(57)【要約】【課題】原子炉の制御棒から発生する放射化したハフニウムの長期保管費用を軽減したい。【解決手段】中性子照射を受けたHfからアイソマーであるHf178m2が生成される。当該アイソマーから放射されるγ線を減速してHf178m2に衝突させHf178m2を誘導崩壊させて、自然崩壊よりも早く崩壊させる。【選択図】図１
2010025781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済のハフニウム制御棒から取り出した放射化ハフニウムを中空円筒形にした放射化ハフニウム円筒（１１）の芯に減速材（１３）を装填し、当該円筒の外表面並びに上下端を反射材（１２）で覆ったことを特徴とするγ線減衰装置（１０）。
【請求項２】
請求項１における放射化ハフニウム円筒（１１）の外側を準完全反射側面（２１）で覆い、当該円筒の片側底面に放射化ハフニウム平坦薄膜（２７１）を固着せしめた中実円柱形の準完全反射中実円柱（２７）の蓋を付け当該準完全反射中実円柱（２７）の蓋の中央にストリーミングスリット（２８１）を貫通させ先端に可動栓（２８）を付け、当該円筒のもう一方の片側底面に放射化ハフニウム凹面薄膜（２９１）を固着せしめた焦点がスリット入口（２８２）で結ばれる曲率の凹面鏡形の準完全反射凹面（２９）の蓋を付け当該準完全反射凹面（２９）の中央部を可動栓（２８）と同じ口径の準完全反射平面（２９２）とし、X線装置（２５）からの0.0127MeVまたは0.3095MeVまたは0.5869MeVのエネルギーのX線照射によりγ線を増幅することを特徴とするγ線増幅装置（２０）。
【請求項３】
中空部（３２）を持つ準完全反射体円筒（３１）の片側底面に中実円柱形の準完全反射中実円柱（２７）の蓋を付け当該蓋の中央にストリーミングスリット（２８１）を貫通させスリット外側に可動栓（２８）を付け、当該円筒のもう一方の片側底面はγ線を放出する放射化物凹面薄膜（３９１）を固着せしめた焦点がスリット入口（２８２）で結ばれる曲率の凹面鏡形の準完全反射凹面（２９）とし当該準完全反射凹面（２９）の中央部を可動栓（２８）と同じ口径の準完全反射平面（２９２）としたことを特徴とするγ線集光器（３０）。
【請求項４】
ロッド凸レンズ（４０１）の焦点がi型半導体（４１２）の側面であるi型半導体側面（４１２1）に合うように調節した、pin接合半導体（４００）及びロッド凸レンズ（４０１）及びpin接合半導体（４００）とロッド凸レンズ（４０１）を結合させるレンズ支柱（４０２）とからなるロッド凸レンズ付光発電器（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現行BWR（沸騰水型原子炉）に装荷されているハフニウム制御棒（中性子吸収材としてハフニウム（Hf）を含有する）の使用後の処理と利用に関する。
アイソマーに関する知見を使ってγ線崩壊を加速させる。
【背景技術】
【０００２】
現行BWR（沸騰水型原子炉）に装荷されている制御棒の多くは、Hfを中性子吸収材とするハフニウム制御棒であって、長年使用されてきている（特許文献１）。
ハフニウム制御棒は、ハフニウム板をU字形のステンレス鋼製鞘内に対向させて配置したものである。Hfは大きい中性子吸収断面積を有することから、長期間中性子吸収能力を保持できる特徴がある。Hfには中性子吸収断面積が大きい数種の安定核種があり、（n,γ）連鎖により長期にわたり中性子吸収材能力を保持できる点が特徴である。欠点としては、中性子照射を受けたハフニウムは放射化（以降放射化ハフニウムと呼ぶ）し比較的長くγ線を放出し続けることである（非特許文献１）。
中性子照射を受けて使用済になったハフニウム制御棒は、放射線に関する監視の下に長期間保管管理されている。
