実施例と異なる点は、ビームダクト７の
内部に複数のオリフィス板１１が設けられたことにより
ビームダクト７が複数の空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに
区画され、区画された空間の各々にこれら空間１２ａ、
１２ｂ、１２ｃおよび反応槽４内を真空排気するための
真空ポンプ１３、１３、１３が接続されている点であ
る。

【００２０】すなわち、本第３実施例の装置において
は、オリフィス板１１、１１、１１が反応槽４とビーム
ダクト７との接続部からビームダクト７側に向けて一定
間隔おきに３枚設置されている。各オリフィス板１１は
ビームダクト７の内壁に沿って固定された円盤状の部材
であって、その中心部には円形の入射孔１４が形成され
ており、反応槽４への重陽子ビームｄの入射はその入射
孔１４を通して行なわれるようになっている。したがっ
て、入射孔１４の径は重陽子ビームｄの入射に支障を来
たさないような寸法に設定されている。なお、入射孔１
４の形状は必ずしも円形に限るものではなく、重陽子ビ
ームｄの広がり等を勘案して、例えば横方向に若干長い
レーストラック形状や楕円形としてもよい。

【００２１】したがって、ビームダクト７はこれらオリ
フィス板１１、１１、１１により３つの空間１２ａ、１
２ｂ、１２ｃに区画された形となっており、これら空間
１２ａ、１２ｂ、１２ｃを真空排気するための真空ポン
プ１３、１３、１３が各空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに
対してそれぞれ接続されている。そして、反応槽４から
の真空排気はこれら真空ポンプ１３、１３、１３を作動
させることによりオリフィス板１１の入射孔１４を通し
て行なうようになっている。

【００２２】このように本実施例の装置は、３枚のオリ
フィス板１１、１１、１１で区画された各空間１２ａ、
１２ｂ、１２ｃにそれぞれ真空ポンプ１３が接続された
ことで、各空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび反応槽４
が差動排気構造をなすものである。すなわち、各真空ポ
ンプ１３を作動させたときに各オリフィス板１１の排気
抵抗によってビームダクトの空間１２ｃ、空間１２ｂ、
空間１２ａ、反応槽４の順に真空度が段階的に低下して
いくため、反応槽４内の真空度はビームダクト７内の真
空度より充分に低くなる（圧力が高くなる）ものであ
る。そして、オリフィス板１１の排気抵抗は入射孔１４
の径寸法および板厚寸法によって決定されるものであ
り、径寸法を小さくするほど、また板厚寸法を大きくす
るほど、排気抵抗が増大して（コンダクタンスが低下し
て）その前後の差圧が大きくなるから、それらを調節す
ることで反応槽４とビームダクト７との間に所望の差圧
を確保できることになり、本装置では反応槽４内の真空
度をビームダクト７内の真空度に比して低下させる限り
において所望の真空度に設定できるものとなっている。

【００２３】すなわち、上記構成の装置においては、ビ
ームダクト７に３枚のオリフィス板１１、１１、１１を
設け、これにより区画された空間１２ａ、１２ｂ、１２
ｃに真空ポンプ１３、１３、１３をそれぞれ接続するこ
とで差動排気により反応槽４内の真空度を低下させるこ
とができ、したがって、反応槽４内における液体リチウ
ム１の沸点温度を上昇せしめてその沸騰を抑制できるも
のである。

【００２４】ここで、上記第１、第２実施例のオリフィ
スパイプを用いた場合と本第３実施例のオリフィス板を
用いた場合における装置設計の具体例について図４を用
いて説明する。ここでは、前提条件として反応槽４内の
真空度を１×１０^-3Torr、ビームダクト７内の真空度を
１×１０^-6Torrと設定する。

【００２５】（ａ）オリフィスパイプを用いた場合 ビームダクト７内および反応槽４内の真空排気を行なう
ターボ分子ポンプ９の排気量を１０００ｌ／ｓとし、重
陽子ビーム幅２０ｍｍを考慮してオリフィスパイプ１０
の内径寸法を３０ｍｍと設定したときのオリフィスパイ
プ１０の必要長さＬを求める。前記（２）式に示したと
おり、ポンプ９の排気量をＳ、オリフィスパイプ１０の
コンダクタンスをＣ、反応槽４の真空度をＰ₀、ビーム
ダクト７の真空度をＰとすると、 Ｓ・Ｐ＝Ｃ・（Ｐ₀−Ｐ）……（２） ∴ Ｃ＝｛Ｐ／（Ｐ₀−Ｐ）｝・Ｓ ＝｛１×１０^-6／（１×１０^-3−１×１０^-6）｝・１０００ ＝１．００１ （ｌ／ｓ）……（３） 一方、オリフィスパイプ１０の内径をＤ（ｃｍ）、必要
長さをＬ（ｃｍ）とすると、 Ｃ＝１／｛１／（９．１×Ｄ²）＋Ｌ／（１２．１×Ｄ³）｝……（４） 上記（３）、（４）式より、 １．００１＝１／｛１／（９．１×３²）＋Ｌ／（１
２．１×３³）｝ Ｌ＝３２２．４（ｃｍ）＝３２２４（ｍｍ） すなわち、長さ３２２４ｍｍのオリフィスパイプ１０が
必要となる。

