特許 6351290 減速装置及び中性子線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351290

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】減速装置及び中性子線照射装置

(51)【国際特許分類】

   G21K 1/00 20060101AFI20180625BHJP

   G21K 5/02 20060101ALI20180625BHJP

   H05H 3/06 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   G21K1/00 N

   G21K5/02 N

   H05H3/06

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-28973(P2014-28973)

(22)【出願日】2014年2月18日

(65)【公開番号】特開2015-152539(P2015-152539A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2017年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】半田 隆信

(72)【発明者】

【氏名】重岡 伸之

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−０１８７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０２７２９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ ３６／１０−３６／１４

Ａ６１Ｎ ５／００− ５／１０

Ｇ２１Ｋ １／００− ３／００

Ｇ２１Ｋ ５／００− ７／００

Ｈ０５Ｈ ３／００−１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中性子線の減速装置であって、
水素ガスが封入され、前記中性子線が照射される圧力容器を備え、
前記圧力容器の前記水素ガスの圧力は、１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である減速装置。

【請求項2】

中性子線の減速装置であって、
水素ガスが封入され、前記中性子線が照射される圧力容器と、
前記圧力容器を着脱可能に保持する保持部を有する支持装置と、を備える減速装置。

【請求項3】

前記支持装置は、前記中性子線が照射されるように第１圧力容器を保持する第１保持部と、前記第１圧力容器を通過した前記中性子線が照射されるように第２圧力容器を保持する第２保持部と、を有する請求項２に記載の減速装置。

【請求項4】

前記圧力容器は、前記圧力容器の内部空間に供給される前記水素ガスが流れる供給流路と、前記供給流路を開閉可能な開閉機構と、を備え、
前記中性子線が照射されている状態において、前記供給流路は前記開閉機構により閉じられる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減速装置。

【請求項5】

前記圧力容器の表面は曲面を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の減速装置。

【請求項6】

荷電粒子を加速して荷電粒子線を射出する加速装置と、
前記加速装置から射出された前記荷電粒子線が照射され、中性子線を発生するターゲットと、
前記ターゲットで発生した前記中性子線を減速する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の減速装置と、
を備える中性子線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減速装置及び中性子線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

中性子線照射装置は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を射出する加速装置と、加速装置から射出された荷電粒子線の照射により中性子線を発生するターゲットと、ターゲットで発生した中性子線を減速する減速装置とを備えている。例えば、癌の治療において、病巣部に中性子線を照射する中性子捕捉療法（Neutron Capture Therapy）が知られている。中性子捕捉療法として、ホウ素化合物が投与された患者の病巣部に中性子線を照射して、その病巣部に取り込まれたホウ素化合物と中性子との核反応を利用して病巣部を治癒するホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy：ＢＮＣＴ）が存在する。

【0003】

減速装置は、ターゲットで発生した高速中性子を減速して、低速の中性子（熱中性子、熱外中性子、又は冷中性子）を生成する。高速中性子を減速する中性子モデレータに関する技術の一例が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−０９６４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

減速装置の材料として、中性子減速性能が高い材料が使用される。原子番号が小さい元素は、中性子との弾性散乱によるエネルギー移行が大きいため、中性子減速性能が高い。そのため、減速装置の材料として、原子番号が最も小さい元素である水素原子を多く含むプラスチック系化合物や、水素原子単体で構成される液体水素（液化水素）が使用される場合がある。

【0006】

減速装置の材料として液体水素を使用する場合、その液体水素を低温に維持するための冷却設備が必要となる。冷却設備の必要性による減速装置の複雑化及び大型化により、減速装置の円滑な取り扱いが困難になる可能性がある。例えば、液体水素の容器の交換作業が困難となる可能性がある。

【0007】

本発明は、構造の複雑化が抑制され、取り扱いが容易な減速装置及び中性子線照射装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様は、中性子線の減速装置であって、水素ガスが封入され、前記中性子線が照射される圧力容器を備える減速装置を提供する。

