JPH07176777A - 中性子検出器及び中性子モニタ - Google Patents
中性子検出器及び中性子モニタInfo
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- JPH07176777A JPH07176777A JP5319373A JP31937393A JPH07176777A JP H07176777 A JPH07176777 A JP H07176777A JP 5319373 A JP5319373 A JP 5319373A JP 31937393 A JP31937393 A JP 31937393A JP H07176777 A JPH07176777 A JP H07176777A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、１つの検出素子を用いて１cm
線量当量の応答を高感度で実現する中性子検出器を提供
することにある。 【構成】検出素子１の上面の中央領域にＰ型拡散層２
を、検出素子１及び拡散層２の上面に酸化絶縁膜３を設
ける。また、酸化絶縁膜３の上面には、熱中性子と反応
して荷電粒子を発生する粒状のコンバータ４と、高速中
性子と反応してプロトンを発生するプロトンラジエータ
５とを設け、コンバータ４の実効的な厚さを、コンバー
タ４内で発生する荷電粒子の飛程よりも厚くする。更
に、信号取出電極６を酸化絶縁膜３を通して拡散層２の
一部に電気的に接続し、検出素子１の下面に設けた対向
電極７に対して、信号取出電極６に端子８から逆バイア
ス（−Ｖ）を印加して拡散層２の下部に空乏層９を形成
する。
線量当量の応答を高感度で実現する中性子検出器を提供
することにある。 【構成】検出素子１の上面の中央領域にＰ型拡散層２
を、検出素子１及び拡散層２の上面に酸化絶縁膜３を設
ける。また、酸化絶縁膜３の上面には、熱中性子と反応
して荷電粒子を発生する粒状のコンバータ４と、高速中
性子と反応してプロトンを発生するプロトンラジエータ
５とを設け、コンバータ４の実効的な厚さを、コンバー
タ４内で発生する荷電粒子の飛程よりも厚くする。更
に、信号取出電極６を酸化絶縁膜３を通して拡散層２の
一部に電気的に接続し、検出素子１の下面に設けた対向
電極７に対して、信号取出電極６に端子８から逆バイア
ス（−Ｖ）を印加して拡散層２の下部に空乏層９を形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は中性子検出器に係り、特
に、原子力発電所，再処理施設，加速器取扱施設等で用
いるのに好適な半導体式中性子検出器に関する。
に、原子力発電所，再処理施設，加速器取扱施設等で用
いるのに好適な半導体式中性子検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】中性子検出を行う線量計に対しては、Ｉ
ＣＲＰ(International Committee onRadiological Prot
ection)の勧告により、後述するような１cm線量当量の
応答（入射中性子エネルギーに対する検出感度の特性）
が要求されている。この１cm線量当量の応答は、０.０
２５ｅＶ〜１５ＭｅＶ という広い中性子のエネルギー
範囲において、約５０倍の感度差（１００ｋｅＶを境に
熱中性子を含む低エネルギー領域の感度が高エネルギー
領域の約１／５０となる）があり、何らかの手段でこの
応答差を維持する必要がある。
ＣＲＰ(International Committee onRadiological Prot
ection)の勧告により、後述するような１cm線量当量の
応答（入射中性子エネルギーに対する検出感度の特性）
が要求されている。この１cm線量当量の応答は、０.０
２５ｅＶ〜１５ＭｅＶ という広い中性子のエネルギー
範囲において、約５０倍の感度差（１００ｋｅＶを境に
熱中性子を含む低エネルギー領域の感度が高エネルギー
領域の約１／５０となる）があり、何らかの手段でこの
応答差を維持する必要がある。
【０００３】従来の個人被曝線量計としては、Radiatio
n Protection Dosimetory(ラディエーション プロテク
ション ドジメトリ), Vol.27, No.3, p.145〜p.156（1
989)に記載のものがある。この公知例は、低速中性子検
出用及び高速中性子検出用の２つの半導体式中性子検出
器を組合せて１つの個人被曝線量計を構成している。ま
た、他の従来例として、国際公開番号ＷＯ９１／１７４
６２号公報に記載のものがある。この公知例は、１つの
半導体式中性子検出素子の表面に低速中性子検出用のコ
ンバータと高速中性子検出用のプロトンラジエータを混
在させた層を形成して中性子検出器を構成している。こ
の公知例では、コンバータの実効的な厚さをコンバータ
内におけるα線の飛程を超えない範囲に設定している。
n Protection Dosimetory(ラディエーション プロテク
ション ドジメトリ), Vol.27, No.3, p.145〜p.156（1
989)に記載のものがある。この公知例は、低速中性子検
出用及び高速中性子検出用の２つの半導体式中性子検出
器を組合せて１つの個人被曝線量計を構成している。ま
た、他の従来例として、国際公開番号ＷＯ９１／１７４
６２号公報に記載のものがある。この公知例は、１つの
半導体式中性子検出素子の表面に低速中性子検出用のコ
ンバータと高速中性子検出用のプロトンラジエータを混
在させた層を形成して中性子検出器を構成している。こ
の公知例では、コンバータの実効的な厚さをコンバータ
内におけるα線の飛程を超えない範囲に設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来例で
は、特に１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲で１cm
線量当量の応答を満足していないし、２つの検出器を用
いているために処理回路が複雑になり、線量計が大型に
なるという問題がある。
は、特に１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲で１cm
線量当量の応答を満足していないし、２つの検出器を用
いているために処理回路が複雑になり、線量計が大型に
なるという問題がある。
【０００５】また、第２の従来例では、低エネルギー領
域と高エネルギー領域において約５０倍の感度差をもた
せるために、α線の飛程を超えないコンバータの厚さに
対応させてプロトンラジエータの厚さを薄くする必要が
あるので、高速中性子の検出感度が低下するという問題
がある。
域と高エネルギー領域において約５０倍の感度差をもた
せるために、α線の飛程を超えないコンバータの厚さに
対応させてプロトンラジエータの厚さを薄くする必要が
