JPS60205271A

JPS60205271A - 電子冷却型放射線検出器

Info

Publication number: JPS60205271A
Application number: JP6080484A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Imai; 今井　哲夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1985-10-16

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】［発明の技術分野］この発ＢＡＶｉ電子冷却型放射線検出器に係り、特に電
子冷却型放射線検出器を冷却する方法として。

従来の液体窒素を用いる方法の代わりに電子冷却素子を
使用すること仁より直流電流を供給するだけで冷却する
ことが可能な放射線検出器に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］従来、放射線検出器を冷却するのに液体ＩＩｊｉ素が用
いられていた。第１図は放射線検出素子の従来の冷却方
法の一例を示す縦ＩＯＴ面図でおる。１は放射線検出素
子、２は放射線測定部、３は信号線である。１の放射線
検出素子を冷却するのに液体窒素容器７の内部に貯蔵し
た液体窒素６を利用するものでおる。すなわち液体簡素
６の中には冷却棒４が挿入されている。通常冷却棒４は
銅のような熱伝導のよい金属を使用しているために放射
線検出素子１は、液体窒素と殆んど同程度まで冷却され
る。真空容器５は冷却棒付近の対流による熱伝導を防い
でいる０８は液体窒素の供給口である。

以上説明した従来例では、放射線検出素子を冷却するの
に大型の液体窒素容器が必要なので設置するのに広い場
所を必要とした。また液体輩素を絶やさないように供給
しなければならず、保守上大変な労力を要していた。

［発明の目的］この発明は上記の欠点を解決す、るためになされたもの
で、液体窒素の供給が不快で、なおかつ放射線検出素子
からのイｓ号に雑音成分かに畳しにくい構造にした小型
で軽量な電子冷却型放射線検出器を提供するものである
。

［発明の概要］この発明によれば、半導体のベルチェ効果を利用した電
子冷却器により放射線検出器を冷却するので液体鴛素の
供給が不用となる。さらに放射線検出素子より発生する
微弱な４６号を電気的にシールドされた容器の中で増幅
する為に雑音成分が１＋＞１．ない。（本発明が実開昭
５６−１１９５３４と異なる点は１％電子冷却器多層構
造にして、到達最低ｍ度を下げた点と、増幅器を内蔵し
て４６号の％を向上させた点にある。）［発明の実施例］以下図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第２図はベルチェ効果の原理を表わした図である。ｎ型
半導体９とｐ型半導体１０を金Ｊｌｉｌｌで接続し、金
属１２．１３を通して直流電源１４より電流を流すと、
金属ＩＩの面は吸熱され金ＪＩｔ１２，１３では発熱が
起きる。したがって、吸熱側に放射線検出器を設置すれ
ば、電気を供給するだけで冷却が可能になる。１．５　
Ｖｉ電子冷却器を示している。

第３図は、本発明に係る電子冷却型放射線検出器の一実
施例を表わす縦断面図である。まず構成について説明す
る。放射線検出素子１の下部には電子冷却器１５ａを多
段に接続して配置する。多段にする理由は熱落差を大き
くして、放射線検出素子をより低温にする為である。放
射線検出素子の周囲には固定ジグ１６を配置する。固定
ジグ１６と電子冷却器１５Ｍは内側円筒１７内に収納さ
れる。内側円筒１７の下部には電子冷却器１５ｂを配置
し、さらにその下部には下部フランジ１８及びフィン１
９を配置する。さらに、下部フランジ１８の上を外側円
筒２０及び上部フランジ２１で槍ってその内部空間は、
排気口２２より排気して真空にする。２３．２４は気密
保持用のＯリングである。２５Ｖｉ増幅器である。２６
け気密性のコネクタであり増幅器の信号伝送及び電子冷
却器へ供給する直流の伝送に用いる。

次に作用について説明する。放射線検出素子１け電子冷
却器１５Ｍによってその下面を冷却される。

電子冷却器１５ａは熱的に直列に接続されているので、
放射線検出素子１で奪った熱は、内側円筒１７に伝達さ
れる。内側円筒１７に伝達された熱は、電子冷却器１５
ｂに吸熱され、その熱は下部フランジ１８に伝達される
。さらに、下部フランジの熱はフィン１９に伝達されて
、フィンからは空冷で熱を放散する。以上の様に放射線
検出素子の熱は％電子冷却器によってフィンまで伝達さ
れるのでこのフィンを１強制空冷又は自然空冷で冷却す
ればよい。

