(57)【要約】【課題】放射化の測定に用いる試料をより簡便に採取する。【解決手段】荷電粒子線を出射するサイクロトロン２と、建屋内に配置され、サイクロトロン２を内部に収容し、サイクロトロン２から放出される放射線が外部に放出されることを抑制する自己シールド４と、荷電粒子線の照射位置に保持されるターゲット３と、を備える自己シールド型サイクロトロンシステム１であって、自己シールド４は、内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部４４，４５と、孔部内に取り付けられた自己シールドと同じ材料からなる試料ピース５４，５５と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を出射するサイクロトロンと、
建屋内に配置され、前記サイクロトロンを内部に収容し、前記サイクロトロンから放出される放射線が外部に放出されることを抑制する自己シールドと、
前記荷電粒子線の照射位置に保持されるターゲットと、
を備える自己シールド型サイクロトロンシステムであって、
前記自己シールドは、
内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部と、
前記孔部内に取り付けられた前記自己シールドと同じ材料からなる試料ピースと、
を有する、自己シールド型サイクロトロンシステム。
【請求項２】
前記試料ピースは、前記自己シールドのうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置に取り付けられる、請求項１に記載の自己シールド型サイクロトロンシステム。
【請求項３】
前記試料ピースは、前記自己シールドのうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸に対して前記ターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置に取り付けられる、請求項１に記載の自己シールド型サイクロトロンシステム。
【請求項４】
前記試料ピースは、前記自己シールドの前記内壁面側の端部から当該端部と対向する逆側の端部へ向かう側面において、平坦面とは異なる凹凸部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自己シールド型サイクロトロンシステム。
【請求項５】
建屋内に設けられ、放射線を遮蔽する遮蔽壁を有するサイクロトロン室と、
前記サイクロトロン室内に配置され、荷電粒子線を出射するサイクロトロンと、
前記荷電粒子線の照射位置に保持されるターゲットと、
を備えるサイクロトロンシステムであって、
前記遮蔽壁は、
内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部と、
前記孔部内に取り付けられた前記遮蔽壁と同じ材料からなる試料ピースと、
を有する、サイクロトロンシステム。
【請求項６】
前記試料ピースは、前記遮蔽壁のうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置に取り付けられる、請求項５に記載のサイクロトロンシステム。
【請求項７】
前記試料ピースは、前記遮蔽壁のうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸に対して前記ターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置に取り付けられる、請求項５に記載のサイクロトロンシステム。
【請求項８】
前記試料ピースは、前記遮蔽壁の前記内壁面側の端部から当該端部と対向する逆側の端部へ向かう側面において、平坦面とは異なる凹凸部を有する、請求項５〜７のいずれか一項に記載のサイクロトロンシステム。
【請求項９】
一対の磁極と、
真空箱と、
前記一対の磁極および真空箱を取り囲むヨークと、
を有するサイクロトロンであって、
前記ヨークは、
内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部と、
前記孔部内に取り付けられた前記ヨークと同じ材料からなる試料ピースと、
を有する、サイクロトロン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己シールド型サイクロトロンシステム、サイクロトロンシステム、およびサイクロトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
