JP2000329855A - Radiation distribution detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、放射線の位置分
布をリアルタイムに測定する放射線分布検出装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation distribution detecting device for measuring the position distribution of radiation in real time.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、放射線の分布を検出する放射線分
布検出装置として電離箱放射線検出器があった。図１０
は、従来の電離箱放射線検出器の構成例を示した図であ
る。図１０において、放射線２０１が入射すると電離箱
内の空気２０２が該放射線２０１によって電子とイオン
に電離する。該電離した電子とイオンは、高圧電源２０
３によって電離箱内にかかっている電界により、中心電
極２０４及び外側電極２０５に向かって流動する。該流
動によって発生する電流を測定することにより、入射し
た放射線量及び放射線量率を検出することができる。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an ionization chamber radiation detector as a radiation distribution detector for detecting the distribution of radiation. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a conventional ionization chamber radiation detector. In FIG. 10, when radiation 201 enters, air 202 in the ionization chamber is ionized into electrons and ions by the radiation 201. The ionized electrons and ions are supplied to a high-voltage power supply 20
3 flows toward the center electrode 204 and the outer electrode 205 by the electric field applied in the ionization chamber. By measuring the current generated by the flow, the incident radiation dose and radiation dose rate can be detected.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、電離箱放射線
検出器は、放射線に対する感度は高いが、放射線の線量
率が高くなると放射線の電離作用により生成した電子と
イオンが再結合して消滅する確率が増える。その結果、
入射放射線量に対して出力電流が飽和し、正確な出力が
得られないため測定精度が低下するという問題点があっ
た。また、放射線の分布を測定するには、電離箱放射線
検出器を所定のライン上でスキャンさせる必要があり、
測定に時間がかかるという問題があった。However, ionization chamber radiation detectors have high sensitivity to radiation, but when the dose rate of radiation increases, the probability that electrons and ions generated by the ionizing action of radiation recombine and disappear. Increase. as a result,
There is a problem that the output current is saturated with respect to the incident radiation dose, and accurate output cannot be obtained, thereby lowering measurement accuracy. Also, to measure the distribution of radiation, it is necessary to scan the ionization chamber radiation detector on a predetermined line,
There was a problem that measurement took time.
【０００４】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、放射線、特に高線量率の放射
線の位置分布をリアルタイムに、かつ、高精度に測定で
きる放射線分布検出装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a radiation distribution detecting device capable of measuring the position distribution of radiation, particularly radiation having a high dose rate, in real time and with high accuracy. The purpose is to gain.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係る放射線分
布検出装置は、放射線の位置分布をリアルタイムに検出
する放射線分布検出装置において、所定の直流高電圧を
生成して出力する高電圧電源部と、該高電圧電源部から
高電圧が印加されると放射線の強度に応じた信号を出力
する半導体で形成した複数の半導体放射線検出素子で構
成される放射線検出部と、該放射線検出部の各半導体放
射線検出素子からのそれぞれの信号に対する出力制御を
行うスイッチング部と、所定の時系列で各半導体放射線
検出素子からのそれぞれの信号が出力されるように該ス
イッチング部の動作制御を行う制御部とを備えるもので
ある。A radiation distribution detecting apparatus according to the present invention is a radiation distribution detecting apparatus for detecting a position distribution of radiation in real time, comprising: a high voltage power supply section for generating and outputting a predetermined high DC voltage; A radiation detection unit including a plurality of semiconductor radiation detection elements formed of a semiconductor that outputs a signal corresponding to the intensity of radiation when a high voltage is applied from the high voltage power supply unit, and each semiconductor of the radiation detection unit A switching unit that performs output control on each signal from the radiation detection element, and a control unit that controls the operation of the switching unit so that each signal from each semiconductor radiation detection element is output in a predetermined time series. It is provided.
【０００６】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１において、上記放射線検出部の各半導体放
射線検出素子は、耐放射線性能を有する化合物半導体で
形成されるものである。Further, in the radiation distribution detecting device according to the present invention, in claim 1, each semiconductor radiation detecting element of the radiation detecting section is formed of a compound semiconductor having radiation resistance.
【０００７】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、上記放
射線検出部からの各出力信号に対して、各半導体放射線
検出素子の特性に応じてあらかじめ設定された補正係数
を乗じて補正を行う補正部を備えるものである。Further, according to the present invention, the radiation distribution detecting device according to any one of claims 1 and 2 responds to each output signal from the radiation detecting section in accordance with the characteristics of each semiconductor radiation detecting element. A correction unit is provided for performing correction by multiplying the correction coefficient by a preset correction coefficient.
【０００８】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、上記放
射線検出部からの各出力信号をパルス信号に変換してス
イッチング部に出力するパルス変換部を備えるものであ
る。In the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, in any one of the first and second aspects, the pulse conversion for converting each output signal from the radiation detecting section into a pulse signal and outputting the pulse signal to a switching section. It has a unit.
【０００９】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、上記ス
イッチング部を介して出力された放射線検出部からの出
力信号をパルス信号に変換して出力するパルス変換部を
備えるものである。In the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, the output signal from the radiation detecting section output via the switching section is converted into a pulse signal. It has a pulse converter for outputting.
【００１０】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項４又は請求項５のいずれかにおいて、上記パ
ルス変換部は、演算増幅器で形成された微分回路からな
るものである。Further, in the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, in any one of claims 4 and 5, the pulse conversion section comprises a differentiating circuit formed by an operational amplifier.
【００１１】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項４から請求項６のいずれかにおいて、上記パ
ルス変換部で変換された各パルス信号を該信号の波高領
域ごとに出力する複数のシングルチャンネルアナライザ
を備えるものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a radiation distribution detecting apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein each of the plurality of pulse signals converted by the pulse converting section is output for each peak area of the signal. It has a single channel analyzer.
【００１２】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１から請求項７のいずれかにおいて、上記放
射線検出部は、各半導体放射線検出素子を一列に配置し
てなるものである。Further, in the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the radiation detecting section is configured by arranging the semiconductor radiation detecting elements in a line.
【００１３】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１から請求項７のいずれかにおいて、上記放
射線検出部は、各半導体放射線検出素子を２次元平面上
に配置してなるものである。Further, in the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the radiation detecting section is configured by arranging each semiconductor radiation detecting element on a two-dimensional plane. is there.
【００１４】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１から請求項９のいずれかにおいて、上記放
射線検出部は、各半導体放射線検出素子に対応して設け
られたそれぞれの電極と１つの共通電極とを１つの半導
体上に形成してなるものである。Further, in the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the radiation detecting section may be configured such that each of the electrodes provided for each semiconductor radiation detecting element is connected to one of the electrodes. One common electrode and one common electrode are formed on one semiconductor.
【００１５】また、この発明に係る放射線分布検出装置
は、請求項１から請求項１０のいずれかにおいて、上記
放射線検出部は、各半導体放射線検出素子を電子平衡が
成立する厚みを有する組織等価物質で囲んで形成される
ものである。Further, in the radiation distribution detecting apparatus according to the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the radiation detecting section may be configured such that each of the semiconductor radiation detecting elements has a thickness equivalent to a thickness at which electronic equilibrium is established. It is formed by surrounding with.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
放射線分布検出装置の例を示した概略の構成図である。
図１において、放射線分布検出装置１は、放射線２の検
出を行う半導体素子である半導体放射線検出素子３ａ〜
３ｉと、該半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに対応して
設けられたＭＯＳトランジスタ４ａ〜４ｉと、該各ＭＯ
Ｓトランジスタ４ａ〜４ｉの動作制御を行う制御回路５
と、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに直流の高電圧を
印加する高電圧電源６とで構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a radiation distribution detecting device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a radiation distribution detecting device 1 includes semiconductor radiation detecting elements 3 a to 3
3i, MOS transistors 4a to 4i provided corresponding to the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i,
Control circuit 5 for controlling the operation of S transistors 4a to 4i
And a high-voltage power supply 6 for applying a high DC voltage to the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i.
