JP2002328173A - Radiation measuring method and radiation measuring device - Google Patents

Radiation measuring method and radiation measuring device

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JP2002328173A
JP2002328173A JP2001133485A JP2001133485A JP2002328173A JP 2002328173 A JP2002328173 A JP 2002328173A JP 2001133485 A JP2001133485 A JP 2001133485A JP 2001133485 A JP2001133485 A JP 2001133485A JP 2002328173 A JP2002328173 A JP 2002328173A
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Japan
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drift
semiconductor detector
semiconductor
radiation
output signal
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JP2001133485A
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Japanese (ja)
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Masashi Yamada
真史 山田
Tatsuyuki Maekawa
立行 前川
Mikio Izumi
幹雄 泉
Akira Yunoki
彰 柚木
Soichiro Morimoto
総一郎 森本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the improvement of time stability of an ordinary temperature semiconductor detector by simple monitoring and a resetting device. SOLUTION: This radiation measuring device using the semiconductor detector 1 is provided with a means 4 for observing a drift amount of an output signal of the semiconductor detector; a means 5 for comparing the drift amount with a predetermined threshold value; and a means 6 for resetting the drift on the basis of the relation between the drift amount and the threshold value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は常温半導体検出器を
用いた放射線測定装置に係り、特に常温半導体検出器の
出力信号のドリフトをリセットし、長時間に亘る連続運
転を可能とした放射線測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation measuring apparatus using a normal temperature semiconductor detector, and more particularly to a radiation measuring apparatus which resets a drift of an output signal of a normal temperature semiconductor detector and enables continuous operation for a long time. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばCdTe、CZTなどの常温半導
体においては、結晶内に放射線が入射した場合に、その
入射した放射線のエネルギーに比例した電荷量の電子対
(電子と正孔)が発生する。常温半導体検出器は、半導
体に電界を印加して前記の電子対を収集することによ
り、入射した放射線のエネルギーを測定するものであ
る。
2. Description of the Related Art In normal temperature semiconductors such as CdTe and CZT, when radiation enters a crystal, electron pairs (electrons and holes) having a charge amount proportional to the energy of the incident radiation are generated. The room temperature semiconductor detector measures the energy of incident radiation by applying an electric field to the semiconductor and collecting the electron pairs.

【0003】このような常温半導体放射線検出器におい
ては一般に、結晶内での電荷の移動度が小さいため、時
間の経過とともに結晶欠陥等に電荷がトラップされ、空
間電荷が形成される。電界を印加するために常温半導体
結晶に形成する電極と常温半導体との接合がショットキ
ー接合である場合には、この空間電荷によって結晶内部
の電界が歪められ、常温半導体検出器からの信号が低エ
ネルギー側にドリフトし、長時間にわたって正しいエネ
ルギー情報が得られないという欠点を有している。
In such a room-temperature semiconductor radiation detector, generally, since the mobility of charges in a crystal is small, charges are trapped by crystal defects or the like with the passage of time, and space charges are formed. If the junction between the electrode formed on the room temperature semiconductor crystal and the room temperature semiconductor to apply an electric field is a Schottky junction, the electric field inside the crystal is distorted by this space charge, and the signal from the room temperature semiconductor detector is low. It has the drawback that it drifts to the energy side and correct energy information cannot be obtained for a long time.

【0004】従来例を図11に示す。図11において、
常温半導体検出器1の信号は電荷有感型プリアンプ2で
増幅され、電荷有感型プリアンプ2からの信号は多重波
高分析器3で波高分析される。
FIG. 11 shows a conventional example. In FIG.
The signal of the room temperature semiconductor detector 1 is amplified by the charge-sensitive preamplifier 2, and the signal from the charge-sensitive preamplifier 2 is subjected to wave height analysis by the multiplex wave height analyzer 3.

【0005】図12は、図11に示した従来の放射線測
定装置によって測定した場合における多重波高分析器の
スペクトルを示したものである。この図12に示すよう
に、電圧印加直後のスペクトルは時間の経過とともに低
エネルギー側にドリフトしている。したがって、図11
に示した従来の構成による放射線測定装置によっては長
時間に亘って安定したスペクトルを得ることができな
い。
FIG. 12 shows a spectrum of a multiple height analyzer when measured by the conventional radiation measuring apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 12, the spectrum immediately after the application of the voltage drifts to the low energy side with the passage of time. Therefore, FIG.
However, a stable spectrum cannot be obtained over a long period of time with the conventional radiation measuring apparatus shown in FIG.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な常温半導体放射線検出器の波高分析においては、時間
の経過とともに半導体内に空間電荷が形成されて内部の
電界が歪み、検出器の出力信号が低エネルギー側にシフ
トし、長時間に渡って安定したスペクトルが得られない
という欠点があった。
By the way, in the above-described wave height analysis of a normal temperature semiconductor radiation detector, space charge is formed in the semiconductor with the passage of time, and the internal electric field is distorted. Has shifted to the low energy side, and there has been a disadvantage that a stable spectrum cannot be obtained for a long time.

