JPH0458570A - 中性子検出装置 - Google Patents
中性子検出装置Info
- Publication number
- JPH0458570A JPH0458570A JP2170586A JP17058690A JPH0458570A JP H0458570 A JPH0458570 A JP H0458570A JP 2170586 A JP2170586 A JP 2170586A JP 17058690 A JP17058690 A JP 17058690A JP H0458570 A JPH0458570 A JP H0458570A
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- Japan
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- neutron
- alpha
- reaction
- rays
- neutrons
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルファ線の侵入によって記憶情報（ビット
）か反転する現象を用いて中性子の検出を行う中性子検
出装置に関する。
）か反転する現象を用いて中性子の検出を行う中性子検
出装置に関する。
従来から、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメ
モリ）あるいはＣＣＤ （電荷結合素子）のようなダイ
ナミックメモリを用いて、アルファ線の侵入によりその
メモリ中に蓄積されたテークか反転する現象、いわゆる
ソフト・エラーを検出することによって、アルファ線の
検出を行うことが提案されている（例えば、特開昭５５
−１８０４４号公報 特開昭６３−４０８９２号公報、
特開昭６３−６１９８３号公報参照）。ここて、ソフト
・エラーは、メモリ中にランタムに発生し、繰り返して
生じることかない／ングル・ビット・エラーと定義てき
、ソフト・エラーを起こしたビットは、次の書き込みサ
イクルには完全に回復してしまうという特徴を有してい
る。
モリ）あるいはＣＣＤ （電荷結合素子）のようなダイ
ナミックメモリを用いて、アルファ線の侵入によりその
メモリ中に蓄積されたテークか反転する現象、いわゆる
ソフト・エラーを検出することによって、アルファ線の
検出を行うことが提案されている（例えば、特開昭５５
−１８０４４号公報 特開昭６３−４０８９２号公報、
特開昭６３−６１９８３号公報参照）。ここて、ソフト
・エラーは、メモリ中にランタムに発生し、繰り返して
生じることかない／ングル・ビット・エラーと定義てき
、ソフト・エラーを起こしたビットは、次の書き込みサ
イクルには完全に回復してしまうという特徴を有してい
る。
一方、中性子は電荷を有していないために、透過物質を
電離して、電子−正孔対を生成する能力（′ｔ４離能）
が低く、従って、上記従来のダイナミックメモリを用い
た検出装置では中性子を検出するのは困難である。
電離して、電子−正孔対を生成する能力（′ｔ４離能）
が低く、従って、上記従来のダイナミックメモリを用い
た検出装置では中性子を検出するのは困難である。
このため、中性子を検出する装置としては、放射線検出
領域に１０Ｂを天然の存在比より高濃度に含有するホロ
ンか不純物として導入されているものか提案されている
（特開平１−２０４４６６号公報参照）。しかしながら
、この中性子検出装置にあっては、不純物として導入で
きる”Ｂの含有量に限りかあり、大量のＩＯＢ、すなわ
ちアルファ線発生源を導入できないため、検出効率か低
いという問題かある。
領域に１０Ｂを天然の存在比より高濃度に含有するホロ
ンか不純物として導入されているものか提案されている
（特開平１−２０４４６６号公報参照）。しかしながら
、この中性子検出装置にあっては、不純物として導入で
きる”Ｂの含有量に限りかあり、大量のＩＯＢ、すなわ
ちアルファ線発生源を導入できないため、検出効率か低
いという問題かある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、中性子を確実に検出することかでき、
かつ検出効率の向上を図ることかできる中性子検出装置
を提供することにある。
とするところは、中性子を確実に検出することかでき、
かつ検出効率の向上を図ることかできる中性子検出装置
を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、アル
ファ線の侵入によって記憶情報が反転するアルファ線検
出部の表面に中性子との反応断面積の高い物質を膜とし