【００１７】高電圧電源６は、半導体放射線検出素子３
ａ〜３ｉの各一方の電極１１ａ〜１１ｉと接地との間に
接続され、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉの他方の各
電極１２ａ〜１２ｉは、対応するＭＯＳトランジスタ４
ａ〜４ｉのドレインにそれぞれ接続されている。ＭＯＳ
トランジスタ４ａ〜４ｉにおいて、各ソースは放射線分
布検出装置１の出力端子ＯＵＴに接続され、各ゲートは
制御回路５に接続されている。The high-voltage power supply 6 includes the semiconductor radiation detecting element 3
a-3i are connected between one of the electrodes 11a-11i and the ground, and the other electrodes 12a-12i of the semiconductor radiation detecting elements 3a-3i are connected to the corresponding MOS transistors 4a-3i.
a to 4i, respectively. MOS
In the transistors 4a to 4i, each source is connected to the output terminal OUT of the radiation distribution detecting device 1, and each gate is connected to the control circuit 5.
【００１８】図２は、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉ
の構造を示した概略の断面図である。なお、半導体放射
線検出素子３ａ〜３ｉは同じ構造を有しており、図２で
は、半導体放射線検出素子３ａを例にして説明する。FIG. 2 shows the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of FIG. The semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i have the same structure. In FIG. 2, the semiconductor radiation detecting element 3a will be described as an example.
【００１９】図２において、半導体放射線検出素子３ａ
は、例えばシリコン（Ｓi）、カドミウムテルル（ＣdＴ
e）、カドミウム亜鉛テルル（ＣdＺnＴe）、ヨウ化第二
水銀（ＨgＩ2）又はガリウムヒ素（ＧaＡs）等の耐放射
線性能に優れた半導体で形成された半導体１３ａの両面
にそれぞれ電極１１ａ，１２ａが形成されてなる。該一
方の電極１１ａは高電圧電源６に接続され、他方の電極
１２ａは対応するＭＯＳトランジスタ４ａのドレインに
接続されている。同様に、半導体放射線検出素子３ｂ〜
３ｉは、対応する半導体１３ｂ〜１３ｉに、一方の電極
１１ｂ〜１１ｉ及び他方の電極１２ｂ〜１２ｉがそれぞ
れ形成されてなる。In FIG. 2, the semiconductor radiation detecting element 3a
Are, for example, silicon (Si), cadmium tellurium (CdT
e), electrodes 11a and 12a are formed on both surfaces of a semiconductor 13a formed of a semiconductor having excellent radiation resistance such as cadmium zinc tellurium (CdZnTe), mercuric iodide (HgI 2 ), or gallium arsenide (GaAs). Be done. The one electrode 11a is connected to the high voltage power supply 6, and the other electrode 12a is connected to the drain of the corresponding MOS transistor 4a. Similarly, the semiconductor radiation detecting elements 3b to
3i is formed by forming one electrode 11b to 11i and the other electrode 12b to 12i on the corresponding semiconductor 13b to 13i, respectively.
【００２０】このような構成において、空間的な線量分
布を有する放射線２が半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉ
に入射し、放射線２から該半導体放射線検出素子３ａ〜
３ｉにエネルギーが付与されると、半導体放射線検出素
子３ａ〜３ｉにおける各半導体１３ａ〜１３ｉ内には電
子と正孔がそれぞれ生成される。一方、半導体放射線検
出素子３ａ〜３ｉには高電圧電源６から高電圧がそれぞ
れ印加されており、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉの
各半導体１３ａ〜１３ｉ内に電界が発生している。該電
界によって、各半導体１３ａ〜１３ｉ内の電子は高電圧
電源６側の電極１１ａ〜１１ｉに、各半導体１３ａ〜１
３ｉ内の正孔は電極１２ａ〜１２ｉに向かって流動す
る。In such a configuration, the radiation 2 having a spatial dose distribution is applied to the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i.
To the semiconductor radiation detecting elements 3 a to 3
When energy is applied to 3i, electrons and holes are generated in each of the semiconductors 13a to 13i in the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i. On the other hand, a high voltage is applied to each of the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i from the high voltage power supply 6, and an electric field is generated in each of the semiconductors 13a to 13i of the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i. Due to the electric field, electrons in each of the semiconductors 13a to 13i are applied to the electrodes 11a to 11i on the high-voltage power supply 6 side.
The holes in 3i flow toward the electrodes 12a to 12i.
【００２１】このように、電子と正孔が半導体放射線検
出素子３ａ〜３ｉ内でそれぞれ流動することによって電
離電流がそれぞれ流れる。該各電離電流の電流量は、各
半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに付与されたエネルギ
ーに比例することから、各半導体放射線検出素子３ａ〜
３ｉに入射した各放射線の線量率にそれぞれ比例する。As described above, when the electrons and the holes flow in the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, respectively, the ionization current flows. Since the amount of each ionization current is proportional to the energy applied to each of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, each of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i
3i is proportional to the dose rate of each radiation incident on the 3i.
【００２２】ここで、制御回路５は、半導体放射線検出
素子３ａ〜３ｉからの各電流が所定の順で所定の時間ご
とに出力端子ＯＵＴから出力されるように、ＭＯＳトラ
ンジスタ４ａ〜４ｉの動作制御を行う。このようにし
て、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉからの各電流は、
所定の順で所定の時間ごとに出力端子ＯＵＴから出力さ
れる。出力端子ＯＵＴから出力される信号電流の時間変
化は、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉの各出力電流に
対応し、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに入射した放
射線量分布を即座に表示することができる。Here, the control circuit 5 controls the operation of the MOS transistors 4a to 4i so that the currents from the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i are output from the output terminal OUT in a predetermined order at predetermined time intervals. I do. Thus, each current from the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i is
The signals are output from the output terminal OUT at predetermined intervals in a predetermined order. The time change of the signal current output from the output terminal OUT corresponds to each output current of the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i, and the radiation dose distribution incident on the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i can be immediately displayed. .
【００２３】また、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉの
各半導体１３ａ〜１３ｉのそれぞれの厚みを薄くするこ
とにより、各半導体１３ａ〜１３ｉ内の各正孔及び各電
子が電極に到達するまでの時間を短縮することができ電
荷キャリアの再結合による電荷収集の損失を少なくする
ことができる。例えば、半導体放射線検出素子３ａ〜３
ｉの各半導体１３ａ〜１３ｉの厚みを、半導体中の電荷
キャリアである電子又は正孔の平均自由工程よりも薄く
すれば、電荷キャリアの捕獲又は再結合にによる電荷収
集効率の低下を抑えることができる。By reducing the thickness of each of the semiconductors 13a to 13i of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, the time required for each hole and each electron in each of the semiconductors 13a to 13i to reach the electrode is reduced. The charge collection loss due to charge carrier recombination can be reduced. For example, the semiconductor radiation detecting elements 3a-3
If the thickness of each of the semiconductors 13a to 13i is smaller than the mean free path of electrons or holes as charge carriers in the semiconductor, it is possible to suppress a decrease in charge collection efficiency due to capture or recombination of charge carriers. it can.
