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NEUTRON OPTICAL ELEMENT AND NEUTRON SOURCE meetings

Foreign code F190009746
File No. S2017-0910-C0
Posted date May 7, 2019
Country WIPO
International application number 2018JP025943
International publication number WO 2019017233
Date of international filing Jul 10, 2018
Date of international publication Jan 24, 2019
Priority data
  • P2017-140192 (Jul 19, 2017) JP
Title NEUTRON OPTICAL ELEMENT AND NEUTRON SOURCE meetings
Abstract According to the present invention, provided are a neutron optical element that concentrates neutron beams with high efficiency, and a neutron source of high strength obtained by using the same. A straight line (dashed lines N1-N5 in the drawing that correspond to neutron beams) passing through each of openings (21A) (upstream-side openings) on an upstream side and each of openings (22A) (downstream-side openings) on a downstream side that correspond to the openings (21A) is configured to pass through a light-converging point (F) set at the rear of a neutron optical element (20). Among thermal neutrons which are diffused and radiated backward from the entire surface of a neutron moderator (12), only thermal neutrons toward the light-converging point (F) are extracted, so that neutral line intensity at the light-converging point (F) may be locally increased.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Neutron radiation is, such as neutron diffraction, neutron rays irradiated to the material of the scattering, diffraction or the like can be determined by checking, in order to examine the structure of the material used. Unlike the charge does not have an electronic neutron, a high permeability material is scattered by atomic nuclei. For this reason, when using the neutron rays, as well as scattering, diffraction of the material by a variety of structures used to examine characteristics of the electron beam and X is different from the case of using the obtained information. In particular, low energy thermal neutron scattering of the neutron can be various types of information in a small-angle scattering is extremely effective for the analysis of light elements.
On the other hand, the configuration of the neutron source that emits neutrons, characteristics, and the electron source is largely different from the X-ray source and the like. X-ray source as electron source and, energy can be adjusted with a high intensity (level) of a single electron beam and emits X-ray can be used on the other hand, with such a property and it is difficult to obtain the neutron source, which is actually used as the neutron source major, for example radioactive isotopes, a large facility (reactor or a large accelerator) is. In the former case only a very low intensity neutron cannot be obtained, in the latter case provides a high intensity neutron rays can be obtained, for the nuclear fission and nuclear crushing reaction is performed in a large-scale equipment is needed. Such maintenance of the reactor because it is not easy, is used for analysis as described above is not suitable as the neutron source.
Such as high strength and small in size than the reactor neutron line is obtained as the neutron source, for example as described in Non-Patent Document 1 (Riken Accelerator-driven compact Neutron Source) that RANS. RANS is in, the proton beam of about 7MeV generated in the accelerator, the 9Be thin film is irradiated. In this way, the neutron and 9B (fast neutron) is generated, the energy of the neutrons on the order of MeV is high, for example of small-angle scattering of the neutron is not suitable for use in an experiment. For this reason, in the RANS, fast neutron moderator for the block is composed of a polyethylene thin film 9Be as viewed from the side than at the rear of the proton beam is fixed. Thus, the speed of the high-speed neutrons scattered energy thermal neutron is about 50MeV, emitted to the rear of the high strength. In addition, the light emitted on the neutron, a proton beam generated by the accelerator off is turned on, off controlled, pulsed neutron control can be obtained.
On the other hand, in this configuration, the proton beam emitted from the accelerator can be regarded as a point source is narrow, the invention has high directivity, high-speed neutrons are generated and then is decelerated when the polyethylene expands to block scattered, is finally generated in the thermal neutron is polyethylene in a variety of directions from a wide range of sounds to be diverging. In other words, the neutron source, emits neutrons from a wide range of the polyethylene a surface light source.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 一方向を法線とする面の一方の側の表面から発散するように発せられる中性子線を集光する中性子光学素子であって、
 中性子吸収体で構成され前記一方向と交差する板状であり前記一方向に沿って貫通する複数の開口が配列されて形成された複数のコリメータを具備し、
 前記一方の側と反対の他方の側に設けられた前記コリメータにおける前記開口である上流側開口と、前記一方の側に設けられた前記コリメータにおける前記開口である下流側開口は、同一構成の配列でそれぞれ複数設けられ、
 他方の側に設けられた前記コリメータにおける前記上流側開口の各々と、当該上流側開口の各々に対応した前記配列における前記下流側開口の各々とを結ぶ直線が、前記一方の側に設けられた前記コリメータよりも前記一方の側に設定された集光点を通過するように構成されたことを特徴とする中性子光学素子。

[請求項2]
 前記コリメータにおいて、複数の前記開口は、並行に設けられた複数の第1の梁部と、前記第1の梁部と交差するように並行に設けられた第2の梁部と、の組み合わせにより形成されたことを特徴とする請求項1に記載の中性子光学素子。

[請求項3]
 前記コリメータは、前記一方向に沿って3つ以上離間して設けられ、
 3つ以上の前記コリメータの中における隣接する2つの前記コリメータからなる複数の組み合わせに対して、共通の前記集光点が設定されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の中性子光学素子。

[請求項4]
 前記下流側開口の開口幅、前記配列において隣接する前記下流側開口の間隔は、それぞれ前記上流側開口の開口幅、前記配列において隣接する前記上流側開口の間隔よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の中性子光学素子。

[請求項5]
 前記コリメータは、B 4C焼結体で構成されたことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の中性子光学素子。

[請求項6]
 前記コリメータは、B 4C、Gd、Cdのいずれかで構成されたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の中性子光学素子。

[請求項7]
 複数の前記コリメータを、前記一方向に沿った離間した箇所において、前記一方向に沿った間隔を固定して支持する支持部を具備し、
 前記支持部が複数種類準備された中での前記支持部の選択により、あるいは前記コリメータの前記支持部に対する固定位置の調整により、前記一方向に沿って隣接する前記コリメータの間隔が調整可能とされたことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の中性子光学素子。

[請求項8]
 前記開口を含んだ形態が同一であり異なる材料で構成された複数の前記コリメータが準備された中で、前記コリメータが選択されて用いられることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の中性子光学素子。

[請求項9]
 表面から熱中性子線を発する板状の熱中性子発生部を具備する中性子面光源と、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の中性子光学素子とが組み合わされたことを特徴とする中性子源。

[請求項10]
 最も前記他方の側に設けられた前記コリメータと前記熱中性子発生部とが接する構成とされたことを特徴とする請求項9に記載の中性子源。

[請求項11]
 前記中性子光学素子が真空雰囲気中に配置されたことを特徴とする請求項9又は9に記載の中性子源。

[請求項12]
 前記中性子面光源において、前記熱中性子発生部は中性子減速材で構成され、
 前記熱中性子発生部に対する前記他方の側に 9Beで構成された高速中性子発生部が設けられ、前記高速中性子発生部は、前記一方の側に向かって発せられる陽子線で照射される構成とされたことを特徴とする請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載の中性子源。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • IBARAKI UNIVERSITY
  • Inventor
  • KOIZUMI, Satoshi
  • NOUDA, Yohei
IPC(International Patent Classification)
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