JPH0415588A - 放射線検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体やシン千レータを用いてα線等の荷電弓

【粒子を検出する放射線検出器、特に、この放射線検出器の出力信号をマルチチャンネル波高分析器（以後、この分析器をＭＣＡということがある。）を用いてパルス波高分析を行って放射線検出器が検出した放射線の放射線源としての核種の同定並びに定量を行う際に、精度の高い定量を行うことのできる検出器に関する。、 〔従来の技術〕

第３図を工従来の半導体放射線検出器工な用いて上記し
た核種の同定並びに定量を行うようにした放射線測定装
置２の構成図で、図において、３は検出器１を構成する
半導体にバイアス電圧を印加するようにしたバイアス電
源装置、４は検出器１に放射線５が入射するーとによっ
てこの検出器１が出力するパルス状の電荷は＠ｌａをプ
リアンプ６に人力するようにした結合コンデンサ、７は
ブｊアンプ６が出力する信号１ａ［応じた′電圧パルス
信号６ａをそのまま電圧増幅するようにしたリニアアン
プで、８はアンプ７の出力信号７ａが入力され、かつ信
号７ａについて所定のパルス波高分析を行って、信号７
ａ中に現れるパルス信号の波高Ｈの大きさに対応した波
高チャンネル番号Ｃと個々の波高チャンネルごとの前記
パルス信号に対する計数値Ｎとの関係（チャンネル番号
Ｃと計数値Ｎとの関係はいわ（φろ微分パルス波高分布
に対応しているので、以後とのＣとＮとの関係をパルス
波高分布といい、ＣとＮとの関係を表す曲線ンパルス波
高分布曲線Ｘということがある。）を求めろと共に、こ
の求められたパルス波高分布曲線Ｘとこの分布曲線Ｘが
描かれたＣ−Ｎ直交座標系におけるＣ軸との間ニｋ）っ
て７かつ予め定められた波高チャンネル番号へから予め
定められた波高チャンネルＢに至る波高千ヤンネル領域
（以後、この領域をＲＯＩ　Ｃｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　１
ｎｔｅｒｅｓｔ　）領域ということメ７″−あり、ここ
にＡ＜Ｂである。）内にある部分力面積、つまりＲＯＩ
領域内のキ１ミ計数値Ｓと、ｉ（、ＯＪ−領域内におい
てパルス波高分布面？ｓＸが呈する単峰状のピークパタ
ーンＰの頂点が存在する波高チャンネル番号Ｃｏとを求
めて、Ｓとｃ。 とから放射線５のうちの前記パターンＰを生成するに至
った放射線成分Ｇの線源とし℃の核種の同定とこの同定
された核種の定量とを行うようにした前述のマルチチャ
ンネル波高分析器である。そうして、放射線測定装拘゛
２は図示した各部で構成されている。以後、波高分析器
８をＭ、　ＣＡ　８と略記ずろことがある。 〔発明が解決しようとする課題〕 放射縁測定装置２は上述のように構成され℃いるので、
今、仮［、放射線源から出射された固有の乍−エネルギ
ーを治する上述の放射線成分Ｇが。 該線源から放射紳険出器１　ｙ）放射線入射窓１ｂに至
るまでの径路゛で自己の運動エネルギーを失うことな（
かり千面状Ｃトｊ１１入射窓１ｂに垂直和入射し、その
うえ、とり）１．を慣：；雫＋ＪＺ分Ｇが検出器１に入
射１′ろ１−とに、１、：）Ｃ［該検出器内に生成され
た電子正孔対グ〕］べ℃が占’ｔ”ＩＪＩ　（ｒ　”Ｉ
Ｉイ）ことなく検出器ｌ内の電極に収集されたと寸イ〕
と７この時ＭＣＡ８Ｖｃより℃求められるパルス波高分