天然の未照射のHfが中性子照射を受けるとHf178m2とHf178m1が生成される。Hf178m2とHf178m1は共に、原子番号が７２で質量数が１７８のアイソマーである。原子番号Z（陽子数）と質量数A（Zと中性子数の和）が同じであるが励起準位のエネルギー状態や半減期の異なる２種以上の核種が存在する時、それらを互いに核異性体（アイソマー）であるという。原子核が励起状態にあるとき、一般に短時間内でγ線を放出してその原子核のエネルギーの低い方の励起状態または基底状態になり、一見異なる核種からの崩壊のように見える。このような準安定状態を核異性という。エネルギーの高い励起状態の核異性体からエネルギーの低い励起状態への放射性転移を核異性体転移（IT）という。
Hf178m1は、天然に存在する基底状態のエネルギー状態で安定なHf178よりもエネルギー状態が高い励起状態の1.1474MeVで不安定であり半減期は4秒である。γ線放出に伴う原子核の反跳によるゼロではないが非常に小さいエネルギーをδとすると、Hf178m1は0.089MeV-δのγ線を放出し安定なHf178になる。
Hf178m2は、Hf178m1よりもエネルギー状態が高い励起状態のエネルギー状態の2.446MeVで準安定であり半減期は31年である。0.0127MeV-δのγ線を放出し2.4333MeVのレベルになり次に瞬時にここから0.2968MeV-δのγ線を放出し2.1365MeVのレベルになり次々とγ線を放出してHf178m1になる。
2.446MeVのHf178m2は別途、0.3095MeV-δのγ線を放出し2.1365MeVのレベルになり次に瞬時にここから0.2774MeV-δのγ線を放出し1.8591MeVのレベルになり次々とγ線を放出してHf178m1になる。
2.446MeVのHf178m2は別途、0.5869MeV-δのγ線を放出し1.8591MeVのレベルになり次に瞬時にここから0.495MeV-δのγ線を放出し1.3641MeVのレベルになり次に瞬時にここから0.217MeV-δのγ線を放出しHf178m1になる。
γ崩壊は、原子核の励起準位の高い状態から低い状態へ遷移する時、そのエネルギー差をγ線（電磁波）として放出する現象である。γ線は光子として扱われる。光子の静止質量はゼロであるが運動量を持っているので、γ崩壊によりγ線を放出した原子核は反跳を受けるから、γ線のエネルギーは遷移する時のエネルギー差よりもやや小さい。したがって、放出されたγ線を同じ核に当てても同じ準位間の励起は生じない。
【特許文献１】：白川、特願昭54-151602「制御棒」
【非特許文献１】：オーム社、1989年、浅田他「原子力ハンドブック」。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
使用済のハフニウム制御棒が蓄積されている。放射化ハフニウムから放出されるγ線が使用済のハフニウム制御棒を保管管理する上で問題である。
使用済のハフニウム制御棒は、Hf178m2からのγ線を長期間（半減期31年）放出する。Hf178m2を早く消滅させれば使用済のハフニウム制御棒の保管管理は容易になる。
一方、貴重な中性子を吸収した放射化ハフニウムをごみ扱いすることなく有効利用したい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
Hf178m2がγ崩壊してHf178に至るまでに放出される種々のエネルギーを持ったγ線が物質に衝突して減速する。減速したγ線の中にはHf178m2が自然崩壊する過程でのレベル間準位差0.0127MeV、0.3095MeVに相当するエネルギーを持ったγ線がある。この２種類のエネルギーのγ線はHf178m2を刺激してHf178m2を崩壊させると考えられるから、この２種類のエネルギーのγ線によりHf178m2は謂わば誘導崩壊する。
減速されて生成された0.0127MeVのγ線がHf178m2を刺激して１個の0.0127MeV-δのγ線を放出させ１個のHf178m2を崩壊させる。この結果、入射γ線は吸収される訳でなく誘導崩壊させるきっかけを与えるだけであるから減速されて生成された0.0127MeVの入射γ線1個と誘導放出された0.0127MeV-δのγ線1個が放出されることになる。
