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JPH10206597A - Slow positron beam generation method and apparatus - Google Patents

Slow positron beam generation method and apparatus

Info

Publication number
JPH10206597A
JPH10206597A JP1060297A JP1060297A JPH10206597A JP H10206597 A JPH10206597 A JP H10206597A JP 1060297 A JP1060297 A JP 1060297A JP 1060297 A JP1060297 A JP 1060297A JP H10206597 A JPH10206597 A JP H10206597A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positron
collector
moderator
emitter
positron emitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1060297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Nozaki
正 野崎
Yoshiko Ito
芳子 伊東
Hyogo Yoshida
兵吾 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
RIKEN
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
RIKEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd, RIKEN filed Critical Japan Steel Works Ltd
Priority to JP1060297A priority Critical patent/JPH10206597A/en
Publication of JPH10206597A publication Critical patent/JPH10206597A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モデレータに損傷を与えることなく、測定の
雑音となる要因を抑制した状態で高強度の低速陽電子ビ
ームを発生する。 【解決手段】陽電子放出体生成部10で液体ターゲット
に荷電粒子11を照射して陽電子放出体を生成する。液
体ターゲットを配管22,23によりコレクター31に
導き、陽電子放出体をコレクター上に捕集する。陽電子
放出体を捕集したコレクター31(32)をコレクター
移動機構50により低速陽電子ビーム発生部70のモデ
レータの近傍に移送することにより、低速陽電子ビーム
71を発生する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To generate a high-intensity slow positron beam without damaging a moderator while suppressing factors that cause measurement noise. A positron emitter is generated by irradiating charged particles to a liquid target in a positron emitter generator. The liquid target is led to the collector 31 by the pipes 22 and 23, and the positron emitter is collected on the collector. The slow positron beam 71 is generated by transferring the collector 31 (32), which has collected the positron emitters, to the vicinity of the moderator of the slow positron beam generator 70 by the collector moving mechanism 50.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低速(低エネルギ
ー)の陽電子ビームを高強度で発生することのできる低
速陽電子ビーム発生方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for generating a slow positron beam capable of generating a slow (low energy) positron beam with high intensity.

【0002】[0002]

【従来の技術】低速陽電子ビームは、半導体や金属材料
の表面、界面の結晶欠陥評価に利用され、近年その利用
は益々盛んになってきている。現在、低速陽電子ビーム
は、陽電子放出体(ラジオアイソトープ)から放出され
た陽電子をモデレータに入射させて減速することで得て
いる。陽電子放出体を得るには、アルミニウムや窒化ホ
ウ素等の固体ターゲットをサイクロトロン等で加速した
陽子等の荷電粒子で照射し、固体ターゲット中に生成さ
せた陽電子放出体を使う方法が多くとられている。
2. Description of the Related Art Slow positron beams are used for evaluating crystal defects on the surface and interface of semiconductors and metal materials, and their use has been increasing in recent years. At present, a slow positron beam is obtained by decelerating a positron emitted from a positron emitter (radioisotope) into a moderator. In order to obtain a positron emitter, a method of irradiating a solid target such as aluminum or boron nitride with charged particles such as protons accelerated by a cyclotron or the like and using a positron emitter generated in the solid target is often used. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】低速陽電子ビームの利
用にあたっては、多くの場合ビーム強度の増大が不可欠
である。陽電子ビームの強度を増大させる方法にはモデ
レータ効率の改善、強力な陽電子源の使用等の方法が考
えられる。現在のところ、モデレータとしてはタングス
テン箔を2000℃でアニールしたものが用いられてい
るが、10-4以上の効率は得られていない。モデレータ
の改善には多くの努力が払われているが飛躍的な実用上
の改善は望み薄なのが現状である。また、強力な陽電子
源のためには大規模で高価な装置を必要とする。
In using a slow positron beam, it is often essential to increase the beam intensity. Possible methods for increasing the intensity of the positron beam include improving the moderator efficiency and using a strong positron source. At present, a tungsten foil annealed at 2000 ° C. is used as a moderator, but an efficiency of 10 −4 or more has not been obtained. Although much effort has been put into improving the moderator, significant practical improvements are currently unlikely. Also, a powerful positron source requires large and expensive equipment.