あるので、高速中性子の検出感度が低下するという問題
がある。
【０００６】本発明の目的は、１つの検出素子を用いて
１cm線量当量の応答を高感度で実現する中性子検出器を
提供することにある。
１cm線量当量の応答を高感度で実現する中性子検出器を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体放射線検出素子の表面に、熱中性
子と核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質
と、高速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する
第２の物質とを設け、前記第１の物質の実効的な厚さ
を、該物質内で発生する荷電粒子の飛程より厚くしたも
のである。
に、本発明は、半導体放射線検出素子の表面に、熱中性
子と核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質
と、高速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する
第２の物質とを設け、前記第１の物質の実効的な厚さ
を、該物質内で発生する荷電粒子の飛程より厚くしたも
のである。
【０００８】また、本発明は、半導体放射線検出素子の
表面に、熱中性子と核反応を起こして荷電粒子を発生す
る第１の物質と、高速中性子との相互作用により荷電粒
子を発生する第２の物質とを設け、さらに、前記第１の
物質とは別に、前記熱中性子を吸収する第３の物質を前
記検出素子の表面又は近傍に設け、前記第１の物質の実
効的な厚さを、該物質内で発生する荷電粒子の飛程より
厚くしたものである。
表面に、熱中性子と核反応を起こして荷電粒子を発生す
る第１の物質と、高速中性子との相互作用により荷電粒
子を発生する第２の物質とを設け、さらに、前記第１の
物質とは別に、前記熱中性子を吸収する第３の物質を前
記検出素子の表面又は近傍に設け、前記第１の物質の実
効的な厚さを、該物質内で発生する荷電粒子の飛程より
厚くしたものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、第１の物質のうち、該物質内
で発生する荷電粒子の飛程以下の厚さ領域の物質を熱中
性子を最高感度で検出することに利用できると共に、該
飛程を超える領域の物質による熱中性子の吸収作用を用
いて熱中性子の高速中性子に対する相対感度を低下させ
ることができる。また、第２の物質の厚さを該物質内で
発生する荷電粒子の最大飛程程度に設定することによ
り、高速中性子を最高感度で検出できる。従って、第１
の物質の厚さを調整することにより、低エネルギー領域
と高エネルギー領域における約５０倍の感度差を維持
し、１つの検出素子を用いて１cm線量当量の応答を高感
度で実現することができる。
で発生する荷電粒子の飛程以下の厚さ領域の物質を熱中
性子を最高感度で検出することに利用できると共に、該
飛程を超える領域の物質による熱中性子の吸収作用を用
いて熱中性子の高速中性子に対する相対感度を低下させ
ることができる。また、第２の物質の厚さを該物質内で
発生する荷電粒子の最大飛程程度に設定することによ
り、高速中性子を最高感度で検出できる。従って、第１
の物質の厚さを調整することにより、低エネルギー領域
と高エネルギー領域における約５０倍の感度差を維持
し、１つの検出素子を用いて１cm線量当量の応答を高感
度で実現することができる。
【００１０】また、本発明によれば、第１の物質のう
ち、該物質内で発生する荷電粒子の飛程以下の厚さ領域
の物質を熱中性子を最高感度で検出することに利用でき
ると共に、該飛程を超える領域の物質及び第３の物質に
よる熱中性子の吸収作用を用いて熱中性子の高速中性子
に対する相対感度を低下させることができる。更に、第
２の物質の厚さを該物質内で発生する荷電粒子の最大飛
程程度に設定することにより、高速中性子を最高感度で
検出できる。従って、第１の物質及び第３の物質の厚さ
を調整することにより、１つの検出素子を用いて１cm線
量当量の応答を高感度で実現することができる。
ち、該物質内で発生する荷電粒子の飛程以下の厚さ領域
の物質を熱中性子を最高感度で検出することに利用でき
ると共に、該飛程を超える領域の物質及び第３の物質に
よる熱中性子の吸収作用を用いて熱中性子の高速中性子
に対する相対感度を低下させることができる。更に、第
２の物質の厚さを該物質内で発生する荷電粒子の最大飛
程程度に設定することにより、高速中性子を最高感度で
検出できる。従って、第１の物質及び第３の物質の厚さ
を調整することにより、１つの検出素子を用いて１cm線
量当量の応答を高感度で実現することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明を半導体式中性子モニタに適用した第
１の実施例を示す。本中性子モニタは中性子を検出して
検出信号を出力する中性子検出器と、中性子検出器の出
力信号をカップリングコンデンサー１０を介して入力し
増幅する前置増幅器１１及び比例増幅器１２と、比例増
幅器１２の出力信号を計数する計数回路１３と、計数回
路１３の計数信号を中性子量に換算してこれを表示する
演算表示器１４とから構成される。
る。図１は本発明を半導体式中性子モニタに適用した第
１の実施例を示す。本中性子モニタは中性子を検出して
検出信号を出力する中性子検出器と、中性子検出器の出
力信号をカップリングコンデンサー１０を介して入力し
増幅する前置増幅器１１及び比例増幅器１２と、比例増
幅器１２の出力信号を計数する計数回路１３と、計数回
路１３の計数信号を中性子量に換算してこれを表示する
演算表示器１４とから構成される。
【００１２】本実施例の中性子検出器はシリコン半導体
を用いており、シリコン検出素子１の上面の中央領域に
Ｐ型拡散層２を、検出素子１及び拡散層２の上面にシリ
コンの酸化絶縁膜（ＳｉＯ2 膜）３を設けている。更
に、酸化絶縁膜３の上面には、熱中性子と反応して荷電
粒子を発生する粒状のコンバータ４と、高速中性子と反
応してプロトンを発生するプロトンラジエータ５とを設
けている。コンバータ４としては、熱中性子と反応して
α線を発生する硼素やリチウム等を、プロトンラジエー
タ５としては、水素化合物であるパラフィン，ポリエチ
レン，エポキシ樹脂等を用いることができる。また、信
号取出電極６を酸化絶縁膜３を通して拡散層２の一部に
電気的に接続し、検出素子１の下面に設けた対向電極
(アース電極)７に対して、信号取出電極６に端子８から
逆バイアス（−Ｖ）を印加して拡散層２の下部に空乏層
９を形成する。本検出器に中性子が入射すると、熱中性
子とコンバータ４の反応で発生した荷電粒子と、高速中
性子とプロトンラジエータ５の反応で発生したプロトン