【００２４】電荷キャリアの平均自由工程λ(ｃｍ)は、 λ＝μτＦ で表すことができる。なお、μは移動度(ｃｍ2／Ｖ・
ｓ)、τは平均寿命(ｓ)、Ｆは電界(Ｖ／ｃｍ)を示して
いる。例えば、典型的なカドミウムテルルの正孔の場
合、μ＝１００(ｃｍ2／Ｖ・ｓ)、τ＝１０-6(ｓ)であ
るので、Ｆ＝５００(Ｖ／ｃｍ)の電界をかければ、λ＝
０.０２５(ｃｍ)となる。この場合、半導体の厚みを０.
０２５ｃｍ以下にすれば、電荷収集効率の低下を著しく
抑えることができる。The mean free path λ (cm) of the charge carriers can be expressed as λ = μτF. Μ is the mobility (cm 2 / V ·
s) and τ indicate the average lifetime (s), and F indicates the electric field (V / cm). For example, in the case of a typical hole of cadmium tellurium, μ = 100 (cm 2 / V · s) and τ = 10 −6 (s), so if an electric field of F = 500 (V / cm) is applied, , Λ =
0.025 (cm). In this case, the thickness of the semiconductor is set to 0.
If it is less than 025 cm, a decrease in charge collection efficiency can be significantly suppressed.
【００２５】したがって、高線量率時でも、電荷キャリ
アの再結合による損失が少なく、精度良く放射線の線量
率を測定することができる。このことから、半導体放射
線検出素子３ａ〜３ｉは、電荷キャリアの移動度が大き
い半導体で形成されることが望ましいが、移動度が大き
くないものでも、半導体の厚みを薄くすることによって
電荷収集効率を向上させることができる。また、オーム
接触の電極を用いた化合物半導体等の耐放射線性能の優
れた半導体素子を使用することによって、大線量の照射
に対しても長寿命となる。Therefore, even at a high dose rate, the loss due to the recombination of the charge carriers is small, and the radiation dose rate can be measured accurately. For this reason, it is desirable that the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i be formed of a semiconductor having a high mobility of charge carriers, but even if the mobility is not high, the charge collection efficiency can be improved by reducing the thickness of the semiconductor. Can be improved. In addition, by using a semiconductor element having excellent radiation resistance, such as a compound semiconductor using an ohmic contact electrode, the life is prolonged even with irradiation of a large dose.
【００２６】図１では、半導体放射線検出素子３ａ〜３
ｉのばらつきを考慮していなかったが、放射線２の入射
により半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉから得られる信
号に対して、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉの特性の
ばらつきを補正するようにしてもよい。図３は、このよ
うにした場合の放射線分布検出装置の例を示した概略の
構成図である。なお、図３では、図１と同じものは同じ
符号で示しており、ここではその説明を省略すると共
に、図１との相違点のみ説明する。In FIG. 1, the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3a
Although the variation in i is not taken into account, the variation in the characteristics of the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i may be corrected for the signals obtained from the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i due to the incidence of the radiation 2. . FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of the radiation distribution detecting device in such a case. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here, and only the differences from FIG. 1 will be described.
【００２７】図３における図１との相違点は、半導体放
射線検出素子３ａ〜３ｉからの出力のばらつきを補正す
る補正回路１５を設けたことにあり、これに伴って図１
の放射線分布検出装置１を放射線分布検出装置１Ａとし
たことにある。図３において、補正回路１５は、半導体
放射線検出素子３ａ〜３ｉの特性に応じたそれぞれの補
正係数をあらかじめ記憶している。半導体放射線検出素
子３ａ〜３ｉに放射線２が入射したときに、半導体放射
線検出素子３ａ〜３ｉから所定の順で所定の時間ごとに
信号が出力される。FIG. 3 differs from FIG. 1 in that a correction circuit 15 for correcting variations in the outputs from the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i is provided.
In that the radiation distribution detecting device 1 is a radiation distribution detecting device 1A. In FIG. 3, the correction circuit 15 stores in advance correction coefficients corresponding to the characteristics of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i. When the radiation 2 enters the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, signals are output from the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i in a predetermined order at predetermined time intervals.
【００２８】このことから、補正回路１５は、例えば、
半導体放射線検出素子３ａからの信号が入力される時刻
に、半導体放射線検出素子３ａの特性に応じた補正係数
を、入力された信号に乗じて出力端子ＯＵＴに出力す
る。同様にして、補正回路１５は、半導体放射線検出素
子３ｂ〜３ｉからの各信号が入力されるそれぞれの時刻
に応じて、半導体放射線検出素子３ｂ〜３ｉより入力さ
れる信号に対して各素子の特性に応じたそれぞれの補正
係数を乗じて出力端子ＯＵＴに出力する。From this, the correction circuit 15, for example,
At the time when the signal from the semiconductor radiation detection element 3a is input, the input signal is multiplied by a correction coefficient corresponding to the characteristic of the semiconductor radiation detection element 3a and output to the output terminal OUT. Similarly, the correction circuit 15 adjusts the characteristic of each element with respect to the signal input from the semiconductor radiation detection elements 3b to 3i according to each time when each signal from the semiconductor radiation detection elements 3b to 3i is input. Are multiplied by the respective correction coefficients and output to the output terminal OUT.
【００２９】このようにすることによって、各半導体放
射線検出素子３ａ〜３ｉに特性のばらつきがあり、該各
素子からの出力にばらつきがある場合においても、正確
な放射線分布を得ることができる。In this way, an accurate radiation distribution can be obtained even when the characteristics of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i vary and the outputs from the elements vary.
【００３０】また、補正回路１５は、制御回路５から入
力される制御信号に応じて各半導体放射線検出素子３ａ
〜３ｉに対する補正係数を選択して入力された信号に乗
じるようにしても同様の効果を得ることができる。この
場合、制御回路５は、ＯＮさせたＭＯＳトランジスタ４
ａ〜４ｉに応じて補正回路１５に対する制御信号を出力
する。例えば、制御回路５は、半導体放射線検出素子３
ａに接続されたＭＯＳトランジスタ４ａをＯＮさせた場
合、補正回路１５に対して、入力された信号に半導体放
射線検出素子３ａに対する補正係数を乗じて出力端子Ｏ
ＵＴに出力するように制御信号を出力する。Further, the correction circuit 15 controls each semiconductor radiation detecting element 3a in accordance with a control signal inputted from the control circuit 5.
The same effect can be obtained by selecting a correction coefficient for .about.3i and multiplying it by the input signal. In this case, the control circuit 5 controls the turned-on MOS transistor 4
A control signal for the correction circuit 15 is output according to a to 4i. For example, the control circuit 5 includes the semiconductor radiation detecting element 3
When the MOS transistor 4a connected to the terminal a is turned on, the correction signal is multiplied by the correction coefficient for the semiconductor radiation detection element 3a to the correction circuit 15, and the output terminal O
A control signal is output so as to output to the UT.