【0004】高強度陽電子源のための固体ターゲットを
用いる方法では、大電流照射における熱除去の問題が大
きい。また、固体ターゲットは、ターゲット内に生成さ
れた陽電子放出体から放出される陽電子のモデレータへ
の入射効率を上げるためにモデレータに近接して配置さ
れる。このようにモデレータに近接した固体ターゲット
に放射線を照射すると、ターゲット照射によって発生す
る陽電子以外の2次放射線によってモデレータが損傷を
受けたり、放射化されるという問題がある。モデレータ
から離れた照射位置で固体ターゲットに放射線を照射
し、そののちターゲットをモデレータの位置まで運んで
固体ターゲット内に生成された陽電子放出体から放出さ
れる陽電子をモデレータに入射させることにより、ター
ゲット照射時の2次放射線の影響を回避する方法も考え
られるが、固体ターゲットには照射による発熱を除去す
るための冷却装置などが付随しており、固体ターゲット
を移送しようとすると装置が大がかりなものになってし
まい実際的ではない。
In the method using a solid target for a high-intensity positron source, there is a large problem of heat removal in irradiation with a large current. Further, the solid target is arranged close to the moderator in order to increase the efficiency of positron emission from the positron emitter generated in the target to the moderator. When the solid target close to the moderator is irradiated with radiation as described above, there is a problem that the moderator is damaged or activated by secondary radiation other than positrons generated by the target irradiation. The target is irradiated by irradiating the solid target with radiation at an irradiation position away from the moderator, then transporting the target to the moderator position and causing the positron emitted from the positron emitter generated in the solid target to enter the moderator. Although a method of avoiding the influence of secondary radiation at the time can be considered, a solid target is provided with a cooling device or the like for removing heat generated by irradiation, and when transferring the solid target, the device becomes large. It is not practical.

【0005】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、モデレータに損傷を与えること
なく高強度の低速陽電子ビームを発生することのできる
方法及び装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a method and apparatus capable of generating a high-intensity slow positron beam without damaging a moderator. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、陽電子放
出体を生成するためのターゲットとして流体を用いるこ
とを検討した。流体は配管を通して任意の場所に移送す
ることが容易なため、流体ターゲットを照射してその中
に陽電子放出体を生成させ、その陽電子放出体を含む流
体を遠隔操作によって移動し、陽電子を使用する場所で
陽電子放出体だけを適当な大きさのコレクター上に捕集
することができれば、コレクターだけをモデレータの設
置位置まで運ぶことにより、ターゲット照射時の2次放
射線によるモデレータの損傷や測定ノイズの発生を防ぐ
ことができると考えられるからである。また、陽電子放
出体を捕集するコレクター上の領域を小さく限定するこ
とにより、陽電子放出体の密度を高めて高強度の低速陽
電子ビームを発生させることもできると考えられるから
である。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied the use of a fluid as a target for producing a positron emitter. Since the fluid can be easily transferred to any place through the pipe, the fluid target is irradiated to generate a positron emitter therein, the fluid containing the positron emitter is moved by remote control, and the positron is used. If only the positron emitter can be collected on a collector of an appropriate size at the place, by transporting only the collector to the installation position of the moderator, damage to the moderator due to secondary radiation during target irradiation and generation of measurement noise This is because it is thought that it can be prevented. Also, by limiting the area on the collector for collecting the positron emitter to be small, it is considered that the density of the positron emitter can be increased to generate a high-intensity slow positron beam.

【0007】流体ターゲットの候補としては気体と液体
があるが、気体の場合には特定の小さな場所にその中の
陽電子放出体を捕集するのが液体ターゲットの場合より
困難と考え、主に液体ターゲットの使用について検討し
た。
[0007] Gas and liquid are candidates for the fluid target. In the case of a gas, it is considered difficult to collect a positron emitter in a specific small place than in the case of a liquid target. The use of targets was discussed.

【0008】本発明は、このような検討に基づいてなさ
れたものであり、発明による低速陽電子ビーム発生方法
は、液体ターゲットに荷電粒子を照射して陽電子放出体
を生成させ、生成した陽電子放出体を含有する液体をコ
レクターに通すことによって陽電子放出体をコレクター
上に捕集し、陽電子放出体を捕集したコレクターをモデ
レータの近傍に移送することを特徴とするものである。
[0008] The present invention has been made based on such studies, and the method for generating a slow positron beam according to the present invention irradiates a liquid target with charged particles to generate a positron emitter, and the generated positron emitter. The positron emitter is collected on the collector by passing a liquid containing the compound through the collector, and the collector that has collected the positron emitter is transferred to the vicinity of the moderator.

【0009】また、本発明による低速陽電子ビーム発生
方法は、液体ターゲットに荷電粒子を照射して陽電子放
出体を生成させ、生成した陽電子放出体を含有する液体
を配管によってモデレータの近傍に配置されたコレクタ
ーに輸送し、コレクター上に陽電子放出体を捕集するこ
とを特徴とするものである。
Further, in the method for generating a slow positron beam according to the present invention, a liquid target is irradiated with charged particles to generate a positron emitter, and the liquid containing the generated positron emitter is arranged near the moderator by a pipe. It is characterized in that it is transported to a collector and positron emitters are collected on the collector.