サイクロトロンおよびサイクロトロンを設置する施設は、廃棄する際には放射化の測定を行うことが求められている。従来は、放射化の測定に用いる試料を採取するために、施設の掘削が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２１２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、対象となる装置または施設での放射化の測定に用いる試料を採取するためには、掘削等の作業が必要であり試料の採取に手間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、放射化の測定に用いる試料をより簡便に採取することが可能な自己シールド型サイクロトロンシステム、サイクロトロンシステム、およびサイクロトロン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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る自己シールド型サイクロトロンシステムは、荷電粒子線を出射するサイクロトロンと、建屋内に配置され、前記サイクロトロンを内部に収容し、前記サイクロトロンから放出される放射線が外部に放出されることを抑制する自己シールドと、前記荷電粒子線の照射位置に保持されるターゲットと、を備える自己シールド型サイクロトロンシステムであって、前記自己シールドは、内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部と、前記孔部内に取り付けられた前記自己シールドと同じ材料からなる試料ピースと、を有する。
【０００７】
上記の自己シールド型サイクロトロンシステムによれば、自己シールドの放射化を測定する際に、自己シールドの孔部内に取り付けられた自己シールドと同じ材料からなる試料ピースを利用することができる。試料ピースは、予め孔部内に取り付けられているため、従来と比べて簡便に放射化の測定のための試料として採取することができる。
【０００８】
ここで、前記試料ピースは、前記自己シールドのうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置に取り付けられる態様とすることができる。
【０００９】
自己シールドのうち荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置は、自己シールドのなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、自己シールドの放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００１０】
また、前記試料ピースは、前記自己シールドのうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸に対して前記ターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置に取り付けられる態様とすることができる。
【００１１】
自己シールドのうち荷電粒子線の照射軸に対してターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置は、自己シールドのなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、自己シールドの放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００１２】
また、前記試料ピースは、前記自己シールドの前記内壁面側の端部から当該端部と対向する逆側の端部へ向かう側面において、平坦面とは異なる凹凸部を有する態様とすることができる。
【００１３】
上記の構成とすることで、試料ピースの側面を伝って自己シールドの内壁面側から外側へ放射線が漏れ出ることを防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明の一形態に係るサイクロトロンシステムは、建屋内に設けられ、放射線を遮蔽する遮蔽壁を有するサイクロトロン室と、前記サイクロトロン室内に配置され、荷電粒子線を出射するサイクロトロンと、前記荷電粒子線の照射位置に保持されるターゲットと、を備えるサイクロトロンシステムであって、前記遮蔽壁は、内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部と、前記孔部内に取り付けられた前記遮蔽壁と同じ材料からなる試料ピースと、を有する。
【００１５】
上記のサイクロトロンシステムによれば、サイクロトロン室の遮蔽壁の放射化を測定する際に、遮蔽壁の孔部内に取り付けられた遮蔽壁と同じ材料からなる試料ピースを利用することができる。試料ピースは、予め孔部内に取り付けられているため、従来と比べて簡便に放射化の測定のための試料として採取することができる。
