JPH11238950A - 自由電子レーザ装置設置方法 - Google Patents

自由電子レーザ装置設置方法

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JPH11238950A
JPH11238950A JP10056252A JP5625298A JPH11238950A JP H11238950 A JPH11238950 A JP H11238950A JP 10056252 A JP10056252 A JP 10056252A JP 5625298 A JP5625298 A JP 5625298A JP H11238950 A JPH11238950 A JP H11238950A
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JP
Japan
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free electron
electron laser
laser device
radiation
radiation shielding
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JP10056252A
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English (en)
Inventor
Fumihiko Oda
史彦 小田
Masayuki Kawai
正之 河合
Minoru Yokoyama
横山  稔
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自由電子レーザ装置の放射線遮蔽壁における
貫通孔を省き、各要素装置のアライメントを容易に実施
できる設置方法。 【解決手段】 自由電子レーザ装置を格納する放射線遮
蔽構造の遮蔽壁を床下位置で潜り抜ける誘導溝を設け
て、この誘導溝を介して全てのユーティリティ配管およ
び光出力導管を取り込むように敷設する。また、自由電
子レーザ装置の各所に設けられるビーム位置モニタはス
クリーン挿入ポートが装置下面にくるように配置するこ
とが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自由電子レーザ装
置の放射線遮蔽に関し、特に放射線遮蔽内の据えられる
自由電子レーザ装置の位置調整を容易にすることができ
る設置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自由電子レーザ装置は電子の運動に伴い
主に電子の進行方向に強い放射線を発生するため、装置
の周囲に放射線遮蔽を施す必要がある。放射線遮蔽内に
設置される自由電子レーザ装置の各要素はそれぞれ各種
ユーティリティを必要とし、遮蔽の外に設置されるユー
ティリティの供給装置と連絡するための配管等が接続さ
れている。例えば、電子銃や加速器にはRF導波管や冷
却用水配管、偏向電磁石には電源供給配管や冷却水配
管、モニタ装置には駆動圧空配管、またアンジュレータ
等には出力光伝送管等が接続される。従来、これら各配
管、特にRF導波管は天井を貫通して放射線遮蔽室内に
取り込み、要素装置の上側から接続していた。冷却用水
配管や圧空配管は放射線遮蔽室の側壁に設けた貫通孔を
介して取り込むこともあった。
【0003】このため分厚く頑丈な遮蔽壁に貫通加工が
必要となるが、貫通部分の遮蔽能力が低下することを防
ぎ、装置の交換や改造にも容易に対処できるようにする
工夫がされている。たとえば、特開平4−346099
号公報では遮蔽壁の一部を取り外し可能としてこの部分
に貫通材を施工する方法を開示している。また、特開平
4−329400号公報には、開口部を抜き取り可能な
ブロック体で構成し貫通材をこのブロック体に埋め込む
と共に開口部がはめ込まれる部分に段差を設けて放射線
の漏洩を防ぐ方法が開示されている。このように遮蔽壁
の一部を取り外し可能にするため、また貫通部からの漏
洩を防止するために複雑な加工を必要とした。
【0004】また、遮蔽室内に設置した自由電子レーザ
装置のアライメントは各要素装置頂部あるいは側面に設
けたターゲットをトランシットで見通して調整する。と
ころが、配管類が上側から接続された要素についてはト
ランシットの見通しが取れないため、配管類を取り付け
る前かこれらを一旦取り除いた上で行う必要があった。
したがって、アライメント調整後に位置がずれないよう
に細心の注意をもって配管類の取り付け作業を行う必要
があり、また取り付け後に応力を受けて微妙に変化し再
度微調整を行わなければならない場合もあった。さら