【0010】また、本発明による低速陽電子ビーム発生
装置は、荷電粒子で照射される液体ターゲットが入れら
れる液体ターゲット容器と、陽電子放出体を捕集するコ
レクターと、陽電子を減速するモデレータと、コレクタ
ーを陽電子放出体捕集位置とモデレータ近傍の位置との
間に選択的に位置づけるコレクター移動機構と、液体タ
ーゲット容器と陽電子放出体捕集位置とを接続する配管
とを備えることを特徴とする。
[0010] The low-speed positron beam generator according to the present invention comprises a liquid target container in which a liquid target irradiated with charged particles is placed, a collector for collecting positron emitters, a moderator for decelerating positrons, and a collector. It is characterized by comprising a collector moving mechanism selectively positioned between a positron emitter collecting position and a position near the moderator, and a pipe connecting the liquid target container and the positron emitter collecting position.

【0011】また、本発明による低速陽電子ビーム発生
装置は、荷電粒子が照射される液体ターゲットが入れら
れる液体ターゲット容器と、陽電子を減速するモデレー
タと、陽電子放出体を捕集するためにモデレータの近傍
に配置されたコレクターと、液体ターゲット容器とコレ
クターとを接続する配管とを備えることを特徴とする。
[0011] Further, a slow positron beam generating apparatus according to the present invention comprises a liquid target container in which a liquid target to be irradiated with charged particles is placed, a moderator for decelerating positrons, and a vicinity of the moderator for collecting positron emitters. And a pipe connecting the liquid target container and the collector.

【0012】液体ターゲットはH2 18Oとすることがで
きる。この場合、液体ターゲットH2 18Oを陽子照射す
ることにより、18O(p,n)18F反応によって陽電子
放出体18Fが生成する。18Fは、コレクター中に陰イオ
ン交換樹脂や水酸化マグネシウム等の無機酸化物を置い
て吸着捕集したり、H2 18Oを蒸留除去してコレクター
内に残留捕集したりすることができる。
The liquid target can be H 2 18 O. In this case, by irradiating the liquid target H 2 18 O with protons, a positron emitter 18 F is generated by an 18 O (p, n) 18 F reaction. 18 F can be adsorbed and collected by placing an anion exchange resin or an inorganic oxide such as magnesium hydroxide in a collector, or can be removed and collected in a collector by removing H 2 18 O by distillation. .

【0013】また、液体ターゲットとしてヘキサン等の
炭化水素を用い、それを重陽子照射することにより、12
C(d,n)13N反応によって陽電子放出体として13
を生成させる。13Nは、コレクター中に陽イオン交換樹
脂やアルミナ、酸化チタン等の酸化物の粉末を置いて吸
着捕集することができる。その他、液体ターゲットとし
ては、アルコール類、液体アンモニア、普通の水等を用
いることができる。
Further, by using a hydrocarbon such as hexane as a liquid target to deuteron irradiation it, 12
13 N as a positron emitter by C (d, n) 13 N reaction
Is generated. 13 N can be adsorbed and collected by placing a powder of a cation exchange resin or an oxide such as alumina or titanium oxide in a collector. In addition, as the liquid target, alcohols, liquid ammonia, ordinary water, and the like can be used.

【0014】本発明によると、液体ターゲットを使用し
たためターゲットの移送が容易であり、必要な場所で液
体内に生成させた陽電子放出体を濃縮捕集することがで
きる。したがって、ターゲットを照射に一番都合のよい
位置で照射することができるため、例えばターゲット照
射ビーム強度の最も強い場所でターゲットを照射し、そ
の後配管によって陽電子放出体捕集位置あるいはモデレ
ータの位置まで輸送することが可能となる。また、一カ
所の照射位置で照射した液体ターゲットを配管で複数の
位置に分配することにより、複数の利用位置で低速陽電
子ビームを発生させることが可能となる。
According to the present invention, since the liquid target is used, the transfer of the target is easy, and the positron emitter generated in the liquid can be concentrated and collected at a necessary place. Therefore, since the target can be irradiated at the most convenient position for irradiation, the target is irradiated, for example, at the place where the target irradiation beam intensity is strongest, and then transported to the positron emitter collecting position or the moderator position by piping. It is possible to do. Further, by distributing the liquid target irradiated at one irradiation position to a plurality of positions by piping, it becomes possible to generate a slow positron beam at a plurality of use positions.