て形成したちのである。
ファ線の侵入によって記憶情報が反転するアルファ線検
出部の表面に中性子との反応断面積の高い物質を膜とし
て形成したちのである。
また、本発明の請求項２は、中性子との反応断面積の高
い物質により形成された膜の表面に中性子の減速材物質
の層を形成したものである。
い物質により形成された膜の表面に中性子の減速材物質
の層を形成したものである。
本発明の中性子検出装置にあっては、アルファ線検出部
の表面に形成した中性子との反応断面積の高い物質の膜
によって、中性子をアルファ線に変え、このアルファ線
をアルファ線検出部によって検知して、中性子を検出す
る。
の表面に形成した中性子との反応断面積の高い物質の膜
によって、中性子をアルファ線に変え、このアルファ線
をアルファ線検出部によって検知して、中性子を検出す
る。
また、上記膜の表面に形成した中性子の減速材物質の層
によって、高速中性子を減速させ熱中性子にして、上記
膜における（ｎ、 α）反応断面積を高め、反応率を
向上させる。
によって、高速中性子を減速させ熱中性子にして、上記
膜における（ｎ、 α）反応断面積を高め、反応率を
向上させる。
以下、第１図ないし第３図に基づいて本発明の一実施例
を説明する。
を説明する。
本実施例の基本構成は、第２図と第３図に示すように、
従来のＤＲＡＭのメモリセル部と同様である。すなわち
、符号１はＰ−基板であり、このＰ−基板１上には、Ｍ
Ｏ３Ｏ３シト９フ２フ２いる。そして、ＭＯ３Ｏ３シト
９フ２フ２所定間隔をおいてＰ一基板１上に配置された
一対のトレイン領域り及びソース領域Ｓと、これらの中
間に位置するケートＧとから構成されている。
従来のＤＲＡＭのメモリセル部と同様である。すなわち
、符号１はＰ−基板であり、このＰ−基板１上には、Ｍ
Ｏ３Ｏ３シト９フ２フ２いる。そして、ＭＯ３Ｏ３シト
９フ２フ２所定間隔をおいてＰ一基板１上に配置された
一対のトレイン領域り及びソース領域Ｓと、これらの中
間に位置するケートＧとから構成されている。
また、上記コンデンサ部Ｃにアルファ線αか侵入するこ
とにより、蓄積された電荷に影響か与えられ、記憶情報
の反転現象か生しる。さらに、上記トレイン領域りには
ビット線ＢＬか接続され、かつケートＧにはワード線Ｗ
Ｌか接続されている。
とにより、蓄積された電荷に影響か与えられ、記憶情報
の反転現象か生しる。さらに、上記トレイン領域りには
ビット線ＢＬか接続され、かつケートＧにはワード線Ｗ
Ｌか接続されている。
さらにまた、上記コンデンサ部Ｃの導電体層２には正電
圧＋■。、が印加され、かっＰ一基板１は接地されてい
る。
圧＋■。、が印加され、かっＰ一基板１は接地されてい
る。
上記コンデンサ部Ｃの導電体層２の表面には、第１図に
示すように、＋０１３を主成分として含有する物質（Ｂ
，Ｂ，Ｏ，、ＢＮ，Ｂ４Ｃ等）が反応膜３として形成さ
れている。また、この反応膜３の表面には、中性子減速
材が層４として形成されている。そして、この中性子減
速材としては、中性子散乱断面積が大きく、かつ中性子
吸収断面積が小さい上に、質量数が小さいものが適して
おり、例えば、単体では、重水素，水素，炭素，ベリリ
ウム等が、かつ化合物では、パラフィン、ポリエチレン
等の水素を多く含んた有機化合物，金属水素化物，金属
水酸化物等かあげられる。
示すように、＋０１３を主成分として含有する物質（Ｂ
，Ｂ，Ｏ，、ＢＮ，Ｂ４Ｃ等）が反応膜３として形成さ
れている。また、この反応膜３の表面には、中性子減速
材が層４として形成されている。そして、この中性子減
速材としては、中性子散乱断面積が大きく、かつ中性子
吸収断面積が小さい上に、質量数が小さいものが適して
おり、例えば、単体では、重水素，水素，炭素，ベリリ
ウム等が、かつ化合物では、パラフィン、ポリエチレン
等の水素を多く含んた有機化合物，金属水素化物，金属
水酸化物等かあげられる。
上記反応膜３の厚さについて詳述すると、まず、中性子
と１０Ｂの反応は、 ｎ ＋ １０Ｂ−１−α＋７Ｌ ｉ ＋ ２． ７
８Ｍｅ Ｖてあり、アルファ線が放出するエネルキーは
単色である。
と１０Ｂの反応は、 ｎ ＋ １０Ｂ−１−α＋７Ｌ ｉ ＋ ２． ７
８Ｍｅ Ｖてあり、アルファ線が放出するエネルキーは
単色である。
上記反応式より放出されるアルファ線工不ルキーがＳｉ
中に作る電荷量は０．１２３ｐＣである。
中に作る電荷量は０．１２３ｐＣである。
また、２．７８ＭｅＶのアルファ線αのＳｉ中の飛程は
１２ ３μπである。
１２ ３μπである。
ここで、生成された電子がメモリセルに収集される割合
をにとし、メモリキャパシタに蓄積される電荷量をＱ