【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、長時間に渡って安定したスペクトルを得ること
ができる半導体検出器を用いた放射線測定方法および放
射線測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a radiation measuring method and a radiation measuring apparatus using a semiconductor detector capable of obtaining a stable spectrum for a long time. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明では、半導体検出器を用いて放
射線を測定する方法において、前記半導体検出器から出
力される信号のドリフト量と予め求めたしきい値との関
係、または予め求めた半導体検出器の設置条件とリセッ
ト実施時間との相関にに基づき、前記ドリフト量がしき
い値をこえた時または一定時間が経過する毎に、ドリフ
トをリセットすることを特徴とする放射線測定方法を提
供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring radiation using a semiconductor detector, the method comprising: measuring a drift amount of a signal output from the semiconductor detector; And the threshold value obtained in advance, or the correlation between the installation condition of the semiconductor detector and the reset execution time obtained in advance, when the drift amount exceeds the threshold value or every time a predetermined time elapses. And a radiation measurement method characterized by resetting a drift.

【0009】請求項2に係る発明では、請求項1記載の
放射線測定方法において、半導体検出器出力信号のドリ
フト量は、リーク電流の経時変化、半導体検出器出力信
号立ち上がりの傾きの分布および半導体検出器出力信号
立ち上がりの傾きの最大値の少なくともいずれかに基づ
いて推定することを特徴とする放射線測定方法を提供す
る。
According to a second aspect of the present invention, in the radiation measuring method according to the first aspect, the drift amount of the semiconductor detector output signal includes a change with time of a leak current, a distribution of a slope of a rising edge of the semiconductor detector output signal, and a semiconductor detection. A radiation measurement method, wherein the estimation is performed based on at least one of the maximum values of the rising slope of the detector output signal.

【0010】請求項3に係る発明では、半導体検出器を
用いた放射線測定装置において、半導体検出器出力信号
のドリフト量を観測する手段と、ドリフト量と予め定め
られたしきい値を比較する手段と、ドリフト量としきい
値との関係に基づいてドリフトをリセットする手段とを
備えたことを特徴とする放射線測定装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the radiation measuring apparatus using the semiconductor detector, means for observing a drift amount of the output signal of the semiconductor detector and means for comparing the drift amount with a predetermined threshold value. And a means for resetting the drift based on the relationship between the amount of drift and the threshold value.

【0011】請求項4に係る発明では、半導体検出器を
用いた放射線測定装置において、装置の設置条件に応じ
てリセットを実施する時間を設定する手段と、一定時間
毎に半導体検出器出力信号のドリフトをリセットする手
段とを備えたことを特徴とする放射線測定装置を提供す
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in a radiation measuring apparatus using a semiconductor detector, a means for setting a time for performing a reset according to installation conditions of the apparatus, and an output signal of the semiconductor detector at regular intervals are provided. Means for resetting the drift.

【0012】請求項5に係る発明では、請求項3または
4記載のドリフトをリセットする手段として、半導体の
バンドギャップに応じたエネルギーの光を照射する手段
を備えたことを特徴とする放射線測定装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a radiation measuring apparatus, as means for resetting the drift according to the third or fourth aspect, further comprising means for irradiating light having energy corresponding to the band gap of the semiconductor. I will provide a.

【0013】請求項6に係る発明では、請求項7記載の
半導体のバンドギャップに応じたエネルギーの光を照射
する手段として、バンドギャップに応じたエネルギー波
長で発光するシンチレータと発光波長帯を制限するフィ
ルタを備えたことを特徴とする放射線測定装置を提供す
る。
According to a sixth aspect of the present invention, as means for irradiating light of energy corresponding to the band gap of the semiconductor according to the seventh aspect, a scintillator which emits light at an energy wavelength corresponding to the band gap and an emission wavelength band are limited. Provided is a radiation measurement device including a filter.

【0014】請求項7に係る発明では、請求項1または
2記載の放射線測定装置において、ドリフトをリセット
する前に平面状に複数個設けられた検出器の出力を予め
切り換える手段を備えたことを特徴とする放射線測定装
置を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the radiation measuring apparatus according to the first or second aspect, before resetting the drift, there is provided means for switching in advance the outputs of a plurality of flat detectors. Provided is a radiation measurement apparatus characterized by the following.

【0015】以上の本発明によれば、下記の作用が得ら
れる。すなわち、半導体検出器出力信号のドリフト量を
観測し、ドリフト量と予め定められたしきい値を比較
し、ドリフトをリセットすることにより、ドリフト量が
しきい値をこえた時にドリフトをリセットして、長時間
に渡って安定な出力を得ることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. That is, by observing the drift amount of the semiconductor detector output signal, comparing the drift amount with a predetermined threshold, and resetting the drift, the drift is reset when the drift amount exceeds the threshold. It is possible to obtain a stable output for a long time.

【0016】装置の設置条件に応じてリセットを実施す
る時間を設定し、一定時間毎に半導体検出器出力信号の
ドリフトをリセットすることにより、長時間に渡って安
定な出力を得ることができる。設置場所の温度を測定
し、測定された温度からリセットを実施する時間を予め
求められた相関から算出することにより、設置場所の温
度変化に対して安定な出力を得ることができる。
A stable output can be obtained over a long period of time by setting the time for resetting according to the installation conditions of the apparatus and resetting the drift of the semiconductor detector output signal at regular intervals. By measuring the temperature of the installation location and calculating the time for performing the reset from the measured temperature from the correlation obtained in advance, it is possible to obtain a stable output with respect to the temperature change of the installation location.