【0015】高強度の低速陽電子ビームを発生するには
陽電子放出体の密度を高め、それをモデレータの直前に
持っていくことが必要であるが、本発明によると、陽電
子放出体を含む液体をコレクター上に移送して陽電子放
出体を小さな領域に効率よく捕集することによりそれが
可能となる。特に、18Fは陰イオン交換濾紙等の効率の
よいコレクターによって95%以上の捕集効率で吸着捕
集したり、H2 18Oを蒸留除去して小さなスポット上に
残留捕集することが可能である。また、本発明では、タ
ーゲット照射をモデレータから離れた場所で行うため、
ターゲット照射により発生する2次放射線の影響を受け
ることがない。
In order to generate a high-intensity slow positron beam, it is necessary to increase the density of the positron emitter and bring it just before the moderator. This is made possible by transporting onto a collector and collecting the positron emitters in a small area efficiently. In particular, 18 F can be adsorbed and collected with an efficient collector such as anion-exchange filter paper at a collection efficiency of 95% or more, or H 2 18 O can be removed by distillation and collected on a small spot. It is. Further, in the present invention, since the target irradiation is performed in a place away from the moderator,
It is not affected by secondary radiation generated by target irradiation.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明による陽電子ビー
ム発生装置の一例の概略図である。この例の陽電子ビー
ム発生装置は、陽電子放出体生成部10、コレクター上
に陽電子放出体を捕集する陽電子放出体捕集部30、コ
レクターを機械的に移動させるコレクター移動機構5
0、及びモデレータを備える低速陽電子ビーム発生部7
0を有する。陽電子放出体生成部10では、液体ターゲ
ットに荷電粒子ビーム11を照射して液体ターゲット中
に陽電子放出体(ラジオアイソトープ)を生成させる。
液体ターゲットは、液体ターゲット配管22を通して陽
電子放出体捕集部30に移送され、陽電子放出体捕集部
30に配置されているコレクター上に捕集される。陽電
子放出体が除去されたH2 18Oは液体ターゲット配管2
3を通して陽電子放出体生成部10に戻され、再利用さ
れる。陽電子放出体を捕集したコレクターは、コレクタ
ー移動機構50によって低速陽電子ビーム発生部70に
移動され、そこで陽電子放出体から放出される陽電子を
モデレータで減速して低速陽電子ビームとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a positron beam generator according to the present invention. The positron beam generator of this example includes a positron emitter generating unit 10, a positron emitter collecting unit 30 for collecting a positron emitter on a collector, and a collector moving mechanism 5 for mechanically moving the collector.
0, and a slow positron beam generator 7 having a moderator
Has zero. The positron emitter generator 10 irradiates the liquid target with the charged particle beam 11 to generate a positron emitter (radioisotope) in the liquid target.
The liquid target is transferred to the positron emitter collecting section 30 through the liquid target pipe 22 and collected on a collector arranged in the positron emitter collecting section 30. The H 2 18 O from which the positron emitter has been removed is a liquid target pipe 2
It is returned to the positron emitter generator 10 through 3 and is reused. The collector that has collected the positron emitters is moved by the collector moving mechanism 50 to the slow positron beam generator 70, where the positrons emitted from the positron emitters are decelerated by a moderator into slow positron beams.

【0017】次に、各部の詳細について説明する。図2
は、陽電子放出体生成部10の詳細を示す略断面図であ
る。図2に示した陽電子放出体生成部10は、各々貫通
穴を有する上部ブロック12と中間ブロック13、及び
凹部を有する下部ブロックの3個のブロックを貫通穴及
び凹部の位置を合わせてねじ結合して構成されている。
中間ブロック13には、貫通穴の上方をチタンフォイル
15で閉じ、下方もチタンフォイル16で閉じることに
より液体ターゲットが収容される空間(液体ターゲット
容器)17が形成されている。
Next, details of each section will be described. FIG.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing details of a positron emitter generating unit 10. The positron emitter generating unit 10 shown in FIG. 2 screw-connects the three blocks of the upper block 12 and the intermediate block 13 each having a through hole, and the lower block having a recess, by aligning the positions of the through holes and the recesses. It is configured.
The intermediate block 13 has a space (liquid target container) 17 in which the liquid target is accommodated by closing the upper part of the through hole with the titanium foil 15 and closing the lower part with the titanium foil 16.

【0018】荷電粒子ビーム11は、上部ブロック12
の開口12a、チタンフォイル15を通過して、容器1
7内に収容されている液体ターゲットに照射される。下
部ブロック14に設けられた凹部18には冷却水配管1
9a,19bが接続され、冷却水配管19a,19bか
ら凹部18に冷却水を流すことにより、荷電粒子ビーム
11の照射を受けて発熱したターゲット液体を冷却す
る。また、容器17には液体ターゲットを循環させるた
めの液体ターゲット配管22,23(ターゲット配管2
2は図2の紙面前後方向から容器17に通じている)、
蒸留捕集用バイパス管24、及びN2ガスを導入するた
めのガス配管21が接続されている。
The charged particle beam 11 is transmitted to an upper block 12.
Through the opening 12a and the titanium foil 15 of the container 1
Irradiation is performed on the liquid target housed in 7. The cooling water pipe 1 is provided in a concave portion 18 provided in the lower block 14.
The target liquid 9a, 19b is connected to the cooling water pipes 19a, 19b, and the cooling water flows from the cooling water pipes 19a, 19b to the concave portion 18, thereby cooling the target liquid that has been irradiated with the charged particle beam 11 and generated heat. In the container 17, liquid target pipes 22 and 23 (target pipe 2) for circulating the liquid target are provided.
2 communicates with the container 17 from the front-back direction in FIG. 2),
A distillation collection bypass pipe 24 and a gas pipe 21 for introducing N 2 gas are connected.