布曲線Ｘｖｃは、放射線成分Ｇに対応した上述グ）ピー
クパターンＰが、第４図に示し、たｔ・、１ぼ左右対称
な特性線９の」：うになつ℃現れ２）ことが理論上既に
明らかにされている。そうして、第４１′Ｍに七：・〕
“ろＣ軸は矢印方向にしたがってチャンネル１１号ＣＫ
対応したパルス波高■（が大ぎくなろも′Ｉ）としてい
る。 ところが、放射線成分Ｇ　ｂ−検出器】に入射するに当
っては、線源から放射線入射窓１ｂに至る径路が真空で
ないニー４つこの径路に存在する原子等によって放射線
Ｇが散乱されろなどして該放射線Ｇの運動エネルギーの
一部が失われることは明らかであり、また、放射線（）
の中には入射窓１ｂに斜めに入射するものもあって、こ
の窓１ｂに斜めに入射したものの中には、電子正孔対を
生成しながら検出器１内を進行するもののその運動エネ
ルギネルギーの一部だけが電子正孔対の生１ｌｊ２に費
されることになるものがあり、さらに、放射線成分Ｇが
検出器１に入射することによってこの検出器１内に生成
された電子正孔対の中には検出器１の電極に到達する途
中で再結合して消滅するものかあるのが通例であるから
、これらの理由で、パルス波高分布曲線Ｘに現れる放射
線成分Ｇ［対応した上述のパターンＰは、第４図に示し
た特性線１０のように、この特性線１０の頂点１０ａよ
りも右側では特性線９に一致し、頂点１０ａよりも左側
では図示のように長く尾を引いた形状になる。 したがって、放射線５が入射窓１ｂに入射することによ
ってＭＣＡ　８で求められる分布曲線Ｘが第４図におけ
るようなただ一個の単峰状ピークパターンＰを呈する特
性線１０となっていれば１ＭＣＡ８においてＲ，ＯＩ領
域Ａ、Ｂを第４図図示のように設定することによって、
特性線頂点１０ａに対応したチャンネル番号ＣＯと、Ｒ
ＯＩ領域Ａ、　Ｂ内において特性線１０とＣ軸とでとり
囲まれた部分の総計数値Ｓ。とから放射線成分Ｇの線源
に対する同定と定量とが共に正確に行えることが明らか
であるが、今、検出器１を放射線５の放射線場においた
時パルス波高分布曲線Ｘの中に第５図に示したような特
性線１０．１１．１２の各々にもとづく都合三個のピー
クパターンＰが現れるために、（第５図においてはパル
ス波高分布曲線Ｘが実際には特性線１０．１１．１２の
合成曲線になるが、以下の説明の便宜−ヒ、第５図では
曲線Ｘを構成する特性線１０〜１２を個別に示している
。）ＲＯＩ領域Ａ、Ｂを第５図図示のように設定して放
射線成分Ｇの線源に対する同定と定量とを行わざるを得
ないとした場合、この場合にＭＣＡ　８で得られる総計
数値Ｓは（１）式で表されることが明らかであって、こ
こに、ＳｌはＣ＝Ａよりも左側の低波高領域においてＣ
軸と特性線１０とでとり囲まれた部分の輪１１」叔イ１
４であり、８２はＣ＝＝　３３よりも左側の低枝高誼域
ｖｃおいでＣ１ＩＩＩ１．Ｉと’；’ｌｆ　ｉｌｌ　緑
１１と゛（巧゛どり囲まｊｌ、た部分の総１什数（Ｈ＋
４−である１、Ｓ二Ｓ。−８，ｌ−８，・・・・・・（
１）′ｉＩｌ′ｉわζノ、−１−述り、た放射）腺呂＋
ｉｌ　：ｉ’、　’ｊ’；：　１２］：　２π瓜ミいて
（゛工、放１１　Ｋｄｉ！　ｔ）’Ｚ分（」の線ｖ（ｉ
？　（７）定（１１を行丸５５とした時、ＭＣＡｓで求
めらハろ総語数飴ＳがΔＳ　＝−８１１−８゜の誤差な
含むことπなり、油常江＼Ｓ、であＺ）ので、放射線０