ｓ ＋ アルファ線の入射により発生する電荷量をＱ
αとすると、 １／２Ｘ Ｑ ｓ ＜に・Ｑα になれば、記憶情報が反転することになる。ここで、Ｑ
ｓは、ＱＳ＝ＣｓｘＶで表わされ、Ｃｓはキャパ７タ容
量，■は書込み電圧である。そこで、メモリキャパシタ
容量を２ＱｆＦ，書込み電圧を５■、収集効率にを５０
％とすると、 上式の左辺は５０ｆＣ，右辺は６２ｆＣとなり、アルフ
ァ線の入射に伴って発生する電荷量は十分に記憶情報を
反転させ得る。そこで、上式の右辺か取り得る値は５０
ｆＣより太きく６２ｆＣまでである。
をにとし、メモリキャパシタに蓄積される電荷量をＱ
ｓ ＋ アルファ線の入射により発生する電荷量をＱ
αとすると、 １／２Ｘ Ｑ ｓ ＜に・Ｑα になれば、記憶情報が反転することになる。ここで、Ｑ
ｓは、ＱＳ＝ＣｓｘＶで表わされ、Ｃｓはキャパ７タ容
量，■は書込み電圧である。そこで、メモリキャパシタ
容量を２ＱｆＦ，書込み電圧を５■、収集効率にを５０
％とすると、 上式の左辺は５０ｆＣ，右辺は６２ｆＣとなり、アルフ
ァ線の入射に伴って発生する電荷量は十分に記憶情報を
反転させ得る。そこで、上式の右辺か取り得る値は５０
ｆＣより太きく６２ｆＣまでである。
ところで、周知の通り、あるエネルギーを持ったアルフ
ァ線は、物質中で減衰していき、ついには全てのエネル
ギーを失う。この場合、反応膜３中で発生した２、７８
ＭｅＶのアルファ線のエネルギーが、その膜厚によって
とこまで減衰してよいか定量する必要かある。
ァ線は、物質中で減衰していき、ついには全てのエネル
ギーを失う。この場合、反応膜３中で発生した２、７８
ＭｅＶのアルファ線のエネルギーが、その膜厚によって
とこまで減衰してよいか定量する必要かある。
そこで、アルファ線が反応膜最上面で発生し、検出器有
感部に垂直に入射するものを最小値とし、最下面で発生
するアルファ線を最大値とすると、検出器有感部に入射
するアルファ線のエネルギーの範囲は、電荷量にして、
１００ｆＣより大きく１２３ｆＣまでの電子−正孔対を
発生させることかでき、エネルギーに換算する（阻止能
を求める）と、２．２５〜２．７８ＭｅＶになる。従っ
て、約Ｑ 、 ＯＭ ｅ〜“のエネルギーまでの減衰
を認めることかできる。このエネルギー範囲を検出器か
全て検出することか望ましく、そのときの反応膜３の厚
さの上限値は、１．２μｍ程度までである。
感部に垂直に入射するものを最小値とし、最下面で発生
するアルファ線を最大値とすると、検出器有感部に入射
するアルファ線のエネルギーの範囲は、電荷量にして、
１００ｆＣより大きく１２３ｆＣまでの電子−正孔対を
発生させることかでき、エネルギーに換算する（阻止能
を求める）と、２．２５〜２．７８ＭｅＶになる。従っ
て、約Ｑ 、 ＯＭ ｅ〜“のエネルギーまでの減衰
を認めることかできる。このエネルギー範囲を検出器か
全て検出することか望ましく、そのときの反応膜３の厚
さの上限値は、１．２μｍ程度までである。
上記のように構成された中性子検出装置にあっては、”
Ｂを含む反応膜３と中性子とか反応して、アルファ線カ
発生し、このアルファ線かメモリセルのコンデンサ部Ｃ
に到達して、記憶情報を反転させることにより、円滑に
中性子を検出することができる。
Ｂを含む反応膜３と中性子とか反応して、アルファ線カ
発生し、このアルファ線かメモリセルのコンデンサ部Ｃ
に到達して、記憶情報を反転させることにより、円滑に
中性子を検出することができる。
また、この際、反応膜３の表面に中性子減衰層４を形成
することにより、反応膜３との（ｎ、 α）反応断面
積を高め、この結果、反応率を高めることかでき、中性
子の検出感度を向上させることができる。
することにより、反応膜３との（ｎ、 α）反応断面
積を高め、この結果、反応率を高めることかでき、中性
子の検出感度を向上させることができる。
なお、上記実施例においては、中性子と反応する物質と
して”Ｂをあげて説明したか、これに限らず、８Ｌｉで
もよく、例えば、＠Ｌｉを多く含んだＬｉＦを用いても
よい。
して”Ｂをあげて説明したか、これに限らず、８Ｌｉで
もよく、例えば、＠Ｌｉを多く含んだＬｉＦを用いても
よい。
以上説明したように、本発明の請求項１は、アルファ線
の侵入によって記憶情報か反転するアルファ線検出部の
表面に中性子との反応断面積の高い物質を膜として形成
したものであるから、上記アルファ線検出部の表面に形
成した中性子との反応断面積の高い物質の膜によって、
中性子をアルファ線に変え、このアルファ線をアルファ
線検出部によって検知することにより、中性子を確実に
検出することができ、かつ検出効率の向上を図ることか
できる。
の侵入によって記憶情報か反転するアルファ線検出部の
