発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、中性子発生標的材としてリチウムを用いると、リチウムが陽子入射によって半減期が約５３日の放射性同位元素であるベリリウム−７に変わってしまうという問題がある。また、管理の難しい放射性物質であるトリチウムも発生してしまう。さらにリチウムは融点が約１８０度と低く、大電流の陽子入射に対して長時間安定的に使用することが困難であり、ＢＮＣＴなどの医療用の大強度中性子発生用の中性子発生標的材として用いることができない。 これに対し、ベリリウムは融点が高く安定的であるという特徴を有する。例えば非特許文献２には、中程度のエネルギー（〜３０ＭｅＶ）の陽子をベリリウムからなる中性子発生標的材に入射させることで効率的に中性子を発生させることができることが記載されている。しかしながら、中程度のエネルギーを有する陽子をベリリウムに照射すると、ベリリウム自体が放射化してしまうという問題や、周囲の装置を構成する部材を放射化してしまうという問題があり、ＢＮＣＴなどの医療用の大強度中性子発生用の中性子発生標的材として用いることができない。 またベリリウムと陽子の反応により中性子を発生させようとすると、ブリスタリングが生じるという課題もある。ブリスタリングとは、入射した陽子が、材質内で電子と結合して水素化し、この水素が蓄積し、膨張することで部材を破損する現象をいう。ブリスタリングは、入射した陽子と材質中の電子の結合であるため、陽子が停止する部分で最も発生しやすい。例えば、低エネルギー（〜１５ＭｅＶ、特に〜１０ＭｅＶが好ましい）の陽子とベリリウムを反応させようとすると、１５ＭｅＶ以下の陽子はベリリウム内での飛程（ブラッグ・ピーク発生深さ）が２ｍｍ以下である。そのため、ブリスタリングを抑制するためには、ベリリウムを２ｍｍよりも薄くする必要がある。しかしながら、この厚みでは加速器の真空窓としては強度が十分では無い。例えば、特許文献４〜７に記載されたベリリウムと炭素材料を組み合わせた中性子発生標的材では、十分にブリスタリングの発生を抑制することができなかった。 また特許文献８では、水素拡散性を有する材料からなる金属層を、中性子発生源に陽子が入射する面と反対側の面に配置することで、ブリスタリングの発生を抑制している。しかしながら、金属層で水素を拡散させてしまうと、拡散した水素が中性子発生源内に侵入し、ブリスタリングの発生を促す恐れがある。すなわち、十分なブリスタリングの抑制を実現できるとは言えなかった。 さらに、ＢＮＣＴの治療に求められる中性子強度（ビーム孔位置で熱外中性子束：１×１０^９（ｃｍ^−２ｓ^−１）以上）を発生させるためには５ｍＡ以上の大電流をベリリウムに入射する必要があり（入射パワーで約５０ｋＷ程度）、大きな熱負荷を生じるという問題があった。
例えば、特許文献８に記載の中性子発生源では、得られる中性子の発生強度が１×１０^６〜７（ｃｍ^−２ｓ^−１）程度であり、ＢＮＣＴの治療に求められる中性子強度を実現できていない。すなわち、当該中性子発生源は、入射パワーで約５０ｋＷ程度の陽子の入射を想定していないことがわかる。 すなわち低エネルギーの陽子(〜１５ＭｅＶ、特に〜１０ＭｅＶが好ましい)とベリリウムとの反応によってＢＮＣＴにも適用可能な大強度の中性子を発生させるためには、５０ｋＷ程度の高エネルギーの陽子入射による熱負荷に対応でき、さらにブリスタリングによるベリリウム等の破損も抑制し、長時間安定的に中性子を発生できるターゲットが切に求められていた。
本発明は問題に鑑みてなされたものであり、低エネルギーの陽子の照射でも安定的かつ効率的に中性子を発生することができ、ブリスタリングの発生を抑制できる中性子発生用ターゲット、中性子発生装置及び中性子発生方法を提供することを目的とする。またこのような中性子の発生を可能とする中性子発生用ターゲットの製造方法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[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の中性子発生用ターゲット、中性子発生装置及び中性子発生方法を用いることで、ブリスタリングを生じせることなく、安定的かつ効率的に中性子を発生することができる。また本発明の中性子発生用ターゲットの製造方法を用いることで、ブリスタリングを生じせることなく、安定的かつ効率的に中性子を発生することができる中性子発生用ターゲットを適切に製造することができる。