【0009】

本発明の第２の態様は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を射出する加速装置と、前記加速装置から射出された前記荷電粒子線が照射され、中性子線を発生するターゲットと、前記ターゲットで発生した前記中性子線を減速する第１の態様の減速装置と、を備える中性子線照射装置を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、構造の複雑化が抑制され、取り扱いが容易な減速装置及び中性子線照射装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態に係る中性子線照射装置の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る減速装置の一例を模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る減速装置の一例を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る減速装置の設置方法の一例を説明するための図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る減速装置の設置方法の一例を説明するための図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る減速装置の設置方法の一例を説明するための図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係る減速装置の一例を模式的に示す図である。

【図8】図８は、第３施形態に係る圧力容器の一例を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、第３施形態に係る圧力容器の一例を模式的に示す断面図である。

【図10】図１０は、第４施形態に係る圧力容器の一例を模式的に示す断面図である。

【図11】図１１は、第５施形態に係る減速装置の一例を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0013】

以下の実施形態においては、中性子線照射装置１が放射線療法に使用される例について説明する。なお、中性子線照射装置１が適用される技術分野は、医療分野に限られず、工業分野でもよい。例えば、中性子線照射装置１が、機器又は構造物のような検査対象物に中性子線Ｎを照射して、その検査対象物の内部を非破壊で検査する検査装置に適用されてもよい。

【0014】

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る中性子線照射装置１の一例を示す模式図である。中性子線照射装置１は、被照射体Ｓに中性子線Ｎを照射する。本実施形態において、中性子線照射装置１は、ホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy：ＢＮＣＴ）に使用される。本実施形態において、中性子線Ｎが照射される被照射体Ｓは、患者である。患者にホウ素化合物が投与される。ホウ素化合物が投与された患者の病巣部（照射対象部）に中性子線Ｎが照射される。病巣部に取り込まれたホウ素化合物と、その病巣部に照射された中性子線Ｎとの核反応により、病巣部が治癒される。

【0015】

図１に示すように、中性子線照射装置１は、荷電粒子を加速して荷電粒子線Ｐを射出する加速装置２と、加速装置２から射出された荷電粒子線Ｐの照射状態を調整する調整装置３と、荷電粒子線Ｐの照射により中性子線Ｎを発生するターゲット５と、ターゲット５で発生した中性子線Ｎを減速する減速装置６と、減速装置６から射出された中性子線Ｎを平行化するコリメータ７と、を備えている。コリメータ７から射出された中性子線Ｎが被照射体Ｓに照射される。

【0016】

加速装置２は、円形加速器又は直線加速器を含む。加速装置２は、荷電粒子（陽子、電子、又は重粒子）を加速して、荷電粒子線（陽子線、電子線、又は重粒子線）Ｐを生成して射出する。

【0017】

調整装置３は、複数の電磁石を含み、加速装置２から射出された荷電粒子線Ｐの照射状態を調整する。荷電粒子線Ｐの照射状態は、荷電粒子線Ｐの進行方向の調整及び荷電粒子線Ｐの整形を含む。調整装置３は、荷電粒子線Ｐの発散を抑制し、荷電粒子線Ｐを集束させる。調整装置３は、加速装置２から射出された荷電粒子線Ｐを走査装置４に導く。

【0018】

本実施形態において、中性子線照射装置１は、荷電粒子線Ｐを走査する走査装置４を備える。走査装置４は、荷電粒子線Ｐを走査し、ターゲット５に対する荷電粒子線Ｐの照射位置を調整する。また、走査装置４は、ターゲット５に照射される荷電粒子線Ｐを整形する。なお、走査装置４は無くてもよい。

