JPH04106494A - 輻射検出器 - Google Patents
輻射検出器Info
- Publication number
- JPH04106494A JPH04106494A JP2224202A JP22420290A JPH04106494A JP H04106494 A JPH04106494 A JP H04106494A JP 2224202 A JP2224202 A JP 2224202A JP 22420290 A JP22420290 A JP 22420290A JP H04106494 A JPH04106494 A JP H04106494A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal film
- radiation
- heat
- resistance value
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
〔産業上の利用分野〕
本発明は、核融合炉における輻射を検出することのでき
る輻射検出器に関する。
る輻射検出器に関する。
従来、核融合炉においては、放射線損傷を受けることな
く核融合炉内の状態を測定できる金属ボロメータ等の輻
射検出器が用いられている。
く核融合炉内の状態を測定できる金属ボロメータ等の輻
射検出器が用いられている。
この種の輻射検出器の構成例を第５図および第６図に示
す。
す。
この輻射検出器は、周囲が金属枠１で囲われた厚さ数μ
ｍのポリイミド膜２の一方の面に、金属枠１から離間し
て厚さ数μｍの金からなる金属膜３が形成されている。
ｍのポリイミド膜２の一方の面に、金属枠１から離間し
て厚さ数μｍの金からなる金属膜３が形成されている。
ポリイミド膜２の他方の面には金属膜１に対向する位置
に、第７図に示す形状をなす金の蒸着パターン４が形成
されている。
に、第７図に示す形状をなす金の蒸着パターン４が形成
されている。
この金属パターン４の両端にはリード線５が接続されて
いる。そして、蒸着パターン４の温度係数が同じ同一構
造のものが２つセットで設けられ、一方が測定用センサ
Ａとして用いられ、他方が参照用センサＢとして用いら
れる。
いる。そして、蒸着パターン４の温度係数が同じ同一構
造のものが２つセットで設けられ、一方が測定用センサ
Ａとして用いられ、他方が参照用センサＢとして用いら
れる。
プラズマからの可視光線、紫外線、Ｘ線、γ線等の輻射
は測定用センサＡの金属膜３に吸収されて熱に変換され
る。この熱はポリイミド膜２を介して蒸着パターン４へ
伝えられ、蒸着パターン３の温度を上昇させる。蒸着パ
ターン３は温度が変化すると、それに応じて抵抗値が変
化することから、その抵抗値の変化を第４図に示すブリ
ッジ回路で検出する。ここで、温度係数がほぼ同じに設
定されている参照用センサＢを用いているのは、参照用
センサＢの代りに温度係数の異なる通常の金属被膜抵抗
を用いた場合には、周囲温度が変化すると温度係数が異
なることからブリッジ回路に輻射に起因しない出力が生
じて正確な測定値を得ることができなくなるからである
。
は測定用センサＡの金属膜３に吸収されて熱に変換され
る。この熱はポリイミド膜２を介して蒸着パターン４へ
伝えられ、蒸着パターン３の温度を上昇させる。蒸着パ
ターン３は温度が変化すると、それに応じて抵抗値が変
化することから、その抵抗値の変化を第４図に示すブリ
ッジ回路で検出する。ここで、温度係数がほぼ同じに設
定されている参照用センサＢを用いているのは、参照用
センサＢの代りに温度係数の異なる通常の金属被膜抵抗
を用いた場合には、周囲温度が変化すると温度係数が異
なることからブリッジ回路に輻射に起因しない出力が生
じて正確な測定値を得ることができなくなるからである
。
ところで、核融合炉における測定の場合には、大量の中
性子が発生することから、これらの中性子が検出器を収
納している容器や金属枠１等に照射されることにより核
発熱が発生し、金属膜３の周囲温度か上昇する。
性子が発生することから、これらの中性子が検出器を収
納している容器や金属枠１等に照射されることにより核
発熱が発生し、金属膜３の周囲温度か上昇する。
一方、輻射検出器の特性は次の方程式で与えられる。
Ｃ２ｄＴ２／ｄ ｔ ＝Ｑ＋ （ｔ）−λ、（Ｔ、
Ｔｏ）・・・（１） Ｃ２ｄＴ２／ｄ ｔ＝Ｑ２（ｔ）−λ２（Ｔ２ Ｔｏ
）・・・（２） なお、ＣＩは測定用センサ熱容量、Ｃ２は参照用センサ
熱容量、Ｔｏは周囲温度、Ｔ１は測定用センサ温度、Ｔ
２は参照用センサ温度、Ｑｌは測定用センサ熱入力、Ｃ
２は参照用センサ熱入力、λ１は測定用センサ熱伝導係
数、λ２は参照用センサ熱伝導係数である。
Ｔｏ）・・・（１） Ｃ２ｄＴ２／ｄ ｔ＝Ｑ２（ｔ）−λ２（Ｔ２ Ｔｏ
）・・・（２） なお、ＣＩは測定用センサ熱容量、Ｃ２は参照用センサ
熱容量、Ｔｏは周囲温度、Ｔ１は測定用センサ温度、Ｔ
２は参照用センサ温度、Ｑｌは測定用センサ熱入力、Ｃ
２は参照用センサ熱入力、λ１は測定用センサ熱伝導係
数、λ２は参照用センサ熱伝導係数である。