【００１６】
また、前記試料ピースは、前記遮蔽壁のうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置に取り付けられる態様とすることができる。
【００１７】
遮蔽壁のうち荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置は、遮蔽壁のなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、遮蔽壁の放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００１８】
また、前記試料ピースは、前記遮蔽壁のうち前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の照射軸に対して前記ターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置に取り付けられる態様とすることができる。
【００１９】
遮蔽壁のうち荷電粒子線の照射軸に対してターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置は、遮蔽壁のなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、遮蔽壁の放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００２０】
また、前記試料ピースは、前記遮蔽壁の前記内壁面側の端部から当該端部と対向する逆側の端部へ向かう側面において、平坦面とは異なる凹凸部を有する態様とすることができる。
【００２１】
上記の構成とすることで、試料ピースの側面を伝って遮蔽壁の内壁面側から外側へ放射線が漏れ出ることを防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明の一形態に係るサイクロトロンは、一対の磁極と、真空箱と、前記一対の磁極および真空箱を取り囲むヨークと、を有するサイクロトロンであって、前記ヨークは、内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部と、前記孔部内に取り付けられた前記ヨークと同じ材料からなる試料ピースと、を有する。
【００２３】
上記のサイクロトロンによれば、ヨークの放射化を測定する際に、ヨークの孔部内に取り付けられたヨークと同じ材料からなる試料ピースを利用することができる。試料ピースは、予め孔部内に取り付けられているため、従来と比べて簡便に放射化の測定のための試料として採取することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、放射化の測定に用いる試料をより簡便に採取することが可能な自己シールド型サイクロトロンシステム、サイクロトロンシステム、およびサイクロトロンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る自己シールド型サイクロトロンシステムの一部分解斜視図である。
【図２】自己シールド型サイクロトロンシステムの自己シールドの内側を示す一部分解斜視図である。
【図３】サイクロトロンの概略構成図である。
【図４】自己シールド型サイクロトロンシステムの建屋内での配置例を示す図である。
【図５】試料ピースの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る自己シールド型サイクロトロンシステムの一部分解斜視図である。図２は、自己シールド型サイクロトロンシステムの自己シールドの内側を示す一部分解斜視図である。また、図３は、サイクロトロンの概略構成図である。
【００２８】
自己シールド型サイクロトロンシステム１は、荷電粒子線を用いて放射性同位元素（以下、ＲＩと称する場合がある）を製造するシステムである。自己シールド型サイクロトロンシステム１は、例えばＰＥＴ用サイクロトロンとして使用可能であり、当該システムで製造されたＲＩは、例えば放射性同位元素標識化合物（ＲＩ化合物）である放射性薬剤（放射性医薬品を含む）の製造に用いられる。上記の自己シールド型サイクロトロンシステム１は、建屋の内部のサイクロトロン室等に配置される。
【００２９】
自己シールド型サイクロトロンシステム１は、サイクロトロン２（粒子加速部）、サイクロトロン２から出射された荷電粒子線を照射してターゲット３、および、サイクロトロンを取り囲む自己シールド４を備えている。
【００３０】
サイクロトロン２は、荷電粒子線を出射する加速器である。図２に示すように、いわゆる縦型のサイクロトロンであり、一対の磁極２２と、真空箱２３と、これらの一対の磁極２２及び真空箱２３を取り囲む環状のヨーク２４とを有している。