減速されて生成された0.3095MeVのγ線がHf178m2を刺激して１個の0.3095MeV-δのγ線を放出させ１個のHf178m2を崩壊させる。減速されて生成された0.3095MeVの入射γ線１個と誘導放出された0.3095MeV-δのγ線が放出されることになる。    
0.5869MeV-δではなく少し高い0.5869MeVのγ線はHf178m2の自然崩壊からは放出されな。
γ線は物質と衝突して散乱されるとγ線のエネルギーは減少する。
γ線が物質に吸収されて光電効果や電子対生成によりγ線は消滅するが、コンプトン効果を受けたγ線は入射γ線よりもエネルギーの小さいγ線を生成する。電子対生成は、エネルギーの高いγ線の作用であり本発明では殆ど無関係である。
γ線の散乱断面積が大きい物質またはコンプトン効果によるγ線の吸収断面積が大きい物質は、γ線の減速材である。例えば、鉄(Fe)、ジルコニム(Zr)、アルミニウム(Al)、炭素（C）、珪素(Si)、カルシウム(Ca)、窒素(N)は、γ線の良い減速材である。γ線の良い減速材は、γ線の良い反射材でもある。
鉛(Pb)はγ線の散乱断面積が大きいが、光電効果に対するγ線の吸収断面積が大きいためγ線の吸収物質である。
適切なエネルギーを持ったγ線が得られれば、Hf178m2を自然崩壊よりも早く崩壊させることができる。使用済のハフニウム制御棒の放射化ハフニウムからは種々のエネルギーを持ったγ線が放出されている。γ線源となる。
使用済のハフニウム制御棒をγ線源として種々のエネルギーを持ったγ線を減速材で減速させて0.3095MeVのγ線、0.0127MeVの有効γ線に減速する。Hf178m2の自然崩壊で放出される0.0127MeV-δ、0.3095MeV-δ、 0.5869MeV-δのγ線は誘導崩壊を起こさせることができない無効γ線である。
使用済のハフニウム制御棒から取り出した放射化ハフニウムを中空円筒形にした放射化ハフニウム円筒（１１）の芯に減速材（１３）を装填し、当該円筒の外表面並びに上下端を反射材（１２）で覆うことによりγ線の減衰を加速するγ線減衰装置（１０）を使って、使用済のハフニウム制御棒の放射能低下を促進する。
使用済のハフニウム制御棒から取り出した放射化ハフニウムを中空円筒形にした放射化ハフニウム円筒（１１）の外側を準完全反射側面（２１）で覆い、当該円筒の片側底面に放射化ハフニウム平坦薄膜（２７１）を固着せしめた準完全反射中実円柱（２７）の蓋を付け当該準完全反射中実円柱（２７）の蓋の中央にストリーミングスリット（２８１）を貫通させ先端に可動栓（２８）を付け、当該円筒のもう一方の片側底面に放射化ハフニウム凹面薄膜（２９１）を固着せしめた焦点がスリット入口（２８２）で結ばれる曲率の凹面鏡形の準完全反射凹面（２９）の蓋を付け当該準完全反射凹面（２９）の中央部を可動栓（２８）と同じ口径の準完全反射平面（２９２）とし、X線装置（２５）からのX線照射によりγ線を増幅するγ線増幅装置（２０）を使ってγ線を制御する。照射するX線のエネルギーは、0.0127MeVまたは0.3095MeVまたは0.5869MeVである。実施に当たっては、±１０％の誤差を考慮して照射する。
中空部（３２）を持つ準完全反射体円筒（３１）の片側底面に中実円柱形の準完全反射中実円柱（２７）の蓋を付け当該蓋の中央にストリーミングスリット（２８１）を貫通させスリット外側に可動栓（２８）を付け、当該円筒のもう一方の片側底面はγ線を放出する放射化物凹面薄膜（３９１）を固着せしめた焦点がスリット入口（２８２）で結ばれる曲率の凹面鏡形の準完全反射凹面（２９）とし当該準完全反射凹面（２９）の中央部を可動栓（２８）と同じ口径の準完全反射平面（２９２）によりγ線を一方向に集中するγ線集光器（３０）によりX線装置（２５）無しでもγ線をある程度制御できるようにする。