【0017】半導体検出器のリーク電流を測定し、リー
ク電流の経時変化を監視することにより、半導体検出器
出力信号のドリフト量を推定することができる。半導体
検出器出力信号立ち上がり部分を監視することにより、
求められた半導体検出器信号立ち上がり部から半導体検
出器出力信号のドリフト量を推定することができる。半
導体検出器出力信号立ち上がりの傾きの最大値を監視す
ることにより、その傾きの最大値の経時変化から半導体
検出器出力信号のドリフト量を推定することができる。
The drift amount of the output signal of the semiconductor detector can be estimated by measuring the leak current of the semiconductor detector and monitoring the change over time of the leak current. By monitoring the rising edge of the semiconductor detector output signal,
The drift amount of the semiconductor detector output signal can be estimated from the obtained semiconductor detector signal rising portion. By monitoring the maximum value of the slope of the rising edge of the output signal of the semiconductor detector, the drift amount of the output signal of the semiconductor detector can be estimated from the change with time of the maximum value of the slope.

【0018】半導体のバンドギャップに応じたエネルギ
ーの光を照射することにより、半導体検出器に形成され
た空間電荷をリセットすることができる。バンドギャッ
プに応じたエネルギー波長で発光するシンチレータと発
光波長帯を制限するフィルタを備えることにより、バン
ドギャップに応じた光を放射線の入射に応じて照射する
ことができる。ドリフトをリセットする前に平面状に複
数個設けられた検出器の出力を予め切り換えることによ
り、測定対象に対して空間位置がほぼ同じように平面状
に配置された複数個の検出器間で、リセットに先立って
検出器出力を切り換えリセットによる不感時間を減少ま
たは除去することができる。
By irradiating light of energy corresponding to the band gap of the semiconductor, space charges formed in the semiconductor detector can be reset. By providing a scintillator that emits light at an energy wavelength corresponding to the band gap and a filter that limits the emission wavelength band, light corresponding to the band gap can be irradiated according to the incidence of radiation. By previously switching the outputs of a plurality of detectors provided in a plane before resetting the drift, a plurality of detectors arranged in a plane with a substantially same spatial position with respect to the measurement target can be obtained. The detector output can be switched prior to reset to reduce or eliminate dead time due to reset.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】第1実施形態(図1) 図1は第1実施形態による装置構成を示している。この
図1に示すように、本実施形態の装置は、半導体検出器
1、電荷有感型プリアンプ2、多重波高分析器3、ドリ
フト監視手段4、比較器5が順次に接続され、比較器5
における比較結果がドリフトリセット手段6に入力され
て、半導体検出器のリセット指令が出力されるようにな
っている。
First Embodiment (FIG. 1) FIG. 1 shows an apparatus configuration according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, in the apparatus of the present embodiment, a semiconductor detector 1, a charge-sensitive preamplifier 2, a multiplex height analyzer 3, a drift monitoring means 4, and a comparator 5 are sequentially connected.
Is input to the drift reset means 6, and a reset command for the semiconductor detector is output.

【0021】半導体検出器1は例えばCdTe、CZT
などの常温半導体検出器であり、この半導体検出器1の
信号は、電荷有感型プリアンプ2で増幅され、電荷有感
型プリアンプ2からの信号は多重波高分析器3で波高分
析される。
The semiconductor detector 1 is, for example, CdTe, CZT
The signal of the semiconductor detector 1 is amplified by a charge-sensitive preamplifier 2, and the signal from the charge-sensitive preamplifier 2 is subjected to wave height analysis by a multiplex wave height analyzer 3.

【0022】半導体検出器1からの出力信号のドリフト
量は、ドリフト監視手段4において求められる。比較器
5では、求められたドリフト量と予め決められたしきい
値とが比較され、ドリフト量がしきい値をこえた場合
に、半導体検出器出力信号ドリフトが、ドリフトリセッ
ト手段6によりリセットされる。なお、本実施形態にお
けるドリフト値の推定等については、下記の第2実施形
態と同様であるため、同実施形態において説明する。
The drift amount of the output signal from the semiconductor detector 1 is obtained by the drift monitoring means 4. The comparator 5 compares the calculated drift amount with a predetermined threshold value, and when the drift amount exceeds the threshold value, the semiconductor detector output signal drift is reset by the drift reset means 6. You. Note that estimation of a drift value and the like in the present embodiment are the same as those in the second embodiment described below, and will be described in the second embodiment.

【0023】以上の第1実施形態によれば、半導体検出
器1の経時変化を監視し、経時変化のリセットを可能と
することにより、長時間に渡って安定したスペクトルを
得ることができるようになる。
According to the above-described first embodiment, the change over time of the semiconductor detector 1 is monitored and the change over time can be reset, so that a stable spectrum can be obtained for a long time. Become.

