(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット容器（１）の中を流れる液体金属に荷電粒子ビームを照射し、核破砕により液体金属中から中性子を発生させる液体ターゲットに使用され、ターゲット容器（１）の中を流れる液体金属の温度を測定する液体ターゲット温度測定用チャンネルにおいて、ターゲット容器（１）の中に配置され、ターゲット容器（１）の中に流れる液体金属の流れを調整する分配整流板（５）の全体または一部を中空にすると共に、その表面に中空な錘状の突起（８）を設け、分配整流板（５）の内部からシース型熱電対（６）の先端の測温点（７）を突起（８）の先端に導出し、その測温点（７）を突起（８）の先端でシールすることにより、シース型熱電対（６）の測温点（７）を分配整流板（５）の表面から突出させて配置したことを特徴とする液体ターゲット温度測定用チャンネル。
【請求項２】
突起（８）の立ち上がり部分の基部側が液体金属の流れの方向に長い扁平形状または流線形状であり、シース型熱電対（６）の測温点（７）がシールされた突起（８）の頂点側が円錐状であることを特徴とする請求項１に記載の液体ターゲット温度測定用チャンネル。
【請求項３】
分配整流板（５）の表面に複数の突起（８）が設けられ、且つそれらの突起（８）のうち液体金属の流れの方向に前後に隣接するものは、液体金属の流れと直交する方向にずらして配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体ターゲット温度測定用チャンネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ターゲット容器の中を流れる液体金属に荷電粒子ビームを照射し、核破砕により液体金属中に中性子を発生させる液体ターゲットにおいて、ターゲット容器の中を流れる液体金属の温度を測定する液体ターゲット温度測定用チャンネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの核破砕中性子源用液体ターゲットの構造は、流体の再循環流や流れの停滞域が生じて部分的な温度上昇（ホットスポット）が起こらないようにするため、ターゲット容器形状やその内部に配置される分配整流板の位置や形状が検討されてきた。しかし、ターゲット容器の中を流れる液体金属の温度測定のための検討は遅れていた。
【０００３】
核破砕中性子源用液体ターゲットのターゲット容器の中を流れる液体金属に荷電粒子ビームを照射し、核破砕により液体金属中から中性子を発生させる場合、荷電粒子の衝突と核破砕反応により、液体金属が猛烈に発熱する。この猛烈に発熱するターゲット容器内を流れる液体金属の温度を測定するには、ナトリウムループ等で実績のあるシース型熱電対を使用するのが適当である。すなわち、シース型熱電対を使用し、その先端の測温点をターゲット容器内の液体金属の流れの中におき、ターゲット容器内を流れる液体金属の温度を測定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
シース型熱電対の使用強度の観点からすると、シース型熱電対はターゲット容器の中を流れる液体金属に曝されるので、強度やエロージョン（潰食）を考慮するとシースは肉厚で太径にしなければならない。或いはウエル（鞘管）等でシース型熱電対を保護しなければならない。
【０００５】
しかしこのような構造にすると、シース型熱電対の温度に対する測定値の応答速度が鈍化し、また液体金属の流れが阻害されてしまう。このため、測定値の応答速度や液体金属の流れに対する影響を考慮すると、シース型熱電対を細径にしてターゲット容器内の壁面に沿わせる構造が考えられる。
【０００６】
しかしこのような構造にすると、今度は流体の温度を正確に測定することが出来ず、結果としてターゲット容器の内壁面の温度を測定する結果となってしまう。
これらのことから、シース型熱電対が液体金属の流れを阻害せずに、なお且つ液体金属の温度を正確に測定できるシース型熱電対の取付構造が要請される。
【０００７】
本発明は、このような核破砕中性子源用液体ターゲットのターゲット容器内を流れる液体金属の温度を測定する場合の課題に鑑み、その目的は、シース型熱電対がターゲット容器内を流れる液体金属の流れを阻害せず、なお且つ液体金属の温度を正確に測定できる液体ターゲット温度測定用チャンネルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記の目的を達成するため、シース型熱電対６を液体金属が流れるターゲット容器１の壁面に取り付けるのではなく、ターゲット容器１の中に配置され、ターゲット容器１の中に流れる液体金属の流れを調整する分配整流板５にシース型熱電対６を取り付け、その測温接点７をこの分配整流板５から液体金属の流れの中に突出させるようにしたものである。