が空乏層９に入射して電子(ｅ)−正孔(ｈ)対の電荷を生
成し、これが中性子の検出信号となる。以下、本実施例
では硼素をコンバータ４に用いた例について説明する。
を用いており、シリコン検出素子１の上面の中央領域に
Ｐ型拡散層２を、検出素子１及び拡散層２の上面にシリ
コンの酸化絶縁膜（ＳｉＯ2 膜）３を設けている。更
に、酸化絶縁膜３の上面には、熱中性子と反応して荷電
粒子を発生する粒状のコンバータ４と、高速中性子と反
応してプロトンを発生するプロトンラジエータ５とを設
けている。コンバータ４としては、熱中性子と反応して
α線を発生する硼素やリチウム等を、プロトンラジエー
タ５としては、水素化合物であるパラフィン，ポリエチ
レン，エポキシ樹脂等を用いることができる。また、信
号取出電極６を酸化絶縁膜３を通して拡散層２の一部に
電気的に接続し、検出素子１の下面に設けた対向電極
(アース電極)７に対して、信号取出電極６に端子８から
逆バイアス（−Ｖ）を印加して拡散層２の下部に空乏層
９を形成する。本検出器に中性子が入射すると、熱中性
子とコンバータ４の反応で発生した荷電粒子と、高速中
性子とプロトンラジエータ５の反応で発生したプロトン
が空乏層９に入射して電子(ｅ)−正孔(ｈ)対の電荷を生
成し、これが中性子の検出信号となる。以下、本実施例
では硼素をコンバータ４に用いた例について説明する。
【００１３】次に、図２を用いて中性子検出器の詳細を
説明する。図２では、信号取出電極６や対向電極７等は
省略している。本検出器は、図１で示した検出器本体を
中性子減速体２０の中央に設け、その外側に開口部を有
する熱中性子吸収体２１を設けている。中性子減速体
（モデレータとも呼ぶ）２０としては、パラフィン，ポ
リエチレン等を、熱中性子吸収体２１としては、硼素や
リチウムの他に、熱中性子を吸収し荷電粒子は発生しな
いカドミウム等を用いることもできる。
説明する。図２では、信号取出電極６や対向電極７等は
省略している。本検出器は、図１で示した検出器本体を
中性子減速体２０の中央に設け、その外側に開口部を有
する熱中性子吸収体２１を設けている。中性子減速体
（モデレータとも呼ぶ）２０としては、パラフィン，ポ
リエチレン等を、熱中性子吸収体２１としては、硼素や
リチウムの他に、熱中性子を吸収し荷電粒子は発生しな
いカドミウム等を用いることもできる。
【００１４】本検出器に外部から入射する熱中性子ｎth
は、熱中性子吸収体２１の開口比（熱中性子吸収体の全
表面積に対する開口部の割合）分だけ通過し、中性子減
速体２０で減速されて検出器本体に到達する。一方、高
速中性子ｎf は熱中性子吸収体２１の吸収を受けずに、
中性子減速体２０だけで減速されて検出器本体に到達す
る。
は、熱中性子吸収体２１の開口比（熱中性子吸収体の全
表面積に対する開口部の割合）分だけ通過し、中性子減
速体２０で減速されて検出器本体に到達する。一方、高
速中性子ｎf は熱中性子吸収体２１の吸収を受けずに、
中性子減速体２０だけで減速されて検出器本体に到達す
る。
【００１５】ここで、図３を用いて中性子モニタに要求
される１cm線量当量の応答特性について説明する。１cm
線量当量の応答は、図３に示すように、１０ｋｅＶ〜１
MeVの間で約５０倍の感度差が必要となる。中性子モニ
タの応答Ｒは、核反応断面積σ及び中性子フラックスφ
と次式の関係にある。
される１cm線量当量の応答特性について説明する。１cm
線量当量の応答は、図３に示すように、１０ｋｅＶ〜１
MeVの間で約５０倍の感度差が必要となる。中性子モニ
タの応答Ｒは、核反応断面積σ及び中性子フラックスφ
と次式の関係にある。
【００１６】
【数１】 Ｒ(Ｅ)∝ＮB∫{σB(Ｅ)・φ(Ｅ)}ｄＥ＋ＮP∫{σP(Ｅ)・φ(Ｅ)}ｄＥ …（数１） ここで、Ｅは中性子エネルギー（ＭｅＶ）、ＮB，ＮPは
検出に寄与する硼素と水素の原子数、σB(Ｅ)，σP(Ｅ)
は硼素と水素の核反応断面積である。Ｅが１ＭｅＶ以上
ではプロトンラジエータで発生する陽子線が検出信号の
主体となり、１０ｋｅＶ以下では硼素の核反応で発生す
るα線が主体となる。また、１ＭｅＶ以上の領域及び１
０ｋｅＶ以下の領域はほぼ平坦な応答となる。この応答
を図２の構成の半導体検出器で実現するには硼素の厚さ
が重要となる。
検出に寄与する硼素と水素の原子数、σB(Ｅ)，σP(Ｅ)
は硼素と水素の核反応断面積である。Ｅが１ＭｅＶ以上
ではプロトンラジエータで発生する陽子線が検出信号の
主体となり、１０ｋｅＶ以下では硼素の核反応で発生す
るα線が主体となる。また、１ＭｅＶ以上の領域及び１
０ｋｅＶ以下の領域はほぼ平坦な応答となる。この応答
を図２の構成の半導体検出器で実現するには硼素の厚さ
が重要となる。
【００１７】検出素子の表面に設ける硼素厚と検出素子
表面における熱中性子束の関係は図４のようになる。同
図に示すように、硼素厚が厚くなるほど検出素子表面で
の熱中性子束は低下し、硼素厚が３０μｍ以上になると
検出素子表面の中性子束は数分の１に低下する。更に、
硼素厚１００μｍ程度では検出素子表面の中性子束は１
／１０以下に低下する。厳密には、中性子モニタの構造
により応答特性は多少変わるが、例えばプロトンラジエ
ータの厚さを図３の応答特性の最大エネルギー１５Ｍｅ
Ｖに対応するプロトンの最大飛程である２mm程度とすれ
ば、硼素厚３０μｍ〜２００μｍの範囲が検出素子とし
ての機械的強度を維持しつつ、１cm線量当量の応答特性
を得るために効果的な範囲となる。
表面における熱中性子束の関係は図４のようになる。同
図に示すように、硼素厚が厚くなるほど検出素子表面で
の熱中性子束は低下し、硼素厚が３０μｍ以上になると
検出素子表面の中性子束は数分の１に低下する。更に、
硼素厚１００μｍ程度では検出素子表面の中性子束は１
／１０以下に低下する。厳密には、中性子モニタの構造
により応答特性は多少変わるが、例えばプロトンラジエ
ータの厚さを図３の応答特性の最大エネルギー１５Ｍｅ
Ｖに対応するプロトンの最大飛程である２mm程度とすれ
ば、硼素厚３０μｍ〜２００μｍの範囲が検出素子とし
ての機械的強度を維持しつつ、１cm線量当量の応答特性
を得るために効果的な範囲となる。
【００１８】即ち、高速中性子を検出するプロトンラジ
エータの厚さを約２mmとすることにより高速中性子に対
する検出感度を最高感度に維持しつつ、検出素子表面に
設ける硼素のうち、硼素内のα線(１.４７ＭｅＶ）の飛
程である約１０μｍを超える厚さの部分を熱中性子の吸
収体として用いることにより高速中性子に対する熱中性
子の相対感度を約１／５０に調整できるので、１cm線量
当量の応答特性を達成することができる。この際、硼素
の厚さの他に、図２の熱中性子吸収体２１の厚さや開口
比、中性子減速体２０の厚さなども合わせて調整するこ
とにより、１cm線量当量の応答特性をより確実に達成で
きる。
エータの厚さを約２mmとすることにより高速中性子に対