に、必要に応じて要素を追加設置するような場合にアラ
イメントを取ることは大変な作業を必要とした。
【0005】また、外部に漏洩する放射線量が大きい要
素装置の周囲にはその状況に合わせて個々に設計製作し
た局所的な遮蔽体を設置することにより、全体の漏洩放
射線を効果的に抑制することができる。しかし、要素装
置からの放射線漏洩の様子は実際の運転状態下で確認し
なければ正確に把握することが困難で、通常は試験運転
中に漏洩放射量を実測して鉛ブロックなどの遮蔽体の形
状を修正したり、配設位置を直したりすることが多かっ
た。あるいは、これらの手間を省くために、コスト高を
覚悟して安全係数を大きく取った余裕のある設計により
対処してきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、自由電子レーザ装置の放射線遮蔽
壁における複雑な加工を省くことにある。また、各要素
装置のアライメントを容易に実施できる設置方法を提示
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る放射線遮蔽構造内に格納される自由電
子レーザ装置の設置方法は、放射線遮蔽用の壁を床下位
置で潜り抜ける誘導溝を設けて、この誘導溝を介して全
てのユーティリティ配管および光出力導管を取り込むよ
うに敷設することを特徴とする。このような方法で自由
電子レーザ装置を設置することにより、頑丈な放射線遮
蔽壁に貫通孔を開設する必要がないから、放射線の漏洩
を防止するため一旦開口した部分の遮蔽を再度確保する
ための加工をしなくてもよくなる。
【0008】なお、この誘導溝を自由電子レーザ装置の
直下まで延伸して、ユーティリティ配管等が各要素装置
の下面もしくは側面に接続するようにすることが好まし
い。さらに、自由電子レーザ装置の各所に設けられるビ
ーム位置モニタはスクリーン挿入ポートが装置下面にく
るように配置することがより好ましい。このように配設
することにより各要素装置の上面における見通しが妨げ
られることが無く、各要素装置自体および要素装置同士
のアライメントが容易に取れるようになり、自由電子レ
ーザ装置の設置工事の能率が向上して工事費用の節約が
できる。なお、ユーティリティ配管等の取り込みを全て
の要素装置について同じ側面から行うようにすれば、ト
ランシットを自由電子レーザ装置の一方の側から操作し
て水平調整を行うことができるようになり、設置工事が
能率良くできる。また、自由電子レーザ装置の改造があ
る場合にも、既に開設されている誘導溝を利用して各要
素装置の位置調整を行えばよいから簡単に対処できる。
【0009】また、放射線が過剰に発生する部分を局所
的に遮蔽する鞍型の遮蔽覆体を備えて、その部分を上か
ら跨るように設置することができる。上記したように、
本発明の自由電子レーザ装置では、装置の上側に障害物
がないため、断面が馬蹄形あるいはコの字形をした鞍型
放射線遮蔽ブロック体を装置の上から覆うようにして設
置することができる。しかも、このような遮蔽体は装置
の軸方向に、移動することが容易にできるので、試運転
などで遮蔽体の位置が不的確で放射線の漏洩が観測され
た場合にも簡単に位置変更を行うことができる。
【0010】さらにまた、上記課題を解決するため、本
発明に係る第2の自由電子レーザ装置設置方法は、放射
線遮蔽構造内に自由電子レーザ装置を設置する方法であ
って、電子加速方向をほぼ鉛直下向きにしたことを特徴
とする。自由電子レーザ装置を電子加速方向が鉛直下向
きになるように設置すれば、発生する放射線は遮蔽能力
の高い厚い土石で形成される床に向かって射出すること
になり、反射さえ防げばほぼ理想的な放射線遮蔽を達成
することができる。
【0011】さらに、自由電子レーザ装置の各要素に接
続されるユーティリティ配管および光出力導管を放射線
遮蔽構造の1の側壁に対向する面から各要素に接続する
ようにした場合は、側壁対向面の反対側の面には障害物
がなくなるため、自由電子レーザ装置のアライメントが
容易に行える。なお、放射線遮蔽構造は遮蔽蓋等により
覆われた地下室として形成された場合は、比較的安価に
放射線遮蔽構造を得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、実施例および使用例に基づ
いて本発明に係る自由電子レーザ装置設置方法を詳細に
説明する。図1は本発明第1の自由電子レーザ装置設置
方法により設置された状態を示す透視図、図2は本発明
第2の自由電子レーザ装置設置方法により設置された状
態を示す側面図である。
【0013】
【実施例1】図1において、自由電子レーザ装置1は放
射線遮蔽室10内に設けられた装置架台5の上に搭載さ
れている。自由電子レーザ装置1は電子銃から出力ミラ
ーまでをほぼ直線上に配設したリニアックで、電子銃1