【００２６】（ｂ）オリフィス板を用いた場合 ３枚のオリフィス板１１、１１、１１を用いるとともに
ビームを通過させる入射孔１４の径を（ａ）と同様に３
０ｍｍとし、ビームダクト７内および反応槽４内の真空
排気を行なう３台のターボ分子ポンプ１３、１３、１３
の排気量をそれぞれ５００ｌ／ｓと設定したときのオリ
フィス板１１の必要板厚ｔを求める。ポンプ１３の排気
量をＳ、オリフィス板１１のコンダクタンスをＣ、反応
槽４内の真空度をＰ₀、空間１２ａ、空間１２ｂ、空間
１２ｃ内の真空度をそれぞれＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃とすると、
前記（２）式より Ｃ・（Ｐ₀−Ｐ₁）＝Ｓ・Ｐ₁＋Ｃ・（Ｐ₁−Ｐ₂）……（５） Ｃ・（Ｐ₁−Ｐ₂）＝Ｓ・Ｐ₂＋Ｃ・（Ｐ₂−Ｐ₃）……（６） Ｃ・（Ｐ₂−Ｐ₃）＝Ｓ・Ｐ₃ ……（７） Ｓ＝５００（ｌ／ｓ）、Ｐ₀＝１×１０^-3（Torr）、Ｐ₃
＝１×１０^-6（Torr）であるから上記（５）、（６）、
（７）式より、 Ｃ＝５９．５（ｌ／ｓ） ……（８） Ｐ₁＝９．７×１０^-5（Torr） ……（９） Ｐ₂＝９．４×１０^-6（Torr） ……（１０） 上記（４）式と同様に、オリフィス板１１の板厚をｔ
（ｃｍ）とすると、 Ｃ＝１／｛１／（９．１×Ｄ²）＋ｔ／（１２．１×Ｄ³）｝……（１１） 上記（８）、（１１）式より、 ５９．５＝１／｛１／（９．１×３²）＋ｔ／（１２．
１×３³）｝ ｔ＝１．５（ｃｍ）＝１５（ｍｍ） すなわち、板厚１５ｍｍのオリフィス板１１が必要とな
る。また、両端のオリフィス板１１、１１間の距離は約
６００ｍｍとなる。

【００２７】以上、具体的な設計の手順を示したが、上
記（ａ）と（ｂ）の計算結果を比較すると明らかなよう
に、同一設定条件のもとでオリフィスパイプ１０を用い
た場合とオリフィス板１１を用いた場合とでは寸法的に
大きな差異が生じる。すなわち、オリフィスパイプ１０
を用いる場合には長さ３０００ｍｍもの非常に長尺なオ
リフィスパイプ１０を必要とするのに対して、オリフィ
ス板１１を用いる場合には板厚１５ｍｍのオリフィス板
１１をビームダクト７における６００ｍｍ程度の部分に
３枚設置すれば足りることになる。したがって、本第３
実施例の装置は上記第１、第２実施例の装置に比べて装
置全体の小型化を図ることができる。

【００２８】さらに、本実施例の装置は、差動排気構造
を構成するべく３台の真空ポンプ１３、１３、１３が必
要になるわけであるが、上記具体例に示したように１台
当たりの排気量が小さいもので済むため、３台の真空ポ
ンプ１３、１３、１３を使用することにより装置全体が
大型化したり、コストが大幅に高くなるというような恐
れはない。なお、各真空ポンプ１３の排気量は異なるよ
うにしてもよい。