【0024】第2実施形態(図2〜図6) 図2は第2実施形態による装置構成を示している。この
図2に示すように、本実施形態の装置は、半導体検出器
1、電荷有感型プリアンプ2、多重波高分析器3が順次
に接続され、分析値を得るようになっている。一方、リ
セット時間決定手段7が設けられ、このリセット時間決
定手段7からの設定値がドリフトリセット手段6に入力
され、半導体検出器のリセット指令が出力されるように
なっている。
Second Embodiment (FIGS. 2 to 6) FIG. 2 shows an apparatus configuration according to a second embodiment. As shown in FIG. 2, in the apparatus of the present embodiment, a semiconductor detector 1, a charge-sensitive preamplifier 2, and a multiplex height analyzer 3 are sequentially connected to obtain an analysis value. On the other hand, a reset time determining means 7 is provided, and the set value from the reset time determining means 7 is input to the drift reset means 6, and a reset command for the semiconductor detector is output.

【0025】本実施形態では、リセット時間決定手段7
において、装置設置場所の条件に応じてリセット時間が
設定され、一定時間毎にドリフトリセット手段6にて半
導体検出器出力信号のドリフトがリセットされる。
In this embodiment, the reset time determining means 7
In the above, the reset time is set according to the condition of the installation place of the apparatus, and the drift of the output signal of the semiconductor detector is reset by the drift reset means 6 at regular intervals.

【0026】図3は、リセット時間を設定するリセット
時間決定手段7についての説明図である。この図3にお
いて、横軸に温度、縦軸に単位当たりのドリフト量を示
すように、一般に半導体検出器出力の単位時間あたりの
ドリフト量と温度との間には一定の相関がある。すなわ
ち、温度が高くなるに従って、単位時間当たりのドリフ
ト量が多くなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the reset time determining means 7 for setting the reset time. In FIG. 3, there is generally a certain correlation between the drift amount of the semiconductor detector output per unit time and the temperature, as indicated by the temperature on the horizontal axis and the drift amount per unit on the vertical axis. That is, as the temperature increases, the drift amount per unit time increases.

【0027】そこで本実施形態では、この相関から装置
の要求精度に支障をきたさない範囲で、測定された温度
からリセット時間を決定しリセットを行う。上述した第
1実施形態で示した図1、および本実施形態の構成を示
した図2のドリフト量を観測する手段4について、図4
(a)〜(c)を参照して説明する。
Therefore, in the present embodiment, the reset time is determined from the measured temperature and reset is performed within a range that does not affect the required accuracy of the apparatus from the correlation. The means 4 for observing the drift amount in FIG. 1 shown in the first embodiment described above and FIG.
This will be described with reference to (a) to (c).

【0028】ドリフトの監視については、周囲の放射線
に変化がない場合にはスペクトルの履歴からドリフト量
を推定することができる。しかし、実際の運用では周囲
の放射線は変化しており、スペクトルの履歴からドリフ
ト量を推定することは困難な場合がある。
As for drift monitoring, when there is no change in the surrounding radiation, the drift amount can be estimated from the history of the spectrum. However, in actual operation, the surrounding radiation changes, and it may be difficult to estimate the amount of drift from the history of the spectrum.

【0029】図4(a)は、リーク電流を監視してドリ
フト量を推定する方法を説明する図である。同図の横軸
に示したリーク電流と、縦軸に示したドリフト量との間
には、比例的な相関が認められている。この相関に基づ
き、装置の要求精度に支障をきたさないドリフト量か
ら、リーク電流許容範囲を求めておき、リーク電流を監
視することによって、ドリフト量を監視することができ
る。
FIG. 4A is a diagram for explaining a method of monitoring a leak current and estimating a drift amount. A proportional correlation is observed between the leak current shown on the horizontal axis and the drift amount shown on the vertical axis in FIG. Based on this correlation, an allowable leakage current range is obtained from a drift amount that does not hinder the required accuracy of the device, and the drift amount can be monitored by monitoring the leak current.

【0030】次に、図4(b)によって半導体検出器出
力信号立ち上がり部分を監視してドリフト量を推定する
手段について説明する。図4(b)に示すように、半導
体検出器出力信号の立ち上がりは一般的に電子の移動に
よる信号と、正孔の移動による信号が重なりあった成分
(実線で示した速い成分)と、それに続く正孔のみの移
動による成分(破線で示した遅い成分)とからなる。
Next, means for monitoring the rising portion of the output signal of the semiconductor detector and estimating the drift amount will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4B, the rise of the output signal of the semiconductor detector is generally caused by a signal due to the movement of electrons, a component in which the signal due to the movement of holes overlaps (a fast component indicated by a solid line), and A subsequent component (slow component indicated by a broken line) due to the movement of only holes.

【0031】これらの信号立ち上がりの傾きは結晶に印
加されている電界強度に比例する。ドリフトが生じてい
る時には、結晶中に印加されている電界を打ち消す空間
電荷が形成されているため、図4(b)に示したよう
に、信号の立ち上がり傾きが小さくなる。従って、半導
体検出器出力信号の傾きの分布を監視することにより、
ドリフト量を推定することができる。
The slope of the rise of these signals is proportional to the intensity of the electric field applied to the crystal. When drift occurs, a space charge that cancels the electric field applied in the crystal is formed, and therefore, the rising slope of the signal becomes small as shown in FIG. Therefore, by monitoring the slope distribution of the semiconductor detector output signal,
The drift amount can be estimated.