【０００９】
すなわち、本発明による液体ターゲット温度測定用チャンネルは、ターゲット容器１の中を流れる液体金属に荷電粒子ビームを照射し、核破砕により液体金属中から中性子を発生させる場合に、ターゲット容器１の中を流れる液体金属の温度を測定するため、ターゲット容器１の中に配置され、ターゲット容器１の中に流れる液体金属の流れを調整する分配整流板５にシース型熱電対６を取り付け、このシース型熱電対６の測温点７を分配整流板５の表面から突出させて配置したものである。そのために、分配整流板５の全体または一部を中空にすると共に、その表面に中空な錘状の突起８を設け、分配整流板５の内部からシース型熱電対６の先端の測温点７を突起８の先端に導出し、その測温点７を突起８の先端でシールする。
【００１０】
錘状の突起８は、分配整流板５から立ち上がった基部が太く、強度を有する一方、先端は容積が小さい。このため、シース型熱電対６の測温点７を保持する突起８の強度の確保が可能であると共に、測温点７付近の熱容量を小さくし、温度測定の応答性を確保することができる。
【００１１】
また、突起８が液体金属の流れに強い抵抗を与えると、液体金属の流れが乱れ、突起８の背後にカルマンの渦列等を生じる原因となる。そこで、突起８が液体金属の流れにできるだけ影響を与えないように、突起８は流れの方向に対して長い扁平形状或いは流線型状とするのがよい。他方、シース型熱電対６により応答性よく液体金属の温度を測定するためには、その測温点７の部分では、突起８の容積が小さい方がよい。そこで、突起８はその立ち上がり部分の基部側を液体金属の流れの方向に長い扁平とし、シース型熱電対６の測温点７がシールされた突起８の頂点側を小径の円錐状とするのがよい。
【００１２】
さらに、突起８が液体金属の流れに与える影響を出来るだけ小さくするため、分配整流板５の表面に複数の突起８が設けられ、且つそれらの突起８のうち液体金属の流れの方向に隣接するものは、液体金属の流れの方向に重ならないように、液体金属の流れと直交する方向にずらして配置するのがよい。
【００１３】
このようにして、液体ターゲット温度測定用チャンネルを核破砕中性子発生用のターゲット容器１の内部に取付けて配置することによって、ターゲット容器１の中を流れる液体金属の流れに大きな影響を与えることなく、荷電粒子ビームが液体金属に照射される際に生じる液体金属の温度の変動が応答性よく測定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
核破砕中性子源用液体ターゲットの形状はこれまで様々な形状が提案されている。その一部の例を図１〜図３に示す。
【００１５】
これらの液体ターゲットに共通したところは、ターゲット容器１が液体金属の入口２と出口３を有しており、流体の再循環流や流れの停滞域が生じて部分的な温度上昇（ホットスポット）が起こらないようにするため、ターゲット容器１の中に分配整流板５が配置してあることである。入口２からターゲット容器１に流入した液体金属が出口３側へ反転する箇所がターゲット部４であり、そこに太い矢印で示すように荷電粒子ビームが照射される。
【００１６】
図１に示した液体ターゲットは、ターゲット容器１のターゲット部４の内部に対称に３枚ずつの分配整流板５を配置している。図２に示した液体ターゲットは、ターゲット容器１の入口２と出口３を仕切る中空の壁から延長してターゲット部４の内部に対称に１枚ずつのスリット付の分配整流板５を配置している。さらに、図３に示した液体ターゲットは、ターゲット容器１を二重管構造とし、外周側を入口２に、内周側を出口３とし、それら入口２と出口３を仕切る内部の管を分配整流板５としている。
【００１７】
図４と図５に示すように、分配整流板５は基本的に板状であり、分配整流板５の内部を中空として、外表面の一部に中空状の突起８を形成する。少なくとも図４に矢印で示す液体金属の流れの方向に対して前後に隣接する突起８が液体金属の流れの方向に重ならないように、その流れの方向に直交する方向にずらして配置する。図示の例では、３つの全ての突起８、８…が液体金属が流れる方向に重ならないように、つまり突起８、８…が液体金属が流れる方向と直交する方向に互いにずれて配置されている。