０勝、・原に対して゛′ｒ−１層変の高い定遣−が行え
ないという問題点がある。 不発ｊＩｌ」の目的は、パルス波計１公布曲ｈ　Ｘ　Ｖ
ｃおい′Ｃ即１葎吠ピークバダーンＰ夕値−１゛る特１
生線１ｏのような船１士線が低波高側に尾な引くことの
ないようにし〔１分祈対家放射線成分の線源に対しＣ精
度の；Ｃｉ“」い定−解が行える）ように寸ろこと１で
ある。 ［１沫）ａ４を解決１イ）ためノ）手段」−上記目的を
達成ず５たｙ八本発明によれば、平ｉｆ４＋状放痢）＋
ｌ＋ｉ入射窓の１Ｇ前Ｗこノ）放射線入射窓に入射−７
１−ろ故躬祿び）入射角を限定する放射純入射角限電凸
１へ杓を１没（−１で放射線検出器を・ｉ竹１）ν、す
る。１〔作用〕 ）、記のように構成すると、放射純入射窓限＞ｉ上部材
により℃、入射方向が放射線入射窓に対して垂直でない
放射線が放射線検出器内に入射することを防上し、放射
線入射窓に対し℃垂直かまたはほぼ垂面に入射する放射
線／、ｉげが放射線検出器内に入射することができるよ
うにすることができ（〕ので、との放射線検出器を上述
の放射線測定装置２における放射線検出器１のかわりに
用いた場合。 ＭＣＡ　８で求められろパルス波高分布曲線Ｘｃおける
すべての卆峰状ピークパターンＰの各々における低波高
側の尾を引いた部分の長さを、放射線検出器に放射線入
射角限定部材が設けられていない場合よりも短くするこ
とができて、この結果上述した総計数値の誤差ΔＳが小
さ（なることが第５図から明らかであるから、分析対象
放射線成分の線源に対して精度σ〕高い定脩を行うこと
ができろ放射線検出器が得られることになる。 〔実施例〕 第１図Ｆ工本発明の一実施例とＬ′ｃの放射線検出器内
３を用いた２前述の放射＋ｉ尿測定装百２に対応ｌまた
放射線測定装置ｎ１４の構成図で、放射線検出器１３の
前述した検出器１と異なる所は、ハニカム構造ａ、よつ
′Ｃ１ｔＩ７而正六川形の一部な寸法の貫通孔１５ａＪ
Ｂ１合体と１．て形成さオした第２図図示の厚板状放射
線、４哉材料製１）放躬萌）入射角限定部材１５が７放
射線検出器１の放射線入射窓１　））の表面に図示して
いない手段で当し固定されて、検出器１と部伺１５とで
放射線検出器１３が構成されていて、検出器Ｉ３のこの
ような構成によつ℃。 放射線５　ｙ）　５ちの放射純入射窓１ｂ［斜めに入射
するも勾の殆どが部材１５の前面１５ｂから貫通孔１５
ａ内に進入した後入射窓１ｂに到達する前にｄ通孔１５
ａの側壁１．５　Ｃに衝突して進行を停止し、放射線５
のうちの窓１ｂに垂直かまたはほぼ垂直に入射しだもグ
）・フ〕みが窓１ｂを通過して検出器１内に進入１゛ろ
ことかできるようになっていることである。 第１図において（工、放射線測定ル装置１４が上述のよ
うに構成されている）〕で、この場合ＭＣＡ３一 で求められるパルス波、％Ｇ分布曲線Ｘを形成する＋’
４’＋１述のピークパターンＰのすべてが低波高側に尾
を引くことの少ない形状になると、とが明らかで、しタ
カって、測定装置１４においては、〜ｉｃ’Ａ　８　テ
ａＯＩ領域Ａ、Ｂを第５図図示のように設定して同図に
おける特性線１０なイ゛ずろ放ＴｈＪ＃來成分（）の細
ｒんミの定もｉ・を行うＪ５にした前１、放射線Ｆｊの
うらの一部が部Ｈ１５により前述したようｉｃして検出
器ｌ内へ入射するごとを阻止されイ）ためピークパター
ンＰの各部にお（３ろ計数値Ｎ／Ｊス少／、イ＜なっτ
