KR20090023179A

KR20090023179A - 중성자 초퍼

Info

Publication number: KR20090023179A
Application number: KR1020080083631A
Authority: KR
Inventors: 가쯔히꼬 요시다
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2009-03-04
Also published as: JP4417410B2; EP2031601A1; ATE531050T1; US20090121161A1; US7820992B2; EP2031601B1; KR101057256B1; JP2009053073A

Abstract

본 발명에 따른 중성자 초퍼는, 중성자가 통과하는 윈도우부를 가지며 내부적으로 밀봉 공간을 형성하는 하우징, 상기 하우징 내부에 고정된 고정축, 상기 고정축에 의해 회전가능하게 지지되는 로터, 상기 로터에 제공되며 상기 하우징을 통과하는 중성자를 차단할 수 있는 차단부 및 중성자 초퍼의 로터를 회전시키기 위해 상기 하우징 내부에 제공되는 모터를 포함하며, 상기 모터의 스테이터는 상기 고정축에 고정되며, 상기 모터의 로터는 상기 스테이터로부터 상기 고정축 둘레로의 회전력을 받고, 중성자 초퍼의 로터에 고정된다. 중성자 초퍼는 작은 크기로 형성되고, 중성자 가이드는 용이하게 밀집하여 배치되며, 그 결과로 중성자 초퍼에서는 진공 누설이 거의 일어나지 않는다.

중성자 초퍼, 윈도우부, 차단부, 하우징, 고정축, 로터, 스테이터, 모터

Description

중성자 초퍼{NEUTRON CHOPPER}

본 발명은, 중성자를 시료에 조사하고 산란된 중성자를 기초로 하여 시료의 내부 구조 등을 분석하는 중성자 산란 실험 장치에 사용되는, 중성자 초퍼에 관한 것이다.

중성자 산란 실험 장치는 시료에 중성자를 조사하고, 시료에 의해 산란된 중성자를 관측함으로써, 그 시료의 물성(내부 구조)을 분석한다. 중성자 산란 실험 장치에서는, 중성자 발생원에서 펄스 형태로 발생된 중성자들이 중성자 가이드(수퍼 미러 등)에 의해 낮은 손실로 중성자를 운반하도록 설계된 빔 전달 시스템에 의해 시료로 인도된다. 이 도중에, 빔의 시간 간격이 중성자 초퍼 등에 의해 적절히 정형되고 선별된다. 시료에 입사된 중성자는, 시료 중의 원자 및 분자의 운동 형태와 배열에 따라 소정의 각도와 소정의 속도로 산란되고 중성자 검출기에 의해 검출된다. 산란된 중성자의 에너지는 펄스형상 중성자 빔의 비행 시간을 측정함으로써 구해지고, 산란 강도의 각도 의존성에 따라 분석되고, 그 결과 실험 결과가 추출된다.

중성자 발생원으로서 핵 파쇄 중성자원에서는, 양자가 액체 수은 타겟과 충 돌하는 순간에 고속 중성자가 발생되고 즉시로 전달된다. 중성자 산란 실험 장치에 의한 관측은 고정밀도와 고감도로 수행되므로, 소정 간격으로 발생되는 고속 중성자는 잡음(background)원을 구성하여, 관측상의 방해 원인을 가져온다.