1、加速器12、偏向磁石13、14、アンジュレータ
15、全反射ミラー16、出力ミラー17から構成され
る。なお、運転調整時に電子ビームの位置を確認するた
めに用いられる図示しないビーム位置モニタが自由電子
ビームの走行軌跡中の随所に設けられている。
【0014】放射線遮蔽室10は分厚いコンクリートの
壁、必要に応じて鉛板を貼った壁に囲まれていて、外部
に許容限度以上の放射線が漏洩しないようになってい
る。放射線遮蔽室10の床には配管類を埋設するための
誘導溝9が設けられている。誘導溝9は自由電子レーザ
装置1の下から始まり、コンクリート壁の下を通って放
射線遮蔽室10の外にまで延伸している。
【0015】放射線遮蔽室10の外には冷却水製造装置
4とRF電源8および図示していない圧空源および各種
電源装置が設置されている。冷却水製造装置4は循環ポ
ンプ、熱交換器、温度調整装置等からなり、電子銃11
や加速器12の冷却や温度調整、さらに偏向電磁石1
3、14の冷却のために、温度調整した冷却水をそれぞ
れに送り出し、戻ってきた冷却水の温度調整をする。
【0016】RF電源8はクライストロンを備え、電子
銃11の加速空洞と加速器12の加速管で使用するRF
波を発生させる。圧空源は運転調整時にビーム位置モニ
タのターゲットを出入りさせるアクチュエータなどに操
作用圧空を供給する。電源装置からは、偏向電磁石に対
する励磁電流などが供給される。
【0017】クライストロンから電子銃11と加速器1
2まで導波管7が繋がっていてRF波が伝送される。導
波管7はRF電源から出て一旦床下の誘導溝9に導か
れ、自由電子レーザ装置1の直下で立ち上がり電子銃1
1と加速器12に下面から接続される。導波管7は自由
電子レーザ装置1近くで分割器を通って分岐して電子銃
11と加速器12のそれぞれに接続されていても良い。
加速管を通過したRF波を吸収するRFダミーロードも
床下の誘導溝9の中に収納されている。
【0018】冷却水製造装置4と各要素装置を繋ぐ冷却
水配管3も、一旦床下の誘導溝9に導かれ、自由電子レ
ーザ装置1の直下で立ち上がり、各装置に下面から接続
される。また、出力ミラー17から出力されるレーザ光
は、光伝送管6内に設けられた反射鏡で偏向され床下の
誘導溝を通って放射遮蔽室10の外まで伝送される。電
線管や圧空配管も一旦誘導溝9に収納され遮蔽壁の下を
潜って遮蔽室10に取り込まれる。なお、誘導溝9の遮
蔽壁の下に当たる部分は砂などが充填されていて、放射
線遮蔽室内の放射線がこの部分を通って外部に漏れない
ようになっている。誘導溝9は全体が砂などで埋められ
ていても良い。
【0019】電子ビームは偏向磁石13で偏向するた
め、放射線はこの周囲で装置外部への漏洩量が増大す
る。この付近における漏洩量を基準にして放射線遮蔽用
壁を設計すると、極めて厚いコンクリートあるいは鉛板
が必要になる。しかし、ここで局所的に放射線遮蔽する
ローカル遮蔽部材を用いれば、放射線遮蔽室10に比較
的薄い遮蔽壁を用いても放射線の漏洩は十分抑えること
ができ、経済的である。
【0020】本実施例においても、偏向磁石13の周囲
にはローカル遮蔽2が配設されている。ローカル遮蔽2
は断面がコの字形あるいは馬蹄形の鞍型をしていて、上
方に漏洩する放射線も遮蔽することができる。偏向磁石
13には上面に邪魔な配管が付いていないので、装置の
軸方向に動かすことができる。このため、試運転時にお
ける漏洩放射線量の測定値に基づいて適当に位置調整す
ることができる。
【0021】なお、装置架台5は枠組みさえ堅牢であれ
ばよく、上面が解放されていても良いので、重量の大き
いローカル遮蔽2を装置架台5の上面板でなくて床面で
支えるようにしても良い。床面にレールを敷いて、その
上にローカル遮蔽2を移動できるようにすると、調整が
より容易になる。ローカル遮蔽2はこの他にも偏向磁石
装置14その他の放射線の漏洩が激しい要素装置に適当
に配設することができる。
【0022】本実施例における放射線遮蔽構造によれ
ば、頑丈な放射線遮蔽壁に開口部分を設けないため放射
線漏洩を容易に防止でき、また要素装置の上に邪魔な接
続配管類がないため、要素装置の中心軸直上に印したタ
ーゲットマークを基準として、要素装置毎および要素装
置同士について軸方向のアライメントを取ることが容易
に可能である。また、要素装置の一方の側面に余分な接
続配管がないように配設することにより、要素装置の水
平アライメントも容易に取ることができるようになる。
【0023】
【実施例2】本発明第2の実施例は、地下に自由電子レ
ーザ装置を収納して放射線遮蔽構造としたものである。
図2を参照すると、自由電子レーザ装置21は地面28
の下に構築された放射線遮蔽室30内に電子銃を上側に