【００３１】
一対の磁極２２は、一部が真空箱２３内で上面同士が所定間隔空けて対面している。これらの一対の磁極２２の隙間内で、水素イオン等の荷電粒子が多重加速される。
【００３２】
真空箱２３の内部について、図３も参照しながら説明する。図３は、真空箱２３の内部を模式的に示している。なお、図３に示す真空箱２３の形状は、図２に示す真空箱２３とは異なっている。
【００３３】
真空箱２３は、内部に荷電粒子が周回する空間を形成している。一対の円板状の磁極２２は、真空箱２３の荷電粒子が周回する空間をはさむように互いに対向するように配置される。図３では、一方側の磁極２２のみを示している。対の磁極２２には、一対の電磁石を構成する一対のコイル（図示せず）が設けられる。また、一対の磁極２２同士の間には、一対の加速電極２５と、真空箱２３内に荷電粒子としての負イオンを供給するイオン源２６と、を有している。
【００３４】
磁極２２は、セクターフォーカシングを利用して加速粒子の集束を図るものであり、磁極２２の互いに対向する面は、複数の谷領域と複数の山領域とが交互に現れる複数のセクタに分割されている。磁極２２の側面の周りには、電磁石を構成するためのコイルがそれぞれ配置されている。磁極２２の複数の谷領域および山領域を備える面が、真空箱２３内に突出されている。
【００３５】
真空箱２３には、真空排気用の排気口（図示せず）が設けられており、この排気口には真空環境を維持するための真空ポンプ２７（図２参照）が接続されている。
【００３６】
一対の加速電極２５は、それぞれ平面視において三角形状をなし、それぞれの頂角を付き合わせるようにして対向配置されている。各加速電極２５は、例えば、銅等の電気導体から構成されており、上下二枚の三角形を底辺で連結して構成されている。加速電極２５の板面には、冷却用の冷媒を通すための管が設けられている。また、一対の加速電極２５は、一対の磁極２２の谷領域に位置する。加速電極２５の先端部同士が、蝶の羽のような外形を有する接続部材により、機械的且つ電気的に接続されている。なお、接続部材の形態としては様々な形状がある。
【００３７】
磁極２２の中心位置には、イオン源２６で生成された負イオンを真空箱２３内に供給するイオン供給口が設けられている。イオン源２６は、水素ガスなどの原材料中でアーク放電を行って荷電粒子を生成する。なお、イオン源２６は、真空箱２３の外部に配置されても良いし、真空箱２３の内部に設けられていても良い。
【００３８】
イオン源２６で生成された負イオンはイオン供給口を介して真空箱２３内に引き込まれるように供給され、高周波の電圧が印加された加速電極２５によって周回しながら加速し、次第に運動エネルギーを増加させる。負イオンの運動エネルギーが増加すると回転半径は大きくなるため、螺旋運動をしているような軌道を描く。
【００３９】
サイクロトロン２には、粒子線発生部３０が配置されている。粒子線発生部３０は、加速された負イオンの電荷状態を変換して、荷電粒子線を発生する。粒子線発生部３０は、磁極２２の中心を挟むようにして対向配置された第１のフォイルストリッパー３１及び第２のフォイルストリッパー３２と、第１のフォイルストリッパー３１によって軌道変更された陽イオンを取り出す第１の取り出しポート３３と、第２のフォイルストリッパー３２によって軌道変更された陽イオンを取り出す第２の取り出しポート３４と、を有している。第１のフォイルストリッパー３１および第２のフォイルストリッパー１２は、加速された負イオンから電子を剥ぎ取って、負イオンを陽イオンに変換する。電子を剥奪された陽イオンは軌道の曲率が反転し、円形の軌道から外方に飛び出す方向へ変更される。その結果、第１のフォイルストリッパー３１により軌道が変更された陽イオンは、荷電粒子線として第１の取り出しポート３３へ向けて移動する。また、第２のフォイルストリッパー３２により軌道が変更された陽イオンは、荷電粒子線として第２の取り出しポート３４へ向けて移動する。
【００４０】
ターゲット３は、第１の取り出しポート３３および第２の取り出しポート３４の外側（図２，図３参照）の荷電粒子線の照射位置に保持される。ターゲット３は、例えば、ターゲット基板上にターゲット材料としての金属層を形成した形状とすることができる。ターゲット３に対して荷電粒子線を照射することで、荷電粒子線が照射された部分に微量の放射性同位元素が生成する。これにより、金属層中に放射性同位元素が含有される。この放射性同位元素が、放射性薬剤の製造に使用される。
【００４１】
ヨーク２４は、磁性部材からなり、真空箱２３および磁極２２を取り囲むように配置される。ヨーク２４は、一対の磁極２２を接続するように設けられる。サイクロトロン２では、ヨーク２４は、真空箱２３および磁極２２の上下を通り、且つ、磁極の外側の主面の外側を通るように配置される。