する検出感度を最高感度に維持しつつ、検出素子表面に
設ける硼素のうち、硼素内のα線(１.４７ＭｅＶ）の飛
程である約１０μｍを超える厚さの部分を熱中性子の吸
収体として用いることにより高速中性子に対する熱中性
子の相対感度を約１／５０に調整できるので、１cm線量
当量の応答特性を達成することができる。この際、硼素
の厚さの他に、図２の熱中性子吸収体２１の厚さや開口
比、中性子減速体２０の厚さなども合わせて調整するこ
とにより、１cm線量当量の応答特性をより確実に達成で
きる。
【００１９】以上の説明のように、従来硼素内のα線の
最大飛程である約１０μｍより厚く設けた硼素は熱中性
子検出に寄与せず無意味な存在であると考えられていた
ものが、本発明では、１cm線量当量の応答調整には極め
て重要な役割を果たしていることがわかる。尚、上述し
た硼素厚とは実効的な硼素の厚さを意味し、図２で示し
たように、他の物質であるプロトンラジエータ５と混在
する場合はその混在比分に相当する厚さとなる。即ち、
硼素の見かけの厚さをt0、空隙率をεとすると、実効的
な硼素の厚さｔは、ｔ＝ｔ0(１−ε) で表わせる。ここ
で、空隙率εとは、硼素の見かけの厚さｔ0 内における
硼素以外の物質（ガスも含む）が占める体積の割合を表
わす。言い換えれば、ここで述べた硼素厚とは１００％
の10Ｂの厚さに換算した厚さである。また、硼素以外の
核反応物質（ウラン等）をコンバータとして用いる場合
にも、コンバータの実効的な厚さをその物質が発生する
荷電粒子の飛程以上の厚さとすることが必要となる。
最大飛程である約１０μｍより厚く設けた硼素は熱中性
子検出に寄与せず無意味な存在であると考えられていた
ものが、本発明では、１cm線量当量の応答調整には極め
て重要な役割を果たしていることがわかる。尚、上述し
た硼素厚とは実効的な硼素の厚さを意味し、図２で示し
たように、他の物質であるプロトンラジエータ５と混在
する場合はその混在比分に相当する厚さとなる。即ち、
硼素の見かけの厚さをt0、空隙率をεとすると、実効的
な硼素の厚さｔは、ｔ＝ｔ0(１−ε) で表わせる。ここ
で、空隙率εとは、硼素の見かけの厚さｔ0 内における
硼素以外の物質（ガスも含む）が占める体積の割合を表
わす。言い換えれば、ここで述べた硼素厚とは１００％
の10Ｂの厚さに換算した厚さである。また、硼素以外の
核反応物質（ウラン等）をコンバータとして用いる場合
にも、コンバータの実効的な厚さをその物質が発生する
荷電粒子の飛程以上の厚さとすることが必要となる。
【００２０】図５に第１の実施例を実現した中性子モニ
タの応答特性の測定例を示す。同図から、１cm線量当量
の応答に高精度で一致する特性を有する中性子モニタを
実現できていることがわかる。
タの応答特性の測定例を示す。同図から、１cm線量当量
の応答に高精度で一致する特性を有する中性子モニタを
実現できていることがわかる。
【００２１】次に、図６を用いて本発明を半導体式中性
子検出器に適用した第２の実施例を説明する。本実施例
では、検出素子１の表面にコンバータ４とプロトンラジ
エータ５を設け、検出素子１の表面から所定の距離を隔
てた近傍に硼素と異なる熱中性子吸収体２２（例えば、
リチウムやウラン等）を設けている。同図では、中性子
検出器の基本構成を模式的に示しており、図２で示した
中性子減速体２０や熱中性子吸収体２１を含む他の詳細
構成は省略している。
子検出器に適用した第２の実施例を説明する。本実施例
では、検出素子１の表面にコンバータ４とプロトンラジ
エータ５を設け、検出素子１の表面から所定の距離を隔
てた近傍に硼素と異なる熱中性子吸収体２２（例えば、
リチウムやウラン等）を設けている。同図では、中性子
検出器の基本構成を模式的に示しており、図２で示した
中性子減速体２０や熱中性子吸収体２１を含む他の詳細
構成は省略している。
【００２２】図６の構造を有する検出器の場合、現実に
は左右両側から熱中性子が入射するので、検出器に入射
した熱中性子はコンバータ４及び熱中性子吸収体２２に
より吸収され、熱中性子束は曲線２３のようにコンバー
タ４と熱中性子吸収体２２の付近において最も減衰した
（歪んだ）分布を持つ。同図では、第２の実施例による
感度調整を説明するために、検出器の左側からのみ熱中
性子が入射すると仮定して、検出器構造材の位置に対す
る熱中性子束の変化を示した。検出器の左側から入射し
た熱中性子束φ0 は、熱中性子吸収体２２及びコンバー
タ４で吸収されてφ1 まで減衰し、検出素子１に至る。
は左右両側から熱中性子が入射するので、検出器に入射
した熱中性子はコンバータ４及び熱中性子吸収体２２に
より吸収され、熱中性子束は曲線２３のようにコンバー
タ４と熱中性子吸収体２２の付近において最も減衰した
（歪んだ）分布を持つ。同図では、第２の実施例による
感度調整を説明するために、検出器の左側からのみ熱中
性子が入射すると仮定して、検出器構造材の位置に対す
る熱中性子束の変化を示した。検出器の左側から入射し
た熱中性子束φ0 は、熱中性子吸収体２２及びコンバー
タ４で吸収されてφ1 まで減衰し、検出素子１に至る。
【００２３】本実施例では、コンバータ４として硼素を
用いその厚さを１０μｍ、プロトンラジエータ５の厚さ
を２mmとし、コンバータ４と熱中性子吸収体２２の厚さ
の和を３０μｍ〜２００μｍとする。本構成では、熱中
性子と熱中性子吸収体２２との反応により発生する荷電
粒子の飛程はプロトンラジエータ５の厚さに比べて十分
に小さいので、熱中性子吸収体２２は検出素子１による
熱中性子検出には寄与しない。即ち、本実施例によれ
ば、コンバータ４及びプロトンラジエータ５の厚さをそ
れぞれ熱中性子及び高速中性子の最高感度にほぼ設定
し、熱中性子吸収体２２による熱中性子の吸収作用を利
用して高速中性子に対する熱中性子の相対感度を約１／
５０に調整することにより、１cm線量当量の応答を容易
に実現することができる。尚、図６では、熱中性子吸収
体２２とプロトンラジエータ５を離して示しているが、
これらを接するように設けても良いし、熱中性子吸収体
２２としてカドミウム等を用いることもできる。
用いその厚さを１０μｍ、プロトンラジエータ５の厚さ
を２mmとし、コンバータ４と熱中性子吸収体２２の厚さ
の和を３０μｍ〜２００μｍとする。本構成では、熱中
性子と熱中性子吸収体２２との反応により発生する荷電
粒子の飛程はプロトンラジエータ５の厚さに比べて十分
に小さいので、熱中性子吸収体２２は検出素子１による
熱中性子検出には寄与しない。即ち、本実施例によれ
ば、コンバータ４及びプロトンラジエータ５の厚さをそ
れぞれ熱中性子及び高速中性子の最高感度にほぼ設定
し、熱中性子吸収体２２による熱中性子の吸収作用を利
用して高速中性子に対する熱中性子の相対感度を約１／
５０に調整することにより、１cm線量当量の応答を容易
に実現することができる。尚、図６では、熱中性子吸収
