| 【発明の名称】 |
ＲＩビーム発生装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤縄 雅
【氏名】藤野 智博
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| 【要約】 |
【課題】蓋体の開閉時間が大幅に短縮されるＲＩビーム発生装置を得る。
【解決手段】加速された重イオンビームが衝突してＲＩビームが発生するターゲット４と、重イオンビーム及びＲＩビームが通過する真空ダクト３と、ターゲット４の近傍において真空ダクト３を囲い真空ダクト３から漏れたＲＩビームを遮蔽するとともにこのコンクリート壁２及びこのこのコンクリート壁を閉じた蓋体８から構成された遮蔽体と、蓋体８に設けられ蓋体８を開閉する駆動軸１０と、この駆動軸１０に蓋体８の開閉力を供給する電動機１１とを備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 加速された重イオンビームが衝突してＲＩビームが発生するターゲットと、このターゲットを囲んでいるとともに前記重イオンビーム及び前記ＲＩビームが通過する真空ダクトと、前記ターゲットを含めて前記真空ダクトを囲い真空ダクトから漏れた前記ＲＩビームを遮蔽するとともに遮蔽本体及びこの遮蔽本体を閉じた蓋体から構成された遮蔽体と、前記蓋体に設けられ前記蓋体を開閉する開閉手段と、この開閉手段に前記蓋体の開閉力を供給する駆動源とを備えたＲＩビーム発生装置。
【請求項２】 遮蔽本体は真空ダクトの軸線方向に対して直角に切断した断面形状がコ字形状であり、平板が複数枚積層されて構成された蓋体は真空ダクトの軸線方向に沿って複数配列されている請求項１に記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項３】 遮蔽本体は、コンクリートで構成され、平板は鉄板である請求項２に記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項４】 隣接した蓋体の端面は、複数枚の同一形状の平板を真空ダクトの軸線方向に一枚毎ずらして積層して形成された凹凸形状であり、一方の蓋体の凸部が他方の蓋体の凹部に収まっている請求項２または請求項３に記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項５】 平板間には平板の厚さのばらつきを吸収するためのシートが介在し、一方の蓋体の凸部と他方の蓋体の凹部との間には空隙部がある請求項４に記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項６】 蓋体は水平方向に回動して開閉される請求項４または請求項５に記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項７】 駆動源は電動機であり、開閉手段は蓋体の隅部を貫通した駆動軸である請求項１ないし請求項６の何れかに記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項８】 遮蔽本体には、蓋体と当接し蓋体の回動を助ける転動体が設けられている請求項１ないし請求項７の何れかに記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項９】 蓋体の開閉位置は、蓋体の位置を検出する位置検出手段で検出されるようになっている請求項１ないし請求項８の何れかに記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項１０】 位置検出手段は、リミットスイッチである請求項９に記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項１１】 開閉手段には所定の荷重を越える荷重が開閉手段に加わったときに駆動源から開閉手段に伝達される開閉力を遮断する開閉力遮断手段が設けられている請求項１ないし請求項１０の何れかに記載のＲＩビーム発生装置。
【請求項１２】 開閉力遮断手段は、トルクスイッチである請求項１１に記載のＲＩビーム発生装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＲＩ（ラジオアイソトープ）ビームを発生するＲＩビーム発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のＲＩビーム発生装置の構成図（蓋体は省略されている。）、図５は図４のＲＩビーム発生装置のビームの走行方向に対して直角の要部切断断面図であり、建家１内に設置されたＲＩビーム発生装置は、断面コ字形状の遮蔽本体であるコンクリート壁２と、このコンクリート壁２内にあるステンレス製またはアルミニウム製の肉厚の薄い真空ダクト３と、このコンクリート壁２の端面に載置された複数個の蓋体８と、超電導リングサイクロトロン（図示せず）で加速された重イオンが衝突するターゲット４と、このターゲット４の直前に配置され重イオンビームを収束する４極電磁石５と、真空ダクト３に沿って複数個配置されＲＩビームを収束する４極電磁石６と、ＲＩビームを偏向する２極の偏向電磁石７とを備えている。蓋体８は、全高が例えば３メートルであり、３０センチ程度の平板である鉄板９を１０枚積層して構成され、また真空ダクト３の軸線方向に沿って１２個配列され、その長さは全長約２０ｍである。