【００３１】このように、本実施の形態１における放射
線分布検出装置は、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉを
シリコン（Ｓi）、カドミウムテルル（ＣdＴe）、カド
ミウム亜鉛テルル（ＣdＺnＴe）、ヨウ化第二水銀（Ｈg
Ｉ2）又はガリウムヒ素（ＧaＡs）等の半導体で形成
し、放射線が入射した際の各半導体放射線検出素子３ａ
〜３ｉからのそれぞれの電流が時間的に順に、すなわち
所定の時系列で出力端子ＯＵＴから出力されるようにし
た。このことから、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに
高い電圧をかけることができることから電荷キャリアの
流動速度を速くすることができ、各半導体放射線検出素
子３ａ〜３ｉからの出力分布を即座に表示することがで
きるため、入射放射線量の空間分布を精度よくリアルタ
イムに測定することができる。更に、大線量の放射線の
照射に対しても耐久性を向上させ長寿命化を図ることが
でき、信頼性の向上を図ることができる。As described above, in the radiation distribution detecting device according to the first embodiment, the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i are made of silicon (Si), cadmium telluride (CdTe), cadmium zinc telluride (CdZnTe), mercuric iodide. (Hg
I 2) or formed in gallium arsenide (GaAs), such as a semiconductor, the semiconductor radiation detector element 3a when the radiation is incident
3i are output from the output terminal OUT in temporal order, that is, in a predetermined time series. Therefore, a high voltage can be applied to the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, so that the flow speed of the charge carriers can be increased, and the output distribution from each of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i can be displayed immediately. Therefore, the spatial distribution of the incident radiation dose can be accurately measured in real time. Further, the durability can be improved and the service life can be prolonged even under irradiation of a large dose of radiation, and the reliability can be improved.
【００３２】実施の形態２、実施の形態１では、半導体
放射線検出素子３ａ〜３ｉより出力される信号電流をＭ
ＯＳトランジスタ４ａ〜４ｉを介して出力端子ＯＵＴに
出力するようにしたが、半導体放射線検出素子３ａ〜３
ｉより出力される信号電流をパルス信号に変換して出力
するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の
実施の形態２とする。図４は、本発明の実施の形態２に
おける放射線分布検出装置の例を示した概略の構成図で
ある。なお、図４では、図１と同じものは同じ符号で示
しており、ここではその説明を省略すると共に図１との
相違点のみ説明する。In the second and first embodiments, the signal current output from the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i is M
Although output is made to the output terminal OUT via the OS transistors 4a to 4i, the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i
The signal current output from i may be converted into a pulse signal and output. This is referred to as a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a radiation distribution detecting device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted and only the differences from FIG. 1 will be described.
【００３３】図４における図１との相違点は、半導体放
射線検出素子３ａ〜３ｉに対応したパルス変換回路２１
ａ〜２１ｉ及び抵抗２２ａ〜２２ｉを追加したことにあ
り、これに伴って、図１の放射線分布検出装置１を放射
線分布検出装置２５としたことにある。図４において、
放射線分布検出装置２５は、半導体放射線検出素子３ａ
〜３ｉと、ＭＯＳトランジスタ４ａ〜４ｉと、制御回路
５と、高電圧電源６と、演算増幅器で構成された微分回
路をなすパルス変換回路２１ａ〜２１ｉ、及び抵抗２２
ａ〜２２ｉで構成されている。4 is different from FIG. 1 in that a pulse conversion circuit 21 corresponding to the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i is used.
a to 21i and resistors 22a to 22i are added, and accordingly, the radiation distribution detecting device 1 in FIG. In FIG.
The radiation distribution detecting device 25 includes a semiconductor radiation detecting element 3a.
To 3i, MOS transistors 4a to 4i, a control circuit 5, a high voltage power supply 6, a pulse conversion circuit 21a to 21i forming a differentiating circuit composed of an operational amplifier, and a resistor 22.
a to 22i.
【００３４】半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉにおい
て、各一方の電極１１ａ〜１１ｉはそれぞれ接地されて
おり、各他方の電極１２ａ〜１２ｉは対応する抵抗２２
ａ〜２２ｉを介して高電圧電源６に接続されると共に、
対応するパルス変換回路２１ａ〜２１ｉの入力に接続さ
れている。高電圧電源６は、抵抗２２ａ〜２２ｉの一端
と接地との間に接続されている。また、パルス変換回路
２１ａ〜２１ｉの各出力は、対応するＭＯＳトランジス
タ４ａ〜４ｉのドレインに接続されている。In the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, each one of the electrodes 11a to 11i is grounded, and each of the other electrodes 12a to 12i is connected to a corresponding resistor 22a.
a to 22i, connected to the high-voltage power supply 6;
They are connected to the inputs of the corresponding pulse conversion circuits 21a to 21i. The high voltage power supply 6 is connected between one ends of the resistors 22a to 22i and the ground. The outputs of the pulse conversion circuits 21a to 21i are connected to the drains of the corresponding MOS transistors 4a to 4i.
【００３５】このような構成において、空間的な線量分
布をもつ放射線２のうち１個の放射線が半導体放射線検
出素子３ａ〜３ｉのいずれか、例えば半導体放射線検出
素子３ａに入射して、半導体放射線検出素子３ａにエネ
ルギーが付与されると、半導体放射線検出素子３ａ内に
電子と正孔が生成される。半導体放射線検出素子３ａに
は、抵抗２２ａを介して高電圧電源６によって高電圧が
印加され、半導体放射線検出素子３ａ内を電子と正孔が
流動することによって、パルス変換回路２１ａから半導
体放射線検出素子３ａで生成された電荷量に対応する電
圧パルスが出力される。In such a configuration, one of the radiations 2 having a spatial dose distribution enters one of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, for example, the semiconductor radiation detecting element 3a, and the semiconductor radiation detecting element 3a receives the radiation. When energy is applied to the element 3a, electrons and holes are generated in the semiconductor radiation detecting element 3a. A high voltage is applied to the semiconductor radiation detecting element 3a by the high voltage power supply 6 via the resistor 22a, and electrons and holes flow in the semiconductor radiation detecting element 3a, so that the semiconductor radiation detecting element 3a A voltage pulse corresponding to the amount of charge generated in 3a is output.
【００３６】パルス変換回路２１ａからの出力パルス
は、制御回路５によって制御されたＭＯＳトランジスタ
４ａ〜４ｉにより、所定の順で所定の時間ごとに出力端
子ＯＵＴに出力される。出力端子ＯＵＴから出力される
信号の時間変化は各素子からの出力パルスに対応し、各
半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに対応するパルスの波
高及び計数率を測定することによって、半導体放射線検
出素子３ａ〜３ｉに入射した放射線量分布を即座に表示
することができる。The output pulse from the pulse conversion circuit 21a is output to the output terminal OUT at predetermined time intervals in a predetermined order by the MOS transistors 4a to 4i controlled by the control circuit 5. The time change of the signal output from the output terminal OUT corresponds to the output pulse from each element. By measuring the pulse height and the counting rate of the pulse corresponding to each of the semiconductor radiation detection elements 3a to 3i, the semiconductor radiation detection element 3a is measured. 3i can be immediately displayed.