【００１８】
この突起８の基部側は、図４に矢印で示す液体金属の流れの方向に長い扁平形状或いは流線形状である。例えば、液体金属の流れの方向に長軸を有する楕円状である。他方、突起８の頂点は錘状に狭まって円形である。従ってこれらの突起８は、変則的な楕円錘及び円錐である。このため、突起８は全体として液体金属の流れの方向に長い扁平であるが、先端は円形で容積が小さい。
【００１９】
中空な分配整流板５の内部と錐状の突起８の先端までは通じており、分配整流板５の内部から突起８の先端にシース型熱電対６を通す。そして、シース型熱電対６の一対の導電線の先端を接合した測温点７を突起８の先端部に配置し、この測温点７と共に突起８の先端部を溶接等で封止する。図５において、シース型熱電対６の引出線側は省略されている。
【００２０】
このようにして分配整流板５の表面からシース型熱電対６の測温点７を液体金属の流れの中に突出し、分配整流板５そのものを液体ターゲット温度測定用チャンネルとする。すなわち、突起８の頂点にシース型熱電対６の測温点７を封止した分配整流板５を図１〜図３に示すようにしてターゲット容器１のターゲット部４の内部に配置し、ターゲット容器１のターゲット部４の中を流れる液体金属の温度を測定する。
【００２１】
図６と図７は本発明の他の実施形態による分配整流板５を示す。分配整流板５の基本形状は板状であり、それらは液体金属の流れにより外力を受ける。そのため、強度等の理由で分配整流板５を中空にできない場合は、分配整流板５の表面の全部または一部に、中空状のチャンネル板１０を取り付ける。このチャンネル板１０の内部から突起８の先端にシース型熱電対６を通す。そして、シース型熱電対６の一対の導電線の先端を接合した測温点７を突起８の先端部に配置し、この測温点７と共に突起８の先端部を溶接等で封止する。図７においても、シース型熱電対６の引出線側は省略されている。
【００２２】
このようにして分配整流板５の表面からシース型熱電対６の測温点７を液体金属の流れの中に突出し、分配整流板５を液体ターゲット温度測定用チャンネルとする。このような分配整流板５を図１〜図３に示すようにしてターゲット容器１のターゲット部４の内部に配置し、液体金属の温度を測定する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明による液体ターゲット温度測定用チャンネルでは、これを核破砕中性子発生用のターゲット容器１に取付けることによって、ターゲット容器１内を流れる液体金属の流れに対して大きな影響を与えることなく、ターゲット容器１内を流れる液体金属の温度を応答性よく測定することができる。従って、荷電粒子ビームがターゲット容器１内の液体金属に照射される際に生じる液体金属の温度が測定でき、発生中性子強度や液体ターゲット構造の除熱性能等の工学的データが取得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による液体ターゲット温度測定用チャンネルを使用するターゲット容器の例を示す概略縦断側面図である。
【図２】本発明の実施形態による液体ターゲット温度測定用チャンネルを使用するターゲット容器の他の例を示す概略縦断側面図である。
【図３】本発明の実施形態による液体ターゲット温度測定用チャンネルを使用するターゲット容器の他の例を示す概略縦断側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による液体ターゲット温度測定用チャンネルを示す概略平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による液体ターゲット温度測定用チャンネルを示す概略平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１  ターゲット容器
５  分配整流板
６  シース型熱電対
７  シース型熱電対の測温点
８  分配整流板の突起
【図１】
0003799372.tif 000002
【図２】
0003799372.tif 000003
【図３】
0003799372.tif 000004
【図４】
0003799372.tif 000005
【図５】
0003799372.tif 000006
【図６】
0003799372.tif 000007
【図７】
0003799372.tif 000008