【０００３】上記構成のＲＩビーム発生装置では、超電導リングサイクロトロンで加速された重イオンがターゲット４に衝突し、入射核破砕反応でＲＩビームが発生する。このＲＩビームは、４極電磁石６で収束され、偏向電磁石７で走行方向が偏向されて真空ダクト３内を走行し、このＲＩビームは様々な実験に供される。なお、加速された重イオンビームがターゲット４に衝突して発生したＲＩビームは、四方に放射されるので、ターゲット４の近傍の真空ダクト３から外部に漏れ易いが、たとえ漏れても、コンクリート壁２及び蓋体８で構成された遮蔽体で遮蔽される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＲＩビーム発生装置では、４極電磁石５，６、偏向電磁石７及びビーム計測装置の保守点検、ターゲット４の取り替え等の時には、電磁石付きクレーンで放射化した、例えば２０トンある鉄板９を一枚一枚吸着して吊り上げ、所定の場所に移動して保管する。なお、鉄板９は放射化しており、鉄板９の保管作業は十分に気を付けて行われる。そして、４極電磁石５，６、偏向電磁石７及びビーム計測装置等の保守点検、ターゲット４の取り替え作業終了後は、また一枚一枚電磁石付きクレーンを用いてコンクリート壁２に載置しており、蓋体８の開閉作業に多くの時間を要してしまうという問題点があった。
【０００５】この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、蓋体の開閉を短時間で行うことができるＲＩビーム発生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係るＲＩビーム発生装置は、加速された重イオンビームが衝突してＲＩビームが発生するターゲットと、このターゲットを囲んでいるとともに前記重イオンビーム及び前記ＲＩビームが通過する真空ダクトと、前記ターゲットを含めて前記真空ダクトを囲い真空ダクトから漏れた前記ＲＩビームを遮蔽するとともに遮蔽本体及びこの遮蔽本体を閉じた蓋体から構成された遮蔽体と、前記蓋体に設けられ前記蓋体を開閉する開閉手段と、この開閉手段に前記蓋体の開閉力を供給する駆動源とを備えている。
【０００７】この発明の請求項２に係るＲＩビーム発生装置では、遮蔽本体は真空ダクトの軸線方向に対して直角に切断した断面形状がコ字形状であり、平板が複数枚積層されて構成された蓋体は真空ダクトの軸線方向に沿って複数配列されている。
【０００８】この発明の請求項３に係るＲＩビーム発生装置では、遮蔽本体は、コンクリートで構成され、平板は鉄板である。
【０００９】この発明の請求項４に係るＲＩビーム発生装置では、隣接した蓋体の端面は、同一形状の複数枚の平板を真空ダクトの軸線方向に一枚毎ずらして積層して形成された凹凸形状であり、一方の蓋体の凸部が他方の蓋体の凹部に収まっている。
【００１０】この発明の請求項５に係るＲＩビーム発生装置では、平板間には平板の厚さのばらつきを吸収するためのシートが介在し、一方の蓋体の凸部と他方の蓋体の凹部との間には空隙部がある。
【００１１】この発明の請求項６に係るＲＩビーム発生装置では、蓋体は水平方向に回動して開閉される。
【００１２】この発明の請求項７に係るＲＩビーム発生装置では、駆動源は電動機であり、開閉手段は蓋体の隅部を貫通した駆動軸である。
【００１３】この発明の請求項８に係るＲＩビーム発生装置では、遮蔽本体には、蓋体と当接し蓋体の回動を助ける転動体が設けられている。
【００１４】この発明の請求項９に係るＲＩビーム発生装置では、蓋体の開閉位置は、蓋体の位置を検出する位置検出手段で検出されるようになっている。
【００１５】この発明の請求項１０に係るＲＩビーム発生装置では、位置検出手段は、リミットスイッチである。
【００１６】この発明の請求項１１に係るＲＩビーム発生装置では、開閉手段には所定の荷重を越える荷重が開閉手段に加わったときに駆動源から開閉手段に伝達される開閉力を遮断する開閉力遮断手段が設けられている。