【００３７】ここで、図４では、各半導体放射線検出素
子３ａ〜３ｉごとにパルス変換回路を設けたが、図５で
示すように、各ＭＯＳトランジスタ４ａ〜４ｉのソース
と出力端子ＯＵＴとの間に１つのパルス変換回路２１を
設けるようにしてもよい。このようにすることによっ
て、パルス変換回路を１つにして測定系を単純化するこ
とができ、コストの低減及び信頼性の向上を図ることが
できる。Here, in FIG. 4, a pulse conversion circuit is provided for each of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i. However, as shown in FIG. 5, between the sources of the MOS transistors 4a to 4i and the output terminal OUT. May be provided with one pulse conversion circuit 21. By doing so, the measurement system can be simplified with one pulse conversion circuit, and the cost can be reduced and the reliability can be improved.
【００３８】一方、図４及び図５では、パルス変換回路
からの出力信号をそのまま出力端子ＯＵＴから出力する
ようにしたが、パルス変換回路からの出力信号を複数の
シングルチャンネルアナライザによって波高ごとに出力
するようにしてもよい。図６は、このようにした場合の
放射線分布検出装置の例を示した概略の構成図である。
なお、図６では、図４の場合を例にして示しており、図
４と同じものは同じ符号で示し、ここではその説明を省
略すると共に、図４との相違点のみ説明する。また、図
５の場合においても同様であるのでその説明を省略す
る。On the other hand, in FIGS. 4 and 5, the output signal from the pulse conversion circuit is directly output from the output terminal OUT. However, the output signal from the pulse conversion circuit is output for each wave height by a plurality of single channel analyzers. You may make it. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of the radiation distribution detecting device in such a case.
In FIG. 6, the case of FIG. 4 is shown as an example, and the same components as those of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and only the differences from FIG. 4 will be described. Further, the same applies to the case of FIG.
【００３９】図６における図４との相違点は、ＭＯＳト
ランジスタ４ａ〜４ｉを介して出力されたパルス変換回
路２１ａ〜２１ｉからの出力信号のパルスの波高を分析
し、それぞれの波高領域ごとに出力する各シングルチャ
ンネルアナライザ２７〜２９を設けたことにあり、これ
に伴って、図４の放射線分布検出装置２５を放射線分布
検出装置２５Ａとしたことにある。The difference between FIG. 6 and FIG. 4 is that the pulse heights of the pulses of the output signals from the pulse conversion circuits 21a to 21i output via the MOS transistors 4a to 4i are analyzed, and the output is output for each pulse height region. Accordingly, the radiation distribution detecting device 25 of FIG. 4 is replaced by a radiation distribution detecting device 25A.
【００４０】図６において、ＭＯＳトランジスタ４ａ〜
４ｉを介して出力されたパルス変換回路２１ａ〜２１ｉ
からの出力信号は、シングルチャンネルアナライザ２７
〜２９によってパルスの波高が分析され、シングルチャ
ンネルアナライザ２７〜２９によってそれぞれの波高領
域ごとに別々に、対応する出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３
から出力される。このことから、半導体放射線検出素子
３ａ〜３ｉに付与されたエネルギー、すなわち入射放射
線２のエネルギー領域ごとに弁別された放射線量分布を
即座に表示することができる。また、図５のようにＭＯ
Ｓトランジスタ４ａ〜４ｉの後にパルス変換回路がある
場合でも、パルス変換回路２１の出力信号をシングルチ
ャンネルアナライザ２７〜２９に入力することにより、
同様の結果を得ることができる。In FIG. 6, MOS transistors 4a to 4a
4i output through the pulse conversion circuits 21a to 21i
Output signal from the single channel analyzer 27
To 29, the pulse heights of the pulses are analyzed, and the single channel analyzers 27 to 29 separately output the corresponding output terminals OUT1 to OUT3 for each of the pulse height regions.
Output from From this, it is possible to immediately display the energy imparted to the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, that is, the radiation dose distribution discriminated for each energy region of the incident radiation 2. Also, as shown in FIG.
Even when a pulse conversion circuit is provided after the S transistors 4a to 4i, the output signal of the pulse conversion circuit 21 is input to the single channel analyzers 27 to 29,
Similar results can be obtained.
【００４１】このように、本実施の形態２における放射
線分布検出装置は、各半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉ
に入射した放射線をパルス計測することができるため、
放射線の線量率が低い場合でも感度良く測定することが
できる。また、半導体放射線検出素子の漏れ電流が多い
場合でも、半導体放射線検出素子と増幅器を結合コンデ
ンサにより交流結合することで漏れ電流の影響を取り除
くことができるため、高精度の測定を行うことができ
る。これらのことから、入射放射線が低線量率の場合で
も、放射線分布をリアルタイム、かつ、高精度に測定す
ることができる。As described above, the radiation distribution detecting device according to the second embodiment includes the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i.
Can measure the pulse of radiation incident on
Even when the dose rate of radiation is low, measurement can be performed with high sensitivity. Further, even when the leakage current of the semiconductor radiation detecting element is large, the influence of the leakage current can be removed by AC-coupling the semiconductor radiation detecting element and the amplifier with a coupling capacitor, so that highly accurate measurement can be performed. From these facts, even when the incident radiation has a low dose rate, the radiation distribution can be measured in real time and with high accuracy.
【００４２】実施の形態３．実施の形態１及び実施の形
態２では、図２で示したように、半導体放射線検出素子
３ａ〜３ｉが、それぞれ独立して２つの電極を有してい
たが、互いに接続される電極を１つの共通電極にしても
よく、このようにしたものを本発明の実施の形態３とす
る。図７は、本発明の実施の形態３における放射線分布
検出装置の半導体放射線検出素子の構造例を示した概略
の断面図である。なお、図７では、図１又は図２と同じ
ものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略
する。Embodiment 3 In Embodiments 1 and 2, as shown in FIG. 2, each of the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i has two electrodes independently of each other. A common electrode may be used, and such a configuration is referred to as a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic sectional view showing a structural example of the semiconductor radiation detecting element of the radiation distribution detecting device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 1 or FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.
【００４３】図７において、半導体放射線検出素子３ａ
〜３ｉは、耐放射線性能に優れた半導体で板状に形成さ
れた半導体１３の一方の面に共通電極１１が形成され、
共通電極１１が形成された面と相対する他方の面に、半
導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに対応する電極１２ａ〜
１２ｉがそれぞれ間隔を置いて形成されてなる。図１及
び図２の構成の場合、共通電極１１は高電圧電源６に接
続され、他方の各電極１２ａ〜１２ｉは対応するＭＯＳ
トランジスタ４ａ〜４ｉのドレインにそれぞれ接続され
ている。また、図５〜図６の構成の場合、共通電極１１
は接地され、他方の各電極１２ａ〜１２ｉは対応するパ
ルス変換回路２２ａ〜２２ｉの入力にそれぞれ接続され
ている。In FIG. 7, the semiconductor radiation detecting element 3a
3i, a common electrode 11 is formed on one surface of a semiconductor 13 formed in a plate shape from a semiconductor having excellent radiation resistance,
Electrodes 12a to 12i corresponding to semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i are provided on the other surface opposite to the surface on which common electrode 11 is formed.
12i are formed at intervals. 1 and 2, the common electrode 11 is connected to the high-voltage power supply 6 and the other electrodes 12a to 12i are
The transistors are connected to the drains of the transistors 4a to 4i, respectively. In the case of the configuration of FIGS.
Are grounded, and the other electrodes 12a to 12i are connected to the inputs of the corresponding pulse conversion circuits 22a to 22i, respectively.
