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公開番号2024172271
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089867
出願日2023-05-31
発明の名称量子ビーム減衰装置
出願人株式会社豊田中央研究所
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類G21K 3/00 20060101AFI20241205BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】量子ビームの伝播路を通り当該伝播路に垂直な回転軸を中心に回転可能な減衰板によって量子ビームを減衰させる量子ビーム減衰装置において、減衰板の回転角度と減衰後の量子ビーム強度との関係の非線形性を低減する。
【解決手段】減衰板10は、回転軸Rを基準に第1部分10aと第2部分10bとに観念上分けられる。第1部分10aの第1面12aは平面となっている。一方、第2面14aは、第1部分10aの板厚t_aが、回転軸Rから第1位置20aに向かうにつれ徐々に増大し、第1位置20aから一端16aに向かうにつれ徐々に減少していくような膨出曲面となっている。第2部分10bの第2面14bは平面となっている。一方、第1面12bは、第2部分10bの板厚t_bが、回転軸Rから第2位置20bに向かうにつれ徐々に増大し、第2位置20bから他端16bに向かうにつれ徐々に減少していくような膨出曲面となっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１面及び前記第１面の裏側面である第２面を有する板状であり、量子ビームの伝播路を通り前記伝播路に垂直な回転軸を中心に回転可能である、量子ビームを減衰させる減衰板、
を備え、
前記減衰板は、前記回転軸よりも前記回転軸に垂直な方向における前記減衰板の一端側の部分である第１部分と、前記回転軸よりも前記回転軸に垂直な方向における前記減衰板の他端側の部分である第２部分とを有し、
前記第１部分の前記第１面は平面であり、前記第１部分の前記第２面は、前記第１部分の板厚が、前記回転軸に垂直な方向に沿って、前記回転軸から、前記回転軸と前記一端との間の位置である第１位置に向かうにつれ徐々に増大し、前記第１位置から前記一端に向かうにつれ徐々に減少していくような膨出曲面であり、
前記第２部分の前記第２面は平面であり、前記第２部分の前記第１面は、前記第２部分の板厚が、前記回転軸に垂直な方向に沿って、前記回転軸から、前記回転軸と前記他端との間の位置である第２位置に向かうにつれ徐々に増大し、前記第２位置から前記他端に向かうにつれ徐々に減少していくような膨出曲面である、
ことを特徴とする量子ビーム減衰装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記第１位置は、前記回転軸と前記一端との間の中間位置よりも前記回転軸側にあり、
前記第２位置は、前記回転軸と前記他端との間の中間位置よりも前記回転軸側にある、
ことを特徴とする請求項１に記載の量子ビーム減衰装置。
【請求項３】
前記第１部分の側面形状と前記第２部分の側面形状は、前記回転軸を中心とした点対称の関係にある、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の量子ビーム減衰装置。
【請求項４】
前記回転軸方向から見た前記減衰板の側面視において、前記回転軸を原点とし、前記伝播路をｘ軸とし、前記第１部分の前記第１面に沿った軸をｙ軸とした場合、前記第１部分の前記第２面の形状は、下記（式１）で表現可能である、
ことを特徴とする請求項３に記載の量子ビーム減衰装置。
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ここで、μは前記減衰板の減衰係数であり、Ａは第１部分又は第２部分における最大減衰率である。
【請求項５】
前記量子ビームはＸ線であり、
前記減衰板は、樹脂、ガラス、又は金属で形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の量子ビーム減衰装置。
【請求項６】
第１面及び前記第１面の裏側面である第２面を有する板状である減衰板であって、量子ビームの伝播路を通り、前記伝播路に垂直な前記減衰板の端辺を回転軸として回転可能である、量子ビームを減衰させる減衰板、
を備え、
前記第１面は平面であり、前記第２面は、前記減衰板の板厚が、前記回転軸に垂直な方向に沿って、前記回転軸から、前記回転軸と前記端辺に対向する前記減衰板の端である対向端との間の位置である中途位置に向かうにつれ徐々に増大し、前記中途位置から前記対向端に向かうにつれ徐々に減少していくような膨出曲面である、