表面に中性子との反応断面積の高い物質を膜として形成
したものであるから、上記アルファ線検出部の表面に形
成した中性子との反応断面積の高い物質の膜によって、
中性子をアルファ線に変え、このアルファ線をアルファ
線検出部によって検知することにより、中性子を確実に
検出することができ、かつ検出効率の向上を図ることか
できる。
また、本発明の請求項２は、中性子との反応断面積の高
い物質により形成された膜の表面に中性子の減速材物質
の層を形成したものであるから、上記中性子の減速材物
質の層によって、高速中性子を減速させ熱中性子にする
ことにより、上記膜における（ ｎ ＋ α）反応断
面積を高めることができ、反応率を向上させることがで
きる。
い物質により形成された膜の表面に中性子の減速材物質
の層を形成したものであるから、上記中性子の減速材物
質の層によって、高速中性子を減速させ熱中性子にする
ことにより、上記膜における（ ｎ ＋ α）反応断
面積を高めることができ、反応率を向上させることがで
きる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は説明図、第２図はメモリセル部の説明図、第３
図はメモリセル部の等価回路図である。 Ｃ・・コンデンサ部（電荷蓄積部）、３反応膜、 ４−・中性子減速層。
第１図は説明図、第２図はメモリセル部の説明図、第３
図はメモリセル部の等価回路図である。 Ｃ・・コンデンサ部（電荷蓄積部）、３反応膜、 ４−・中性子減速層。
Claims (2)
- （１）アルファ線の侵入によって記憶情報が反転するア
ルファ線検出部の表面に中性子との反応断面積の高い物
質を膜として形成したことを特徴とする中性子検出装置
。 - （２）中性子との反応断面積の高い物質により形成され
た膜の表面に中性子の減速材物質の層を形成したことを
特徴とする請求項１記載の中性子検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170586A JPH0458570A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 中性子検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170586A JPH0458570A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 中性子検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458570A true JPH0458570A (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=15907585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2170586A Pending JPH0458570A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 中性子検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0458570A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509345A (ja) * | 2003-10-20 | 2007-04-12 | アメリカ合衆国 | 中性子検出デバイス及びその製造方法 |
| JP2021144996A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2021144995A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2170586A patent/JPH0458570A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509345A (ja) * | 2003-10-20 | 2007-04-12 | アメリカ合衆国 | 中性子検出デバイス及びその製造方法 |
| JP2021144996A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2021144995A (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
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