【0019】陽電子放出体生成部10では、弁22a,
23aを閉じ、容器17内に液体ターゲットを貯留した
状態で荷電粒子ビーム11を照射し、容器内の液体ター
ゲット中に陽電子放出体を生成させる。ここでは、液体
ターゲットとしてH2 18Oを用い、容器内のH2 18Oに加
速器で16MeVに加速した陽子ビーム11を照射する
ことにより、18O(p,n)18Fの反応によって18Fを
生成させる。陽子ビーム11の照射は所定の時間、例え
ば30分間行われる。その後、弁22a,23aを開
き、弁21aを開いてガス配管21から容器17内にN
2ガスを導入することにより、容器17内のH2 18Oを液
体ターゲット配管22を通じ陽電子放出体捕集部30の
上部まで移送する。
In the positron emitter generating section 10, the valves 22a,
The closed target 23 a is irradiated with the charged particle beam 11 in a state where the liquid target is stored in the container 17 to generate a positron emitter in the liquid target in the container. Here, using H 2 18 O as a liquid target, by irradiating the proton beam 11 which is accelerated to 16MeV by accelerator H 2 18 O in the container, 18 O (p, n) 18 by the reaction of F 18 F Is generated. The irradiation of the proton beam 11 is performed for a predetermined time, for example, 30 minutes. Thereafter, the valves 22a and 23a are opened, the valve 21a is opened, and N gas is introduced into the container 17 from the gas pipe 21.
By introducing the two gases, H 2 18 O in the container 17 is transferred to the upper part of the positron emitter collecting section 30 through the liquid target pipe 22.

【0020】陽電子放出体捕集部30には、液体ターゲ
ット配管22,23の端部に接続された可動な固定具3
3,34を備え、固定具33,34を図示しない機構に
より図の矢印方向に移動することにより、固定具33,
34の間にコレクター31を液密に介在させたり、固定
具33,34からコレクター31を脱着することができ
る。液体ターゲット中に生成させた陽電子放出体を捕集
するときは、コレクター31は固定具33,34間に液
密に固定される。
The positron emitter collecting section 30 has a movable fixture 3 connected to the ends of the liquid target pipes 22 and 23.
3 and 34, and the fixtures 33 and 34 are moved in the direction of the arrow in the figure by a mechanism (not shown).
The collector 31 can be liquid-tightly interposed between 34 and the collector 31 can be detached from the fixtures 33 and 34. When collecting the positron emitter generated in the liquid target, the collector 31 is fixed between the fixtures 33 and 34 in a liquid-tight manner.

【0021】図3はコレクター31の略断面図である。
コレクター31は金属製の筒からなる本体と、その上端
部に固定された陽電子放出体捕集部材からなる。陽電子
放出体捕集部材は、フィルター材41とその上に設けら
れた捕集体42、または単に捕集体42のみからなる。
フィルター材41はガラスフィルター、ガラスウール等
からなり、吸着捕集のときの水が通過できる吸着体の保
持具である。捕集体42は、陽電子放出体である18Fを
捕集する機能を有するもので、例えば吸着捕集のときは
OH型陰イオン交換樹脂、蒸発捕集のときはテフロンコ
ートした緩い凹面部を一端とした金属棒等によって構成
することができる。陽電子放出体捕集部材は、その大き
さ(面積)によって陽電子源の大きさが定まるため小さ
い方が好ましく、例えば直径数mm以下の大きさのもの
とすることができる。
FIG. 3 is a schematic sectional view of the collector 31.
The collector 31 includes a main body formed of a metal cylinder and a positron emitter collecting member fixed to an upper end thereof. The positron emitter collecting member comprises a filter material 41 and a collecting member 42 provided thereon, or simply a collecting member 42.
The filter material 41 is made of a glass filter, glass wool, or the like, and is a holder for an adsorbent through which water can be passed during adsorption and collection. The collector 42 has a function of collecting 18 F, which is a positron emitter, and has, for example, an OH-type anion exchange resin for adsorption collection and a loose concave portion coated with Teflon for evaporation collection. It can be constituted by a metal rod or the like. Since the size of the positron emitter is determined by the size (area) of the positron emitter, the size of the positron emitter is preferably smaller.