【００１７】この発明の請求項１２に係るＲＩビーム発生装置では、開閉力遮断手段は、トルクスイッチである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態について説明するが、従来のものと同一または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１のＲＩビーム発生装置の構成図（約L５ｍ×W２．５ｍ×H０．３ｍの蓋体８が真空ダクト３に沿って１２個配列されているが、蓋体８は３個のみが示されており、他の蓋体、及びこの蓋体８に付随した構成要素は省略されている。）、図２は図１の蓋体８の断面図であり、このＲＩビーム発生装置は、超電導リングサイクロトロン（図示せず）で加速された重イオンビームが衝突してＲＩビームが発生するターゲット４と、重イオンビーム及びＲＩビームが通過する真空ダクト３と、ターゲット４の近傍において真空ダクト３を囲い真空ダクト３から漏れたＲＩビームを遮蔽するとともに遮蔽本体であるコンクリート壁２及びこのコンクリート壁２を閉じた蓋体８から構成された遮蔽体と、蓋体８に設けられ蓋体８を水平方向に回動させて開閉する開閉手段である駆動軸１０と、駆動軸１０に接続され駆動軸１０に蓋体８の開閉力を供給する駆動源である電動機１１と、ターゲット４の直前に配置され重イオンビームを収束する４極電磁石５と、真空ダクト３に沿って複数個配置されＲＩビームを収束する４極電磁石６と、ＲＩビームを偏向する２極の偏向電磁石７とを備えている。
【００１９】図６は開閉手段である駆動軸１０に動力を伝達する動力伝達機構の斜視図であり、動力伝達機構は、駆動軸１０を支持するスラスト軸受２７と、蓋体８の隅部に形成された歯部２０と歯合するピニオン２１と、このピニオン２１を一端部に固着したシャフト２２と、シャフト２１の他端部に固着されたギア２３と、このギア２３と歯合したウォームギア２４と、このギア２４を一端部に固着したシャフト２５と、このシャフト２５の他端部に接続されているとともに、電動機１１の回転数を減速してトルクの値を大きくするサイクロ減速機２６とを備えている。電動機１１は、放射時のメンテナンスからメンテナンスフリーのオイルレス軸受使用の深溝型誘導電動機が望ましい。
【００２０】蓋体８は、全高が約３メートルであり、３０センチ程度の平板である鉄板９を１０枚積層して構成されている。隣接した蓋体８の端面は、複数枚の同一形状の鉄板９を真空ダクト３の軸線方向に一枚毎ずらして積層して形成された凹凸形状であり、一方の蓋体８の凸部８ｂが他方の蓋体８の凹部８ａに収まっている。鉄板９間には鉄板９の厚さのばらつきを吸収するための鉄製のシート１２が介在し、一方の蓋体８の凸部８ｂと他方の蓋体８の凹部８ａとの間には空隙部がある。また、コンクリート壁２の凹部には、蓋体８と当接し蓋体８の回動を助ける転動体１３が複数個設けられている。この転動体１３は球状であり、３６０°何れの方向にも自転するようになっている。
【００２１】また、このコンクリート壁２には、蓋体８の位置を検出する位置検出手段であるリミットスイッチ１４が設けられている。また、駆動軸１０には所定の荷重を越える荷重が駆動軸１０に加わったときに電動機１１から駆動軸１０に伝達される開閉力を遮断する開閉力遮断手段であるトルクスイッチ（図示せず）が設けられている。
【００２２】上記構成のＲＩビーム発生装置では、超電導リングサイクロトロンで加速された重イオンがターゲット４に衝突し、入射核破砕反応でＲＩビームが発生する。このＲＩビームは、４極電磁石６で収束され、偏向電磁石７で走行方向が偏向されて真空ダクト３内を走行し、このＲＩビームは様々な実験に供される。
【００２３】このＲＩビーム発生装置では、４極電磁石５，６、偏向電磁石７及びビーム計測装置の保守点検、ターゲット４の取り替え等の時には、複数個の蓋体８は次の手順で開放される。先ず制御装置からの信号により、図１において最も左側の蓋体８の電動機１１が駆動され、駆動軸１０が時計方向に回転し、駆動軸１０に固着され例えば２００トンの重さの蓋体８は、時計方向に回動する。蓋体８は自転可能な転動体１３で支持されているので、回動時にはコンクリート壁２の上面を水平方向に円滑に移動する。蓋体８が９０°回動したとき、リミットスイッチ１４がその位置を検出し、リミットスイッチ１４からの信号が制御装置に送られ、電動機１１への通電は遮断される。この後、隣の蓋体８の電動機１１が駆動され、駆動軸１０が反時計方向に回転し、駆動軸１０と一体の蓋体８は反時計方向に９０°回動する。この蓋体８も自転可能な転動体１３で支持されているので、回動時にはコンクリート壁２の上面を水平方向に円滑に移動する。図３において二点鎖線は一対の蓋体８が矢印Ａ、Ｂ方向に開いたときの状態を示す図である。各蓋体８は順次上記手順に従って回動し、全部で１２個の蓋体８が開き、遮蔽体は開放される。
【００２４】４極電磁石５，６、偏向電磁石７及びビーム計測装置の保守点検、ターゲット４の取り替え等の作業が終了した後は、複数個の蓋体８は開放手順と反対手順で閉じる。つまり、図１において最も右側の蓋体８から左側の蓋体８に向かって順次回動して全部で１２個の蓋体８を閉じ、遮蔽体を閉じる。なお、蓋体８の回動時には、駆動軸１０に所定の荷重を越える荷重が加わったときにはトルクスイッチが作動し、電動機１１への通電は遮断され、その時点で回動動作は停止する。