류우지 오꾸보(Ryuji Ohkubo) 외 4인이 쓴 제7회 고에너지 가속 연구기관 기계공학 워크숍 리포트로서 인터넷 상의 URL:http://ilc.kek.jp/MechWS/2006/에서 입수할 수 있는 "중성자 T₀ 초퍼의 개발"은 고속 중성자를 차단하는 장치로서 중성자 초퍼(소위, T₀ 초퍼)를 개시하고 있다. 이 중성자 초퍼는, 불필요하게 수백 meV의 고에너지를 갖는 중성자를 차단하기에 충분한 질량을 갖는 금속 해머를 구비한 회전체와, 펄스형상 중성자의 발생과 고정밀도로 동기하여 해머를 회전시키는 기구를 포함하고 있다. 구체적으로는, 중성자를 차단하는 고-Ni 재료인 Inconel X-750(등록 상표)으로 만들어진 해머가 진공 용기에 로터와 일체로 제공되어 있다. 그리고, 진공 용기 외부에 구비된 모터로부터의 동력이 마그네틱 밀봉 유닛을 거쳐 중성자 초퍼의 로터로 전달됨으로써 로터와 해머를 회전시킨다. 고속 중성자가 발생되는 원 시점(t=0)의 부근에서만 빔 라인을 해머로 차단함으로써, 고속 중성자들이 실험 장치의 하류로 전달되는 것을 방지한다. 분석 실험에 요구되는 중성자들은 에너지가 낮고 비행 속도가 느리며, 따라서 고속 중성자들보다 중성자 초퍼에 늦게 도달한다. 그러므로, 해머의 회전 타이밍을 조정함으로써, 도착 시간에 해머가 빔 라인을 차단하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 필요한 중성자 빔의 전달을 막지 않고서 잡음원을 구성하는 불필요한 고속 중성자들만을 제거할 수 있다.

이 경우, 중성자들이 대기를 통과할 때, 공기 분자와 충돌한 중성자들은 산란되고 감쇄되며, 따라서 중성자 초퍼의 전방 및 후방에 중성자 가이드를 가능한 가까이하여 제공할 필요가 있다. 그러나, "중성자 T₀ 초퍼의 개발"에 개시된 중성자 초퍼에서는, 모터와 이 모터의 동력을 전달하는 기구가 중성자 초퍼를 형성하는 하우징의 외부에 제공되고, 그 결과 중성자 가이드를 하우징 가까이 배치하기가 어려운 구성을 초래하는 문제가 있다.

또한, "중성자 T₀ 초퍼의 개발"에 개시된 중성자 초퍼는 대기 중의 모터가 진공 중의 해머로 동력을 전달하므로 진공 누설을 발생시키기 쉽게 구성되는 문제가 있다.

또한, 이 중성자 초퍼는 진공 누설을 제한하는 마그네틱 밀봉 유닛, 모터로부터의 동력을 해머로 전달하는 커플링 및 타이밍 벨트와 같은 다수의 장치를 필요로 하여, 비용을 상승시키며 중성자 초퍼의 크기를 증가시키는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 조밀하게 구성되며, 중성자 가이드의 밀집된 배열을 개선시키며, 진공 누설을 거의 일으키지 않는 중성자 초퍼를 제공하는 것이다.

본 발명은 중성자를 시료에 조사하고 산란된 중성자를 기초로 하여 시료의 내부 구조 등을 분석하는 중성자 산란 실험 장치에 사용되는 중성자 초퍼에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 중성자 초퍼는 다음 몇 가지 특징을 구비한다. 즉, 본 발명에 따른 중성자 초퍼는 다음 특징을 단독으로 또는 적절히 조합하여 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 중성자 초퍼는, 중성자가 통과하는 윈도우부를 가지며 내부적으로 밀봉 공간을 형성하는 하우징, 상기 하우징 내부에 고정된 고정축, 상기 고정축에 의해 회전가능하게 지지되는 로터, 상기 로터에 제공되며 상기 하우징을 통과하는 중성자를 차단할 수 있는 차단부 및 상기 하우징 내부에 상기 고정축과 상기 로터 사이에 제공되며 상기 로터를 회전시키는 모터를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 차단부를 구비한 로터를 회전시키는 모터가 하우징의 내부에 배치되므로, 모터로부터 로터로의 동력 전달 시스템이 하우징의 내부에서 완성된다. 그 결과, 하우징의 내부와 외부를 연통시키는 경로의 수가 하우징에서 줄어들고, 진공 누설을 거의 나타내지 않는 구성을 가져오게 된다. 또한, 모터와, 이 모터의 동력을 전달하는 기구(mechanism)가 하우징 외부에 배치되지 않으므로, 중성자 초퍼의 전방 및 후방에 배치되는 중성자 가이드가 중성자 초퍼의 하우징 가까이에 용이하게 배치된다.