一方外側円筒２０の内部は真をにして対流仁よる熱伝達
を防止している。内側円筒内部及び固定ジグの上部空間
も真空である。又、内側円筒１７、は、外側円筒２０か
ら放射線検出素子１への輻射熱を防止する為の物であり
、内側円筒は電子冷却器１５ｂの動作により外側円筒２
Ｕより数１０度Ｃ温度が低くなっており放射線検出素子
１への入力熱量を少なくしている。Ｏリング２３は、外
側円筒側の内部を真空にするための気密シール用、０リ
ング冴は電子冷却器１５ｂの熱伝達性能を良くするため
に用いる加圧用の０リングで、これの使用により、内側
円筒１７の下面と電子冷却器１５ｂの上面及び、電子冷
却器１５ｂの下面と下部フランジ上面間に圧力がかかる
ために熱的接触が良好になり冷却効率が向上する。内側
円筒と下部フランジの間をビスで止めることも可能だが
、この場合には高温側の下部フランジの熱がビスを通し
て内側円筒の方へ流れ込むので内側円筒の温度が高くな
り冷却効率が低下する。電子回路回路２５は放射線検出
素子１より発生する微弱信号を増幅する為の物であり、
外側円筒２０の内部に収納することにより、外部の電界
からシールドされた状態で前記微弱１ｇ号の増幅を行う
ので％の良い良好な信号を気密性コネクタあから取り出
すことができる。気密性コネクタ２６は前記の他に直流
電源１４からの電流を電子冷却器１５へ伝送する為と、
電子回路５への電源供給用にも使用する。２７は、放射
線検出用の窓でおる。

ｍ４図は、第３図のＡ　−Ａ’断面図で電子回路５と内
側円筒１７のみ記載した。図の様に、電子回路基板を馬
蹄形にすることにより、内側円筒１７と外側円筒２０の
間に設置することが可能になる。

［号ら明の効果］以上述べた本発明を用いることにエリ次の効果が祷られ
る。

１）液体窒素の供給が不用になるので、長期間無保守で
の運転が可能になる。

２）液体窒素の供給が不用になるので、恢出器が小型・
軽鴛になり設に場所の制約が少なくなる。

３）人が容易に接近できない様な放射線下でも設置口■
能になる。

４）ａ弱信号を電界シールドされた雰囲気中で増幅する
ので４８号の”／Ｎが向上して、放射線検出感度が増す
。

［変形例］１）本発明においては、下部フランジに伝送された熱を
フィンを用いて空冷していたが、この方法にこだわらず
冷却水を用いて冷却してもよい０２）本発明では放射線
検出素子を固定するのに固定ジグを用いていたが、接着
剤で電子冷却器に固定してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却方法の一例を示す縦断面図、第２図
はペルチェ効果の原理の説明図、ｔＪ４３図は本発明の
一実施例である電子冷却型放射線検出器を表わした縦断
面図、第４図はｔ子回路基板形状と内側円筒の横断面図
である。１・・・放射線検出素子　２・・・放射線測定部３・・
・信号ｍ　４・・・冷却棒５・・・真空容器　６・・・液体９Ｉ素７・・・液体窒
素容器　８・・・供給口９・・・ｎ型半導体　１０・・
・ｐａ！！半導体ＩＩ　、　１２．１３・・・金属　１
４・・・直流電源１５・・・電子冷却器　１６・・・同
定ジグ１７・・・内側円筒　１８・・・下部フランジ１
９・・・フィン　２０・・・外側円筒２１・・・上部フ
ランジ　２２・・・排気口２：（、２４・・・０リング
　２５・・・電子１ｐｊ路；シロ・・・気腎コネクタ　
２７・・・放射＃ｉ！検出用窓代理人　弁理士　則　近
　憲　佑（はが１名）第　１　図第　２　図第　３　図ｔ！５ム　ｔ’／第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射線検出米子と、これをベルチェ効果を利用し
て冷却する第１の多段型電子冷却器と、前記放射線検出
素子の周囲に設置する内側円筒と、該内側円筒を冷却す
る第２の電子冷却器と、前記内側円筒の外側に記報した
外側容器と、該外側円筒の上方と下方に設置するフラン
ジと、前記外側円筒と上・下のフランジ間に設置した一
対の気密手段と、ＰＩ＋１記外側円外側円筒する気密性
コネクタと、前記内側円筒と外側円筒の間の空間に接続
された前記放射線検出素子用電子回路と、前記電子冷却
器用の直流、電源とを具備することを特徴とする麺、子
冷却型放射腺検出器。
（２）外側円筒とフランジ間を気密性の醗接構造にする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の′電子冷
却型放射線検出器。