【0022】コレクターの上方部に存在する18Fを含む
2 18Oから18Fを捕集するには、吸着捕集の場合は絞
りポンプ25を作動させて、設定した流速でH2 18Oを
吸着物質の層を通過移動させればよい。蒸留捕集のとき
は、コレクター上に予め微量(100μg程度)の炭酸
ナトリウムを置いておき、これを溶解したH2 18Oを熱
風などにより外部加熱して気化させ、バイパス配管24
を通して送り出すことにより、18Fを残留捕集する。
In order to collect 18 F from H 2 18 O containing 18 F existing in the upper part of the collector, in the case of adsorption collection, the throttle pump 25 is operated and H 2 18 O is set at a set flow rate. May be moved through the layer of the adsorbing substance. At the time of collection by distillation, a small amount (about 100 μg) of sodium carbonate is previously placed on the collector, and H 2 18 O in which this is dissolved is externally heated by hot air or the like to be vaporized.
To collect residual 18 F.

【0023】コレクター31による陽電子放出体の捕集
が終了すると、液体ターゲット配管22,23の端部の
固定具33,34をコレクター31から離し、コレクタ
ー移動機構50によりコレクター31を陽電子放出体捕
集部30から低速陽電子ビーム発生部70に移動する。
コレクター移動機構50は、モータ等の駆動手段51と
アーム52を備え、アーム52の先端にコレクター31
が固定されている。アーム52は、その両端に各々同一
構造のコレクターを保持していてもよいし、一端にコレ
クターを保持し他端にはコレクターと同一の外形を有す
るダミーを保持してもよい。陽電子放出体を捕集したコ
レクター31が低速陽電子ビーム発生部70に位置して
いるとき、液体ターゲット配管22,23の間はアーム
52の他端に保持されたコレクター又はダミーによって
密閉される。
When the collection of the positron emitter by the collector 31 is completed, the fixtures 33, 34 at the ends of the liquid target pipes 22, 23 are separated from the collector 31, and the collector moving mechanism 50 collects the positron emitter. It moves from the unit 30 to the slow positron beam generation unit 70.
The collector moving mechanism 50 includes a driving means 51 such as a motor and an arm 52, and the collector 31 is provided at the tip of the arm 52.
Has been fixed. The arm 52 may hold a collector having the same structure at both ends thereof, or may hold a collector at one end and a dummy having the same outer shape as the collector at the other end. When the collector 31 that has collected the positron emitter is located in the low-speed positron beam generator 70, the space between the liquid target pipes 22 and 23 is sealed by a collector or a dummy held at the other end of the arm 52.

【0024】図4は、低速陽電子ビーム発生部70の詳
細を示す断面図である。段部73を有する真空容器72
の端部は強度補強用のチタンフォイル75及びモデレー
タ76によって閉じられており、その前方にはグリッド
77が配置されている。グリッド77には、電源78に
より−30V程度の電圧が印可されている。モデレータ
76は厚さ約10μmのタングステンフォイルからな
る。コレクター32は、真空容器72の段部73に係合
することでモデレータに対して位置決めして配置され
る。
FIG. 4 is a sectional view showing the details of the slow positron beam generator 70. Vacuum container 72 having step 73
Is closed by a titanium foil 75 for strength reinforcement and a moderator 76, and a grid 77 is arranged in front of the end. A voltage of about −30 V is applied to the grid 77 by a power supply 78. The moderator 76 is made of a tungsten foil having a thickness of about 10 μm. The collector 32 is positioned relative to the moderator by engaging with the step 73 of the vacuum vessel 72.

【0025】この状態でコレクター32の陽電子放出体
捕集部材に捕集された陽電子放出体から放出された陽電
子は、チタンフォイル75を透過して真空容器72内に
入る。その後、陽電子はモデレータ76に入射して減速
され、グリッド77によって発生される電界によって加
速され、コイル79(図1参照)の発生する磁界に沿っ
て低速陽電子ビーム71となって利用位置に輸送され
る。
In this state, the positrons emitted from the positron emitters collected by the positron emitter collecting member of the collector 32 pass through the titanium foil 75 and enter the vacuum vessel 72. Thereafter, the positrons enter the moderator 76, are decelerated, are accelerated by the electric field generated by the grid 77, are transported to the use position as a low-speed positron beam 71 along the magnetic field generated by the coil 79 (see FIG. 1). You.

【0026】図5は、本発明の他の実施の形態を示す説
明図である。先に説明した実施の形態は、コレクター上
に陽電子放出体を捕集する陽電子放出体捕集部と低速陽
電子ビーム発生部とが離れた場所にあり、コレクター移
動機構によって2つの場所の間にコレクターを移動して
いた。ここで説明する実施の形態は、低速陽電子ビーム
発生部に陽電子放出体捕集部が位置する例である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, the positron emitter collecting section for collecting the positron emitter on the collector and the low-speed positron beam generating section are separated from each other, and the collector is moved between the two places by the collector moving mechanism. Was moving. The embodiment described here is an example in which the positron emitter collecting section is located in the slow positron beam generating section.