ここで、典型的な輻射検出器への輻射強度は約０．００
０８Ｗ／ｃ＋ｎ２、中性子およびγ線による核発熱によ
る熱入力は約０．００８ｍＷ／ｃ＋ｎ２である。この時
、輻射の変動周波数をω、測定用センサへの核発熱によ
る熱入力をＱｏ（１−６１）、輻射による熱入力をＱｏ
δ＋ （１＋５ｉｎ（ωｔ ） ）とすると、核発熱
がある場合の輻射検出器の特性は、計算がら第８図に示
すようになる。なお、同図（ａ）は測定用センサへの熱
入力Ｑ１と参照用センサへの熱入力Ｑ２を示しており、
同図（ｂ）は測定用センサの温度Ｔ、と参照用センサの
温度Ｔ２を示している。また、同図（Ｃ）はゲインを５
００としたときのアンプ出力を示し、同図（ｄ）は計算
による輻射入力を示している。
０８Ｗ／ｃ＋ｎ２、中性子およびγ線による核発熱によ
る熱入力は約０．００８ｍＷ／ｃ＋ｎ２である。この時
、輻射の変動周波数をω、測定用センサへの核発熱によ
る熱入力をＱｏ（１−６１）、輻射による熱入力をＱｏ
δ＋ （１＋５ｉｎ（ωｔ ） ）とすると、核発熱
がある場合の輻射検出器の特性は、計算がら第８図に示
すようになる。なお、同図（ａ）は測定用センサへの熱
入力Ｑ１と参照用センサへの熱入力Ｑ２を示しており、
同図（ｂ）は測定用センサの温度Ｔ、と参照用センサの
温度Ｔ２を示している。また、同図（Ｃ）はゲインを５
００としたときのアンプ出力を示し、同図（ｄ）は計算
による輻射入力を示している。
実際のセンサの温度上昇は、０．１℃のオーダーであり
、核発熱による周囲温度Ｔｏの温度上昇は数十度である
と予想される。ところが、輻射検出器は輻射を熱として
とらえるため、周囲温度Ｔ。
、核発熱による周囲温度Ｔｏの温度上昇は数十度である
と予想される。ところが、輻射検出器は輻射を熱として
とらえるため、周囲温度Ｔ。
が数十度も変化すると測定精度に大きな影響を受ける。
そこで、水による冷却によって周囲温度を一定に保つ方
式が考えられている。しかしながら、十分な測定精度を
得るためには０．１秒の時定数で温度変化を０．１℃以
下に安定化させる必要があり、この様な温度制御は水に
よる冷却では極めて困難である。
式が考えられている。しかしながら、十分な測定精度を
得るためには０．１秒の時定数で温度変化を０．１℃以
下に安定化させる必要があり、この様な温度制御は水に
よる冷却では極めて困難である。
従って、従来の輻射検出器は、周囲温度を十分に安定化
させることができないため、温度変化の影響を受けて十
分な測定精度を得ることができない可能性があった。
させることができないため、温度変化の影響を受けて十
分な測定精度を得ることができない可能性があった。
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたもので、極
めて小さい時定数で周囲温度を安定化でき、極めて精度
の高い輻射測定を実現し得る輻射検出器を提供すること
を目的とする。
めて小さい時定数で周囲温度を安定化でき、極めて精度
の高い輻射測定を実現し得る輻射検出器を提供すること
を目的とする。
［発明の構成］
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明による輻射検出器は
、金属膜に入射する輻射によって発生する熱を、該金属
膜の裏面に絶縁膜を介して設けられた抵抗体へ伝え、該
抵抗体の抵抗値変化を検出して抵抗値変化に応じた輻射
検出信号を出力する輻射検出器において、前記金属膜の
周囲に形成された熱ガード用金属膜と、前記熱ガード用
金属膜に対して、前記絶縁膜を介して熱的に密接に接触
された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の抵抗値か一定と
なるように前記発熱抵抗体に流す電流を制御する電流制
御手段とを具備してなるものとした。
、金属膜に入射する輻射によって発生する熱を、該金属
膜の裏面に絶縁膜を介して設けられた抵抗体へ伝え、該
抵抗体の抵抗値変化を検出して抵抗値変化に応じた輻射
検出信号を出力する輻射検出器において、前記金属膜の
周囲に形成された熱ガード用金属膜と、前記熱ガード用
金属膜に対して、前記絶縁膜を介して熱的に密接に接触
された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の抵抗値か一定と
なるように前記発熱抵抗体に流す電流を制御する電流制
御手段とを具備してなるものとした。
本発明は以上のような手段を講じたことにより、金属膜
の周囲に形成された熱ガード用金属膜に絶縁膜を介して
発熱抵抗体が配され、この発熱抵抗体の抵抗値が電流制
御手段によって一定に保持されて、発熱抵抗体の温度が
一定に保持され、よって熱ガード用金属膜が略同−温度
に保持されることから、周囲温度が一定に保たれる。
の周囲に形成された熱ガード用金属膜に絶縁膜を介して
発熱抵抗体が配され、この発熱抵抗体の抵抗値が電流制
御手段によって一定に保持されて、発熱抵抗体の温度が
一定に保持され、よって熱ガード用金属膜が略同−温度
に保持されることから、周囲温度が一定に保たれる。