【００４４】このように、本実施の形態３における放射
線分布検出装置は、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉに
おいて、各電極１２ａ〜１２ｉからは、それぞれが接触
している半導体１３の領域の部分に付与されたエネルギ
ーに比例する信号を出力するので、それぞれが別々の素
子の場合と同様の動作を行う。このことから、半導体放
射線検出素子３ａ〜３ｉが１つの素子で構成されている
ため、素子の特性の違いによる出力のばらつきを小さく
することができる。また、電極１２ａ〜１２ｉのそれぞ
れの間隔を小さくすることが容易であるので、全体の面
積に対する不感領域の割合を小さくすることができ、集
積度を向上させることができる。As described above, in the radiation distribution detecting apparatus according to the third embodiment, in the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, the electrodes 12a to 12i are applied to the portions of the semiconductor 13 which are in contact with each other. Since a signal proportional to the applied energy is output, each performs the same operation as in the case of separate elements. For this reason, since the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i are configured by one element, it is possible to reduce the variation in output due to the difference in element characteristics. Further, since it is easy to reduce the interval between the electrodes 12a to 12i, the ratio of the dead area to the entire area can be reduced, and the degree of integration can be improved.
【００４５】実施の形態４．実施の形態１から実施の形
態３において、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉを人体
組織と等価の物質で囲むことによって、人体組織の放射
線吸収特性を得るようにしてもよく、このようにしたも
のを本発明の実施の形態４とする。なお、本実施の形態
４では、実施の形態１における図１の場合を例にして説
明するが、実施の形態１の他の場合、実施の形態２及び
実施の形態３の場合においても同様であるのでその説明
を省略する。Embodiment 4 In the first to third embodiments, the radiation absorption characteristics of the human body tissue may be obtained by surrounding the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i with a substance equivalent to the human body tissue. Embodiment 4 of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the case of FIG. 1 of the first embodiment will be described as an example. However, the same applies to other cases of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. Therefore, the description is omitted.
【００４６】図８は、本発明の実施の形態４における放
射線分布検出装置の例を示した概略の構成図である。な
お、図８では、図１と同じものは同じ符号で示してお
り、ここではその説明を省略すると共に、図１との相違
点のみ説明する。図８における図１との相違点は、図１
の半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉをプラスチック等の
人体組織と等価な組織等価物質３１で囲んだことにあ
り、これに伴って図１の放射線分布検出装置１を放射線
分布検出装置３５としたことにある。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of the radiation distribution detecting device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and only the differences from FIG. 1 will be described. The difference between FIG. 8 and FIG.
The semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i are surrounded by a tissue-equivalent substance 31 equivalent to a human body tissue such as plastic, so that the radiation distribution detecting apparatus 1 in FIG. is there.
【００４７】図８において、組織等価物質３１は、プラ
スチック等の人体組織と等価の物質であり、放射線によ
る電子平衡状態が成立する厚みを有しており、半導体放
射線検出素子３ａ〜３ｉを囲むように形成されている。
組織等価物質３１は、人体組織と同様の放射線吸収特性
を有しているので、放射線２が照射されると、組織等価
物質３１の内部は人体組織と同様の電子平衡状態とな
る。該電子平衡状態となった領域において、電子及びＸ
線又はγ線を半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉを用いて
測定することにより、人体組織と同様の吸収線量特性の
出力を得ることができる。In FIG. 8, a tissue-equivalent material 31 is a material equivalent to a human body tissue such as plastic, has a thickness such that an electron equilibrium state is established by radiation, and surrounds the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i. Is formed.
Since the tissue equivalent material 31 has the same radiation absorption characteristics as human tissue, when the radiation 2 is irradiated, the inside of the tissue equivalent material 31 is in an electronic equilibrium state similar to that of human tissue. In the region where the electron is in equilibrium, electrons and X
By measuring the rays or γ-rays using the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i, it is possible to obtain an output having the same absorbed dose characteristic as that of a human body tissue.
【００４８】このように、本実施の形態４における放射
線分布検出装置は、半導体放射線検出素子３ａ〜３ｉの
回りを囲むように組織等価物質３１を形成した。このこ
とから、実施の形態１から実施の形態３の効果に加え
て、人体組織と同様の放射線吸収特性を得ることができ
る。As described above, in the radiation distribution detecting apparatus according to the fourth embodiment, the tissue equivalent material 31 is formed so as to surround the semiconductor radiation detecting elements 3a to 3i. Accordingly, in addition to the effects of Embodiments 1 to 3, it is possible to obtain radiation absorption characteristics similar to those of human body tissue.
【００４９】なお、実施の形態１から実施の形態４で
は、９つの半導体放射線検出素子を使用した場合を例に
して説明したが、これは一例であり、本発明は複数の半
導体放射線検出素子を使用するものである。In the first to fourth embodiments, the case where nine semiconductor radiation detecting elements are used has been described as an example. However, this is an example, and the present invention relates to a case where a plurality of semiconductor radiation detecting elements are used. To use.
【００５０】また、上記実施の形態１から実施の形態４
では、複数の半導体放射線検出素子を一列に並べた場合
を例にして説明したが、本発明はこれに限定するもので
はなく、図９で示すように、複数の半導体放射線検出素
子を２次元の平面上に並べてもよい。このようにするこ
とによって、入射放射線が２次元的分布を持っている場
合でも、放射線の２次元分布を、リアルタイム、かつ、
高精度に測定することができる。また、各半導体放射線
検出素子に対応して設けられるＭＯＳトランジスタのタ
イミングを適当な値に調整することにより、ビデオ信号
として出力でき、テレビモニタを用いて２次元放射線分
布を容易に出力することもできる。Further, the first to fourth embodiments are described.
In the above, an example in which a plurality of semiconductor radiation detection elements are arranged in a line has been described. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. They may be arranged on a plane. By doing so, even when the incident radiation has a two-dimensional distribution, the two-dimensional distribution of the radiation can be changed in real time and
It can measure with high accuracy. Also, by adjusting the timing of the MOS transistor provided corresponding to each semiconductor radiation detecting element to an appropriate value, it can be output as a video signal, and a two-dimensional radiation distribution can be easily output using a television monitor. .
【００５１】[0051]
【発明の効果】請求項１に係る放射線分布検出装置は、
各放射線検出素子を半導体で形成し、放射線が入射した
際の各半導体放射線検出素子からのそれぞれの信号が時
間的に順に出力端子から出力されるようにした。このこ
とから、半導体放射線検出素子には高い印加電圧をかけ
ることができることから電荷キャリアの流動速度を速く
することができ、各半導体放射線検出素子からの出力分
布を即座に表示することができるため、入射放射線量の
空間分布を精度よくリアルタイムに測定することができ
る。The radiation distribution detecting device according to claim 1 is
Each radiation detection element is formed of a semiconductor, and each signal from each semiconductor radiation detection element when radiation enters is output from an output terminal in time order. From this, since a high applied voltage can be applied to the semiconductor radiation detection element, the flow speed of the charge carriers can be increased, and the output distribution from each semiconductor radiation detection element can be displayed immediately, The spatial distribution of the incident radiation dose can be accurately measured in real time.
【００５２】請求項２に係る放射線分布検出装置は、請
求項１において、具体的には、各半導体放射線検出素子
を、耐放射線性能を有する化合物半導体で形成した。こ
のことから、大線量の放射線の照射に対しても耐久性を
向上させ長寿命化を図ることができ、信頼性の向上を図
ることができる。In the radiation distribution detecting device according to the second aspect, specifically, in the first aspect, each semiconductor radiation detecting element is formed of a compound semiconductor having radiation resistance. Thus, the durability can be improved and the service life can be extended even when a large dose of radiation is irradiated, and the reliability can be improved.