또한, 고정축과 로터 사이에 모터가 제공되며, 로터의 회전 중심 부근에 구동 기구가 집중된다. 그 결과, 구동 기구를 배치하기 위한 공간이 지나치게 커지지 않고, 따라서 구동 기구와, 구동 기구, 로터 등을 포함하는 하우징을 조밀한 구성으로 할 수 있다. 결과적으로, 중성자 초퍼의 크기를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 중성자 초퍼에 있어서는, 모터의 스테이터가 고정축에 고정될 수 있으며, 모터의 로터는 스테이터로부터 고정축 둘레로의 회전력을 받을 수 있고, 중성자 초퍼의 로터에 고정될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 스테이터가 고정축에 의해 안정적으로 지지될 수 있으며, 스테이터와의 상호 작용으로 인해 모터의 로터에 인가되는 회전력이 중성자 초퍼의 로터의 회전에 직접 기여할 수 있고, 그 결과 중성자 초퍼의 로터의 효율적인 회전을 가져온다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중성자 초퍼를 사용하는 분광기의 개략도이다.

본 실시예에 따른 중성자 초퍼로서, T₀ 초퍼를 예를 들어 설명한다. T₀ 초퍼(1)는, 도1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 시료(9)의 원자 배열, 원자 및 분자의 운동과 물성 및 기능 사이의 관계에 관한 정보를 취득하는데 사용되는 중성자 실험 장치(100)에 적용되는 것이 바람직하다. 중성자 실험 장치(100)는 펄스 중성자 발생원(2), 빔 셔터(3), T₀ 초퍼(1), 디스크 초퍼(4), 시료 챔버(5), 진공 산란 챔버(6), 빔 스토퍼(7) 및 중성자 가이드(8)를 포함한다.

펄스 중성자 발생원(2)은 펄스형 백색 중성자(중성자 빔)를 발생시킨다. 이 경우, 백색 중성자는 여러 에너지(속도)를 갖는 중성자들의 모임이다. 펄스 중성자 발생원(2)과 같은 핵 파쇄 중성자원에 있어서는, 예를 들어, 25 Hz와 같은 소정의 반복 사이클로 입사되는, 3 GeV와 같은 고에너지를 갖는 양자 빔이 액체 수은과 같은 타겟에 충돌하도록 하여 핵 파쇄를 일으킴으로써 펄스형 중성자 빔을 생성할 수 있다.

중성자 가이드(8)는, 백색 중성자 내의 중성자를 그 손실 없이 각각의 장치로 인도하도록, 펄스 중성자 발생원(2)과 빔 셔터(3) 사이, 빔 셔터(3)와 T₀ 초퍼(1) 사이, T₀ 초퍼(1)와 디스크 초퍼(4) 사이, 디스크 초퍼(4)와 시료 챔버(5) 사이 등에 배치된다. 중성자 가이드(8)로서는, 예컨대, 가이드의 내벽 상에 Ni을 도포하여 이루어지며, 전반사에 의해 중성자를 가이드하는 가이드를 사용한다.

빔 셔터(3)는 펄스 중성자 발생원(2)에 의해 발생되어 시료 챔버(5)로 진행하는 중성자를 차단할 수 있는 셔터이다.

디스크 초퍼(4)는, 통과부 및 차단부를 구비한 디스크를 중성자 빔에 대해 회전시킴으로써 백색 중성자로부터 특정의 에너지(속도)를 갖는 단색 중성자를 선별하거나 단색 중성자의 펄스를 정형하기 위한 중성자 초퍼이다.

진공 산란 챔버(6)는 시료(9) 뒤에 배치되며, 시료(9)에 입사된 후 산란되는 중성자를 검출할 수 있는 검출기(6a)를 포함한다. 검출기(6a)에 의해 검출된 중성자의 속도와 산란각을 분석함으로써, 시료(9)의 원자 배열, 원자 및 분자의 운동과 물성 및 기능 사이의 관계에 관한 정보를 취득할 수 있다.