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の一実施例となる輻射検出器の検出素子部分の構
成を第１図および第２図に示す。尚、第５図および第６
図に示す検出器と同一機能の部分には同一符号を付して
いる。
成を第１図および第２図に示す。尚、第５図および第６
図に示す検出器と同一機能の部分には同一符号を付して
いる。
この輻射検出器は、金属膜３周凹の金属枠１および金属
膜３から離間した位置に例えば金からなる熱ガード用金
属膜２０が形成されている。また、ポリイミド膜２の他
方の面には、熱ガード用金属膜２０と一部重なる領域に
発熱抵抗２１か設けられている。この発熱抵抗２１は、
第３図に示す電流制御回路に接続されている。
膜３から離間した位置に例えば金からなる熱ガード用金
属膜２０が形成されている。また、ポリイミド膜２の他
方の面には、熱ガード用金属膜２０と一部重なる領域に
発熱抵抗２１か設けられている。この発熱抵抗２１は、
第３図に示す電流制御回路に接続されている。
この電流制御回路は、発熱抵抗２１の両端が電源３０に
接続され、発熱抵抗２１へ供給される電流が電流計３１
で検出され、発熱抵抗２１の両端電圧が電圧計３２で検
出される。そして、電流計３１および電圧計３２の検出
信号が割算回路３３へ入力され、ここで算出された発熱
抵抗２１の抵抗値が電源３０ヘフイードバツクされる構
成となっている。電源３０からは、発熱抵抗２１の抵抗
値に応じて、該抵抗値を一定にするように発熱抵抗２１
に対して電流を供給する。
接続され、発熱抵抗２１へ供給される電流が電流計３１
で検出され、発熱抵抗２１の両端電圧が電圧計３２で検
出される。そして、電流計３１および電圧計３２の検出
信号が割算回路３３へ入力され、ここで算出された発熱
抵抗２１の抵抗値が電源３０ヘフイードバツクされる構
成となっている。電源３０からは、発熱抵抗２１の抵抗
値に応じて、該抵抗値を一定にするように発熱抵抗２１
に対して電流を供給する。
また、第２図に示すように構成された測定用センサＡお
よび参照用センサＢは、第４図に示すブリッジ回路に組
込まれて用いられる。
よび参照用センサＢは、第４図に示すブリッジ回路に組
込まれて用いられる。
次に、以上のように構成された本実施例の作用について
説明する。
説明する。
発熱抵抗２１の抵抗値は常に割算回路３３で計算されて
いて、金属膜３の周囲温度が核発熱により上昇するのに
伴い発熱抵抗２１の抵抗値が変化すると、その変化した
抵抗値が割算回路３３で計算され、その計算値が電源３
０ヘフイードバツクされ、抵抗値が一定となるように供
給電流が制御される。この様にして温度が一定に保たれ
る発熱抵抗２１には、ポリイミド膜２を介して熱ガード
用金属膜２０が熱的に密接に接続されているため、この
熱ガード用金属膜２１も温度が一定に保たれることとな
る。その結果、金属膜３周凹の温度変化が抑えられる。
いて、金属膜３の周囲温度が核発熱により上昇するのに
伴い発熱抵抗２１の抵抗値が変化すると、その変化した
抵抗値が割算回路３３で計算され、その計算値が電源３
０ヘフイードバツクされ、抵抗値が一定となるように供
給電流が制御される。この様にして温度が一定に保たれ
る発熱抵抗２１には、ポリイミド膜２を介して熱ガード
用金属膜２０が熱的に密接に接続されているため、この
熱ガード用金属膜２１も温度が一定に保たれることとな
る。その結果、金属膜３周凹の温度変化が抑えられる。
この様にして周囲温度が一定に保たれた金属膜３は、輻
射吸収による熱のみが、測定用センサＡの抵抗値変化に
寄与するものとなり、この抵抗値変化が第４図に示すブ
リッジ回路で検出されて輻射検出信号として出力される
。
射吸収による熱のみが、測定用センサＡの抵抗値変化に
寄与するものとなり、この抵抗値変化が第４図に示すブ
リッジ回路で検出されて輻射検出信号として出力される
。
この様に本実施例によれば、金属膜３の周囲に熱ガード
用金属膜２０を形成すると共に、ポリイミド膜２を介し
てこの熱ガード用金属膜２０と熱的に密接に接触した発
熱抵抗２１を設け、この発熱抵抗２１の抵抗値を電流制
御回路により一定に保つようにしたので、電流変化によ
って周囲温度を制御でき、極めて小さい時定数で温度を
安定化させることができる。例えば、熱ガード用金属膜
２０の厚さを２ミクロン程度にすれば、時定数を０．１
秒以下とすることができ、極めて高精度な輻射測定を実
現できる。
用金属膜２０を形成すると共に、ポリイミド膜２を介し
てこの熱ガード用金属膜２０と熱的に密接に接触した発
熱抵抗２１を設け、この発熱抵抗２１の抵抗値を電流制
御回路により一定に保つようにしたので、電流変化によ
って周囲温度を制御でき、極めて小さい時定数で温度を
安定化させることができる。例えば、熱ガード用金属膜
２０の厚さを２ミクロン程度にすれば、時定数を０．１
秒以下とすることができ、極めて高精度な輻射測定を実
現できる。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、例えば熱ガード用金属膜２０の形状および形成位置な