体２２とプロトンラジエータ５を離して示しているが、
これらを接するように設けても良いし、熱中性子吸収体
２２としてカドミウム等を用いることもできる。
【００２４】次に、図７を用いて本発明を半導体式中性
子検出器に適用した第３の実施例を説明する。本実施例
は、図６に示した第２の実施例の検出素子１の背面から
所定の距離を隔てた近傍にも熱中性子吸収体２２と同じ
物質からなる熱中性子吸収体２５を設けている。図７
も、図６と同様に、中性子検出器の基本構成を模式的に
示したものであり、図２で示した中性子減速体２０や熱
中性子吸収体２１を含む他の詳細構成は省略している。
また、第３の実施例による感度調整を説明するために、
検出器の左側からのみ熱中性子が入射すると仮定して、
検出器構造材の位置に対する熱中性子束の変化を示して
いる。検出器の左側から入射した熱中性子束φ0 は、熱
中性子吸収体２２及びコンバータ４で吸収されφ1 まで
減衰して検出素子１に至り、更に熱中性子吸収体２５で
吸収されてφ2 まで減衰する。
子検出器に適用した第３の実施例を説明する。本実施例
は、図６に示した第２の実施例の検出素子１の背面から
所定の距離を隔てた近傍にも熱中性子吸収体２２と同じ
物質からなる熱中性子吸収体２５を設けている。図７
も、図６と同様に、中性子検出器の基本構成を模式的に
示したものであり、図２で示した中性子減速体２０や熱
中性子吸収体２１を含む他の詳細構成は省略している。
また、第３の実施例による感度調整を説明するために、
検出器の左側からのみ熱中性子が入射すると仮定して、
検出器構造材の位置に対する熱中性子束の変化を示して
いる。検出器の左側から入射した熱中性子束φ0 は、熱
中性子吸収体２２及びコンバータ４で吸収されφ1 まで
減衰して検出素子１に至り、更に熱中性子吸収体２５で
吸収されてφ2 まで減衰する。
【００２５】本実施例でも、コンバータ４として硼素を
用いその厚さを１０μｍ、プロトンラジエータ５の厚さ
を２mmとし、コンバータ４と熱中性子吸収体２２及び２
５の厚さの和を３０μｍ〜２００μｍとする。本構成で
は、熱中性子と熱中性子吸収体２５との反応によっても
荷電粒子が発生するが、その飛程は検出素子１の厚さに
比べて十分に小さいので、熱中性子吸収体２２及び２５
は検出素子１による熱中性子検出には寄与しない。即
ち、本実施例によれば、コンバータ４及びプロトンラジ
エータ５の厚さをそれぞれ熱中性子及び高速中性子の最
高感度にほぼ設定し、熱中性子吸収体２２及び２５によ
る熱中性子の吸収作用を利用して高速中性子に対する熱
中性子の相対感度を約１／５０に調整することにより、
１cm線量当量の応答を容易に実現することができる。も
ちろん、熱中性子吸収体２２及び２５の厚さは材料の核
反応断面積を考慮して設定する必要がある。
用いその厚さを１０μｍ、プロトンラジエータ５の厚さ
を２mmとし、コンバータ４と熱中性子吸収体２２及び２
５の厚さの和を３０μｍ〜２００μｍとする。本構成で
は、熱中性子と熱中性子吸収体２５との反応によっても
荷電粒子が発生するが、その飛程は検出素子１の厚さに
比べて十分に小さいので、熱中性子吸収体２２及び２５
は検出素子１による熱中性子検出には寄与しない。即
ち、本実施例によれば、コンバータ４及びプロトンラジ
エータ５の厚さをそれぞれ熱中性子及び高速中性子の最
高感度にほぼ設定し、熱中性子吸収体２２及び２５によ
る熱中性子の吸収作用を利用して高速中性子に対する熱
中性子の相対感度を約１／５０に調整することにより、
１cm線量当量の応答を容易に実現することができる。も
ちろん、熱中性子吸収体２２及び２５の厚さは材料の核
反応断面積を考慮して設定する必要がある。
【００２６】尚、図７では、熱中性子吸収体２２とプロ
トンラジエータ５の間、及び検出素子１と熱中性子吸収
体２５の間を離して示しているが、これらを接するよう
に設けても良いし、熱中性子吸収体２２や２５としてカ
ドミウム等を用いることもできる。
トンラジエータ５の間、及び検出素子１と熱中性子吸収
体２５の間を離して示しているが、これらを接するよう
に設けても良いし、熱中性子吸収体２２や２５としてカ
ドミウム等を用いることもできる。
【００２７】以上の実施例は、数１で中性子検出に寄与
する中性子コンバータ及びプロトンラジエータの厚さに
対応する原子数ＮB 及びＮP を最も高感度になる条件で
一定に維持し、低エネルギー領域の中性子フラックスφ
(Ｅ)を低下させることにより中性子の低エネルギー領域
と高エネルギー領域の大きな感度差を形成するものであ
る。
する中性子コンバータ及びプロトンラジエータの厚さに
対応する原子数ＮB 及びＮP を最も高感度になる条件で
一定に維持し、低エネルギー領域の中性子フラックスφ
(Ｅ)を低下させることにより中性子の低エネルギー領域
と高エネルギー領域の大きな感度差を形成するものであ
る。
【００２８】また、１cm線量当量の応答を実現する別の
手段としては、数１の中性子検出に寄与する中性子コン
バータ及びプロトンラジエータの原子数ＮB 及びＮP 自
体が大きく異なるように、検出素子表面に設ける中性子
コンバータ及びプロトンラジエータの厚さを調整するこ
とによっても中性子の低エネルギー領域と高エネルギー
領域の大きな感度差を形成することが可能である。
手段としては、数１の中性子検出に寄与する中性子コン
バータ及びプロトンラジエータの原子数ＮB 及びＮP 自
体が大きく異なるように、検出素子表面に設ける中性子
コンバータ及びプロトンラジエータの厚さを調整するこ
とによっても中性子の低エネルギー領域と高エネルギー
領域の大きな感度差を形成することが可能である。
【００２９】上記別の手段に関しても、中性子コンバー
タとして硼素を用いる例で説明する。プロトンラジエー
タの厚さを２mmより薄くして前記５０倍の感度差を維持
するためには、(１)検出信号に寄与する硼素の厚さを１
０μｍに比べて十分に薄くし、検出素子の外部には熱中
性子を吸収する硼素を設けないこと、又は、(２)検出素
子の外部に設ける硼素の厚さを厚くして熱中性子束の歪
を十分に大きくすること、が必要になる。
タとして硼素を用いる例で説明する。プロトンラジエー
タの厚さを２mmより薄くして前記５０倍の感度差を維持
するためには、(１)検出信号に寄与する硼素の厚さを１
０μｍに比べて十分に薄くし、検出素子の外部には熱中
性子を吸収する硼素を設けないこと、又は、(２)検出素
子の外部に設ける硼素の厚さを厚くして熱中性子束の歪
を十分に大きくすること、が必要になる。
【００３０】図８に検出素子に設けるプロトンラジエー
タの厚さをパラメータにした１cm線量当量の応答を満足
する硼素厚の設計条件を示す。（１）の条件で１cm線量
当量の応答を満足する関係が図８の直線３０で、（２）
の条件で１cm線量当量の応答を満足する関係が図８の曲
線３１である。図８の直線３０はプロトンラジエータ厚