T₀ 초퍼(1)는 펄스 중성자 발생원(2)으로부터 고속 중성자가 발생된 원 시점 부근에서만 중성자의 빔 라인을 차단함으로써 고속 중성자가 실험 장치(100)의 하류[시료 챔버(5) 측]로 통과되는 것을 방지하는 중성자 초퍼이다.

이하, T₀ 초퍼(1)를 상세히 설명한다.

도2는 도1에 도시된 T₀ 초퍼(1)에서 중성자의 이동 방향과 대략 평행하게 배치된 고정축(20)에 수직인 개략 단면도이다. 도3은 X-X로 표시된 방향으로부터 바라본 도2에 도시된 T₀ 초퍼(1)의 단면도이다. 또한, 도4는 Y-Y로 표시된 방향으로부터 바라본 도2에 도시된 T₀ 초퍼(1)의 단면도이다.

도2 내지 도4에 도시된 바와 같이, T₀ 초퍼(1)는 하우징(10), 하우징(10)에 고정된 고정축(20), 고정축(20)에 의해 회전가능하게 지지되는 로터(30) 및 로터(30)를 회전시키기 위한 모터(40)를 포함한다.

하우징(10)은 전방 및 후방에서 개방되어 있는 원통형 공간(10A)을 포함하는 메인 유닛부(11)를 구비하며, 한 쌍의 끝면부(12, 12)가 메인 유닛부(11)의 전방 및 후방을 덮도록 제공된다. 끝면부(12, 12)는 하우징(10) 내부의 원통형 공간(10A)을 밀봉하도록 O링을 개재하여 볼트 등에 의해 메인 유닛부(11)에 부착된다.

도3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 끝면부(12, 12)는 상단부 부근에 서로 대향하는 개구부(12a, 12a)를 포함하며, 얇은 플레이트 형상의 얇은 빔 윈도우(윈도우부)(13, 13)가 개구부(12a, 12a)를 덮도록 구비된다. 빔 윈도우(13)는 예를 들어 알루미늄으로 만들어지며, 중성자는 빔 윈도우(13)를 통과할 수 있다.

빔 윈도우(13)는 하우징(10) 내부의 원통형 공간(10A)을 밀봉하도록 O링을 개재하여 볼트 등에 의해 끝면부(12)에 부착된다.

또한, 장착 구멍(12b, 12b)이 한 쌍의 끝면부(12, 12) 상에 원통형 공간(10A)의 중심축을 가로지르는 위치에 형성되며, 고정축(20)의 양단부가 장착 구멍(12b, 12b)에 고정된다. 고정축(20)은 끝면부(12, 12)에 대해 상대 회전하지 않도록 고정되어 있음에 주목한다. 이어서, 커버 부재(14)가 외부로부터 장착 구멍(12b)을 덮도록 부착된다.

커버 부재(14)는 하우징(10) 내부의 원통형 공간(10A)을 밀봉하도록 O링을 개재하여 볼트 등에 의해 끝면부(12)에 부착된다.

하우징(10) 둘레에는, 기초에 고정된 지지 프레임(15)이 제공된다. 하우징(10)은 볼트 등에 의해 지지 프레임(15)에 고정된다.

로터(30)는 대략 실린더 형상으로 형성되며, 예를 들어 알루미늄 합금 등으로 만들어진다. 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 실린더의 중심을 향하여[고정축(20)을 향하여] 연장되는 지지부(31, 31)가 실린더의 축방향으로 이 로터(30)의 양단부에 볼트 등으로 고정된다. 이들 지지부(31, 31)는 고정축(20)이 관통할 수 있도록 하기 위해 중심부에 원형 공간을 갖는 디스크 형상 부재로 이루어진다. 또한, 구름 베어링(32, 32)이 각각의 지지부(31, 31)와 고정축(20) 사이에 개재된다. 환언하면, 로터(30)는 지지부(31, 31)와 구름 베어링(32, 32)을 거쳐 고정축(20)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

또한, 로터(30)에는, 그 로터(30)의 반경 방향으로의 깊이를 가지며, 그 일단부 부근으로부터 그 타단부 부근으로 실린더의 축 방향으로 연장되는 홈부(30a)가 그 외주 표면의 일부분에 형성된다. 홈부(30a)의 에지부는, 실린더형 로터(30)의 외주 표면을 실린더의 축방향으로 선형으로 연장되며 서로 대면하는 한 쌍의 돌출 라인부(30b, 30b)로 계단식으로 절삭함으로써 형성된다는 점에 주목한다.