どは種々変形可能である。
、例えば熱ガード用金属膜２０の形状および形成位置な
どは種々変形可能である。
［発明の効果］
以上詳記したように本発明によれば、極めて小さい時定
数で周囲温度を安定化でき、極めて精度の高い輻射測定
を実現し得る輻射検出器を提供できる。
数で周囲温度を安定化でき、極めて精度の高い輻射測定
を実現し得る輻射検出器を提供できる。
第１図は本発明の一実施例の検出素子部分の平面図、第
２図は同検出素子部分の断面図、第３図は同実施例の電
流制御回路の構成図、第４図は同実施例に適用されるブ
リッジ回路の構成図、第５図は従来の輻射検出器の平面
図、第６図は同従来例の断面図、第７図は蒸着電極パタ
ーンの平面図、第８図は核発熱かある場合の輻射検出器
の特性図である。 １・・金属枠、２・・・ポリイミド膜、３・・・金属膜
、４・・・金属パターン、５・・リード線、２０・・・
熱ガード用金属膜、２１・・・発熱抵抗。
２図は同検出素子部分の断面図、第３図は同実施例の電
流制御回路の構成図、第４図は同実施例に適用されるブ
リッジ回路の構成図、第５図は従来の輻射検出器の平面
図、第６図は同従来例の断面図、第７図は蒸着電極パタ
ーンの平面図、第８図は核発熱かある場合の輻射検出器
の特性図である。 １・・金属枠、２・・・ポリイミド膜、３・・・金属膜
、４・・・金属パターン、５・・リード線、２０・・・
熱ガード用金属膜、２１・・・発熱抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属膜に入射する輻射によって発生する熱を、該金属膜
の裏面に絶縁膜を介して設けられた抵抗体へ伝え、該抵
抗体の抵抗値変化を検出して抵抗値変化に応じた輻射検
出信号を出力する輻射検出器において、 前記金属膜の周囲に形成された熱ガード用金属膜と、 前記熱ガード用金属膜に対して、前記絶縁膜を介して熱
的に密接に接触された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の
抵抗値が所定の値となるように前記発熱抵抗体に流す電
流を制御する電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする輻射検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224202A JPH04106494A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | 輻射検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2224202A JPH04106494A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | 輻射検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04106494A true JPH04106494A (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16810128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2224202A Pending JPH04106494A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | 輻射検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04106494A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103135118A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 中国原子能科学研究院 | γ放射源绝对活度测量方法 |
| JPWO2020032255A1 (ja) * | 2018-08-10 | 2021-08-10 | 積水化学工業株式会社 | センサシステム及びこれを用いた測定装置 |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP2224202A patent/JPH04106494A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103135118A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 中国原子能科学研究院 | γ放射源绝对活度测量方法 |
| JPWO2020032255A1 (ja) * | 2018-08-10 | 2021-08-10 | 積水化学工業株式会社 | センサシステム及びこれを用いた測定装置 |
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