ロッド凸レンズ（４０１）の焦点がi型半導体（４１２）の側面であるi型半導体側面（４１２1）に合うように調節した、pin接合半導体（４００）及びロッド凸レンズ（４０１）及びpin接合半導体（４００）とロッド凸レンズ（４０１）を結合させるレンズ支柱（４０２）とからなるロッド凸レンズ付光発電器（４０）によりγ線や太陽光線といった電磁波をエネルギー源として発電する。
【発明の効果】
【０００５】
Hf178m2は、γ線の自然放出により半減期31年でγ崩壊する。Hf178m2に適切なエネルギーを持った有効γ線を照射することにより、Hf178m2はγ線を誘導放出してγ崩壊し自然のままよりも早く崩壊する。したがって、使用済のハフニウム制御棒の主たる放射線源であるHf178m2を自然のままよりも早く崩壊させ、放射線に関する監視の期間を短縮することができるため保管管理費用が安くなる。強いては、原子力発電コストの低減になる。
γ線減衰装置（１０）は、放射化ハフニウムからのγ線放出を自然に放置するよりも早めに少なくすることができる。
γ線増幅装置（２０）は、X線によりγ線を制御できるため害虫の駆除や手術用の刃物であるメスの代わりにすることができる。ストリーミングスリット（２８１）の導入により、色々な方向に向かうγ線を一方向に絞り込み、必要な箇所にγ線を集中させることができた。
γ線集光器（３０）は、X線照射装置（２０）を敷設することなく単純で安価なγ線を放出する物質を利用して害虫の駆除に使える。
ロッド凸レンズ付光発電器（４０）は、太陽光発電にも応用できて幅広いエネルギー分布を持つ太陽光線を余すことなく利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ハフニウム制御棒が長期間中性子照射を受けて使用済みになると、放射化ハフニウムからのγ線自然崩壊による放射線が保管管理する上で問題であった。放射化ハフニウムを誘導崩壊させて、γ線放出量を短期間に少なくすることができたため使用済のハフニウム制御棒の保管管理期間が短縮され管理コストが低減化され強いては発電コスト低減が期待できる。
【実施例１】
【０００７】
図1は、本発明のγ線増幅装置（１０）の概観図である。使用済のハフニウム制御棒から取り出した放射化ハフニウムを中空円筒形状にした放射化ハフニウム円筒（１１）の芯に減速材(１３)を装填し外表面を反射材(１２)で覆った。放射化ハフニウム円筒（１１）の上下端には反射材（１２）の蓋が付けられている。減速材(１３)の材料はFeまたはZrまたはAlまたはCまたはSiまたはCaからなる。減速材(１３)として良好な材料は反射材(１２)の良好な材料でもある。
放射化ハフニウム円筒（１１）から放射された0.5869MeV-δ、0.495MeV-δ、0.3095MeV-δ、0.2968MeV-δ、0.2774MeV-δのγ線は、減速材(１３)を通過する間に減速されて0.3095MeVまたは0.0127MeVの有効γ線に減速され対面の放射化ハフニウム円筒（１１）にぶつかりHf178m2を誘導崩壊させる。放射化ハフニウム円筒（１１）の外方向に放出されたγ線は、反射材(１２)で内方向に反射されて減速材(１３)を通過する間に減速されて0.3095MeVまたは0.0127MeVの有効γ線になり、対面の放射化ハフニウム円筒（１１）にぶつかりHf178m2を誘導崩壊させる。
反射材(１２)が十分厚ければ、γ線は外部に漏洩することなく反射を繰り返していく内に0.3095MeVまたは0.0127MeVの有効γ線になりHf178m2を誘導崩壊させる。
放射化ハフニウムを中空円筒形状にした放射化ハフニウム円筒（１１）の断面は、円の他に楕円または矩形で閉じた空間を作りさえすればよい。放射化ハフニウムから出たγ線が再び放射化ハフニウムにぶつかればよい。
本γ線増幅装置（１０）はHfのみならず、放射化した錫（Sn）等の放射能の減衰加速にも適用可能である。