【0032】図4(c)は、半導体検出器出力信号の立
ち上がり部分を監視する方法についての説明図である。
上記の図4(b)で説明したように、半導体検出器出力
信号の傾きの分布を監視することによってドリフト量の
推定を行なうことは可能であるが、正孔の移動度は空間
電荷の形成にかかわらず低く、信号の傾きは図4(c)
に示したように、傾きが種々分布していると考えられ
る。従って、この傾きの分布のうち、最大値を監視する
ことによって、結晶内の電界の変化を効果的に監視する
ことができる。そして、簡単な処理により、半導体検出
器出力のドリフトを推定することができる。なお、ドリ
フト量の監視は、標準線源を用いて標準線源の出力信号
のドリフトを監視することによっても可能である。
FIG. 4C is an explanatory diagram of a method of monitoring the rising portion of the output signal of the semiconductor detector.
As described above with reference to FIG. 4B, it is possible to estimate the drift amount by monitoring the distribution of the slope of the output signal of the semiconductor detector, but the mobility of the holes depends on the formation of space charges. And the slope of the signal is
It is considered that the inclinations are variously distributed as shown in FIG. Therefore, by monitoring the maximum value of the gradient distribution, it is possible to effectively monitor the change in the electric field in the crystal. Then, the drift of the semiconductor detector output can be estimated by a simple process. The drift amount can be monitored by monitoring the drift of the output signal of the standard source using the standard source.

【0033】次に、図1および図2に示した構成におけ
る半導体検出器出力信号のドリフトリセット手段6につ
いて、図5を参照して説明する。
Next, the drift reset means 6 of the semiconductor detector output signal in the configuration shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG.

【0034】ドリフトのリセットには、空間電荷を緩和
する手段が必要となり、半導体検出器の高圧電源をOF
Fすることが考えられる。図5は、高圧電源をOFFせ
ずに空間電荷を緩和する方法として、半導体のバンドギ
ャップに応じたエネルギーの光を照射して、ドリフトを
リセットする場合の模式図である。この図5に示すよう
に、常温半導体では電荷の移動度が低いため、電荷が価
電子帯と伝導帯との間の準位にトラップされる。
For resetting the drift, a means for relaxing the space charge is required, and the high voltage power supply of the semiconductor detector is turned off.
F is conceivable. FIG. 5 is a schematic diagram of resetting the drift by irradiating light with energy corresponding to the band gap of the semiconductor as a method of relaxing space charge without turning off the high-voltage power supply. As shown in FIG. 5, since the mobility of electric charge is low in a normal-temperature semiconductor, the electric charge is trapped in a level between the valence band and the conduction band.

【0035】半導体結晶と電極との接合がショットキー
接合の場合、トラップされた電荷が緩和されず、結晶中
に空間電荷を形成することで内部の電界が歪み出力信号
のドリフトが生じる。この空間電荷を緩和するために、
半導体のバンドギャップ相当のエネルギーを持った波長
の光を照射する。例えば、半導体がCdTeの場合に
は、バンドギャップが1.47keVであり、ほぼ同じ
エネルギー波長で発光する赤外線領域の発光ダイオード
(例えばGaAlAs)の光を照射してもよい。
When the junction between the semiconductor crystal and the electrode is a Schottky junction, the trapped charge is not relaxed, and the space charge is formed in the crystal, thereby distorting the internal electric field and causing drift of the output signal. To mitigate this space charge,
Light with a wavelength having energy equivalent to the band gap of a semiconductor is irradiated. For example, when the semiconductor is CdTe, the light may be emitted from a light-emitting diode (for example, GaAlAs) in an infrared region that has a band gap of 1.47 keV and emits light at substantially the same energy wavelength.

【0036】照射された光により、トラップされた電荷
は伝導帯に励起され、空間電荷は消滅しドリフト現象は
リセットされる。この方法によれば、検出器の高圧電源
をOFFする必要なく、空間電荷の緩和が可能となる。
The trapped charges are excited to the conduction band by the irradiated light, the space charges disappear, and the drift phenomenon is reset. According to this method, space charge can be alleviated without having to turn off the high-voltage power supply of the detector.

【0037】次に、図6を参照して、半導体のバンドギ
ャップに応じたエネルギーの光を照射する方法について
説明する。バンドギャップに応じた光を照射する方法と
して、発光ダイオード等の光の照射などが考えられる。
発光ダイオード等の発光素子では多くの場合、電源が必
要となるが、電源を必要としない方法も可能である。て
図6には、半導体のバンドギャップに応じたエネルギー
の波長で発光するシンチレータと、発光波長帯を制限す
るフィルタを用いて光を照射する場合の模式図を示して
いる。この図6に示すように、放射線の入射によってシ
ンチレータが発光し、発光波長を制限するフィルタによ
り発光波長を制限し、図5に示した原理と同様に、空間
電荷をリセットすることができる。すなわち、シンチレ
ータを使用することにより、電源を用いる必要なく、ド
リフトのリセットが行なえるという利点が得られる。
Next, a method of irradiating light with energy corresponding to the band gap of the semiconductor will be described with reference to FIG. As a method of irradiating light corresponding to the band gap, irradiation of light from a light emitting diode or the like can be considered.
In many cases, a light source such as a light emitting diode requires a power supply, but a method that does not require a power supply is also possible. FIG. 6 is a schematic diagram showing a case where light is emitted using a scintillator that emits light at a wavelength of energy corresponding to the band gap of the semiconductor and a filter that limits the emission wavelength band. As shown in FIG. 6, the scintillator emits light due to the incidence of radiation, the emission wavelength is limited by a filter that limits the emission wavelength, and the space charge can be reset in the same manner as in the principle shown in FIG. That is, the use of the scintillator has the advantage that the drift can be reset without using a power supply.

