JPS6319837Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はサイクロトロン等の粒子加速装置のタ
ーゲツトに使用するターゲツトフオイル及び加速
箱フオイルの冷却装置に関する。

サイクロトロンで気体のラジオアイソトープを
製造するには金属製のターゲツトボツクス内にタ
ーゲツト物質を数気圧で封入し、そのターゲツト
ボツクス内のターゲツト物質に加速粒子を当てて
該反応を起こしている。このようなシステムにお
いてはサイクロトロンの加速領域を真空遮断する
金属フオイルすなわち加速箱フオイルとターゲツ
ト物質を大気から遮断する金属フオイルすなわち
ターゲツトフオイルが必要である。

これらの両フオイルには、入射するビームのエ
ネルギーの減衰を極力押えるために極力その厚さ
を薄くすることが要求され、一方、ビーム照射を
受けた時に生ずる熱的破損及びターゲツトフオイ
ルの場合はターゲツト内のガス圧（数気圧）によ
る機械的破損に耐えうる厚さを持つことが要求さ
れ、フオイル厚には相反する要求が生じる。

また、この両フオイル間はビームが通過するた
め真空状態にするか、ビームと該反応を起こさず
かつフオイルと化学反応を起こさない気体で占め
る必要がある。

而して上記加速箱フオイル及びターゲツトフオ
イル間の空間を真空にした場合は、ビームの照射
によつて生ずる熱の伝達が少なくなり、フオイル
の熱的破損を生じやすくなる。またターゲツトフ
オイルに対しては絶対圧が一気圧分さらに負荷さ
れることになるため、圧力上昇による機械的破損
率が高くなる。

本考案はかかる問題を解決するものでこの加速
箱フオイルとターゲツトフオイル間の空間にビー
ムと該反応を起こさず、しかも金属フオイルとも
化学反応を起こさないヘリウムガスを充填し、さ
らに熱的、機械的な破損を防止するため、このヘ
リウムガスを循環させ同時に上記２つフオイルを
冷却するようにしたものである。

本考案はサイクロトロン本体９に固定したアダ
プターガイドパイプ１０内にはターゲツトボツク
ス２４を摺動すべく嵌合し、このターゲツトボツ
クス２４にはサイクロトロン本体９に固定した加
速箱ブロツク１４に密嵌合するアダダプタ１５を
設け、このアダプタ１５には加速箱フオイル１９
を取着け、このアダプタ１５に密嵌合するターゲ
ツトボツクス２４にはターゲツトフオイル４０を
取着け、上記アダプタ１５には液体窒素で冷却し
たヘリウムガスを供給する開孔５０，５１，５２
及びそれを排出する開孔５３を設け、上記ヘリウ
ムガスを供給する開孔５０，５１，５２に連設し
た複数個の通孔５５，５６，５７はターゲツトフ
オイル４０及び加速箱フオイル１９に向かつて
夫ゝ開口する複数個のノズル４９，５９として開
口させ、上記供給用の開孔５０，５１，５２を通
してヘリウムガスを加速箱フオイル１９とターゲ
ツトフオイル４０間に充填させかつ排出用の開孔
５３を通して循環させるようにしたことを特徴と
するフオイルの冷却装置である。

以下図面につき本考案の一実施例を詳細に説明
する。

第１図示のようにサイクロトロンの本体９に固
定したアダプターガイドパイプ１０内には絶縁チ
ユーブ１１を摺動すべく嵌合し、この絶縁チユー
ブ１１内に固定したターゲツトガイドパイプ１２
の左端にはサイクロトロンの本体９に絶縁材１３
を介して固定した加速箱ブロツク１４の中心孔内
に密嵌合する円錐状外面を有する還状のアダプタ
１５をビス１６，……により取着ける。なお１７
はシール用Ｏリングである。このアダプタ１５の
中心には長孔１８を設け、この長孔１８の外側に
は厚さ20μのアルミニウムよりなる加速箱フオイ
ル１９を当接すると共にその上に第２図示のよう
な細長い孔２０を有する押え２１をビス２２，２
２，……により固定する。