【００４２】
自己シールド４は、サイクロトロン２を内部に収容し、サイクロトロン２から放出される放射線が周囲に放出されることを抑制する。自己シールド４は、サイクロトロン２を覆うことで、放射線を遮蔽することができる。なお、図１に示す自己シールド４は、略箱形構造であり、サイクロトロン２の下方は覆っていない形状となっているが、形状は特に限定されない。自己シールド４は、建屋の内部空間（サイクロトロン室）と、自己シールド型サイクロトロンシステム１の内部空間とを隔てている。したがって、建屋の室内に単にサイクロトロン２を配置したものと、自己シールド型サイクロトロンシステム１とは異なる。また、建屋の部屋を構成する周囲の壁は、自己シールド４には該当しない。
【００４３】
自己シールド４は、例えば、ポリエチレン、鉄、鉛、重コンクリートなどの材質によって構成される。自己シールド４内には、サイクロトロン２の他、当該サイクロトロン２を運転させるための真空ポンプや配線等も配置されている。また、自己シールド４内には、放射性同位元素を生成するターゲット３も配置される。また、ターゲット３において生成された放射性同位元素を回収するための部品等も自己シールド４内のターゲット３近辺に配置してもよい。
【００４４】
図４では、自己シールド型サイクロトロンシステム１の建屋内での設置例を示している。自己シールド型サイクロトロンシステム１は、建屋１００内のサイクロトロン室１１０において、当該建屋の床面上に設けられる。サイクロトロン室１１０は、コンクリート（遮蔽壁）で覆われた部屋であり、室外に放射線が漏れることが防がれている。放射線を発生するサイクロトロン２およびターゲット３の周囲は自己シールド４により覆われるため、サイクロトロン２から放出される放射線がサイクロトロン室１１０内へ発散することが防がれている。
【００４５】
ここで、自己シールド型サイクロトロンシステム１の各部には、放射化測定用の試料ピースが設けられる。この試料ピースは、主に、自己シールド型サイクロトロンシステム１の解体時（使用終了時）の放射化の測定に使用されるものである。
【００４６】
自己シールド型サイクロトロンシステム１の解体時または当該自己シールド型サイクロトロンシステム１が配置された建屋の運営を終了する際には、放射化する可能性がある自己シールド型サイクロトロンシステム１の放射化を測定する必要がある。また、サイクロトロンが自己シールドを有していない場合等、サイクロトロン室１１０を構成するコンクリート壁１１１も放射化する可能性がある場合には、これらも放射化測定が行われる。放射化測定の結果、放射化したことが確認された部分については、放射性廃棄物として所定の手順に基づいた廃棄処理を行う必要があり、放射化した部分のみを取り外して別途回収する必要がある。
【００４７】
従来は、放射化測定を行うために、自己シールド型サイクロトロンシステム１の一部を分解して部品を取り出す、または、サイクロトロン室１１０のコンクリート壁１１１を掘削する等の方法を用いて、放射化測定に使用する試料を採取していた。しかしながら、放射化測定に使用する試料の採取には手間がかかる。また、放射化している可能性のある試料を採取するため、試料の採取にかかる時間が長くなると、作業者の被曝等の懸念も生じる。
【００４８】
これに対して、自己シールド型サイクロトロンシステム１では、放射化の測定が必要な部品等に対して所定の深さを有する孔部を設けて、測定対象物と同じ材質からなる試料ピースを設けることを特徴とする。試料ピースは、自己シールド型サイクロトロンシステム１の使用前に埋め込まれた状態で使用が開始され、使用終了後に取り出し可能とされる。放射化の測定に用いられる試料ピースを予め孔部に取り付けておくことで、部品の分解や加工等を省略して試料ピースを取り出すことができるため、放射化測定に使用する試料の採取が簡便となる。また、このような構成とする場合、自己シールド型サイクロトロンシステム１の解体時または当該サイクロトロンシステム１が配置された建屋の運営の終了時以外にも、取り外し可能な試料ピースを利用して放射化の評価が可能となる。
【００４９】
自己シールド型サイクロトロンシステム１において、放射化測定が必要となる部品としては、例えば、サイクロトロン２のヨーク２４、自己シールド４等が挙げられる。
【００５０】
放射化を測定する対象は、サイクロトロン２において発生する放射線（荷電粒子線）、ターゲット３において生成された放射性同意元素から放射される放射線等により放射化が進むと思われる部品・建築物等である。また、放射化の測定は、対象の部品がどの程度放射化が進行しているかを評価するために行われる。したがって、放射化測定に使用する試料ピースは、放射線の発生源に対して、発生源から離間する方向に延びる長尺状（棒状）のピースとすることが好ましい。