【0027】この例では、液体ターゲットとしてヘキサ
ン等の炭化水素を用い、それを重陽子照射したとき12
(d,n)13N反応により生成される13Nを陽電子放出
体として利用する。13Nは、ほとんどアンモニアとアミ
ンの化学形となり、陽イオン交換樹脂あるいはアルミ
ナ、酸化チタン等の多くの酸化物の粉末に効率よく吸収
されるため、陽電子放出体を捕集するコレクターとして
陽イオン交換樹脂や酸化物の粉末を用いる。
[0027] When in this example, the use of a hydrocarbon such as hexane as a liquid target was deuterons irradiation it 12 C
(D, n) and 13 N 13 N generated by the reaction is used as a positron emitter. 13 N, can almost be chemical forms of ammonia and amines, cation exchange resin or alumina, is absorbed efficiently to the powder of the many oxides such as titanium oxide, the cation exchange as a collector for collecting the positron emitter Use resin or oxide powder.

【0028】陽電子放出体生成部10aは先の実施の形
態と同様の構成を有し、荷電粒子(重陽子)ビーム11
の照射によって生成された陽電子放出体を含有する炭化
水素は、液体ターゲット配管80を介して陽電子モデレ
ータ96に近接させて配置した吸着体カラム83に徐々
に流される。吸着体カラム83を通過した炭化水素は、
ポンプ82によって液体ターゲット配管81を介して陽
電子放出体生成部10aに戻される。すなわち、連続的
に液体ターゲットを照射しながら、陽電子放出体生成部
10aと吸着体カラム83との間を循環させる。
The positron emitter generating section 10a has the same configuration as that of the previous embodiment, and has a charged particle (deuteron) beam 11
The hydrocarbon containing the positron emitter generated by the irradiation is gradually flown through the liquid target pipe 80 to the adsorbent column 83 arranged close to the positron moderator 96. The hydrocarbon that has passed through the adsorbent column 83 is
The liquid is returned to the positron emitter generating unit 10 a via the liquid target pipe 81 by the pump 82. That is, while continuously irradiating the liquid target, the liquid target is circulated between the positron emitter generating unit 10a and the adsorbent column 83.

【0029】吸着体カラム83に吸着された陽電子放出
体から放出された陽電子は、その前方に位置する真空容
器92の端面を封止しているチタンフォイル95を透過
して真空容器92内に入射し、タングステンフォイルか
らなるモデレータ96で減速され、電源98に接続され
て負の電位とされたグリッド97の発生する電界によっ
て加速され、コイル99によって発生される磁界に沿っ
て低速陽電子ビーム91となって利用位置に輸送され
る。
The positron emitted from the positron emitter adsorbed on the adsorbent column 83 passes through the titanium foil 95 sealing the end face of the vacuum vessel 92 located in front of the positron and enters the vacuum vessel 92. Then, it is decelerated by a moderator 96 made of tungsten foil, accelerated by an electric field generated by a grid 97 connected to a power supply 98 and set to a negative potential, and becomes a slow positron beam 91 along a magnetic field generated by a coil 99. Transported to the use location.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によると、モデレータに損傷を与
えることなく高強度の低速陽電子ビームを発生すること
ができる。
According to the present invention, a high-intensity slow positron beam can be generated without damaging the moderator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による陽電子ビーム発生装置の一例を示
す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a positron beam generator according to the present invention.

【図2】陽電子放出体生成部の詳細を示す略断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating details of a positron emitter generating unit.

【図3】コレクターの略断面図。FIG. 3 is a schematic sectional view of a collector.

【図4】低速陽電子ビーム発生部の詳細を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of a slow positron beam generation unit.