【0019】

加速装置２から射出され、調整装置３及び走査装置４を通過した荷電粒子線Ｐは、ターゲット５に照射される。ターゲット５は、荷電粒子線Ｐの照射により、中性子線Ｎを発生する。ターゲット５を、中性子線発生部材５、と称してもよい。ターゲット５は、例えばベリリウム（Ｂｅ）、リチウム（Ｌｉ）、又はそれらを含む化合物で形成された液体又は固体の板状の部材を含む。ターゲット５は、円形又は矩形の板状の固体部材でもよいし、加熱された液体リチウムでもよい。例えば、厚さが一定になるように流し続けられた液体リチウムをターゲット５として使用してもよい。

【0020】

減速装置６は、ターゲット５で発生した中性子線Ｎを減速する。減速装置６は、中性子線Ｎの進路において、ターゲット５と被照射体Ｓとの間に配置される。ターゲット５は、高エネルギーの高速中性子を発生する。減速装置６は、高速中性子のエネルギーを低減して、低速で低エネルギーの中性子（熱中性子又は熱外中性子）を生成する。

【0021】

コリメータ７は、減速装置６から射出された中性子線Ｎを平行化する。コリメータ７により平行化され、そのコリメータ７から射出された中性子線Ｎが被照射体Ｓに照射される。

【0022】

次に、本実施形態に係る中性子線Ｎの減速装置６の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る減速装置６の一例を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る減速装置６の一例を示す断面図である。図２及び図３に示すように、減速装置６は、水素ガスＧが封入された圧力容器１０を有する。圧力容器１０は、内部空間１１を有する。水素ガスＧは、圧力容器１０の内部空間１１に収容される。

【0023】

ターゲット５で発生した中性子線Ｎは、圧力容器１０に照射される。圧力容器１０は、ターゲット５からの中性子線Ｎが入射する入射面１２を有する。入射面１２に照射された中性子線Ｎは、内部空間１１の水素ガスＧを通過した後、圧力容器１０から射出される。中性子線Ｎは、内部空間１１の水素ガスＧを通過することによって減速される。圧力容器１０から射出された中性子線Ｎは、コリメータ７に供給される。

【0024】

本実施形態において、圧力容器１０は、円筒部１１１と、円筒部１１１の一端部に配置された円板部１１２と、円筒部１１１の他端部に配置された円板部１１３とを有する。円筒部１１１の表面は、曲面である。円板部１１２の表面は、平面である。円板部１１３の表面は、平面である。本実施形態において、円板部１１２が入射面１２を有する。

【0025】

内部空間１１の水素ガスＧを通過した中性子線Ｎの少なくとも一部は、円板部１１３の表面１３から射出される場合もあるし、円筒部１１１の表面から射出される場合もあるし、円板部１１２の表面（入射面）１２から射出される場合もある。本実施形態においては、便宜上、内部空間１１を通過した中性子線Ｎが円板部１１３の表面１３から射出されることとする。以下の説明において、円板部１１３の表面を適宜、射出面１３、と称する。

【0026】

また、本実施形態においては、コリメータ７が射出面１３と対向するように配置されることとする。なお、上述のように、内部空間１１を通過した中性子線Ｎは、円筒部１１１から射出される場合もある。したがって、コリメータ７は、円筒部１１１の表面と対向するように配置されてもよい。例えば、図１において、コリメータ７が減速装置６（圧力容器１０）の上方に配置されてもよい。

【0027】

円筒部１１１の軸と平行な方向に関して、円筒部１１１の寸法Ｈは、１ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。本実施形態において、円筒部１１１の軸と平行な方向は、中性子線Ｎの進行方向と実質的に等しい。本実施形態において、寸法Ｈは、約５ｃｍである。

【0028】

円板部１１２の外形と円板部１１３の外形とは等しい。円板部１１２の直径の寸法Ｄ及び円板部１１３の直径の寸法Ｄは、２ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。本実施形態において、寸法Ｄは、約１０ｃｍである。

【0029】

本実施形態において、圧力容器１０の内部空間１１の水素ガスＧの圧力は、１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である。なお、水素ガスＧの圧力が１０ＭＰａである場合、その水素ガスＧの密度は、液体水素の約１０％程度である。水素ガスＧの圧力が２００ＭＰａである場合、その水素ガスＧの密度は、液体水素と同等の密度である。