【００５１】
図５に試料ピースの形状の例を示す。図５（Ａ）に示す試料ピース５０は、矢印Ａに示す方向に放射線の発生源がある例を示している。この場合、試料ピース５０は、発生源から離間する方向に長手方向に延びている形状となっている。試料ピース５０の大きさは、放射化測定に必要な大きさに対応していればよく、特に制限されない。
【００５２】
試料ピース５０を、ヨーク２４に取り付ける例を示す。ヨーク２４に試料ピース５０を取り付ける場合、試料ピース５０は、ヨーク２４と同じ材料（磁性材料）により構成される。
【００５３】
ヨーク２４に試料ピース５０を取り付ける場合、試料ピース５０を取り付ける位置に孔部を設ける。図２において、ヨーク２４において試料ピースを取り付ける孔部４１，４２およびこれらの孔部４１，４２に収容された試料ピース５１，５２を示す。孔部４１，４２は、いずれも、放射線の発生源であるイオン源２６に対して上下方向となる位置に設けられている例を示している。孔部４１は、ヨーク２４を上下方向に貫通している。一方、孔部４２は、ヨーク２４の内壁面（真空箱２３に近い側）に孔部４２が設けられていて、逆側の外壁面までは到達していない一方が閉じた孔として設けられている。どちらの形状であっても、内部に孔部４１，４２に対応した形状の試料ピース５１，５２を埋め込むことで、試料ピースに係る放射化測定を容易に行うことができる。
【００５４】
図５（Ａ）の試料ピース５０の一対の端面６１，６２を結ぶ側面はそれぞれ平坦面となっているが、例えば、中央付近の領域６３に、端面６１から端面６２へ向かう側面が平坦とならないように凹凸を設けることが考えられる。また、図５（Ｂ）に示す試料ピース５０Ａでは、矢印Ａに示す方向に放射線の発生源がある場合に、発生源に近い側の端面６４とは逆側の端面６５の面積が大きくなるように、端面６５側にフランジ部６６を設けている。なお、試料ピース５０の形状は、図５に示す形状に限定されず、適宜変更することができる。例えば、長手方向に沿ってフランジ部を複数設ける構成としてもよい。また、凹凸を設ける位置も適宜変更することができる。
【００５５】
ヨーク２４に対して孔部を設けて試料ピースを設ける場合、図２に示したように、荷電粒子（負イオン）の軌道の中心部分が放射線の線量が高くなるため、放射化が進行する可能性が高い。したがって、線量が高い領域に対して近接する位置に孔部４１，４２を設けて試料ピース５１，５２を埋め込むことで、ヨーク２４の放射化を適切に評価することができる。なお、孔部４１，４２のように荷電粒子線の軌道の中心に対して上下方向で近接する位置のほか、ヨーク２４の形状に応じて、放射化が進行すると想定される位置に試料ピースを複数設けることができる。また、図２に示す孔部４１，４２は放射線の発生源から離間する方向が長手方向となるように設けられているが、例えば、孔部４３のように、ヨーク２４の内壁面（真空箱２３に近い側の壁面）の表面に沿って延びる形状であってもよい。このように、孔部の形状および配置（すなわち、試料ピースの形状および配置）は、適宜変更することができる。また、ヨーク２４に取り付ける試料ピースの数も適宜変更することができる。
【００５６】
次に、自己シールド４に対して試料ピースを取り付ける場合について説明する。自己シールド４に対して試料ピースを取り付ける場合には、試料ピースは自己シールド４と同じ材質（例えば、鉄）とされる。
【００５７】
自己シールド４に対して孔部を設けて試料ピースを設ける場合、図１に矢印Ｂおよび矢印Ｃで示す位置において、ターゲット３から放出される放射線の線量が高くなる。矢印Ｂは、サイクロトロン２から出射される荷電粒子線（陽イオン）の照射軸（出射方向）の延長線を示し、矢印Ｃは、矢印Ｂに沿って進む荷電粒子線に対して、ターゲット３を基点として照射軸に対して直交する直交線の延在方向を示している。なお、ターゲット３から下方にもターゲット３を基点として照射軸に対して直交する直交線が延びるが、当該直交線は矢印Ｃを延長した線上に延びる。
【００５８】
自己シールド４において、放射線の線量が高くなると考えられるのは、矢印Ｂで示す照射軸の延長線上、および、矢印Ｃで示す照射軸に対して直交する直交線上となる。したがって、図１に示すように、サイクロトロン２からの荷電粒子線の出射方向である矢印Ｂに対応する位置に孔部４４を設けて試料ピース５４を埋め込むことで、自己シールド４の放射化を適切に評価することができる。同様に、サイクロトロン２からの荷電粒子線の照射軸の延長線である矢印Ｂに対してターゲット３を基点に直交する方向である矢印Ｃに対応する位置に、孔部４５を設けて試料ピース５５を埋め込むことで、自己シールド４の放射化を適切に評価することができる。なお、図１では、一方側のターゲット３に対応する孔部４４，４５のみを示しているが、他方側のターゲット３に対応しても孔部を設ける構成とすることが好ましい。