に比例した薄い厚さの硼素を設ける条件を表わし、曲線
３１はプロトンラジエータ厚に逆比例した厚い厚さの硼
素を設ける条件を表わしている。これらの条件は中性子
モニタの絶対感度を低下させることになるものの、１cm
線量当量の応答は十分に満足できる。上記（１）の条件
は１００〜１０００Å程度の薄膜硼素を均一に設ける技
術が必要となるので検出器の製作が難しく、また応答の
微調節の点でも難しい。一方、（２）の条件は技術的に
も製作が容易で、応答調節の点でも柔軟性がある。
タの厚さをパラメータにした１cm線量当量の応答を満足
する硼素厚の設計条件を示す。（１）の条件で１cm線量
当量の応答を満足する関係が図８の直線３０で、（２）
の条件で１cm線量当量の応答を満足する関係が図８の曲
線３１である。図８の直線３０はプロトンラジエータ厚
に比例した薄い厚さの硼素を設ける条件を表わし、曲線
３１はプロトンラジエータ厚に逆比例した厚い厚さの硼
素を設ける条件を表わしている。これらの条件は中性子
モニタの絶対感度を低下させることになるものの、１cm
線量当量の応答は十分に満足できる。上記（１）の条件
は１００〜１０００Å程度の薄膜硼素を均一に設ける技
術が必要となるので検出器の製作が難しく、また応答の
微調節の点でも難しい。一方、（２）の条件は技術的に
も製作が容易で、応答調節の点でも柔軟性がある。
【００３１】次に、図９を用いて本発明を半導体式中性
子検出器に適用した第４の実施例を説明する。一般に、
中性子検出の指向性を排除するためには検出器形状を球
形にするのが最も良いが、製作工数が増えてコスト高に
なる。このため、本実施例では検出器形状として球に近
い円柱形状を採用している。即ち、円板状の検出素子１
の表面にコンバータ４とプロトンラジエータ５を層状に
設け、その周りを中空円柱状の中性子減速体２０及び開
口部を有する熱中性子吸収体２１で覆う。
子検出器に適用した第４の実施例を説明する。一般に、
中性子検出の指向性を排除するためには検出器形状を球
形にするのが最も良いが、製作工数が増えてコスト高に
なる。このため、本実施例では検出器形状として球に近
い円柱形状を採用している。即ち、円板状の検出素子１
の表面にコンバータ４とプロトンラジエータ５を層状に
設け、その周りを中空円柱状の中性子減速体２０及び開
口部を有する熱中性子吸収体２１で覆う。
【００３２】本実施例では、プロトンラジエータ５の厚
さを機械的強度で決まる下限である約０.３mm 以上、プ
ロトンラジエータ５内のプロトンの最大飛程に対応する
上限である約２mm以下とすると共に、コンバータ４及び
熱中性子吸収体２１として硼素を用い、その厚さの和を
３０μｍ〜２００μｍの範囲内でプロトンラジエータ５
の厚さに応じて設定する。厚さの設定基準として図８の
関係を用いることにより、１cm線量当量の応答を達成す
ることができる。更に、検出器の直径Ｄと高さＬを等し
くすると共に、中性子減速体２０の径方向及び高さ方向
の肉厚、並びに熱中性子吸収体２１の径方向及び高さ方
向の肉厚をそれぞれ同じにすることにより、単純で指向
性のない検出器を容易に実現できる。
さを機械的強度で決まる下限である約０.３mm 以上、プ
ロトンラジエータ５内のプロトンの最大飛程に対応する
上限である約２mm以下とすると共に、コンバータ４及び
熱中性子吸収体２１として硼素を用い、その厚さの和を
３０μｍ〜２００μｍの範囲内でプロトンラジエータ５
の厚さに応じて設定する。厚さの設定基準として図８の
関係を用いることにより、１cm線量当量の応答を達成す
ることができる。更に、検出器の直径Ｄと高さＬを等し
くすると共に、中性子減速体２０の径方向及び高さ方向
の肉厚、並びに熱中性子吸収体２１の径方向及び高さ方
向の肉厚をそれぞれ同じにすることにより、単純で指向
性のない検出器を容易に実現できる。
【００３３】尚、本実施例では、熱中性子吸収体２１と
して硼素を用いた例を示したが、硼素の代わりにリチウ
ム，ウラン，カドミウム等を用いても良く、この場合
は、これらの吸収体による熱中性子の吸収量を考慮し
て、図８のプロトンラジエータ厚に対する硼素厚の関係
を訂正し、これに従って、コンバータ４の厚さを設定す
ることにより、１cm線量当量の応答を達成することがで
きる。更に、コンバータ４としては、図１に示したよう
な粒状のものを用いても良く、この場合は、実効的厚さ
によって感度を調整すれば良い。
して硼素を用いた例を示したが、硼素の代わりにリチウ
ム，ウラン，カドミウム等を用いても良く、この場合
は、これらの吸収体による熱中性子の吸収量を考慮し
て、図８のプロトンラジエータ厚に対する硼素厚の関係
を訂正し、これに従って、コンバータ４の厚さを設定す
ることにより、１cm線量当量の応答を達成することがで
きる。更に、コンバータ４としては、図１に示したよう
な粒状のものを用いても良く、この場合は、実効的厚さ
によって感度を調整すれば良い。
【００３４】次に、図１０に本発明をサーベイメータに
適用した第５の実施例を示す。本サーベイメータは、前
述の中性子検出器を内蔵する中性子減速体２０と、検出
器の検出信号を計測する計測系及び計測系の計測信号を
用いて１cm線量当量の値を演算する演算器を内蔵する計
測演算部３２と、計測演算部３２の演算結果を表示する
表示器３３とを備える。このように、本発明を適用した
中性子検出器をサーベイメータに用いることにより、１
cm線量当量の応答を高感度で得られる実用的な中性子サ
ーベイメータを容易に実現することができる。
適用した第５の実施例を示す。本サーベイメータは、前
述の中性子検出器を内蔵する中性子減速体２０と、検出
器の検出信号を計測する計測系及び計測系の計測信号を
用いて１cm線量当量の値を演算する演算器を内蔵する計
測演算部３２と、計測演算部３２の演算結果を表示する
表示器３３とを備える。このように、本発明を適用した
中性子検出器をサーベイメータに用いることにより、１
cm線量当量の応答を高感度で得られる実用的な中性子サ
ーベイメータを容易に実現することができる。
【００３５】更に、図１１に本発明を中性子個人被曝線
量計に適用した第６の実施例を示す。本線量計は、前述
の中性子検出器３７と、検出器３７の検出信号を増幅し
て計数する放射線計測回路３８と、計測回路３８の計測
信号を用いて被曝線量を演算する演算器３９と、演算器
３９で求めた被曝線量をＬＣＤ等で表示する表示器４０
と、放射線計測回路３８，演算器３９及び表示器４０に
電力を供給するバッテリー３４と、これらを収納する携
帯用ケース３５と、携帯用ケース３５ごと人体の胸部に
固定するクリップ３６とを備える。ここで、放射線計測
回路３２は図１に示したカップリングコンデンサー１
０，前置増幅器１１，比例増幅器１２、及び計数回路１
３を内蔵する。個人被曝線量計は携帯使用のため大きな
中性子減速体を検出器の周囲に配置できない。しかし、
