载的在耐等离子体性部件用中使用烧结体的实例有2，3 一定的程度。
[0047]以MgF2为基体的烧结体向耐等离子体性构件的适用例有特开2000-86344号公报(以下称专利文献I)。该专利权利要求范围记载有由从Mg、Ca、Sr及Ba的群中选出的至少一种碱土金属的氟化物构成，所述碱土金属以外的金属元素的总量以金属换算为10ppm以下，所述氟化物的结晶粒子的平均粒径为30 μπι以下，而且相对密度为95%以上。
[0048]但是该公报实施例一览表中所记载的物质是以上述4种碱土金属的各自单独的金属氟化物(即MgF2、CaF2, SrF2, BaF2)为原料烧成所得的物质，没有记载由这些原料的混合物烧成。
[0049]另外，在实施例表I所记载的MgF^ CaF2S原料的烧成中，被评价为适当(表中以◎或者〇表示)时的烧成温度，在18&时为850°0、950°0、1050°0，其任一种烧结体的相对密度都是95%以上。另外，在CaF2时为950°C、1040°C、1130°C，其任一种烧成体的相对密度都是97%以上。
[0050]关于这一点，根据本发明人的研宄、实验，判明了 MgF2以及CaF2都在与这些烧成温度相同的温度，或者比该温度低的温度时开始呈现升华现象，在上述烧成温度下发生激烈的发泡现象，MgF2时是不可能得到相对密度为95%以上的，或者CaF 2时是不可能得到相对密度为97%以上的。
[0051]本发明人在该烧成实验前，通过原料粉末的示差热分析，查明了 MgF2升华是从约80°C开始发生，在850°C以上升华激烈，另外，CaF2升华是从约850°C开始发生，在900°C以上激烈升华。
[0052]该示差热分析的结果，显示了专利文献I的实施例中MgFjP CaFJ^以“适当”表示的各3种情况的烧成温度，任一种都是在烧成过程中发生激烈升华现象的温度条件，使烧结体致密化在实际上是很困难的。
[0053]该专利文献I文中记载着“由于么1匕是从比较低温开始升华，所以需要一边控制升华一边进行烧成，得到致密的烧结体是很难的”，该发明人也持有“烧成时的升华现象的显然存在化”即，“烧成体的发泡”即，“很难得到致密的烧结体”的见解。
[0054]但是，为什么，如前所述那样，关于MgF2& CaF2都是在比上述升华开始温度高的烧成温度下制造烧结体的呢。这样在进行原料粉烧结的烧成过程中，在该烧结体内部产生激烈发泡，在很难得到致密的烧结体的条件下进行烧结。
[0055]本发明人在把握了这一现象基础上，对烧结过程中极力减少升华现象的方法进行了研宄，开发了可以稳定地获得致密烧结体的优异的烧结方法。
[0056]此外，作为以MgF2S基体的烧结体对于耐等离子体性部件的适用实例，有特开2012-206913号公报(以下称为专利文献2)。在该发明中，公开了由于单独18&烧结体具有机械强度弱的缺点，所以通过至少混合I种A1203、A1N、SiC、MgO等平均线热膨胀是数比MgF2还低，非碱性金属系物质，来弥补单独MgF 2烧结体的机械强度弱的缺点的方法。将这样的混合物烧结体使用在上述中子射线的减速材料中时，由于MgF2*混合的非碱性金属的影响，与单独MgFd^减速性能差异很大，因而预见这种混合物的烧结体对减速材料用途的应用是困难的。
[0057]另外，关于MgF2烧结体的发明有特开2000-302553号公报(以下称专利文献3)。MgF2、CaF2、YF5、LiF等氟化物陶瓷烧结体的最大缺点是机械强度弱，为解决这个问题做的发明，是将这些氟化物和Al2O3以一定比率复合化的烧结体。但是，用该方法制造的烧结体的耐蚀性和机械强度，无论哪个组合，得到的只不过是具有那些氟化物和Al2O3双方特性的中间特性的烧结体，没有得到通过复合化超过双方特性的烧结体。
[0058]如上所述，使用从前的方法将烧结的MgF2与其他物质的混合物进行烧成，得到的烧结体除了耐等离子体性部件以外的用途，具体地，在用于放射线之一的中子射线减速材料等的新用途方面还有很多需要解决的课题。
[0059][专利文献I]特开2000-86344号公报
[0060][专利文献2]特开2012-206913号公报