【００５９】
なお、上記で説明した位置のほか、自己シールド４の形状に応じて、放射化が進行すると想定される位置に試料ピースを複数設けることができる。また、自己シールド４に設けられる孔部についても、ヨーク２４における孔部４３のように、自己シールド４の内壁面（真空箱２３に近い側の壁面）の表面に沿って延びる形状であってもよい。このように、孔部の形状および配置（すなわち、試料ピースの形状および配置）は、適宜変更することができる。また、自己シールド４に取り付ける試料ピースの数も適宜変更することができる。
【００６０】
次に、建屋１００のサイクロトロン室１１０のコンクリート壁１１１に対して試料ピースを取り付ける場合について説明する。コンクリート壁１１１に対して試料ピースを取り付ける場合には、試料ピースはコンクリートとされる。サイクロトロン室１１０の壁の材料がコンクリートでは無い場合には、その材料に応じて試料ピースの材料も適宜変更される。
【００６１】
コンクリート壁１１１に対して孔部を設けて試料ピースを設ける場合、自己シールド４と同様に、ターゲット３の位置に基づいて放射線の線量が高くなる位置が変化する。具体的には、図４に矢印Ｂおよび矢印Ｃで示す位置において、ターゲット３から放出される放射線の線量が高くなる。矢印Ｂは、サイクロトロン２から出射される荷電粒子線（陽イオン）の照射軸（出射方向）の延長線を示し、矢印Ｃは、矢印Ｂに沿って進む荷電粒子線に対して、ターゲット３を基点として照射軸に対して直交する直交線方向を示している。コンクリート壁１１１において、放射線の線量が高くなると考えられるのは、矢印Ｂで示す照射軸の延長線上、および、矢印Ｃで示す照射軸に対して直交する直交線上となる。したがって、サイクロトロン２からの荷電粒子線の出射方向である矢印Ｂに対応する位置に孔部４６を設けて試料ピース５６を埋め込むことで、コンクリート壁１１１の放射化を適切に評価することができる。同様に、サイクロトロン２からの荷電粒子線の照射軸の延長線である矢印Ｃに対してターゲット３を基点に直交する方向である矢印Ｃに対応する位置に孔部（図示せず）を設けて試料ピースを埋め込むことで、コンクリート壁１１１の放射化を適切に評価することができる。なお、図４では、一方側のターゲット３に対応する孔部４６のみを示しているが、他方側のターゲット３に対応しても孔部を設ける構成とすることが好ましい。
【００６２】
なお、上記で説明した位置のほか、コンクリート壁１１１の形状に応じて、放射化が進行すると想定される位置に試料ピースを複数設けることができる。また、コンクリート壁１１１に設けられる孔部についても、ヨーク２４における孔部４３のように、内壁面の表面に沿って延びる形状であってもよい。このように、孔部の形状および配置（すなわち、試料ピースの形状および配置）は、適宜変更することができる。また、コンクリート壁１１１に取り付ける試料ピースの数も適宜変更することができる。また、サイクロトロン室１１０の床も遮蔽壁として機能する。したがって、サイクロトロン室１１０の床のうち矢印Ｃに対応する位置にも試料ピースを設ける構成としてもよい。
【００６３】
なお、コンクリート壁１１１への試料ピースの取り付けは、サイクロトロン室内に設置されるサイクロトロンが自己シールド型サイクロトロンシステム１である場合には、省略することもできる。自己シールド型サイクロトロンシステム１の場合、自己シールド４が外部への放射線の放出を抑制している。したがって、サイクロトロン室１１０のコンクリート壁１１１については試料ピースを取り付けない構成としてもよい。一方、サイクロトロンシステムが、サイクロトロン室１１０と、自己シールドを有しないサイクロトロンとを含んで構成される場合には、サイクロトロン室１１０のコンクリート壁１１１が外部に対する放射線の遮蔽壁となり放射線の照射を受ける可能性が高いため、コンクリート壁１１１に試料ピースを設ける構成とすることが好ましい。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係る自己シールド型サイクロトロンシステム１によれば、自己シールド４の放射化を測定する際に、自己シールド４の孔部４４，４５内に取り付けられた自己シールド４と同じ材料からなる試料ピースを利用することができる。試料ピースは、予め孔部内に取り付けられているため、従来と比べて簡便に放射化の測定のための試料として採取することができる。
【００６５】
自己シールド４のうち荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置は、自己シールド４のなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、自己シールド４の放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００６６】