【図5】本発明による陽電子ビーム発生装置の他の例を
示す概略図。
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the positron beam generator according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10a…陽電子放出体生成部、11…荷電粒子ビ
ーム、12…上部ブロック、12a…開口、13…中間
ブロック、13a,13b…Oリング、14…下部ブロ
ック、14a…Oリング、15…チタンフォイル、16
…チタンフォイル、17…液体ターゲット容器、18…
凹部、19a,19b…冷却水配管、21…ガス配管、
22,23…液体ターゲット配管、24…ターゲット蒸
留回収用配管、25…絞りポンプ、30…陽電子放出体
捕集部、31,32…コレクター、33,34…固定
具、41…フィルター材、42…捕集体、50…コレク
ター移動機構、51…駆動手段、52…アーム、70…
低速陽電子ビーム生成部、71…低速陽電子ビーム、7
2…真空容器、73…段部、75…チタンフォイル、7
6…モデレータ、77…グリッド、78…電源、80,
81…液体ターゲット配管、82…ポンプ、83…吸着
体カラム、91…低速陽電子ビーム、79…コイル、9
2…真空容器、95…チタンフォイル、96…モデレー
タ、97…グリッド、98…電源、99…コイル
10, 10a: positron emitter generating unit, 11: charged particle beam, 12: upper block, 12a: opening, 13: middle block, 13a, 13b: O-ring, 14: lower block, 14a: O-ring, 15: titanium Foil, 16
... Titanium foil, 17 ... Liquid target container, 18 ...
Recesses, 19a, 19b: cooling water piping, 21: gas piping,
22, 23: liquid target pipe, 24: target distillation and recovery pipe, 25: throttle pump, 30: positron emission collector, 31, 32: collector, 33, 34: fixture, 41: filter material, 42: Collector, 50: Collector moving mechanism, 51: Driving means, 52: Arm, 70:
Slow positron beam generator, 71 ... slow positron beam, 7
2: vacuum container, 73: step, 75: titanium foil, 7
6 ... moderator, 77 ... grid, 78 ... power supply, 80,
81: liquid target piping, 82: pump, 83: adsorbent column, 91: low-speed positron beam, 79: coil, 9
2: vacuum container, 95: titanium foil, 96: moderator, 97: grid, 98: power supply, 99: coil

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体ターゲットに荷電粒子を照射して陽
電子放出体を生成させ、生成した陽電子放出体を含有す
る前記液体より陽電子放出体をコレクター上に捕集し、
陽電子放出体を捕集した前記コレクターをモデレータの
近傍に移送することを特徴とする低速陽電子ビーム発生
方法。
A liquid target is irradiated with charged particles to generate a positron emitter, and a positron emitter is collected on a collector from the liquid containing the generated positron emitter.
A method for generating a slow positron beam, comprising: transferring the collector that has collected a positron emitter to a vicinity of a moderator.
【請求項2】 液体ターゲットに荷電粒子を照射して陽
電子放出体を生成させ、生成した陽電子放出体を含有す
る前記液体を配管によってモデレータの近傍に配置され
たコレクターに輸送し、前記コレクター上に陽電子放出
体を捕集することを特徴とする低速陽電子ビーム発生方
法。
2. A liquid target is irradiated with charged particles to generate a positron emitter, and the liquid containing the generated positron emitter is transported by a pipe to a collector arranged in the vicinity of a moderator. A method for generating a slow positron beam, comprising collecting a positron emitter.
【請求項3】 前記液体ターゲットはH2 18Oであるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の低速陽電子ビーム
発生方法。
3. The slow positron beam generating method according to claim 1, wherein the liquid target is H 2 18 O.
【請求項4】 荷電粒子により照射される液体ターゲッ
トが入れられる液体ターゲット容器と、陽電子放出体を
捕集するコレクターと、陽電子を減速するモデレータ
と、前記コレクターを陽電子放出体捕集位置と前記モデ
レータ近傍の位置との間に選択的に位置づけるコレクタ
ー移動機構と、前記液体ターゲット容器と前記陽電子放
出体捕集位置とを接続する配管とを備えることを特徴と
する低速陽電子ビーム発生装置。
4. A liquid target container in which a liquid target irradiated by charged particles is placed, a collector for collecting positron emitters, a moderator for decelerating positrons, a positron emitter collecting position for the collector and the moderator. A slow positron beam generator comprising: a collector moving mechanism selectively positioned between adjacent positions; and a pipe connecting the liquid target container and the positron emitter collecting position.
【請求項5】 荷電粒子により照射される液体ターゲッ
トが入れられる液体ターゲット容器と、陽電子を減速す
るモデレータと、陽電子放出体を捕集するために前記モ
デレータの近傍に配置されたコレクターと、前記液体タ
ーゲット容器と前記コレクターとを接続する配管とを備
えることを特徴とする低速陽電子ビーム発生装置。
5. A liquid target container in which a liquid target irradiated by charged particles is placed, a moderator for decelerating positrons, a collector disposed near the moderator for collecting positron emitters, and A low-speed positron beam generation device, comprising: a pipe connecting a target container and the collector.
【請求項6】 前記液体ターゲットはH2 18Oであるこ
とを特徴とする請求項4又は5記載の低速陽電子ビーム
発生装置。
6. The slow positron beam generator according to claim 4, wherein the liquid target is H 2 18 O.
【請求項7】 前記陽電子放出体は12C(d,n)13
反応により生成された13Nであることを特徴とする請求
項4又は5記載の低速陽電子ビーム発生装置。
7. The positron emitter is 12 C (d, n) 13 N.
The slow positron beam generator according to claim 4 or 5, wherein 13 N is generated by a reaction.
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