【実施例２】
【０００８】
γ線は電磁波であるから、人為的にエネルギー操作ができる電磁波であるX線を利用してγ線をある程度操作できると考えられる。0.3095MeV、0.0127MeVの有効X線の他に0.5869MeVも有効X線として作成すればよい。この程度の低いエネルギーのX線生成は容易にできる。
0.5869MeV近傍、0.3095MeV近傍のγ線エネルギーに対して、アルミニウム、炭素、珪素、ジルコニウムは吸収断面積が小さいため完全反射体に近い準完全反射体である。
図２は、本発明のγ線増幅装置（２０）である。使用済のハフニウム制御棒から取り出した放射化ハフニウムを中空円筒形状にした放射化ハフニウム円筒（１１）の外側を準完全反射体からなる準完全反射側面（２１）で覆った。
当該円筒の片側底面は、内側に放射化ハフニウム平坦薄膜（２７１）を固着せしめた準完全反射体からなる中実円柱形の準完全反射中実円柱（２７）の蓋とした。準完全反射中実円柱（２７）の蓋の中央にストリーミングスリット（２８１）を貫通させ先端に準完全反射体からなる移動できる可動栓（２８）を付けた。ストリーミングスリット（２８１）の内側は放射化ハフニウム平坦薄膜（２７１）を貫通するスリット入口（２８２）とした。
当該円筒のもう一方の片側底面は、内側に放射化ハフニウム凹面薄膜（２９１）を固着せしめた準完全反射体からなる凹面鏡形の準完全反射凹面（２９）蓋とした。当該準完全反射凹面（２９）は、焦点がスリット入口（２８２）で結ばれる曲率の準完全反射体からなる凹面鏡である。当該準完全反射凹面（２９）の中央部は、可動栓（２８）と同じ口径の準完全反射体からなる準完全反射平面（２９２）とした。
X線装置（２５）で発生させたX線は、放射化ハフニウム円筒（１１）内側のX線照射口（２６）から放射される。有効γ線と同じエネルギーのX線が放射化ハフニウム円筒（１１）や放射化ハフニウム平坦薄膜（２７１）や放射化ハフニウム凹面薄膜（２９１）に照射されるとHf178m2が誘導崩壊され、0.5869MeV-δ、0.495MeV-δ、0.3095MeV-δ、0.2968MeV-δ、0.2774MeV-δのγ線が発生する。これ等γ線は準完全反射側面（２１）や準完全反射凹面（２９）や準完全反射中実円柱（２７）で反射されたり減速されたりする。減速されたγ線が0.3095MeVまたは0.0127MeVの有効γ線であるとHf178m2を誘導崩壊させるからγ線が再び発生する。γ線が増幅する。
図３は、γ線増幅装置（２０）のγ線指向性を示す図である。X線照射口（２６）は省略した。図中の点線矢印は、準完全反射凹面（２９）で反射したγ線または放射化ハフニウム凹面薄膜（２９１）で発生したγ線がスリット入口（２８２）に焦点を結ぶ様子を示したものである。図中の破線両矢印は、準完全反射平面（２９２）と可動栓（２８）で反射を繰り返す様子を示したものである。準完全反射凹面（２９）で反射されたγ線は、スリット入口（２８２）に向かいストリーミングスリット（２８１）を通り指向性の高いストリーミングとなって可動栓（２８）の内側で反射され準完全反射平面（２９２）で反射され再び可動栓（２８）の内側で反射されこれを繰り返す。準完全反射平面（２９２）と可動栓（２８）の内側での反射を繰り返すγ線が多くなった時点で可動栓（２８）を開けば、大量の指向性の高いγ線が前方に放出される。ストリーミングスリット（２８１）の導入により、色々な方向に向かうγ線を一方向に絞り込み、必要な箇所にγ線を集中させることができる。
0.0127MeV近傍の低いX線は安く生成できるため経済的であるから、0.0127MeV近傍にピークを持つX線を投射することは有利である。
【実施例３】
【０００９】
γ線を放出する物質には、放射化ハフニウムの他に、コバルト（Co）やマンガン（Mn）や鉄(Fe)の様に中性子を吸収したりするとベータ線（β線）を放出すると同時にγ線を放出する物質がある。β線が絡むため誘導崩壊は考えられないが、単純に自然崩壊で放出されるγ線を一定方向に集光させることはできる。