また、自己シールド４のうち荷電粒子線の照射軸に対してターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置は、自己シールド４のなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付ける構成とした場合にも、自己シールドの放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００６７】
また、試料ピースは、自己シールド４の内壁面側の端部から当該端部と対向する逆側の端部へ向かう側面において、平坦面とは異なる凹凸部を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、試料ピースの側面を伝って自己シールド４の内壁面側から外側へ放射線が漏れ出ることを防ぐことができる。
【００６８】
また、上記実施形態で説明したサイクロトロンシステム（サイクロトロン２とサイクロトロン室１１０との組み合わせ）では、サイクロトロン室１１０の遮蔽壁となるコンクリート壁１１１の放射化を測定する際に、遮蔽壁の孔部内に取り付けられた遮蔽壁と同じ材料からなる試料ピースを利用することができる。試料ピースは、予め孔部内に取り付けられているため、従来と比べて簡便に放射化の測定のための試料として採取することができる。
【００６９】
また、遮蔽壁となるコンクリート壁１１１のうち荷電粒子線の照射軸の延長線上となる位置は、コンクリート壁１１１のなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、コンクリート壁１１１の放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００７０】
また、遮蔽壁となるコンクリート壁１１１のうち荷電粒子線の照射軸に対してターゲットを基点として直交する方向に延びる直交線上となる位置は、コンクリート壁１１１のなかでも照射される放射線の線量が高くなる位置と考えられる。したがって、この位置に試料ピースを取り付けることで、遮蔽壁の放射化の測定をより適切に行うことができる。
【００７１】
また、試料ピースは、コンクリート壁１１１の内壁面側の端部から当該端部と対向する逆側の端部へ向かう側面において、平坦面とは異なる凹凸部を有する構成とすることができる。このような構成とすることで、試料ピースの側面を伝ってコンクリート壁１１１の内壁面側から外側へ放射線が漏れ出ることを防ぐことができる。
【００７２】
また、本発明の一形態に係るサイクロトロン２は、一対の磁極２２と、真空箱２３と、一対の磁極２２および真空箱２３を取り囲むヨーク２４と、を有するサイクロトロン２であって、ヨーク２４は、内壁面に設けられた所定の深さを有する孔部４１，４２と、孔部４１，４２内に取り付けられたヨークと同じ材料からなる試料ピースと、を有する。
【００７３】
上記のサイクロトロン２によれば、ヨーク２４の放射化を測定する際に、ヨーク２４の孔部４１，４２内に取り付けられたヨークと同じ材料からなる試料ピース５１，５２を利用することができる。試料ピース５１，５２は、予め孔部内に取り付けられているため、従来と比べて簡便に放射化の測定のための試料として採取することができる。
【００７４】
以上、本発明に係る自己シールド型サイクロトロンシステム１についてサイクロトロン２について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００７５】
例えば、サイクロトロン２および構成は一例であり、適宜変更することができる。また、試料ピースの形状は、上記実施形態で説明したものに限定されない。また、一つの孔部に取り付けられる試料ピースは必ずしも一体的である必要はなく、複数の部材を組み合わせて試料ピースを構成してもよい。
【００７６】
また、建屋１００内におけるサイクロトロン室１１０の形状、および、サイクロトロン２の配置等は適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…自己シールド型サイクロトロンシステム、２…サイクロトロン、３…ターゲット、４…自己シールド、２２…磁極、２３…真空箱、２４…ヨーク、４１，４２，４３，４４，４５，４６…孔部、５０，５０Ａ，５１，５２，５４，５５，５６…試料ピース、１１０…サイクロトロン室、１１１…コンクリート壁。
【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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