【0030】

圧力容器１０の内部空間１１の水素ガスＧの圧力は、好ましくは、２０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である。より好ましくは、水素ガスＧの圧力は、３０ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下である。

【0031】

圧力容器１０は、金属又は合成樹脂で形成される。圧力容器１０の材料として、中性子吸収性能及び中性子散乱性能が低く、耐圧性が高い材料が選択される。圧力容器１０の壁の厚さの寸法Ｗは、水素ガスＧの圧力に耐えることができ、かつ、中性子の吸収又は散乱による中性子の減少が抑制される寸法に調整されている。寸法Ｗが大きいと、圧力容器１０は、高い圧力に耐えることができる。寸法Ｗが小さいと、圧力容器１０による中性子の吸収及び散乱が抑制される。本実施形態において、圧力容器１０の壁の厚さとは、円筒部１１１の厚さ、円板部１１２の厚さ、及び円板部１１３の厚さを含む。

【0032】

圧力容器１０を含む中性子線照射装置１は、通常環境（常温環境）で使用される。通常環境とは、圧力容器１０（中性子線照射装置１）の使用において、その圧力容器１０が配置される環境を含む。通常環境とは、圧力容器１０専用の温度調整設備が存在せず、一般の空調設備によって生成される環境を含む。通常環境は、例えば、０℃以上４０℃以下の環境である。なお、圧力容器１０が、例えば−８０℃程度の寒冷地で使用される場合もある。また、圧力容器１０が、例えば＋６０℃程度の熱帯地で使用される場合もある。本実施形態において、圧力容器１０が使用される通常環境とは、−１００℃以上の環境を含む。

【0033】

次に、本実施形態に係る減速装置６の設置方法の一例について説明する。図４、図５、及び図６は、本実施形態に係る減速装置６の設置方法の一例を説明するための模式図である。

【0034】

圧力容器１０の内部空間１１に対する水素ガスＧの充填作業が行われる。図４に示すように、圧力容器１０は、圧力容器１０の内部空間１１に供給される水素ガスＧが流れる供給流路２０と、供給流路２０を開閉可能な開閉機構２１とを有する。開閉機構２１は、バルブ機構を含み、供給流路２０を開閉可能である。

【0035】

水素ガスＧの充填作業において、供給流路２０は開放される。コンプレッサを含む水素ガス供給装置２２から、供給流路２０を介して、内部空間１１に水素ガスＧが供給される。水素ガス供給装置２２は、内部空間１１の水素ガスＧの圧力が、所期の値（１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下）になるように、内部空間１１に水素ガスＧを供給する。

【0036】

内部空間１１の水素ガスＧの圧力が所期の値になった後、図５に示すように、開閉機構２１により、供給流路２０が閉鎖される。これにより、水素ガスＧが内部空間１１に封入される。供給流路２０が閉鎖されることにより、内部空間１１の水素ガスＧは、外部空間に流出しない。外部空間のガスは、内部空間１１に流入しない。供給流路２０が閉鎖されることにより、内部空間１１の水素ガスＧの圧力は、所期の値に維持される。

【0037】

水素ガスＧの充填作業が終了した後、圧力容器１０と水素ガス供給装置２２との接続が解除される。これにより、圧力容器１０が容易に搬送可能となる。圧力容器１０は、中性子線Ｎの進路に配置される。すなわち、圧力容器１０は、ターゲット５から射出された中性子線Ｎが照射可能な位置に配置される。

【0038】

図６は、圧力容器１０が中性子線Ｎの進路に配置された状態の一例を示す図である。図６に示すように、本実施形態において、減速装置６は、圧力容器１０を支持する支持装置３０を備えている。支持装置３０は、圧力容器１０を着脱可能に保持する保持部３１を有する。保持部３１は、支持台３２に設けられる。