第１図示のように上記ターゲツトガイドパイプ
１２内には遮蔽ブロツク２３を摺動すべく嵌合
し、この遮蔽ブロツク２３の先端にはターゲツト
ボツクス２４の端面を固定し、このターゲツトボ
ツクス２４の一端には上記アダプタ１５の内面に
密嵌する円錐面２６を形成する。なお図中２７は
円錐面２６密封用のＯリング、２８はターゲツト
ボツクス２４締付用のハンドル、２９，３０はそ
の室３１内に略数気圧でターゲツト物資を送る通
孔、３２，３３はそれに連通するパイプである。

このターゲツトボツクス２４の開口部にはター
ゲツトフオイル４０を当接すると共にその上には
第３図示のような細長い孔４１を有する押え４２
をビス４３，４３……により固定する。

第４図示のように上記アダプタ１５には上記加
速箱フオイル１９とターゲツトフオイル４０間の
空間に液体窒素で冷却したヘリウムガスを供給す
る開孔５０，５１，５２及び同ヘリウムガスを排
出する開孔５３を設け、これらの開孔５０，５
１，５２及び５３にはアダプタ１５内を径方向に
延びる通孔５５，５６，５７及び５８を連接し、
第５図示のように通孔５６は前記長孔１８の一端
内に開口させ、第６図示のように通孔５５，５７
はターゲツトフオイル４０に向かつて略60°の角
度で開口するノズル４９，５９として開口させ、
また第４，５図示のように開口５３に連設した通
孔５８は長孔１８の他端に接近する位置で開口さ
せる。

第７図示のようにヘリウムガスのボンベ６０は
弁６１，管６２を介して脈動防止用のアキユーム
レータ６３に連通し、アキユームレータ６３は管
６４、液体窒素６５を入れた熱交換器６６の銅パ
イプ６７，管６８，弁８６及び絶縁チユーブ１１
内を延びる図示しない通孔を介して前記開孔５
０，５１，５２に連通する。

前記開孔５３は図示しない絶縁チユーブ１１内
を延びる図示しない通孔、管７０を介して水吸着
用の冷却した受けタンク７１に連通し、この受け
タンク７１より弁７２，７３、管７４を介してフ
イゴ式の循環ポンプ７５の入口に連通し、この循
環ポンプ７５の出口は弁７６，前記管６２を介し
て前記アキユームレータ６３に連通する。

上記受けタンク７１は弁８０、弁８１、弁８２
を介して真空ポンプ８３に連通し、また管８１は
弁８４を介して前記アキユームレータ６３に連通
する。

次にこの装置の動作を説明する。

ガス状のターゲツト物質はパイプ３２，３３、
通孔２９，３０を介してターゲツトボツクス２４
の室３１内に供給する。

一方絶縁チユーブ１１を摺動させてそのアダプ
タ１５を加速箱ブロツク１４に密嵌し、またハン
ドル２８を操作してターゲツトボツクス２４の円
錐面２６をアダプタ１５内に密嵌し、図示しない
冷却装置により冷却水を供給し、ターゲツトボツ
クス２４を冷却する。一方循環ポンプ７５は加速
箱フオイル１９とターゲツトフオイルの間の空間
に液体窒素で冷却したヘリウムガスを略２気圧程
度の圧力で送り、加速箱フオイル１９、ターゲツ
トフオイル４０を冷却する。

而して加速箱でプロトン、デユートロン等の荷
電粒子を加速し、その粒子線をフオイル１９に入
射させると、粒子線はターゲツトフオイル４０を
通してターゲツトボツクス２４内に入射し、その
内部のターゲツト物質に該反応を起こし、アイソ
トープを生成するものである。

次に上記加速箱フオイル１９とターゲツトフオ
イル４０の冷却方式を更に詳細に説明する。

先ず第７図において弁６１，７３，７６を閉
じ、弁８５，８６，８２、８０，８４を開いて真
空ポンプ８３を作動し、受けタンク７１，管７
０、開孔５３、通孔５８を介して加速箱フオイル
１９とターゲツトフオイル４０間の空間を吸引
し、空にして弁８０，８２，８４を閉じる。