홈부(30a) 안으로는, 해머(33)(차단부)가 결합되어 고정된다. 해머(33)는 수백 meV 이상의 에너지를 갖는 중성자를 차단하기에 충분한 질량을 갖는 금속으로 만들어지며, 중성자의 이동 방향(도3에서 화살표 A로 나타내는 방향)으로 대략 300 ㎜의 길이를 갖도록, 예를 들어 고-Ni 재료인 Inconel X-750으로 이루어진다. 본 실시예에 따르면, 중성자의 이동 방향으로 나란히 3개의 해머 블럭이 배열됨으로써 해머(33)를 구성하고 있지만, 이들 해머 블럭들이 일체로 형성되어도 된다. 해머(33)는 대략 사각형으로 형성되며 중성자의 이동 방향에 수직인 단면을 갖는(도2 참조) 헤드부(33a)와, 헤드부(33a)보다 더 좁은 폭으로 연장되는 바디부(33b)를 포함한다. 해머(33)의 바디부(33b)는 헤드부(33a)가 로터(30)의 외주 표면으로부터 돌출된 상태로 홈부(30a) 안으로 삽입되며, 바디부(33b)와 홈부(30a)의 에지부를 형성하는 한 쌍의 돌출 라인부(30b, 30b)를 관통하는 복수 개의 볼트(34)에 의해 로터(30)에 고정된다.

해머(33)는, 로터(30)가 회전하는 동안, 그 해머(33)가 수직 방향으로(도2에 도시된 상태로) 고정축(20) 위에 위치되는 때에, 한 쌍의 빔 윈도우(13, 13) 사이를 선형으로 연결하는 경로를 헤드부(33a)가 차단하도록 로터(30)에 고정된다.

모터(40)는 회전 자장을 생성하도록 권선부(winding)가 결합된 스테이터(41)와, 소정의 간극을 사이에 두고 스테이터(41)의 외부에 제공되며 스테이터(41) 둘레의 회전 자장에 의해 회전되는 로터(42)에 의해 구성되는 아웃터-로터형 3상 유도 모터이다. 모터(40)의 스테이터(41)는 로터(30)를 지지하는 한 쌍의 베어링(32, 32) 사이에서 고정축(20)의 중앙부에 도시하지 않은 볼트 등에 의해 고정된다. 또한, 스테이터(41)는 모터(40)의 로터(42)의 회전 중심축이 고정축(20)의 중심축과 동축이 되도록 고정축(20)에 고정된다. 또한, 모터(40)의 로터(42)는 도시하지 않은 볼트 등에 의해 로터(30)의 내주면에 고정된다. 모터(40)의 스테이터(41)에 대한 전원 공급은 예를 들어 축 방향 등으로 고정축(20)을 관통하도록 제공된 전력선 등을 통해 행하여 진다.

모터(40)가 구동되면, 스테이터(41)는 고정축(20) 둘레로의 회전 모멘트를 로터(42)에 가하고, 로터(42)와 로터(42)에 고정된 로터(30)가 고정축(20) 둘레를 회전한다.

이하, T₀ 초퍼(1)의 작동을 설명한다.