図４は、本発明のγ線集光器（３０）の概観図である。準完全反射体からなる中空部（３２）を持つ中空円筒形の準完全反射体円筒（３１）の片側底面は、準完全反射体からなる中実円柱形の準完全反射中実円柱（２７）の蓋とした。準完全反射中実円柱（２７）の蓋の中央にストリーミングスリット（２８１）を貫通させ、スリット外側に準完全反射体からなる可動栓（２８）を付けた。
当該円筒のもう一方の片側底面は、内側にγ線を放出する放射化物凹面薄膜（３９１）を固着せしめた準完全反射体からなる凹面鏡形の準完全反射凹面（２９）とした。準完全反射底凹面（２９）は、焦点がスリット入口（２８２）で結ばれる曲率を持っている。当該準完全反射凹面（２９）の中央部を可動栓（２８）と同じ口径の準完全反射体からなる準完全反射平面（２９２）としている。
放射化物凹面薄膜（３９１）で発生したγ線は準完全反射体円筒（３１）や準完全反射凹面（２９）や準完全反射中実円柱（２７）で反射を繰り返し、そうする内にスリット入口（２８２）に向かいストリーミングスリット（２８１）を通り指向性の高いストリーミングとなったγ線は可動栓（２８）の内側で反射される。可動栓（２８）の内側で反射されたγ線は、準完全反射平面（２９２）で反射され再び可動栓（２８）の内側で反射されこれを繰り返す。準完全反射平面（２９２）と可動栓（２８）の内側での反射を繰り返すγ線が多くなった時点で可動栓（２８）を移動させ開けば、大量の指向性の高いγ線が前方に放出される。
【実施例４】
【００１０】
γ線は電磁波であるから光でもある。したがって、γ線をエネルギー源として太陽光発電と同様に、p型半導体（４１１）及びn型半導体（４１３）及び両半導体に挟まれた薄い厚さのi型半導体（４１２）とからなるpin接合半導体（４００）による発電が可能である。pin接合半導体（４００）の代表例を次に示す。i型半導体（４１２）の材料として珪素（Si）、ｎ型半導体（４１３）はSiに砒素（As）をドープしたもの、ｐ型半導体（４１１）はSiにホウ素（B）をドープしたものがある。i型半導体（４１２）に光が照射されると電子と正孔の対が生成され、電子はｎ型半導体（４１３）に向かい、正孔はｐ型半導体（４１１）に向かうから、ｐ型半導体（４１１）からのリード線とｎ型半導体（４１３）からのリード線を適切な負荷に接続すれば電気が流れる。
3MeV以上のエネルギーを持ったγ線では電子対による発電が可能である。例えば、タングステン（W）、鉛（Pb）、ウラニウム（U）は3MeV以上のエネルギーを持ったγ線により電子対を多く生成する。したがって、i型半導体（４００）の材料にこれ等の物質または酸化物を用いたpin接合半導体（４００）でも発電が可能である。酸化物を用いたｐ型半導体（４１１）、n型半導体（４１３）には酸化アルミナやクロム酸鉛や酸化タングステンや酸化ニッケル等がある。酸化物の他に化合物半導体でも発電可能である。
図５は、本発明のロッド凸レンズ付光発電器（４０）の概観図である。γ線は、準完全反射中実円柱（２７）に開けられたストリーミングスリット（２８１）を通りスリット出口（２８３）からロッド凸レンズ付光発電器（４０）に入射する。
ロッド凸レンズ付光発電器（４０）は、ロッド凸レンズ（４０１）の焦点がi型半導体（４１２）の側面であるi型半導体側面（４１２1）に合うように調節した、pin接合半導体（４００）及びロッド凸レンズ（４０１）及びpin接合半導体（４００）とロッド凸レンズ（４０１）を結合させるレンズ支柱（４０２）とからなる。
ロッド凸レンズ（４０１）は円柱の一部を切り取った形をしていて、ロッド凸レンズ断面（４０１１）は弓形をしている。矩形のロッド凸レンズ平面（４０１２）をγ線が入射してくる方向に向け、凸面をi型半導体側面（４１２1）に向けている。