出力ミラーを下側にしてほぼ直線上に配設したリニアッ
クである。放射線遮蔽室30は周囲を放射線遮蔽力の大
きな厚い土石に囲まれ、天井を厚いコンクリート製の遮
蔽板27に覆われていて、外部に許容限度以上の放射線
が漏洩しないようになっている。放射線遮蔽室30の側
面の壁には、RF電力伝送用導波管23、冷却水配管2
4、出力光伝送管25などの配管類を外部に取り出すた
めの誘導溝29が設けられている。なお、RF回路に取
り付けられたダミーロード26も誘導溝29内に配設さ
れている。
【0024】自由電子レーザ装置21は、各要素装置に
おける各配管類と接続する面が誘導溝29の設けられた
側面壁に対向するように設置されており、その面の反対
側には配管等の突起などの障害物がないようになってい
る。このため、要素装置の中心軸に対応したターゲット
マークを利用して、要素装置毎および要素装置同士につ
いて軸方向のアライメントを容易に取ることができる。
なお、本実施例では、自由電子レーザ装置21は電子の
走行方向が下向きになるように設置され、特に強度な放
射線の発生が見られるビームダンパ22も床面に設置さ
れている。これら下向きに放出される放射線は地面に吸
収されるため、放射線漏洩は極めて少ない。本実施例の
地下式放射線遮蔽室は天井に遮蔽板を備える代わりに完
全に地中に開削した部屋を使用しても良いことはいうま
でもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の自由電子レ
ーザ装置設置方法によれば、放射線遮蔽壁に開口部を設
ける必要がないため複雑な加工を省くことができ、ま
た、各要素装置のアライメントを容易に実施できる。さ
らに、局所的な放射線遮蔽ブロックを適宜必要な位置に
設置するようにすることができ、放射線遮蔽のための費
用の節約が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の自由電子レーザ装置設置方法によ
り設置された状態を示す斜視図である。
【図2】本発明第2の自由電子レーザ装置設置方法によ
り設置された状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 自由電子レーザ装置 2 ローカル遮蔽 3 冷却水配管 4 冷却水製造装置 5 装置架台 6 光伝送管 7 導波管 8 RF電源 9 誘導溝 10 放射線遮蔽室 11 電子銃 12 加速器 13、14 偏向電磁石 15 アンジュレータ 16 全反射ミラー 17 出力ミラー 21 自由電子レーザ装置 22 ビームダンパ 23 RF導波管 24 冷却水配管 25 出力光伝送管 26 ダミーロード 27 遮蔽板 28 地面 29 誘導溝 30 放射線遮蔽室

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線遮蔽構造に自由電子レーザ装置を
    設置する方法であって、該放射線遮蔽構造の壁を床下位
    置で潜り抜ける誘導溝を備え、該誘導溝を介して全ての
    ユーティリティ配管および光出力導管を取り込むことを
    特徴とする自由電子レーザ装置設置方法。
  2. 【請求項2】 前記誘導溝を該自由電子レーザ装置の直
    下まで延伸させて、前記ユーティリティ配管および光出
    力導管を自由電子レーザ装置の各要素の下面もしくは側
    面から接続することを特徴とする請求項1記載の自由電
    子レーザ装置設置方法。
  3. 【請求項3】 前記自由電子レーザ装置の各所に設けら
    れるビーム位置モニタが有するスクリーン挿入ポートを
    装置下面に配置したことを特徴とする請求項2記載の自
    由電子レーザ装置設置方法。
  4. 【請求項4】 放射線が過剰に発生する部分を局所的に
    遮蔽する鞍型の遮蔽覆体を備えることを特徴とする請求
    項1ないし3に記載の自由電子レーザ装置設置方法。
  5. 【請求項5】 放射線遮蔽構造に自由電子レーザ装置本
    体を設置する方法であって、該自由電子レーザ装置にお
    ける電子加速方向をほぼ鉛直下向きにしたことを特徴と
    する自由電子レーザ装置用放射線遮蔽構造。
  6. 【請求項6】 前記自由電子レーザ装置の各要素に接続
    されるユーティリティ配管および光出力導管が該要素の
    前記放射線遮蔽構造の1側壁に対向する面から接続され
    ることを特徴とする請求項5記載の自由電子レーザ装置
    設置方法。
  7. 【請求項7】 前記放射線遮蔽構造が地下室として形成
    されたことを特徴とする請求項5または6記載の自由電
    子レーザ装置設置方法。
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