【0038】第3実施形態(図7) 図7は、第3実施形態による装置構成を示している。こ
の図7に示すように、本実施形態の装置は、基本的には
第1実施形態と同様であり、半導体検出器1、電荷有感
型プリアンプ2、多重波高分析器3、ドリフト監視手段
4、比較器5が順次に接続され、比較器5における比較
結果がドリフトリセット手段6に入力されて、半導体検
出器のリセット指令が出力されるようになっている。
Third Embodiment (FIG. 7) FIG. 7 shows an apparatus configuration according to a third embodiment. As shown in FIG. 7, the device of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, and includes a semiconductor detector 1, a charge-sensitive preamplifier 2, a multiplex height analyzer 3, and a drift monitoring means 4. , The comparator 5 is sequentially connected, the result of comparison in the comparator 5 is input to the drift reset means 6, and a reset command for the semiconductor detector is output.

【0039】このものにおいて、本実施形態では平面状
に複数個設置された常温半導体検出器1〜1’が適用さ
れるとともに、この各常温半導体検出器1〜1’の信号
が、電荷有感型プリアンプ2の前段に接続した切り換え
スイッチ8を経由するようになっている。そして、この
切り換えスイッチ8を経由した個々の信号が、電荷有感
型プリアンプ2に入力され、この電荷有感型プリアンプ
2で増幅された信号は、多重波高分析器3で波高分析さ
れる。
In this embodiment, a plurality of ordinary temperature semiconductor detectors 1 to 1 ′ are installed in a plane, and the signals of the ordinary temperature semiconductor detectors 1 to 1 ′ are charged-sensitive. It passes through a changeover switch 8 connected to the former stage of the die preamplifier 2. The individual signals passing through the changeover switch 8 are input to the charge-sensitive preamplifier 2, and the signal amplified by the charge-sensitive preamplifier 2 is subjected to wave height analysis by the multiplex wave height analyzer 3.

【0040】このような構成の本実施形態においても、
前述した第1実施形態と同様に、半導体検出器出力信号
のドリフト量を観測するドリフト監視手段4においてド
リフト量が求められ、比較器5で求められたドリフト量
と、予め決められたしきい値とが比較され、しきい値を
こえた場合に半導体検出器出力信号のドリフトリセット
手段6でドリフトをリセットすることができる。
In this embodiment having such a structure,
As in the first embodiment described above, the drift amount is obtained by the drift monitoring means 4 for observing the drift amount of the semiconductor detector output signal, and the drift amount obtained by the comparator 5 is compared with a predetermined threshold value. The drift can be reset by the drift reset means 6 of the semiconductor detector output signal when the threshold value is exceeded.

【0041】なお、本実施形態では、切り換えスイッチ
8を常温半導体検出器1〜1’の後で、電荷有感型プリ
アンプ2の前段に設置したが、本発明ではこれに限ら
ず、例えば検出器と同数量だけ電荷有感型プリアンプを
設け、その後段に切り換えスイッチ8を設置する構成と
してもよい。
In the present embodiment, the changeover switch 8 is provided after the normal temperature semiconductor detectors 1 to 1 'and before the charge-sensitive preamplifier 2, but the present invention is not limited to this. It is also possible to provide a charge-sensitive preamplifier in the same number as that described above, and to provide a changeover switch 8 at the subsequent stage.

【0042】第4実施形態(図8、図9) 図8は第4実施形態による装置構成を示している。この
図8に示すように、本実施形態は基本的に第2実施形態
で示した図2の構成に基づき、複数の常温半導体検出器
1〜1’を適用した場合についてのものである。
Fourth Embodiment (FIGS. 8 and 9) FIG. 8 shows an apparatus configuration according to a fourth embodiment. As shown in FIG. 8, this embodiment is basically based on the configuration of FIG. 2 shown in the second embodiment, and is a case where a plurality of ordinary temperature semiconductor detectors 1 to 1 ′ are applied.

【0043】すなわち、本実施形態においては、図8に
示すように、平面状に複数個設置された常温半導体検出
器1〜1’の信号が切り換えスイッチ8を経由して、電
荷有感型プリアンプ2で増幅され、電荷有感型プリアン
プ2からの信号は多重波高分析器3で波高分析される。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, signals of a plurality of normal-temperature semiconductor detectors 1 to 1 ′ arranged in a plane are transferred via a changeover switch 8 to a charge-sensitive preamplifier. 2, the signal from the charge-sensitive preamplifier 2 is subjected to wave height analysis by a multiplex wave height analyzer 3.

【0044】この場合、本実施形態では設置場所の条件
に応じてリセット時間を設定するリセット時間決定手段
7が設置され、このリセット時間決定手段7においてリ
セット時間が設定され、一定時間毎にドリフトリセット
手段6によって半導体検出器出力信号のドリフトがリセ
ットされるようになっている。
In this case, in this embodiment, a reset time determining means 7 for setting a reset time according to the condition of the installation place is installed, and the reset time is set in the reset time determining means 7, and the drift reset is performed at regular time intervals. The drift of the semiconductor detector output signal is reset by the means 6.