【００５３】請求項３に係る放射線分布検出装置は、請
求項１又は請求項２のいずれかにおいて、放射線検出部
からの各出力信号に対して、各半導体放射線検出素子の
特性に応じてあらかじめ設定された補正係数を乗じて補
正を行う補正部を更に備えた。このことから、各半導体
放射線検出素子に特性のばらつきがあり、該各素子から
の出力にばらつきがある場合においても、正確な放射線
分布を得ることができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided the radiation distribution detecting apparatus according to any one of the first and second aspects, wherein each output signal from the radiation detecting section is preset in accordance with the characteristics of each semiconductor radiation detecting element. A correction unit that performs correction by multiplying by the corrected correction coefficient. Accordingly, an accurate radiation distribution can be obtained even when the characteristics of the semiconductor radiation detecting elements vary and the outputs from the elements vary.
【００５４】請求項４に係る放射線分布検出装置は、請
求項１又は請求項２のいずれかにおいて、放射線検出部
からの各出力信号をパルス信号に変換してスイッチング
部に出力するパルス変換部を更に備えた。このことか
ら、各半導体放射線検出素子に入射した放射線をパルス
計測することができるため、入射放射線が低線量率の場
合でも、放射線分布をリアルタイム、かつ、高精度に測
定することができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a radiation distribution detecting apparatus according to any one of the first and second aspects, further comprising: Further provision. From this, since the radiation incident on each semiconductor radiation detection element can be pulse-measured, the radiation distribution can be measured in real time and with high accuracy even when the incident radiation has a low dose rate.
【００５５】請求項５に係る放射線分布検出装置は、請
求項１又は請求項２のいずれかにおいて、スイッチング
部を介して出力された放射線検出部からの出力信号をパ
ルス信号に変換して出力するパルス変換部を更に備え
た。このことから、入射放射線が低線量率の場合でも、
放射線分布をリアルタイム、かつ、高精度に測定するこ
とができると共に、測定系を単純化することができ、コ
ストの低減及び信頼性の向上を図ることができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a radiation distribution detecting device according to any one of the first and second aspects, wherein the output signal from the radiation detecting unit output via the switching unit is converted into a pulse signal and output. A pulse converter is further provided. From this, even if the incident radiation has a low dose rate,
The radiation distribution can be measured in real time and with high accuracy, the measurement system can be simplified, and the cost can be reduced and the reliability can be improved.
【００５６】請求項６に係る放射線分布検出装置は、請
求項４又は請求項５のいずれかにおいて、具体的には、
パルス変換部を、演算増幅器で形成された微分回路から
なるようにした。このことから、半導体放射線検出素子
の漏れ電流が多い場合でも、半導体放射線検出素子と演
算増幅器を結合コンデンサにより交流結合することで漏
れ電流の影響を取り除くことができるため、高精度の測
定を行うことができる。The radiation distribution detecting device according to the sixth aspect is, in any one of the fourth and fifth aspects, specifically,
The pulse conversion unit was constituted by a differentiating circuit formed by an operational amplifier. Therefore, even when the leakage current of the semiconductor radiation detecting element is large, the influence of the leakage current can be removed by AC-coupling the semiconductor radiation detecting element and the operational amplifier with the coupling capacitor. Can be.
【００５７】請求項７に係る放射線分布検出装置は、請
求項４から請求項６のいずれかにおいて、パルス変換部
で変換された各パルス信号を該信号の波高領域ごとに出
力する複数のシングルチャンネルアナライザを更に備え
た。このことから、半導体放射線検出素子に付与された
エネルギー、すなわち入射放射線のエネルギー領域ごと
に弁別された放射線量分布を即座に表示することができ
る。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a radiation distribution detecting apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein each of the plurality of single channels outputs each pulse signal converted by the pulse conversion section for each peak area of the signal. An analyzer was further provided. From this, it is possible to immediately display the energy applied to the semiconductor radiation detecting element, that is, the radiation dose distribution discriminated for each energy region of the incident radiation.
【００５８】請求項８に係る放射線分布検出装置は、請
求項１から請求項７のいずれかにおいて、具体的には、
放射線検出部を、各半導体放射線検出素子が一列に配置
されてなるようにした。このことから、入射放射線量の
空間分布を精度よくリアルタイムに測定することができ
る。[0058] The radiation distribution detecting apparatus according to claim 8 is, in any one of claims 1 to 7, specifically,
The radiation detecting section is configured such that the semiconductor radiation detecting elements are arranged in a line. From this, the spatial distribution of the incident radiation dose can be accurately measured in real time.
【００５９】請求項９に係る放射線分布検出装置は、請
求項１から請求項７のいずれかにおいて、具体的には、
放射線検出部は、各半導体放射線検出素子を２次元平面
上に配置してなるようにした。このことから、入射放射
線が２次元的分布を持っている場合でも、放射線の２次
元分布を、リアルタイム、かつ、高精度に測定すること
ができる。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a radiation distribution detecting apparatus according to any one of the first to seventh aspects,
The radiation detecting section is configured such that each semiconductor radiation detecting element is arranged on a two-dimensional plane. Accordingly, even when the incident radiation has a two-dimensional distribution, the two-dimensional distribution of the radiation can be measured in real time and with high accuracy.
【００６０】請求項１０に係る放射線分布検出装置は、
請求項１から請求項９のいずれかにおいて、具体的に
は、放射線検出部が、各半導体放射線検出素子に対応し
て設けられたそれぞれの電極と１つの共通電極とを１つ
の半導体上に形成してなるようにした。このことから、
半導体放射線検出素子が１つの素子で構成されているた
め、素子の特性の違いによる出力のばらつきを小さくす
ることができる。また、電極のそれぞれの間隔を小さく
することが容易であるので、全体の面積に対する不感領
域の割合を小さくすることができ、集積度を向上させる
ことができる。The radiation distribution detecting device according to claim 10 is
In any one of the first to ninth aspects, specifically, the radiation detection unit forms, on one semiconductor, each electrode and one common electrode provided corresponding to each semiconductor radiation detection element. I did it. From this,
Since the semiconductor radiation detecting element is composed of one element, it is possible to reduce variation in output due to a difference in element characteristics. In addition, since it is easy to reduce the interval between the electrodes, the ratio of the dead area to the entire area can be reduced, and the degree of integration can be improved.
【００６１】請求項１１に係る放射線分布検出装置は、
請求項１から請求項１０のいずれかにおいて、電子平衡
が成立する厚みを有する組織等価物質で各半導体放射線
検出素子を囲むようにした。このことから、人体組織と
同様の放射線吸収特性を得ることができる。The radiation distribution detecting device according to claim 11 is
In any one of the first to tenth aspects, each semiconductor radiation detecting element is surrounded by a tissue-equivalent substance having a thickness such that an electron balance is established. From this, it is possible to obtain radiation absorption characteristics similar to those of a human body tissue.
【図１】 本発明の実施の形態１における放射線分布検
出装置の例を示した概略の構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a radiation distribution detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１の半導体放射線検出素子の構造を示した
概略の断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of the semiconductor radiation detecting element of FIG.