ことを特徴とする量子ビーム減衰装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ビーム減衰装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、レーザビームを減衰させるレーザビーム減衰装置が提案されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、円板形状のディスクであって、周方向に向かって徐々に濃度が濃くなるように光学減衰塗膜が塗布されたディスクを有するレーザビーム減衰装置が開示されている。非特許文献１に記載のレーザビーム減衰装置では、レーザビームの伝播路はディスクの回転軸と平行であり、ディスクの回転角度を適宜設定してディスクの所望の位置にレーザビームを透過させることで、所望の減衰量分レーザビームを減衰させることができる。
【０００４】
また、非特許文献２には、減衰板としてのアクリル平板がレーザビームの伝播路に設置され、アクリル平板が伝播路に垂直な回転軸を中心に回転可能なレーザビーム減衰装置が開示されている。非特許文献２に記載のレーザビーム減衰装置では、アクリル平板の回転角度を変更することで、アクリル平板内におけるレーザビームの透過距離が変更される。これにより、レーザビームの減衰量を変更可能となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
可変ＮＤフィルタ用回転マウント，Newport Japan，https://www.newport-japan.jp/product/show/846
ＶＡ－Ｓシングル式バリアブルアッテネータ，Advanced Optics Vacuum，http://www.aov.co.jp/lc/e_opt/03.php
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、量子ビームの伝播路を通り当該伝播路に垂直な回転軸を中心に回転可能な減衰板によって量子ビームを減衰させる量子ビーム減衰装置を考える。なお、量子ビームとは、レーザビーム、放射ビーム、Ｘ線ビーム、電子ビーム、ミュオンビーム、中性子ビーム、用紙ビーム、イオンビーム、重粒子ビーム、又は、原子核ビームなどを含む、量子性を持つ粒子や波の集団が同一方向に流れるビームを意味する。このような量子ビーム減衰装置によれば、減衰板の回転角度を変更することで、減衰板内における量子ビームの透過距離が変更され、量子ビームの減衰量を変更することができる。
【０００７】
ここで、上記のような量子ビーム減衰装置において、減衰板を平板とした場合、減衰板の回転角度と減衰後の量子ビーム強度との関係が非線形性になるという問題が生じる。図１１及び図１２を参照しつつ、当該問題を説明する。
【０００８】
図１１は、上記のような量子ビーム減衰装置に設けられた、平板である減衰板ＡＴ
Ｐ
の側面図である。減衰板ＡＴ
Ｐ
は、量子ビームの伝播路ＢＰ
Ｐ
を通り、伝播路ＢＰ
Ｐ
に垂直な回転軸Ｒ
Ｐ
を中心に、矢印ＡＲ
Ｐ
の方向に回転可能となっている。ランベルトの法則により、減衰板ＡＴ
Ｐ
の透過前の量子ビームの強度である透過前ビーム強度Ｉ
０
と、減衰板ＡＴ
Ｐ
の透過後の量子ビームのビーム強度である透過後ビーム強度Ｉとの関係は、以下の式（２）で表される。
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2024172271000002.jpg
9
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式（２）において、μは減衰板ＡＴ
Ｐ
の減衰係数であり、ｄは減衰板ＡＴ
Ｐ
内における量子ビームの透過距離（図１１参照）を表す。
【０００９】
一方、減衰板ＡＴ
Ｐ
が伝播路ＢＰ
Ｐ
に対して垂直に立設した場合を減衰板ＡＴ
Ｐ
の回転角度の基準（θ＝０）とした場合、回転角度θ（図１１参照）と、減衰板ＡＴ
Ｐ
内における量子ビームの透過距離ｄとの関係は、式（３）で表される。
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式（３）において、ｔ
ｐ
は、減衰板ＡＴ
Ｐ
の板厚である。
【００１０】
式（２）と式（３）から、減衰板ＡＴ
Ｐ
が平板である場合、透過前ビーム強度Ｉ
０
と透過後ビーム強度Ｉとの関係は、式（４）で表される。
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（【００１１】以降は省略されています）

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