人体そのものが中性子減速体の役目を果たすので、１cm
線量当量の応答を容易に維持することができる。このよ
うに、本発明を適用した中性子検出器を個人被曝線量計
に用いることによって、より正確な個人被曝線量当量の
管理が可能になる。
量計に適用した第６の実施例を示す。本線量計は、前述
の中性子検出器３７と、検出器３７の検出信号を増幅し
て計数する放射線計測回路３８と、計測回路３８の計測
信号を用いて被曝線量を演算する演算器３９と、演算器
３９で求めた被曝線量をＬＣＤ等で表示する表示器４０
と、放射線計測回路３８，演算器３９及び表示器４０に
電力を供給するバッテリー３４と、これらを収納する携
帯用ケース３５と、携帯用ケース３５ごと人体の胸部に
固定するクリップ３６とを備える。ここで、放射線計測
回路３２は図１に示したカップリングコンデンサー１
０，前置増幅器１１，比例増幅器１２、及び計数回路１
３を内蔵する。個人被曝線量計は携帯使用のため大きな
中性子減速体を検出器の周囲に配置できない。しかし、
人体そのものが中性子減速体の役目を果たすので、１cm
線量当量の応答を容易に維持することができる。このよ
うに、本発明を適用した中性子検出器を個人被曝線量計
に用いることによって、より正確な個人被曝線量当量の
管理が可能になる。
【００３６】以上説明したように、本発明を用いること
により低エネルギー領域と高エネルギー領域で約５０倍
の差がある１cm線量当量の応答特性を１つの半導体検出
器で容易にかつ高感度に達成し、実用的な各種の中性子
モニタを実現することができる。尚、以上の実施例では
シリコン半導体を用いた例で説明したが、他の半導体材
料や化合物半導体を用いる中性子検出器にも容易に適用
できる。
により低エネルギー領域と高エネルギー領域で約５０倍
の差がある１cm線量当量の応答特性を１つの半導体検出
器で容易にかつ高感度に達成し、実用的な各種の中性子
モニタを実現することができる。尚、以上の実施例では
シリコン半導体を用いた例で説明したが、他の半導体材
料や化合物半導体を用いる中性子検出器にも容易に適用
できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、１つの検出素子を用い
て１cm線量当量の応答を高感度で実現する中性子検出器
を提供できる。
て１cm線量当量の応答を高感度で実現する中性子検出器
を提供できる。
【図１】本発明を半導体式中性子モニタに適用した第１
の実施例を示す図。
の実施例を示す図。
【図２】図１の中性子検出器の詳細説明図。
【図３】１cm線量当量の応答特性の説明図。
【図４】検出素子表面に設ける硼素厚と検出素子表面に
おける熱中性子束の関係図。
おける熱中性子束の関係図。
【図５】第１の実施例を実現した中性子モニタの応答特
性の測定例を示す図。
性の測定例を示す図。
【図６】本発明を半導体式中性子モニタに適用した第２
の実施例を示す図。
の実施例を示す図。
【図７】本発明を半導体式中性子モニタに適用した第３
の実施例を示す図。
の実施例を示す図。
【図８】１cm線量当量の応答を満足するためのプロトン
ラジエータ厚に対する硼素厚の条件を示す図。
ラジエータ厚に対する硼素厚の条件を示す図。
【図９】本発明を半導体式中性子モニタに適用した第４
の実施例を示す図。
の実施例を示す図。
【図１０】本発明をサーベイメータに適用した第５の実
施例を示す図。
施例を示す図。
【図１１】本発明を中性子個人被曝線量計に適用した第
６の実施例を示す図。
６の実施例を示す図。
【符号の説明】 １…検出素子、２…Ｐ型拡散層、３…酸化絶縁膜、４…
コンバータ、５…プロトンラジエータ、６…信号取出電
極、７…対向電極、８…端子、９…空乏層、１０…カッ
プリングコンデンサー、１１…前置増幅器、１２…比例
増幅器、１３…計数回路、１４…演算表示器、２０…中
性子減速体、２１，２２，２５…熱中性子吸収体、３２
…計測演算部、３３…表示器、３４…バッテリー、３５
…携帯用ケース、３６…クリップ、３７…中性子検出
器、３８…計測回路、３９…演算器、４０…表示器。
コンバータ、５…プロトンラジエータ、６…信号取出電
極、７…対向電極、８…端子、９…空乏層、１０…カッ
プリングコンデンサー、１１…前置増幅器、１２…比例
増幅器、１３…計数回路、１４…演算表示器、２０…中
性子減速体、２１，２２，２５…熱中性子吸収体、３２
…計測演算部、３３…表示器、３４…バッテリー、３５
…携帯用ケース、３６…クリップ、３７…中性子検出
器、３８…計測回路、３９…演算器、４０…表示器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海原 明久 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内
Claims (12)
- 【請求項１】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質の実効的な厚さを、該物質内で発生する
荷電粒子の飛程より厚くしたことを特徴とする中性子検
出器。 - 【請求項２】請求項１に記載の中性子検出器において、
前記実効的な厚さｔは、前記第１の物質の見かけの厚さ
ｔ0 及び空隙率εを用いて、ｔ＝ｔ0(１−ε) で表わさ
れることを特徴とする中性子検出器。 - 【請求項３】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質の実効的な厚さが３０μｍ〜２００μｍ
の範囲にあることを特徴とする中性子検出器。 - 【請求項４】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質の実効的な厚さを、該物質内で発生する
荷電粒子の飛程より厚くし、 前記第２の物質の厚さを、該物質内で発生する荷電粒子
の最大飛程程度にしたことを特徴とする中性子検出器。 - 【請求項５】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質の実効的な厚さが３０μｍ〜２００μｍ
の範囲にあり、 前記第２の物質の厚さが２mm程度であることを特徴とす
る中性子検出器。 - 【請求項６】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質とは別に、前記熱中性子を吸収する第３
の物質を前記検出素子の表面又は近傍に設け、 前記第１の物質の実効的な厚さを、該物質内で発生する
荷電粒子の飛程より厚くし、 前記第１の物質及び第３の物質の実効的な厚さの和が、
３０μｍ〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする中
性子検出器。 - 【請求項７】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質とは別に、前記熱中性子を吸収する第３