【図３】 本発明の実施の形態１における放射線分布検
出装置の他の例を示した概略の構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another example of the radiation distribution detecting device according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施の形態２における放射線分布検
出装置の例を示した概略の構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a radiation distribution detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施の形態２における放射線分布検
出装置の他の例を示した概略の構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of the radiation distribution detecting device according to the second embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施の形態２における放射線分布検
出装置の他の例を示した概略の構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another example of the radiation distribution detecting device according to the second embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の実施の形態３における放射線分布検
出装置の半導体放射線検出素子の構造例を示した概略の
断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a structural example of a semiconductor radiation detecting element of a radiation distribution detecting device according to a third embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の実施の形態４における放射線分布検
出装置の例を示した概略の構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a radiation distribution detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】 ２次元平面上に形成した半導体放射線検出素
子の例を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a semiconductor radiation detecting element formed on a two-dimensional plane.
【図１０】 従来の電離箱放射線検出器の構成例を示し
た図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a conventional ionization chamber radiation detector.
１，１Ａ，２５，２５Ａ，３５ 放射線分布検出装置、
２ 放射線、 ３ａ〜３ｉ 半導体放射線検出素子、
４ａ〜４ｉ ＭＯＳトランジスタ、 ５ 制御回路、
６ 高電圧電源、 １１ 共通電極、 １１ａ〜１１
ｉ，１２ａ〜１２ｉ 電極、 １３ａ〜１３ｉ 半導
体、 １５ 補正回路、 ２１，２１ａ〜２１ｉ パル
ス変換回路、 ２７〜２９ シングルチャンネルアナラ
イザ、 ３１ 組織等価物質。1, 1A, 25, 25A, 35 radiation distribution detecting device,
2 radiation, 3a to 3i semiconductor radiation detecting element,
4a to 4i MOS transistors, 5 control circuits,
6 high voltage power supply, 11 common electrode, 11a-11
i, 12a to 12i electrode, 13a to 13i semiconductor, 15 correction circuit, 21, 21a to 21i pulse conversion circuit, 27 to 29 single channel analyzer, 31 tissue equivalent material.
Claims (11)
する放射線分布検出装置において、 所定の直流高電圧を生成して出力する高電圧電源部と、 該高電圧電源部から高電圧が印加されると放射線の強度
に応じた信号を出力する半導体で形成した複数の半導体
放射線検出素子で構成される放射線検出部と、 該放射線検出部の各半導体放射線検出素子からのそれぞ
れの信号に対する出力制御を行うスイッチング部と、 所定の時系列で上記各半導体放射線検出素子からのそれ
ぞれの信号が出力されるように該スイッチング部の動作
制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする放射線
分布検出装置。1. A radiation distribution detecting device for detecting a position distribution of radiation in real time, comprising: a high-voltage power supply unit for generating and outputting a predetermined DC high voltage; and when a high voltage is applied from the high-voltage power supply unit. A radiation detection unit including a plurality of semiconductor radiation detection elements formed of semiconductors that output a signal corresponding to the intensity of radiation; and a switching unit that controls output of each signal from each semiconductor radiation detection element of the radiation detection unit. A radiation distribution detecting device comprising: a control unit that controls an operation of the switching unit such that signals from the semiconductor radiation detecting elements are output in a predetermined time series.
素子は、耐放射線性能を有する化合物半導体で形成され
ることを特徴とする請求項１に記載の放射線分布検出装
置。2. The radiation distribution detecting apparatus according to claim 1, wherein each of the semiconductor radiation detecting elements of the radiation detecting section is formed of a compound semiconductor having radiation resistance.
して、上記各半導体放射線検出素子の特性に応じてあら
かじめ設定された補正係数を乗じて補正を行う補正部を
備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれ
かに記載の放射線分布検出装置。3. A correction unit for performing a correction by multiplying each output signal from the radiation detection unit by a correction coefficient preset in accordance with the characteristics of each of the semiconductor radiation detection elements. The radiation distribution detecting device according to claim 1.
ルス信号に変換して上記スイッチング部に出力するパル
ス変換部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項
２のいずれかに記載の放射線分布検出装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising a pulse conversion unit that converts each output signal from the radiation detection unit into a pulse signal and outputs the pulse signal to the switching unit. Radiation distribution detector.
上記放射線検出部からの出力信号をパルス信号に変換し
て出力するパルス変換部を備えることを特徴とする請求
項１又は請求項２のいずれかに記載の放射線分布検出装
置。5. The apparatus according to claim 1, further comprising a pulse conversion unit that converts an output signal from the radiation detection unit output via the switching unit into a pulse signal and outputs the pulse signal. The radiation distribution detecting device according to any one of the above.
された微分回路からなることを特徴とする請求項４又は
請求項５のいずれかに記載の放射線分布検出装置。6. The radiation distribution detecting device according to claim 4, wherein the pulse conversion unit comprises a differentiating circuit formed by an operational amplifier.
信号を該信号の波高領域ごとに出力する複数のシングル
チャンネルアナライザを備えることを特徴とする請求項
４から請求項６のいずれかに記載の放射線分布検出装
置。7. The apparatus according to claim 4, further comprising a plurality of single-channel analyzers for outputting each pulse signal converted by said pulse converter for each peak area of the signal. Radiation distribution detector.
出素子を一列に配置してなることを特徴とする請求項１
から請求項７のいずれかに記載の放射線分布検出装置。8. The radiation detecting section according to claim 1, wherein the semiconductor radiation detecting elements are arranged in a line.
The radiation distribution detecting device according to any one of claims 1 to 7.
出素子を２次元平面上に配置してなることを特徴とする
請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射線分布検
出装置。9. The radiation distribution detecting apparatus according to claim 1, wherein said radiation detecting section includes semiconductor radiation detecting elements arranged on a two-dimensional plane.
検出素子に対応して設けられたそれぞれの電極と１つの
共通電極とを１つの半導体上に形成してなることを特徴
する請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線分
布検出装置。10. The radiation detecting unit according to claim 1, wherein each of the electrodes provided for each semiconductor radiation detecting element and one common electrode are formed on one semiconductor. The radiation distribution detecting device according to claim 9.
検出素子を電子平衡が成立する厚みを有する組織等価物
質で囲んで形成されることを特徴とする請求項１から請
求項１０のいずれかに記載の放射線分布検出装置。11. The radiation detecting section according to claim 1, wherein the radiation detecting section is formed by surrounding each of the semiconductor radiation detecting elements with a tissue equivalent material having a thickness such that an electron balance is established. The radiation distribution detecting device as described in the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14014499A JP2000329855A (en) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Radiation distribution detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP14014499A JP2000329855A (en) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Radiation distribution detecting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329855A true JP2000329855A (en) | 2000-11-30 |
Family
ID=15261904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14014499A Pending JP2000329855A (en) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | Radiation distribution detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329855A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537774A (en) * | 2005-02-28 | 2008-09-25 | アドバンスト フューエル リサーチ、インク． | Apparatus and method for detecting radiation |
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| US8324589B2 (en) | 2005-02-28 | 2012-12-04 | Advanced Fuel Research, Inc. | Apparatus and method for detection of radiation |
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| US11969273B2 (en) | 2022-12-29 | 2024-04-30 | Image Insight, Inc. | Medical devices for diagnostic imaging |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP14014499A patent/JP2000329855A/en active Pending
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