[0061][专利文献3]特开2000-302553号公报
[0062][非专利文献I]田中浩基等，应用放射线及同位体69(2011) 1642-1645
[0063][非专利文献2]田中浩基等，应用放射线及同位体69(2011) 1646-1648
[0064][非专利文献3]熊田博明等，保健物理42(2007)23?37
【发明内容】
[0065]本发明是鉴于上述课题而完成的，目的在于提供一种在有效利用放射线一种的中子射线时，为了使该中子射线的能量减速而使用的减速材料，不是高纯度单晶体那样的高价物，而且能够得到有效的减速效果，在提高治疗效果的同时还能够实现治疗用装置的小型化的用于中子射线减速材料的氟化物烧结体及其制造方法。
[0066]本发明人首先针对对于高能量中子射线具有充分的减速效果的物质(金属或者化合物)的选定进行了考察。
[0067]在BNCT中，如上所述，极力减少治疗时有害的高能量中子射线，另一方面为了获得高的治疗效果，以超热中子射线为主体，用仅含有少量热中子射线的中子射线照射患部是重要的。具体地，在照射时间为I小时程度时所需要的超热及热中子射线量的基准大致为IxlO9[n/cm2/sec]。据说为此从中子射线发生源的加速器射出的射线束能量，在生成中子射线的对电极上使用铍(Be)时，大致需要5?lOMeV。
[0068]以下就使用了加速器的BNCT用中子射线照射场的通过各种减速材料的粒子射线种类的选择进行说明。
[0069]从加速器射出的射线束冲击对电极(Be)，藉由核反应主要发生高能量中子射线(高速中子射线)。作为高速中子射线的减速方法，首先用非弹性散射截面积大的Pb和Fe等一边控制中子射线的衰减，一边减速到一定程度。对于减速到一定程度(?IMeV)的中子射线的减速材料，根据照射场所必需的中子能量的量进行最适合化。
[0070]对于减速到一定程度的中子射线的减速材料一般使用氧化铝(Al2O3)、氟化铝(AlF3)、CaF2、黑铅或者重水(D2O)等。通过将减速到IMeV附近的中子射线射入这些减速材料，可以使其减速到适合BNCT能量(4KeV?40KeV)的超热中子射线领域。但是，使用上述减速材料的方法容易在除去治疗时对患者的健全组织带来危害的高速中子射线方面不够充分。因此，如果将重点放在除去高速中子射线上，则相反地减速过度，比超热中子射线领域还更加减速，从而治疗效果低的热中子射线比超热中子射线的比例还要高。
[0071]因此本发明的发明人从各种化合物中选择MgFjP CaF 2两种氟化物作为对于减速到一定程度的中子射线减速材料的有力候补，进行了后述的减速效果的调查。其结果(图4)查明了通过将减速到IMeV附近的中子射线射入MgF2制的减速材料，能够几乎完全除去BNCT中有害的高速中子射线，能够得到对同一治疗最适合的能量领域(4keV?40keV)的超热中子射线。
[0072]制造1%&减速材料的课题有多种，首先最初必须考虑的是其制造方法。作为制造方法，可以例举结晶法、单结晶法、多结晶法(即烧结法)等。
[0073]结晶法所制造的结晶一般在结晶方位上有偏析，关于不纯物也容易产生偏析，在作为减速材料使用时，容易根据部位产生减速性能差异。因此被认为不适合用于减速材料。
[0074]以单晶法制造的单结晶，在制造时需要高的控制精度，质量的稳定程度低劣，价格极高。因此也不得不说不适合减速材料。
[0075]因此，此次对多结晶法(以下，记为“烧结法”)的减速材料的制造方法进行研宄、开发，完成了本发明。
[0076](I)为了确保减速材料性能的产品纯度的确保
[0077]为了确保MgF2作为减速材料的性能，首先确保产品纯度是重要的。为了确保纯度，认为原料阶段的纯度的确保以及在制造步骤中阻止不纯物的混入是重要的，通过考虑这些因素确保减速性能。
[0078]市售的1%5原料的纯度等级有2Ν(99.0% )、3Ν(99.9% )、4Ν(99.99% )三种，事先在小规模试验中使用这3种纯度的原料，评价烧结性状态。
[0079](2)通过将原料微粉化缓和烧结条件
[0080]通过原料粒子微粉化，增加烧结过程中粒子间的反应界面，促进脱泡进行，从而使每个烧结部位的烧结反应的进行均一化。