【0039】

また、支持装置３０は、保持部３１に保持された圧力容器１０の位置を調整する調整装置３３を備えている。図６において、調整装置３３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に関する保持部３１（支持台３２）の位置を調整可能である。Ｘ軸方向は、中性子線Ｎの進行方向と実質的に等しい。Ｚ軸方向は、保持部３１の高さ方向である。調整装置３３は、保持部３１をＸ軸方向に移動することによって、ターゲット５と圧力容器１０との距離、及びコリメータ７と圧力容器１０との距離を調整可能である。また、調整装置３３は、保持部３１をＹ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一方に移動することによって、入射面１２に対する中性子線Ｎの照射位置を調整可能である。

【0040】

圧力容器１０が支持装置３０に支持され、圧力容器１０の位置が調整装置３３により調整された後、中性子線照射装置１が起動される。加速装置２が起動されることにより、加速装置２から荷電粒子線Ｐが射出される。加速装置２から射出された荷電粒子線Ｐは、調整装置３及び走査装置４を通過した後、ターゲット５に照射される。荷電粒子線Ｐの照射により、ターゲット５は中性子線Ｎを発生する。ターゲット５で発生した中性子線Ｎは、圧力容器１０の入射面１２に入射する。中性子線Ｎは、入射面１２に入射した後、内部空間１１の水素ガスＧを通過する。水素ガスＧを通過することによって、中性子線Ｎは減速される。減速された中性子線Ｎは、射出面１３から射出される。射出面１３から射出された中性子線Ｎは、コリメータ７を通過した後、被照射体Ｓに照射される。

【0041】

本実施形態においては、圧力容器１０に中性子線Ｎが照射されている状態において、供給流路２０は、開閉機構２１により閉じられている。圧力容器１０に中性子線Ｎが照射されている状態において、圧力容器１０に水素ガス供給装置２２は接続されない。また、圧力容器１０に中性子線Ｎが照射されている状態において、圧力容器１０には、水素ガスＧを循環させる循環装置も接続されないし、内部空間１１の水素ガスＧの圧力を調整（維持）する圧力調整装置も接続されない。すなわち、圧力容器１０に中性子線Ｎが照射されている状態において、圧力容器１０には、内部空間１１の水素ガスＧに関する調整を行う装置（設備）は接続されない。内部空間１１の水素ガスＧに関する調整を行う装置（設備）は、上述の水素ガス供給装置２２、循環装置、及び圧力調整装置の少なくとも一つを含む。

【0042】

以上説明したように、本実施形態によれば、水素ガスＧが封入された圧力容器１０を備える減速装置６により、簡易な構造で中性子線Ｎを減速することができる。本実施形態においては、中性子線Ｎを減速させるための減速材として水素ガスＧが使用されるため、減速装置６を常温環境で使用することができる。減速材として液体水素が使用される場合、大掛かりな温度調整設備（冷却設備）が必要となる。本実施形態においては、減速材として水素ガスＧが使用されるため、大掛かりな温度調整設備は不要であり、減速装置６を常温環境で使用することができる。

【0043】

また、減速装置６が常温環境で使用されることにより、その減速装置６は、ターゲット５から射出された高速中性子を減速して、熱中性子又は熱外中性子を生成することができる。これにより、中性子線照射装置１は、放射線療法に適した中性子線Ｎを被照射体Ｓに照射することができる。

【0044】

また、本実施形態においては、圧力容器１０の内部空間１１に水素ガスＧのみを充填して、他の材料の存在を抑制することができる。これにより、純度及び濃度が高い水素ガスＧで中性子線Ｎを減速させることができる。

【0045】

また、本実施形態においては、圧力容器１０の水素ガスＧの圧力は、１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である。圧力容器１０の水素ガスＧの圧力が所期の値（１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下）に調整されることにより、減速装置６から所期の中性子線Ｎが射出される。

【0046】

内部空間１１の水素ガスＧの圧力が低い場合、圧力容器１０の壁の厚さの寸法Ｗは小さくて済む。寸法Ｗが小さい場合、圧力容器１０による中性子線Ｎの吸収及び散乱が抑制される。これにより、被照射体Ｓに照射される中性子量の減少が抑制される。