대략 1 Pa의 진공 상태가 T₀ 초퍼(1)의 하우징(10)에서 생성되고, 모터(40)의 구동이 로터(30)와 해머(33)를 고정축(20) 둘레로 회전시킨다. 모터(40)의 회전 속도는 펄스 중성자 발생원(2)에서의 펄스형 중성자의 발생과 동기하도록 조정된다. 이어서, 고속 중성자가 T₀ 초퍼(1)를 통과하는 때, 해머(33)가 빔 윈도우(13, 13) 사이의 경로를 차단하도록 회전 타이밍을 조정함으로써, 이들 고속 중성자가 실험 장치(100)의 하류로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 T₀ 초퍼(1)는 내부적으로 밀봉 공간을 형성하는 하우징(10), 중성자가 통과하는 빔 윈도우(13, 13), 하우징(10) 내부에 고정되는 고정축(20), 고정축(20)에 의해 회전가능하게 지지되며 하우징(10)을 통과하는 중성자를 차단할 수 있는 해머(33)를 구비하는 로터(30) 및 로터(30)를 회전시키기 위해 하우징(10) 내에서 고정축(20)과 로터(30) 사이에 구비되는 모터(40)를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 해머(33)를 구비한 로터(30)를 회전시키는 모터(40)가 하우징(10)의 내부에 배치되므로, 모터(40)로부터 로터(30)로의 동력 전달 시스템이 하우징(10)의 내부에서 완성된다. 그 결과, 하우징(10)의 내부와 외부를 연통시키는 경로의 수가 하우징(10)에서 줄어들고, 진공 누설을 거의 나타내지 않는 구성을 가져오게 된다.

또한, 모터(40)와, 이 모터(40)의 동력을 전달하는 기구가 하우징(10) 외부에 배치되지 않으므로, T₀ 초퍼(1)의 전방 및 후방에 배치되는 중성자 가이드(8)가 T₀ 초퍼(1)의 하우징(10) 가까이에 용이하게 제공된다. 중성자 가이드(8)를 밀접하게 배치함으로써, 공기 중에서의 중성자의 이동 거리를 줄일 수 있고, 따라서 중성자가 공기 분자와 충돌하고 나서, 산란 및 감쇄되는 것을 막을 수 있다.

또한, 해머(33)의 회전 중심인 고정축(20)과 로터(30) 사이에 모터(40)가 제공되며, 로터(30)의 회전 중심 부근에 구동 기구가 집중된다. 그 결과, 구동 기구를 배치하기 위한 공간이 지나치게 커지지 않고, 따라서 모터(40)와 같은 구동 기구와, 구동 기구, 로터(30) 등을 포함하는 하우징(10)을 조밀한 구성으로 할 수 있다. 결과적으로, T₀ 초퍼(1)를 조밀한 구성으로 할 수 있다.

또한, 모터(40)의 스테이터(41)가 고정축(20)에 고정되므로, 모터(40)의 스테이터(41)가 고정축(20)에 의해 안정적으로 지지된다. 또한, 스테이터(41)와 고정축(20)이 실질적으로 일체로 형성되므로, 모터(40)의 크기를 더욱 축소시킬 수 있다.

또한, 모터(40)의 로터(42)가 모터(40)의 스테이터(41)로부터 고정축(20) 둘레로의 회전력을 받고, 로터(30)에 직접적으로 고정되며, 따라서 모터(40)의 회전력이 로터(30)의 회전에 직접적으로 인가되는 구성이 제공되므로, 스테이터(41)와의 상호 작용의 결과로 로터(42)에 의해 받아들여진 회전력이 로터(30)의 회전에 직접 기여한다. 따라서 로터(30)가 효율적으로 회전될 수 있다. 또한, 로터(30) 가 모터(40)에 의해 회전되므로, 타이밍 벨트와 같이 회전력을 전달하기 위한 부재를 생략할 수 있다. 이와 같은 하면, 구동 기구가 간단한 구성으로 되므로 제조비용이 줄어들고, 결함 등이 거의 발생하지 않는 결과로, 유지 관리 비용을 줄일 수도 있다.