次に弁６１を開いてアキユームレータ６３内に
ボンベ６０のヘリウムガスを２気圧程度に送り込
み、弁６１を閉じる。

次に弁８５，８６，７２，７３，７６を開いて
循環ポンプ７５を作動する。これによつてアキユ
ームレータ６３内のヘリウムガスは管６４より熱
交換器６６の銅パイプ６７を通つて冷却され、管
６８を通つて前記開孔５０，５１，５２に送られ
る。開孔５０，５２に入つたヘリウムガスは第
４，６図示のように通孔５５，５７を通り、ノズ
ル４９，５９よりターゲツトフオイル４０に向か
つて吹き出し、それを効果的に冷却する。

また開孔５１に入つたヘリウムガスは通孔５６
を通して第４，５図示のように長孔１８の一端に
導入され、長孔１８に沿つて第４図において上方
に流れる間に加速箱フオイル１９を効果的に冷却
する。

この冷却後ヘリウムガスは通孔５８、開孔５３
より第７図示の管７０を通つて受けタンク７１に
入り、その中で水及び油等の不純物は凝結し、除
去される。その後ヘリウムガスは弁７２，７３、
管７４、循環ポンプ７５の入口に送られ、その出
口より弁７６、管６２を介してアキユームレータ
６３に戻り、再び管６４より熱交換器６６に送ら
れ、以下同じ流路を循環するものである。

以上のように本考案においては加速箱フオイル
とターゲツトフオイル間に液体窒素で冷却したヘ
リウムガスを送つているのでビームを減衰させる
ことなく両フオイルを同時に冷却できるものであ
る。また特に本考案ではヘリウムガスの圧力によ
りターゲツトフオイルに作用する圧力が大幅に緩
和されると共に、このヘリウムガスを供給する開
孔に連設した通孔５５，５７はターゲツトフオイ
ルに向つて開口するノズル４９，５９として開口
させているのでターゲツトフオイルは効果的に冷
却され、したがつてその熱的、機械的衝撃が大幅
に緩和されるのでフオイル厚を最小限に薄くで
き、ターゲツトフオイルによるビームのエネルギ
ー減衰を極力押えるとともにフオイルの耐久性を
向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用するサイクロトロンのタ
ーゲツトの概要を示す断面図、第２図は第１図
AA線断面図、第３図は同BB線断面図、第４図
はそのアダプタの端面図、第５図は第４図CC線
断面図、第６図は第４図DD線断面図、第７図は
そのターゲツト冷却回路の概要を示す回路図であ
る。 ９……サイクロトロン本体、１９……アダプタ
ーガイドパイプ、１４……加速箱ブロツク、１５
……アダプタ、１９……加速箱フオイル、２４…
…ターゲツトボツクス、４０……ターゲツトフオ
イル、５０，５１，５２……開孔、５３……開
孔、５５，５６，５７……通孔、４９，５９……
ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. サイクロトロン本体に固定したアダプターガイ
   ドパイプ内にはターゲツトボツクスを摺動すべく
   嵌合し、このターゲツトボツクスにはサイクロト
   ロン本体に固定した加速箱ブロツクに密嵌合する
   アダプタを設け、このアダプタには加速箱フオイ
   ルを取着け、このアダプタに密嵌合するターゲツ
   トボツクスにはターゲツトフオイルを取着け、上
   記アダプタには液体窒素で冷却したヘリウムガス
   を供給する開孔及びそれを排出する開孔を設け、
   上記ヘリウムガスを供給する開孔に連設した複数
   個の通孔はターゲツトフオイル及び加速箱フオイ
   ルに向つて夫々開口する複数個のノズルとして開
   口させ、上記供給用の開孔を通してヘリウムガス
   を加速箱フオイルとターゲツトフオイル間に充填
   させかつ排出用の開孔を通して循環させるように
   したことを特徴とするフオイルの冷却装置。