【0047】

内部空間１１の水素ガスＧの圧力が低い場合、内部空間１１の水素ガスＧの密度は低下する。水素ガスＧの密度が低いと、その水素ガスＧで中性子線Ｎが十分に減速されない可能性がある。また、圧力が低い水素ガスＧで中性子を減速しようとすると、圧力容器１０の容積を大きくする必要がある。その結果、ターゲット５と被照射体Ｓとの距離が増大し、被照射体Ｓに照射される中性子量が減少する可能性がある。

【0048】

内部空間１１の水素ガスＧの圧力が高い場合、内部空間１１の水素ガスＧの密度は増大する。これにより、内部空間１１の水素ガスＧで中性子線Ｎは十分に減速される。

【0049】

内部空間１１の水素ガスＧの圧力が高い場合、圧力容器１０の強度向上のために圧力容器１０の壁の厚さの寸法Ｗを大きくする必要がある。その結果、中性子線Ｎが圧力容器１０に吸収又は散乱され、被照射体Ｓに照射される中性子量が減少する可能性がある。また、寸法Ｗが大きくなると、圧力容器１０の製造が困難となったり、制約が発生したりする可能性がある。

【0050】

本実施形態においては、水素ガスＧの密度に基づく水素ガスＧの中性子減速性能、及び圧力容器１０の壁の厚さの寸法Ｗに基づく圧力容器１０の中性子吸収性能及び中性子散乱性能の両方を考慮して、中性子線Ｎが十分に減速され、かつ、被照射体Ｓに照射される中性子量の減少が抑制されるように、圧力容器１０の水素ガスＧの圧力が１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下に定められる。

【0051】

また、上述のように、圧力容器１０の内部空間１１の水素ガスＧの圧力は、好ましくは、２０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であり、より好ましくは、３０ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下である。これにより、中性子線Ｎが十分に減速され、かつ、被照射体Ｓに照射される中性子量の減少が抑制される。

【0052】

また、圧力容器１０に中性子線Ｎが照射されている状態において、供給流路２０が開閉機構２１で閉鎖されることにより、内部空間１１の水素ガスＧに関する調整を行うための装置（設備）を圧力容器１０に接続しなくても済む。したがって、簡易な構造で取り扱いが容易な減速装置６が提供される。

【0053】

また、本実施形態によれば、圧力容器１０の取り扱いが容易であり、圧力容器１０を容易に搬送可能であり、圧力容器１０を簡単に交換可能である。本実施形態においては、圧力容器１０を着脱可能に保持する保持部３１を有する支持装置３０が設けられる。したがって、保持部３１に対して任意の圧力容器１０を保持させることができ、容易に交換可能である。例えば、外形が異なる任意の圧力容器１０を中性子線Ｎの進路に配置することができる。また、外形の寸法（寸法Ｈ、寸法Ｄ、寸法Ｗなど）が異なる任意の圧力容器１０を中性子線Ｎの進路に配置することができる。また、内部空間１１の水素ガスＧの圧力が異なる任意の圧力容器１０を中性子線Ｎの進路に配置することができる。例えば、用途に応じて、最適な構造（外形、寸法、圧力）の圧力容器１０を中性子線Ｎの進路に配置することができる。

【0054】

また、本実施形態において、圧力容器１０は、曲面を有する円筒部１１１と、その円筒部１１１に接続される円板部１１２及び円板部１１３とを有する。したがって、高強度な圧力容器１０を提供することができる。

【0055】

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0056】

図７は、本実施形態に係る減速装置６Ｂの一例を示す図である。図７に示すように、減速装置６Ｂは、第１の圧力容器１０１及び第２の圧力容器１０２を支持する支持装置３０Ｂを備えている。本実施形態において、支持装置３０Ｂは、ターゲット５からの中性子線Ｎが照射されるように第１の圧力容器１０１を保持する第１保持部３１Ａと、第１の圧力容器１０１を通過した中性子線Ｎが照射されるように第２の圧力容器１０２を保持する第２保持部３１Ｂと、を有する。