【００２９】また、上記全ての実施例において例示した
反応槽４内やビームダクト７内の真空度の設定例は一例
に過ぎず、それらは中性子を有効に発生させるために必
要な諸条件を満たしたうえで液体リチウムが沸騰してし
まうことを防止し得るように適宜設定すれば良い。さら
に、上記全ての実施例では液体リチウムをターゲット物
質としてそれに重陽子を打ち込むものとしたが、荷電粒
子が打ち込まれると核反応を生じて中性子を放出するも
のであれば液体リチウムに限らず他の物質をターゲット
物質として採用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明は、ビー
ムダクトから反応槽への荷電粒子の入射孔にオリフィス
パイプを接続し、そのオリフィスパイプを通して反応槽
からの真空排気を行なう構成であるので、オリフィスパ
イプの径寸法や長さ寸法を調節することのみで反応槽内
の真空度をビームダクト内の真空度に比して低く設定す
ることができ、したがって、反応槽内の真空度を従来よ
り低下させることで反応槽内におけるターゲット物質の
沸点温度を従来より上昇せしめることができ、以て、タ
ーゲット物質の沸騰を抑制し得て中性子を安定に発生さ
せることができ、しかも、オリフィスパイプ以外は他に
何等の装置類や制御機構が不要であるのでコスト増を招
くこともない、といった優れた効果を奏する。

【００３１】また、前記オリフィスパイプを備えた構成
に代えて、ビームダクトを複数のオリフィス板により区
画し、その区画した各空間に真空排気手段を接続して差
動排気構造を構成すれば、オリフィス板の入射孔の径寸
法や板厚寸法、枚数、もしくは真空排気手段の排気量を
調節することによりビームダクトから反応槽に向けて段
階的に真空度を低下させて、反応槽内の真空度をビーム
ダクト内の真空度に比して低く設定することができる。
これにより上記と同様、ターゲット物質の沸騰を抑制し
得て中性子を安定に発生させることができる。さらに、
本構成の場合にはオリフィス板相互の間隔を小さくして
も充分大きな差圧を得ることができるので、装置全体の
小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である中性子発生装置の
要部を模式的に示す側断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例である中性子発生装置の
要部を模式的に示す側断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例である中性子発生装置の
要部を模式的に示す側断面図である。

【図４】オリフィスパイプを用いた場合とオリフィス板
を用いた場合とで上記実施例を比較した具体例を示す図
である。

【図５】中性子発生装置の概要を示す斜視図である。

【図６】同装置の要部側断面図である。

【符号の説明】

ｄ 重陽子（荷電粒子）ビーム ｎ 中性子ビーム １ 液体リチウム（ターゲット物質） ４ 反応槽 ７ ビームダクト ８、１４ 入射孔 ９、１３ 真空ポンプ（真空排気手段） １０ オリフィスパイプ １１ オリフィス板 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ 複数の空間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体状のターゲット物質に対して加速し
   た荷電粒子を打ち込むことによって、それらターゲット
   物質と荷電粒子とによる核反応により中性子を発生させ
   る構成の装置であって、 前記ターゲット物質を膜状態で流下させるための反応槽
   と、該反応槽に接続されてその接続部に設けられている
   入射孔を通して前記荷電粒子を反応槽内に入射させるた
   めのビームダクトと、該ビームダクトに接続されていて
   このビームダクトおよび前記入射孔を通して前記反応槽
   内の真空排気を行なうための真空排気手段とを具備し、 前記入射孔には、前記荷電粒子を通過させ得る径寸法と
   されているとともに反応槽内とビームダクト内に差圧を
   保持し得る長さ寸法とされたオリフィスパイプを接続し
   てなることを特徴とする中性子発生装置。
2. 【請求項２】 前記オリフィスパイプは、その先端が前
   記入射孔に接続されて前記ビームダクト内に設けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の中性子発生装
   置。
3. 【請求項３】 前記オリフィスパイプは、前記入射孔を
   挿通してその中間部が入射孔に対して接続されて前記ビ
   ームダクト内と前記反応槽内に跨がって設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の中性子発生
   装置。
4. 【請求項４】 液体状のターゲット物質に対して加速し
   た荷電粒子を打ち込むことによって、それらターゲット
   物質と荷電粒子とによる核反応により中性子を発生させ
   る構成の装置であって、 前記ターゲット物質を膜状態で流下させるための反応槽
   と、該反応槽に接続されてその接続部に設けられている
   入射孔を通して前記荷電粒子を反応槽内に入射させるた
   めのビームダクトと、前記荷電粒子を通過させ得る径寸
   法の入射孔がそれぞれ設けられ前記ビームダクトを複数
   の空間に区画する複数のオリフィス板と、前記複数の空
   間の各々に接続されて前記反応槽と離間した空間側から
   該反応槽側に向けて段階的に真空度を低下させるように
   各空間内もしくは前記入射孔を通して前記反応槽内を真
   空排気するための複数の真空排気手段とを具備してなる
   ことを特徴とする中性子発生装置。
5. 【請求項５】 前記ターゲット物質は液体リチウムであ
   り、前記荷電粒子は重陽子であることを特徴とする請求
   項１ないし４のいずれかに記載の中性子発生装置。