の物質を前記検出素子の表面又は近傍に設け、 前記第１の物質の実効的な厚さを、該物質内で発生する
荷電粒子の飛程より厚くし、 前記第１の物質及び第３の物質の実効的な厚さの和が、
３０μｍ〜２００μｍの範囲にあり、 前記第２の物質の厚さを、該物質内で発生する荷電粒子
の最大飛程程度にしたことを特徴とする中性子検出器。 - 【請求項８】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質とは別に、前記熱中性子を吸収する第３
の物質を前記検出素子の表面又は近傍に設け、 前記第１の物質の実効的な厚さを、該物質内で発生する
荷電粒子の飛程より厚くし、 前記第１の物質及び第３の物質の実効的な厚さの和が、
３０μｍ〜２００μｍの範囲にあり、 前記第２の物質の厚さが２mm程度であることを特徴とす
る中性子検出器。 - 【請求項９】半導体放射線検出素子の表面に熱中性子と
核反応を起こして荷電粒子を発生する第１の物質と、高
速中性子との相互作用により荷電粒子を発生する第２の
物質とを設け、前記荷電粒子を検出することにより前記
中性子を検出する中性子検出器において、 前記第１の物質は硼素で、その実効的な厚さが３０μｍ
〜２００μｍの範囲にあり、 前記第２の物質が水素化合物で、その厚さが２mm程度で
あることを特徴とする中性子検出器。 - 【請求項１０】請求項１乃至９の何れかに記載の中性子
検出器において、該検出器はその外側を中性子減速体又
は熱中性子吸収体或いはその両方で覆われていることを
特徴とする中性子検出器。 - 【請求項１１】請求項１乃至９の何れかに記載の中性子
検出器と、該検出器の検出信号を増幅する増幅器と、該
増幅器の出力信号を計数する計数回路と、該計数回路の
出力信号を演算して演算結果を表示する演算表示器とを
備えたことを特徴とする中性子モニタ。 - 【請求項１２】請求項１乃至９の何れかに記載の中性子
検出器を備えたことを特徴とする中性子個人被曝線量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5319373A JPH07176777A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 中性子検出器及び中性子モニタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5319373A JPH07176777A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 中性子検出器及び中性子モニタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176777A true JPH07176777A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18109432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5319373A Pending JPH07176777A (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 中性子検出器及び中性子モニタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176777A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000249796A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Japan Atom Energy Res Inst | 輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置及びその計測方法 |
| KR100423570B1 (ko) * | 2000-11-18 | 2004-03-19 | 박성근 | 중성자의 핵반응을 이용한 중성자 검출용 간극형 하전입자검출기 |
| 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 |
| WO2012009188A3 (en) * | 2010-07-13 | 2012-03-08 | Honeywell International Inc. | Neutron detector with wafer-to-wafer bonding |
| JPWO2022124155A1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5319373A patent/JPH07176777A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000249796A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Japan Atom Energy Res Inst | 輝尽性蛍光体を用いた放射線計測装置及びその計測方法 |
| KR100423570B1 (ko) * | 2000-11-18 | 2004-03-19 | 박성근 | 중성자의 핵반응을 이용한 중성자 검출용 간극형 하전입자검출기 |
| 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 |
| WO2012009188A3 (en) * | 2010-07-13 | 2012-03-08 | Honeywell International Inc. | Neutron detector with wafer-to-wafer bonding |
| US8310021B2 (en) | 2010-07-13 | 2012-11-13 | Honeywell International Inc. | Neutron detector with wafer-to-wafer bonding |
| JPWO2022124155A1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | ||
| WO2022124155A1 (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | 国立大学法人広島大学 | 中性子検出素子 |
| US12416737B2 (en) | 2020-12-11 | 2025-09-16 | Hiroshima University | Neutron detection element |
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