[0081](3)通过烧结步骤的分割使烧结反应均一化
[0082]将烧结步骤分割为临时烧结和正式烧结(将正式烧结更进一步分割，则具有效果增加的倾向)，临时烧结步骤是以烧结反应为主，通过固相间反应使粒子生长(以后称为“固相烧结”)的步骤，正式烧结步骤是在固溶体生成温度领域主要通过固溶体生成反应的烧结体形成(以后称为“固溶体烧结”)，或者是通过熔融体生成反应的烧结体形成(以后记为“熔融烧结”)。由此与上述(2)的通过原料微粉化的效果相互作用，使每个烧结部位的烧结反应的进行均一化，从而能够使烧结体具有强固的粒子间结合力。
[0083]减速材料除去减速性能外，向减速装置的设置等操作时的损伤发生耐性、由于中子射线照射冲击引起的粉尘发生的耐性也是重要的。即，也要求具有机械强度优异的特性。烧结体机械强度由粒子间结合部的微小强度、气泡大小、形状、分布、数量等脱泡状态，换言之，结合部以及原来的粒子结合体(母体)的大小、长度等形状(烧结体的致密程度)、进而起因于其母体的结晶构造(单结晶、多结晶等)的脆性程度等决定。
[0084](4)通过烧结过程的发泡抑制和大型残留气泡低减的高密度烧结体的形成原料的MgF2，在烧结过程中容易发生气化(升华)现象，产生氟气，容易在烧结体内部产生多数微细气泡。由于该气化引起的发泡，与本来烧结过程进行中的空隙的减少相反，因此极力控制发泡。
[0085]氟化物是原料受到高温加热，原料的一部分就会气化。气化开始温度因组成而不同，以MgF2为主体的组成时约在800°C开始气化，从约850°C开始剧烈气化。由于气化产生氟气体，从而在烧结体中生成微细气泡。产生气泡的形状为近似球形，用电子显微镜(SEM)观察烧结体的破裂断面，可以看到气泡的断面为接近完全圆形的圆形。将该气泡的尺寸以从破裂断面可见的径表示的话，小的为数μπι，大的为20?40μπι程度。小的数μπι的气泡的形状为近似圆形，大气泡的形状为圆形的却很少，大部份为细长，或者有棱角的不确定形状。从这些形状可以认为小的气泡是刚发生的气泡，大的是产生的几个气泡集合起来的。
[0086]因此通过低温加热使其烧结，能够尽可能地避免小气泡的发生(发泡)，另外通过加热的过程尽可能避免小气泡的结合而得到致密的烧结体。并用上述(I)?(3)的思想，制造作为中子射线减速系装置部件的用于中子射线减速材料的氟化物烧结体，该烧结体具有减速性能以外所要求的机械强度优异的特性。
[0087]为了达到上述目的，本发明涉及的用于中子射线减速材料的氟化物烧结体⑴，其特征在于，由致密的多结晶构造的MgF2构成，堆密度为2.90g/cm3以上。
[0088]根据上述用于中子射线减速材料的氟化物烧结体(I)，由于是堆密度为2.90g/cm3以上的致密的多结晶构造的MgF2烧结体，所以烧结体组织构造均一，内外部位差缩小，而且能够抑制固溶体生成量，控制结晶生长，减少脆性部分发生，提高烧结体强度。从而，在制造烧结体的加工步骤中，以及步骤间的操纵时，不易发生破裂、碎片。另外，能够得到在向BNCT装置设置时或者在同一装置的操作时，即使增加中子射线的照射冲击，也不会发生破裂、碎片等损伤的机械强度的烧结体。因而能够提供具有良好减速性能，且具有操作容易的机械强度的用于中子射线减速材料的氟化物烧结体。
[0089]此外，本发明涉及的用于中子射线减速材料的氟化物烧结体(2)，其特征在于，上述用于中子射线减速材料的氟化物烧结体(I)，是具有弯曲强度在1MPa以上，维氏硬度在71以上的机械强度的烧结体。
[0090]根据上述用于中子射线减速材料的氟化物烧结体(2)，该烧结体具有极其优异的机械强度，在作为减速材料进行机械加工时，不发生开裂，另外，在作为减速材料使用中对于被照射的中子射线照射冲击也具有足够的耐冲击性。
[0091]为了实现上述目的，本发明涉及的用于中子射线减速材料的氟化物烧结体的制造方法(I)，其特征在于，包括将高纯度MgF2原料粉碎到中间粒径为I?2 μ m程度，添加0.1?Iwt %烧结助剂的配合步骤；将该配合原料作为起始原料，使用单轴加压成形机在成形压为5MPa以上进行的成形步骤；使用冷