ロッド凸レンズ（４０１）は、レンズ支柱（４０２）によってi型半導体側面（４１２1）に焦点があうようにpin接合半導体（４００）と結合されている。
ロッド凸レンズ平面（４０１２）は、長さと方向をi型半導体側面（４１２1）と同じにし、弦の長さをp型半導体（４１１）の厚さ＋i型半導体側面（４１２1）の厚さ＋n型半導体（４１３）の厚さよりも長くしている。ロッド凸レンズ（４０１）は広い領域から照射されるγ線をi型半導体側面（４１２1）に拾い集める。高価なpin接合半導体（４００）を少なくできる。
γ線エネルギーが低エネルギーから高エネルギーまで分布している場合、低エネルギーのγ線はi型半導体側面（４１２1）から浅いi型半導体（４１２）の中で電子と正孔の対を生成し、高エネルギーのγ線はi型半導体側面（４１２1）から深いi型半導体（４１２）の中で電子と正孔の対または電子対を生成する。中エネルギーのγ線はi型半導体（４１２）の中を減速しながら進み電子と正孔の対を生成する。
太陽光発電にロッド凸レンズ付光発電器（４０）を用いれば、幅広いエネルギー分布を持つ太陽光線を余すことなく利用できる。多数個のpin接合半導体（４００）からなるpin接合半導体（４００）集合体の上に多数個のロッド凸レンズ（４０１）からなる板を敷設したモジュール構造は大規模発電向きである。従来の太陽光電池は、p型半導体（４１１）またはn型半導体（４１３）側から太陽光をi型半導体（４１２）に入射していた。電極は透明である必要があった。本発明のロッド凸レンズ付光発電器（４０）では透明な電極が不要である。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
準完全反射体のγ線吸収断面積が十分小さく完全反射体と見なせれば、γ線は連鎖反応的に放出される。放射化ハフニウムの消滅は急激に達成できる。場合によっては、強烈なγ線発生源として、医療用CTや手術用メスや宇宙ステーションでの加工工作に利用できる。
中性子照射を受けて放射化されたCoが有効利用できるとなれば、高張力鋼や耐熱鋼の添加物として欠かせないCoが原子炉に積極的に利用できて、安く頑丈な原子炉が製造できる。
入射γ線の波長がλなら厚さ（λ/4x3.44）の珪素薄幕と厚さ（λ/4）の真空隙間とを交代に積層してなる反射板は波の干渉作用により完全反射体になる。
太陽電池に本発明のロッドレンズ付光発電器（４０）を採用すれば、高価な半導体を少なくして電気を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のγ線減衰装置（１０）の概観図。
【図２】本発明のγ線増幅装置（２０）の概観図。
【図３】γ線増幅装置（２０）のγ線指向性を示す図。
【図４】本発明のγ線集光器（３０）の概観図。
【図５】本発明のロッド凸レンズ付光発電器（４０）の概観図。
【符号の説明】
【００１３】
１０はγ線減衰装置。
１１は放射化ハフニウム円筒。
１２は反射材。
１３は減速材。
２０はγ線増幅装置。
２１は準完全反射側面。
２５はX線装置。
２６はX線照射口。
２７は準完全反射中実円柱。
２８は可動栓。
２９は準完全反射凹面。
３０はγ線集光器。
３１は準完全反射体円筒。
３２は中空部。
４０はロッド凸レンズ付光発電器。
２７１は放射化ハフニウム平坦薄膜。
２８１はストリーミングスリット。
２８２はスリット入口。
２８３はスリット出口。
２９１は放射化ハフニウム凹面薄膜。
２９２は準完全反射平面。
３９１は放射化物凹面薄膜。
４００はpin接合半導体。
４０１はロッド凸レンズ。
４０２はレンズ支柱。
４１１はp型半導体。
４１２はi型半導体。
４１３はn型半導体。
４０１１はロッド凸レンズ凸面。
４０１２はロッド凸レンズ平面。
４１２１はi型半導体側面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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