【００２５】実施の形態２．なお、上記実施の形態１では駆動源として電動機を用いたが、水圧または油圧を動力源として用いてもよい。水圧を駆動源とした場合には、放射線対策として、純水を用い、またステンレス鋼配管を用いる。また、蓋体の位置を検出する位置検出手段として光センサを用いてもよい。また、電動機１１から駆動軸１０に伝達される開閉力を遮断する開閉力遮断手段としてサーマルリレーを用いてもよい。また、上記実施の形態では、蓋体は複数枚の鉄板で構成したが、コンクリートで構成してもよい。また、蓋体８を開閉する開閉手段として蓋体８を水平方向に回動させる駆動軸１０を用いたが、例えば蓋体を２分割し、それぞれの蓋部が端部を支点として起倒することで蓋体を開閉するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項１に係るＲＩビーム発生装置によれば、加速された重イオンビームが衝突してＲＩビームが発生するターゲットと、このターゲットを囲んでいるとともに前記重イオンビーム及び前記ＲＩビームが通過する真空ダクトと、前記ターゲットを含めて前記真空ダクトを囲い真空ダクトから漏れた前記ＲＩビームを遮蔽するとともに遮蔽本体及びこの遮蔽本体を閉じた蓋体から構成された遮蔽体と、前記蓋体に設けられ前記蓋体を開閉する開閉手段と、この開閉手段に前記蓋体の開閉力を供給する駆動源とを備えているので、蓋体の開閉時間は大幅に短縮される。また、この開閉作業を無人化で行うことができ、安全性の点でも優れている。
【００２７】この発明の請求項２に係るＲＩビーム発生装置によれば、遮蔽本体は真空ダクトの軸線方向に対して直角に切断した断面形状がコ字形状であり、平板が複数枚積層されて構成された蓋体は真空ダクトの軸線方向に沿って複数配列されているので、真空ダクトが直線部及び湾曲部の何れにおいても真空ダクトを遮蔽体で簡単に遮蔽することができる。
【００２８】この発明の請求項３に係るＲＩビーム発生装置によれば、遮蔽本体は、コンクリートで構成され、平板は鉄板であるので、低コストで遮蔽体を構成することができる。
【００２９】この発明の請求項４に係るＲＩビーム発生装置によれば、隣接した蓋体の端面は、同一形状の複数枚の平板を真空ダクトの軸線方向に一枚毎ずらして積層して形成された凹凸形状であり、一方の蓋体の凸部が他方の蓋体の凹部に収まっているので、隣接した蓋体の端面間はジクザク形状であり、それだけＲＩビームは遮蔽体の外部に漏れにくい。
【００３０】この発明の請求項５に係るＲＩビーム発生装置によれば、平板間には平板の厚さのばらつきを吸収するためのシートが介在し、一方の蓋体の凸部と他方の蓋体の凹部との間には空隙部があるので、一方の蓋体の凸部が他方の蓋体の凹部に円滑に収めることができる。
【００３１】この発明の請求項６に係るＲＩビーム発生装置によれば、蓋体は水平方向に回動して開閉されるので、遮蔽体の高さ寸法を開閉用に大きくする必要はない。
【００３２】この発明の請求項７に係るＲＩビーム発生装置によれば、駆動源は電動機であり、開閉手段は蓋体の隅部を貫通した駆動軸であるので、低コストで、かつ簡単な構造で蓋体を開閉することができる。
【００３３】この発明の請求項８に係るＲＩビーム発生装置によれば、遮蔽本体には、蓋体と当接し蓋体の水平回動を助ける転動体が設けられているので、蓋体は円滑に回動する。
【００３４】この発明の請求項９に係るＲＩビーム発生装置によれば、蓋体の開閉位置は、蓋体の位置を検出する位置検出手段で検出されるようになっているので、蓋体は所定の位置に位置決めされる。
【００３５】この発明の請求項１０に係るＲＩビーム発生装置によれば、位置検出手段は、リミットスイッチであるので、安価、簡単な構造で蓋体は所定の位置に位置決めされる。
【００３６】この発明の請求項１１に係るＲＩビーム発生装置によれば、開閉手段には所定の荷重を越える荷重が開閉手段に加わったときに駆動源から開閉手段に伝達される開閉力を遮断する開閉力遮断手段が設けられているので、駆動源、蓋体等には所定の荷重以上の荷重が加わることはなく、駆動源、蓋体等の破損を防止することができる。
【００３７】この発明の請求項１２に係るＲＩビーム発生装置によれば、開閉力遮断手段は、トルクスイッチであるので、安価、簡単な構造で駆動源、蓋体等の破損を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５７８７４
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１８１９９８（Ｐ２００２−１８１９９８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年６月２６日（２００２．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３８１７９３（Ｐ２０００−３８１７９３） |
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