또한, 중성자를 차단하는 차단부로서의 역할을 하는 해머(33)와 로터(30)가 서로 다른 재료로 만들어지며, 해머(33)만이 중성자 차단 재료인 Inconel X-750으로 만들어진다. 그 결과, 로터(30)를 비교적 저렴한 재료로 만들 수 있고, 따라서 재료 비용을 줄일 수 있다. 상기 구성은 중성자를 차단하는 차단부와 로터가 서로 다른 재료로 만들어지는 경우로만 제한되는 것은 아니며, 차단부와 로터가 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우, 볼트와 같은 장착 부재는 불필요하고, 따라서 구성 부품의 개수를 줄일 수 있다.

본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 청구의 범위 내에서 여러 가지 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 다음과 같은 방식으로 변경 및 구현될 수 있다.

(1) 본 실시예에 따르면, 로터(30)의 둘레 방향으로의 일 개소에 제공되는 해머(33)를 포함하는 T₀ 초퍼(1)를 예시하였지만, 본 발명은 이 구성으로 한정되는 것은 아니며, 로터의 둘레 방향으로 배치되는 복수 개의 해머를 포함하는 T₀ 초퍼에 적용될 수도 있다.

(2) 본 실시예에 따르면, T₀ 초퍼(1)가 차단부로서 해머(33)를 포함하지만, 본 발명은 이 구성으로 한정되는 것은 아니며, 차단부로서 디스크 요소를 갖는 디스크 초퍼와 같은 중성자 초퍼에 적용될 수도 있다.

(3) 로터(30)를 회전시키는 모터(40)는 3상 유도 모터로 한정되는 것은 아니며, 모터의 스테이터와 로터 사이의 상호 작용의 결과로 모터의 로터에 회전 모멘트가 작용하는 여타의 아웃터 로터형 모터를 적절하게 사용할 수도 있다.

(4) 본 발명은 스테이터(41)가 고정축(20)에 직접적으로 고정되는 구성으로 한정되지 않으며, 스테이터(41)가 모터(40)의 하우징 등을 통해 고정축(20)에 부착되는 구성을 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명은 로터(42)가 로터(30)에 직접적으로 고정되는 구성으로 한정되지 않으며, 모터(40)의 회전이 감속 기어 등을 거쳐 로터(30)에 전달되는 구성을 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명은 회전 자장을 생성하기 위한 권선부가 스테이터(41)에 제공되는 구성으로 한정되지 않으며, 귄취부가 로터에 제공되고, 전력이 브러쉬 등을 통해 로터에 공급되는 구성을 포함할 수도 있다.

도2는 도1에 도시된 T₀ 초퍼(1)의 고정축에 수직인 개략 단면도이다.

도3은 X-X로 표시된 방향으로부터 바라본 도2에 도시된 T₀ 초퍼(1)의 단면도이다.

도4는 Y-Y로 표시된 방향으로부터 바라본 도2에 도시된 T₀ 초퍼(1)의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: T₀ 초퍼

2: 펄스 중성자 발생원

3: 빔 셔터

4: 디스크 초퍼

5: 시료 챔버

6: 진공 산란 챔버

6a: 검출기

7: 빔 스토퍼

8: 중성자 가이드

9: 시료

10: 하우징

13: 빔 윈도우

20: 고정축

30, 42: 로터,

32: 구름 베어링

33: 해머

40: 모터

41: 스테이터

Claims

중성자가 통과가능한 윈도우부를 포함하며, 내부적으로 밀봉 공간을 형성하는 하우징과,

상기 하우징 내부에 고정된 고정축과,

상기 고정축에 의해 회전가능하게 지지되는 로터와,

상기 로터에 제공되며 상기 하우징을 통과하는 중성자를 차단할 수 있는 차단부와,

상기 하우징 내부에 상기 고정축과 상기 로터 사이에 제공되며 상기 로터를 회전시키는 모터를 포함하는 중성자 초퍼.
제1항에 있어서,

상기 모터의 스테이터는 상기 고정축에 고정되며, 상기 모터의 로터는 상기 스테이터로부터 상기 고정축 둘레로의 회전력을 받고, 상기 로터는 중성자 초퍼의 상기 로터에 고정되는 중성자 초퍼.