【0057】

このように、中性子線Ｎの進路に、複数の圧力容器（１０１、１０２）が配置されてもよい。中性子線Ｎの進路に配置される圧力容器１０の数、及びそれら圧力容器１０の構造が適宜調整されることによって、減速装置６Ｂによる中性子線Ｎの減速量を簡単に調整することができる。

【0058】

なお、中性子線Ｎの進路に配置される圧力容器１０は、３つ以上の任意の数でもよい。

【0059】

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0060】

図８は、本実施形態に係る圧力容器１０Ｃの一例を示す断面図である。図８に示すように、入射面１２が内部空間１１に対して外側に突出する凸面（曲面）を含んでもよい。射出面１３が内部空間１１に対して外側に突出する凸面（曲面）を含んでもよい。

【0061】

図９は、本実施形態に係る圧力容器１０Ｄの一例を示す断面図である。図９に示すように、入射面１２が内部空間１１側に凹む凹面（曲面）を含んでもよい。射出面１３が内部空間１１側に凹む凹面（曲面）を含んでもよい。

【0062】

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0063】

図１０は、本実施形態に係る圧力容器１０Ｅの一例を示す断面図である。圧力容器１０Ｅは、球形である。圧力容器１０Ｅの表面は、球面（曲面）である。図１０に示す圧力容器１０Ｅは、球形なので、高い強度を得ることができる。また、高強度が得られる形状なので、圧力容器１０Ｅの壁を厚さの寸法Ｗを小さくすることができる。したがって、圧力容器１０Ｅが中性子線Ｎを吸収又は散乱してしまうことが抑制される。

【0064】

なお、球状の圧力容器１０Ｅが、中性子線Ｎの進路に複数配置されてもよい。

【0065】

＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0066】

図１１は、本実施形態に係る減速装置６Ｆの一例を模式的に示す断面図である。本実施形態において、減速装置６Ｆは、容器４０と、容器４０に収容された複数の圧力容器１０Ｆとを有する。上述の第４実施形態で説明した圧力容器１０Ｅと同様、圧力容器１０Ｆは、球状である。複数の圧力容器１０Ｆの内部空間のそれぞれに水素ガスが封入される。

【0067】

容器４０は、中性子線Ｎが入射する入射面１２Ｆと、中性子線Ｎが射出される射出面１３Ｆとを有する。容器４０の内側において、複数の圧力容器１０Ｆは、互いに接触するように配置される。容器４０の内側において、圧力容器１０Ｆは、所謂、六方最密充填構造（六方格子）となるように配置される。入射面１２Ｆに入射した中性子線Ｎは、容器４０の内部空間に配置されている複数の圧力容器１０Ｆを通過した後、射出面１３Ｆから射出される。

【0068】

本実施形態においても、構造の複雑化が抑制され、取り扱いが容易な減速装置６Ｆが提供される。

【0069】

なお、上述の各実施形態においては、減速装置６（圧力容器１０）が、中性子線照射装置１に使用される例について説明した。減速装置６（圧力容器１０）が、例えば、原子力発電プラントの原子炉から放射される中性子を減速するように配置されてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１ 中性子線照射装置
２ 加速装置
３ 調整装置
４ 走査装置
５ ターゲット
６ 減速装置
７ コリメータ
１０ 圧力容器
１１ 内部空間
１２ 入射面
１３ 射出面
２０ 供給流路
２１ 開閉機構
２２ 水素ガス供給装置
３０ 支持装置
３１ 保持部
３２ 支持台
３３ 調整装置
４０ 容器
１０１ 第１の圧力容器
１０２ 第２の圧力容器
１１１ 円筒部
１１２ 円板部
１１３ 円板部
Ｄ 寸法
Ｇ 水素ガス
Ｈ 寸法
Ｎ 中性子線
Ｐ 荷電粒子線
Ｓ 被照射体
Ｗ 寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】