JP2003528325A - 高線量率のX線ないしγ線を測定するための半導体接合を有する放射線検出器 - Google Patents

高線量率のX線ないしγ線を測定するための半導体接合を有する放射線検出器

Info

Publication number
JP2003528325A
JP2003528325A JP2001569518A JP2001569518A JP2003528325A JP 2003528325 A JP2003528325 A JP 2003528325A JP 2001569518 A JP2001569518 A JP 2001569518A JP 2001569518 A JP2001569518 A JP 2001569518A JP 2003528325 A JP2003528325 A JP 2003528325A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation detector
temperature
detector according
semiconductor
junction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001569518A
Other languages
English (en)
Inventor
パスカル・シャンボー
ミカエル・カイス
Original Assignee
コミツサリア タ レネルジー アトミーク
カンパニー・ジェネラル・デ・マティエーレ・ニュークリエーレ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コミツサリア タ レネルジー アトミーク, カンパニー・ジェネラル・デ・マティエーレ・ニュークリエーレ filed Critical コミツサリア タ レネルジー アトミーク
Publication of JP2003528325A publication Critical patent/JP2003528325A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/244Auxiliary details, e.g. casings, cooling, damping or insulation against damage by, e.g. heat, pressure or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、検出対象の放射線の作用下で電子−ホール対が生成可能とされ、光電池式に接続される少なくとも一つの半導体接合部を備えている放射線検出に関する。この検出器は、略一定の温度TAに前記半導体接合部を維持しかつ置くための手段8,9,10,11,12を備えている。この温度TAは、周囲の周囲温度より高いことが好ましい。本発明は、高い値となり得るガンマ線ないしX線の線量率を測定する領域に好適に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高線量率のX線ないしγ線を測定するための半導体接合部を有する
放射線検出器に関する。
【0002】 特に、本発明は、高線量率(例えば50kGy)を測定でき、しかも非常に高
い蓄積線量で動作可能な、半導体接合部を有する放射線検出器に関する。
【0003】 本発明は、核産業におけるホットセルに好適に用いられる。
【0004】
【従来の技術】
高いガンマ線量率を測定する分野で用いられる技術は、できるだけ長く最適に
稼動できるように十分頑丈であることが求められる。曝される検出器材料にもた
らされる線量は、早くに高い値に達することが多く、検出器のパフォーマンスも
これに応じて劣化する。
【0005】 知られた検出器の一つに電離箱がある。電離箱は、光子のフラックス(flux)
により発生する電離現象によって生成される粒子(電子およびホール)を収集す
るために必要な電場を形成するのに、数百ボルトの電圧を必要とする。かくして
生成された電流は、電流/電圧変換を行なう前置増幅器段で測定される。高線量
率であるため、例えば数cm3程度の小さなチャンバを用いることが可能になる
。10Gy/hから10kGy/hまでの線量率の測定範囲をカバーするには、
例えば、10Gy/hから1kGy/hまで変る範囲をカバーするための0.1
25cm3の検出体積を有する第1のチャンバと、数100Gy/hから5kH
y/hないしそれ以上の範囲をカバーするための1cm3の第2のチャンバとを
用いることが必要になる。
【0006】 この種の検出器は、多くの欠点を有している。この検出器の場合、高い分極電
圧が必要で、しかも微弱な信号しか出力されない(ピコアンペアの領域)。
【0007】 このように信号が弱いため、高性能のケーブル(多くの場合、無機絶縁体が用
いられ、しかも機械的にも非常にデリケートな取り扱いとなる)と高性能の前置
増幅器とを用いなければならなくなる。こういった様々な構成要素のために、割
高な技術が要求される。
【0008】 半導体を基礎とするその他の技術も放射線検出器を作製するのに用いられる。
半導体技術は、高い電圧が無いこと、体積が非常に小さいこと、信号がより大き
い(ナノアンペアの領域内)ことといった、ケーブルや前置増幅器のためになる
結果を伴う多くの長所を有している。このことは、ひいては低コストで非常に幅
広い種々のデバイスの作製が可能であることを意味している。
【0009】 半導体技術を用いて作られた放射線検出器もまた、イオン化現象を生じさせる
ものである。この場合、イオン化現象は、材料物質内部で起こるもので、もはや
電離箱のようにガスの中では起こるものではない。
【0010】 電子−ホール対は、検出される粒子の割合に比例した強度で生成される。粒子
が材料物質内に進入すると、これらの粒子は、自身のエネルギーを物質に移行さ
せる。このようにして生成された電子−ホール対は、金属製電極を用いて半導体
材料に印加された電場の作用下で分離される。電子は、正のポテンシャルの電極
へ移動し、ホールは、負のポテンシャルの電極へと移動する。回路が電気的に閉
じているため、電流が巡ることができるようになる。
【0011】 イオン化エネルギーがガス中で30eV程度である一方、電子−ホール対を生