【0045】本実施形態においても、第2実施形態と同
様に、装置の設置条件に応じてリセットを実施する時間
を設定し、一定時間毎に半導体検出器出力信号のドリフ
トをリセットすることにより、長時間に渡って安定な出
力を得ることができる。
In this embodiment, similarly to the second embodiment, the reset execution time is set in accordance with the installation conditions of the apparatus, and the drift of the semiconductor detector output signal is reset at regular time intervals. A stable output can be obtained for a long time.

【0046】なお、切り換えスイッチ8については、第
3実施形態で述べたように、半導体検出器と同じ数量設
けられた電荷有感型プリアンプの後段に設置してもよ
い。
Incidentally, as described in the third embodiment, the changeover switches 8 may be provided after the charge-sensitive preamplifier provided in the same number as the semiconductor detectors.

【0047】図9は、ドリフトをリセットする前に検出
器出力を予め切り換える方法についての説明図であり、
同図(a)と(b)とは互いに異なる側面から見た状態
を示している。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a method of switching the detector output before resetting the drift.
FIGS. 7A and 7B show states viewed from different sides.

【0048】これらの図に示すように、平面状に複数個
設置された半導体検出器に切り換えスイッチ8が接続さ
れ、観測されたドリフト量がしきい値をこえた場合、ま
たは予め定められたリセット時間になった場合に、検出
器1のドリフトをリセットする直前に、切り換えスイッ
チ8によって検出器1を切り換える構成となっている。
この切り換えスイッチ8による検出器1の切り換えによ
り、測定の不感時間を減少または除去することができ
る。
As shown in these figures, a changeover switch 8 is connected to a plurality of semiconductor detectors arranged in a plane, and when the observed drift amount exceeds a threshold value, or when a predetermined reset is performed. When the time has elapsed, the detector 1 is switched by the changeover switch 8 immediately before resetting the drift of the detector 1.
By switching the detector 1 by the changeover switch 8, the dead time of measurement can be reduced or eliminated.

【0049】なお、切り換えスイッチ8は、検出器1と
同じ数量設けられた電荷有感型プリアンプ2の後段に設
置してもよい。
The changeover switches 8 may be provided at the subsequent stage of the charge-sensitive preamplifier 2 provided in the same number as the number of the detectors 1.

【0050】図10は、以上の各実施形態において、半
導体のバンドギャップに応じた光を照射することによっ
て半導体検出器出力のドリフトをリセットした場合につ
いて、従来例による図12の場合と比較して多重波高分
析器のスペクトルを示したものである。
FIG. 10 shows a case where the drift of the output of the semiconductor detector is reset by irradiating light corresponding to the band gap of the semiconductor in each of the above embodiments, as compared with the case of FIG. 12 of the conventional example. 3 shows a spectrum of a multi-wave height analyzer.

【0051】この図10に示したように、本発明の場合
には、電圧印加直後のスペクトルが時間の経過とともに
低エネルギー側にドリフトするのに対し、光の照射によ
って高エネルギー側にシフトされている。したがって、
本発明によれば、図12に示した従来の構成による放射
線測定装置に対して、常温半導体検出器の時間安定性の
向上が実現でき、長時間に亘って安定したスペクトルを
得ることができることが認められたものである。
As shown in FIG. 10, in the case of the present invention, the spectrum immediately after voltage application drifts to the low energy side with the passage of time, whereas the spectrum is shifted to the high energy side by light irradiation. I have. Therefore,
According to the present invention, it is possible to improve the time stability of a room-temperature semiconductor detector and obtain a stable spectrum over a long time, as compared with the conventional radiation measuring apparatus shown in FIG. It has been recognized.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、簡易な監視およびリセット装置により、常温半導体
検出器の時間安定性の向上が実現でき、実用的に極めて
有効な放射線測定装置および同装置を提供することがで
きる。
As described in detail above, according to the present invention, a simple monitoring and resetting device can improve the time stability of a room-temperature semiconductor detector, and is a practically extremely effective radiation measuring device. And the device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による放射線測定装置を
示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a radiation measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態による放射線測定装置を
示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a radiation measurement device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施形態による装置の設置環境に
応じてリセット時間を決定する方法を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method for determining a reset time according to an installation environment of an apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】(a),(b),(c)は、本発明の第2実施
形態によるドリフト量を観測する方法を示す説明図。
FIGS. 4A, 4B, and 4C are explanatory diagrams showing a method for observing a drift amount according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施形態による導体検出器のドリ
フトリセット方法を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory view showing a drift reset method of a conductor detector according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態によるシンチレータを用
いてバンドギャップに応じた光を照射する方法を示す説
明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a method of irradiating light according to a band gap using a scintillator according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施形態による放射線測定装置を
示す構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a radiation measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施形態による放射線測定装置を
示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a radiation measurement device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】(a),(b)は、本発明の第4実施形態によ
る検出器の出力をリセット前に切り換える方法を示す説
明図。
FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams showing a method for switching the output of a detector before resetting according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】光の照射による半導体検出器出力のドリフト
リセットの一例を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing an example of drift reset of an output of a semiconductor detector due to light irradiation.