！＋！Ｊ件銖１０に関わる総計数値Ｓが小さくぽなるも
のの、パルス波高分布面７腺Ｘが特性線１ｏのみ２少・
らなる場合はもちろんのこと１曲線Ｘが都合三個の特性
線１０．１１．１２の合成曲線と４（ってぃろ場合や曲
線Ｘが特性線１０〜１２を含む多数の特性線の合成曲線
となっている場合のいずれの場合においてもＱｌ述した
総計数ｉｕ’ｆｆｉ　ｍ差ΔＳが大幅に小さくなるＪ）
で、ΔＳ／Ｓで表される短寸の相対誤差が小さ（なって
１分析対象放射勝成分Ｇの線源に対すイ）精度の高い定
＋７４が付えることＶこなる。 Ｏ 上述の放射扉検出器１３では部材１５に帖けるすべての
Ｗ通孔１．５　ａが−様な寸法の旧人角形断面であると
したが１本発明の場合、放射線５のうちの放射線入射窓
１ｂに垂「かまたはほぼ垂直に入射するものをでざるだ
レー）多（検出器１円〜人射さセるように部材１５が構
成されていＪｌば１文通孔１．５　ａのｌθ１而形面が
上述グ〕ようになっている必要はなくて任意の形状、任
意の手法でよいことはもちろんであり、また、検出器１
３では部材１５を窓］１）の表面に当接するように設け
たが、本発明では部材１５を窓１ｉ）の表面の近傍にこ
の表面から喀し′（設けろようにしても差し支えないも
のである。 〔発明の効果〕 、）述ｔ−たようｖｃ５本′＃５明においては、平面状
放射線入射窓の直前にこの放射線入射窓て入射する放射
線の入射角を限定する放射線入射角限定部材を設けて放
射線検出器な構成した１、 こび〕ため、十記・／）ように構成１「６と、放射線入
射グ１限・宇部杓によ−）で−大判方向が放射線入射窓
に対して正射−でｊ、Ｌい放射線が放射線検出器内に入
射することを防止し、放射線入射窓π対１−で垂直かま
たげほぼ垂面に入射する放射線だけが放射線検出器内に
入射゛−することがで゛ぎるようｖｒ：　１ゐ）ことが
できイ）ので、この放射線検出ル）をＩ−述の放射線測
定装置１ｆ２Ｖｃおけろ放射線検出器１１）かわりに用
いた場合、ＭＣＡ　８で求められるパルス波高分布曲線
Ｘに：ｆｄげろすべての単峰状ピークパターンＰの各々
における低波高０１１１の尾を引いた部分の長さを、放
射線検出器に放射線入射角限定部材が設けられていない
場合よりも短くすることができで、この結果上述した総
計数値の誤差ΔＳが小さくなることが′ｆ、５図から明
らかで、あるから、本発明には分析対象放射線成分の線
画に対しτ精度り）高い定量を行うことができる放射線
検出器が得られろ効果があ乙）、、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明１〕−実砲例を用いた放射線測定装置の
構成図、 第２図は第１図に示１〜だ放射線入射角限定部材の正面
図。 第３図は従来の放射線検出器を用（・た放射線測定装置
の構成図、 少７４図及び第５図は第３図に示した従来の放射線検出
器に］３ける解決すべき問題点に関わる異なる説明図で
ある。 １ｂ・・・・・・放射線入射窓、５・・・・・・放射線
、１３・・・・・・放射線検出器、１５・−・・・・放
射線入射角限定部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）平面状放射線入射窓の直前にこの放射線入射窓に入
   射する放射線の入射角を限定する放射線入射角限定部材
   を設けたことを特徴とする放射線検出器。