【図11】従来例を示す図。FIG. 11 shows a conventional example.

【図12】半導体検出器ドリフト現象の一例を示すグラ
フ。
FIG. 12 is a graph showing an example of a semiconductor detector drift phenomenon.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体検出器 2 電荷有感型プリアンプ 3 多重波高分析器 4 ドリフト監視手段 5 比較器 6 ドリフトリセット手段 7 リセット時間決定手段 8 切り換えスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor detector 2 Charge sensitive preamplifier 3 Multi-wave height analyzer 4 Drift monitoring means 5 Comparator 6 Drift reset means 7 Reset time determination means 8 Changeover switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 幹雄 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 柚木 彰 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 森本 総一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 2G088 EE01 FF04 FF15 GG21 KK01 KK02 KK24 LL05 LL15 LL17 LL18 4M118 AA05 AA10 BA01 GA10 5F088 AB09 BA10 JA17 KA02 KA06 LA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mikio Izumi 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-ku, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Inventor Akira Yuzuki 1-Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Works (72) Inventor Soichiro Morimoto 8 Shinsugita-machi, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Toshiba Yokohama Works Co., Ltd. 5F088 AB09 BA10 JA17 KA02 KA06 LA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体検出器を用いて放射線を測定する
方法において、前記半導体検出器から出力される信号の
ドリフト量と予め求めたしきい値との関係、または予め
求めた半導体検出器の設置条件とリセット実施時間との
相関にに基づき、前記ドリフト量がしきい値をこえた時
または一定時間が経過する毎に、ドリフトをリセットす
ることを特徴とする放射線測定方法。
1. A method for measuring radiation using a semiconductor detector, wherein a relationship between a drift amount of a signal output from the semiconductor detector and a predetermined threshold value, or a predetermined installation of the semiconductor detector is provided. A radiation measurement method, wherein the drift is reset based on a correlation between a condition and a reset execution time when the drift amount exceeds a threshold value or every time a predetermined time elapses.
【請求項2】 請求項1記載の放射線測定方法におい
て、半導体検出器出力信号のドリフト量は、リーク電流
の経時変化、半導体検出器出力信号立ち上がりの傾きの
分布および半導体検出器出力信号立ち上がりの傾きの最
大値の少なくともいずれかに基づいて推定することを特
徴とする放射線測定方法。
2. The radiation measuring method according to claim 1, wherein the drift amount of the output signal of the semiconductor detector includes a change with time of a leak current, a distribution of a slope of a rise of the output signal of the semiconductor detector, and a slope of a rise of the output signal of the semiconductor detector. A radiation measurement method which estimates based on at least one of the maximum values.
【請求項3】 半導体検出器を用いた放射線測定装置に
おいて、半導体検出器出力信号のドリフト量を観測する
手段と、ドリフト量と予め定められたしきい値を比較す
る手段と、ドリフト量としきい値との関係に基づいてド
リフトをリセットする手段とを備えたことを特徴とする
放射線測定装置。
3. A radiation measuring apparatus using a semiconductor detector, a means for observing a drift amount of an output signal of the semiconductor detector, a means for comparing the drift amount with a predetermined threshold, and a threshold for the drift amount. Means for resetting the drift based on the relationship with the value.
【請求項4】 半導体検出器を用いた放射線測定装置に
おいて、装置の設置条件に応じてリセットを実施する時
間を設定する手段と、一定時間毎に半導体検出器出力信
号のドリフトをリセットする手段とを備えたことを特徴
とする放射線測定装置。
4. A radiation measuring apparatus using a semiconductor detector, wherein: means for setting a time for performing resetting according to the installation conditions of the apparatus; and means for resetting a drift of an output signal of the semiconductor detector at regular intervals. A radiation measuring device comprising:
【請求項5】 請求項3または4記載のドリフトをリセ
ットする手段として、半導体のバンドギャップに応じた
エネルギーの光を照射する手段を備えたことを特徴とす
る放射線測定装置。
5. A radiation measuring apparatus according to claim 3, further comprising means for irradiating light having energy corresponding to the band gap of the semiconductor, as the means for resetting the drift according to claim 3 or 4.
【請求項6】 請求項7記載の半導体のバンドギャップ
に応じたエネルギーの光を照射する手段として、バンド
ギャップに応じたエネルギー波長で発光するシンチレー
タと発光波長帯を制限するフィルタを備えたことを特徴
とする放射線測定装置。
6. A means for irradiating light of energy corresponding to a band gap of a semiconductor according to claim 7, comprising a scintillator which emits light at an energy wavelength corresponding to the band gap and a filter which limits a light emission wavelength band. Characteristic radiation measurement device.
【請求項7】 請求項1または2記載の放射線測定装置
において、ドリフトをリセットする前に平面状に複数個
設けられた検出器の出力を予め切り換える手段を備えた
ことを特徴とする放射線測定装置。
7. The radiation measuring apparatus according to claim 1, further comprising means for switching in advance the outputs of a plurality of planar detectors before resetting the drift. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010101665A (en) * 2008-10-22 2010-05-06 Shimadzu Corp Method and device for measuring radiation
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