成するために必要なエネルギーは、半導体の禁止帯幅に依存し、それはシリコン
の場合約3.6eVである。検出される光子1個当たりに生成される自由電荷の
数は、半導体中ではガス中よりも大きい。半導体材料の高い密度と原子の個数が
、このようにして、ガス検出器の体積よりも遥かに小さい体積で半導体検出器を
設計するための手立てになる。
【0012】 半導体接合部から構成される、半導体を有する検出器について述べることにす
る。十分に高い逆バイアス電圧(tension de polarisation inverse)が印加さ
れると、電荷の分離を発生させるような電場が生成される。この分極電圧は、漏
れ電流をも生じさせ、この電流は、温度とともに増加し、かつ蓄積された放射線
量の影響下で半導体材料の経時変化とともに増加する。仮に(例えば100kG
yをこえるような)高い線量について考えてみると、この漏れ電流は、すぐにも
有益な信号を上回るようになろう。しかしながら、性能がこの程度まで落ちるか
なり前に、信号対雑音比が極度に変更される。したがって、漏れ電流を低減した
り、あるいはその影響を制限することは、放射線下で稼動する電子機器にとって
重要な関心事となる。
【0013】 漏れ電流は、検出器の温度が上昇すると増加する。従来技術によれば、漏れ電
流は、非常に低い温度まで検出器を冷却することによって低減されるが、これは
システムをより複雑なものにする。
【0014】 この問題を解決するための一つの手段は、半導体接合部を光電池の方式で用い
ることである。光電池方式とは、非常に小さな値を有する抵抗で閉じられた接合
部か、あるいは、この接合部の端子間の電位差を殆ど0であるように保つことが
できるような電気回路で閉じられた接合部を用いることを意味する。外部からの
分極電圧は、このとき半導体接合には印加されない。入射光子が作用して電子−
ホール対が生成される結果、接合の端子に電圧が発生する。漏れ電流に起因する
影響は、この場合極めて小さくなる。
【0015】 最も一般的な場合の光電池方式における検出器が図1に示されている。図1は
、非常に小さな負荷抵抗4により閉じられた接合部の等価な構成5を示す。
【0016】 光電池方式における接合部の等価な構成5は、光電流Iphの生成機1と、内
部抵抗2と、直流電流Ifを流す理想的な接合部3とを有している。負荷抵抗4
は、以下の電流Iを集める。 I=Iph−If
【0017】 こうして、電流Iに比例する電圧Vが負荷抵抗4の端子に生成される。この電
圧Vは、光電流Iphの方向とは逆向きに直流電流Ifを生成するような直流の
分極Vfを接合部3に課する。
【0018】 先ず、抵抗による負荷が非常に低く、さらに内部抵抗2を無視することができ
るとすると、測定される短絡回路電流はIphに等しいであろう。この極端な場
合が図2に示されており、この図中、非常に低い抵抗負荷は、微小電流用の電流
計から構成できるため、電流Iphを測定することができる。負荷抵抗は、低い
入力インピーダンスを有する電気回路、または、その端子間電圧を殆ど0に維持
することができる電気回路によって置き換えることもできる。
【0019】 図2の光電池方式を用いた回路は、米国特許第4243885号明細書に記載
されている。CdTe材料からなる半導体ダイオードを有する検出器は、低線量
率検出器として用いられる。本明細書中、抵抗負荷は、非常に低い入力インピー
ダンスを有する増幅回路から構成されている。
【0020】 ここでなされる測定は、数十mGy/hを超えない。検出器の使用温度は、常
用の周囲温度(使用環境温度)(20℃)の程度である。検出器の温度特性は、
−20℃から+60℃の間の温度範囲に関して記載されている。温度の関数とし
ての検出器の応答電流の依存性は、1℃当たり0.25%より少なく見積もられ
ている。
【0021】 この係数を正確に求めるために用いられた温度範囲の広さにもかかわらず、公
表された装置は、事実上常に周囲温度で用いられる。したがって、装置に影響す
る温度のゆらぎは、数度だけであり、検出器信号に対する温度の影響は無視する
ことができる。
【0022】 R. Tanaka 及び S. Tajima らによる「A Simplified Instrument for Solid-S
tate High-Gamma Dosimetry」(International Journal of Applied Radiation
and Isotopes, 1976, vol. 27, pp 73-77)は、ガンマ線の下での太陽電池の特
性結果を公表している。この文献には、高線量率のガンマ線検出器として用いら
れる、逆バイアス電圧が印加されないPN接合(jonction PN non-polarise’e
)が開示されている。検出器の温度の影響が調べられている。温度の関数として
の検出器の電流応答の依存性は、1℃当たり0.3%と見積もられている。
【0023】 前述の場合におけるように、熱的に広い範囲で変化させることによって、検出
器の特徴が決定されている。しかし、実際の使用は、僅か数度でしか変化しない
周囲温度におけるものである。
【0024】 これに対して、本発明による装置は、+10〜+80℃のいかなる温度でも動
作可能でなければならない。温度がこの範囲で変化する際には、接合部によるだ
けでも出力信号が非常に大きなファクター(通常、21%に等しい)で変化する
。この変化の度合いは、大きすぎて受け入れられるものではない。
【0025】 検出される信号は、概ね温度に直線的に依存して変化する。さらに、温度の関
数としての信号の変化は、線量率の関数として非線形に変化する。そのため、信
号のドリフトに対して、温度補正を行なうことが難しい。この種の補正には、検
出器の較正が入って来る。そのため、較正作業は複雑でコスト高となる。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような欠点を持たない放射線検出器を提供することを目的とす
る。
【0027】
【課題を解決するための手段】 本発明は、検出対象の放射線の作用下で電子−ホール対を生成することができ
、光電池方式で接続される少なくとも一つの半導体接合部を備えている放射線検
出器に関する。この検出器は、半導体接合を概ね一定の温度に維持しかつ置くた
めの手段をも備えている。
【0028】 光電池方式で接続するということは、接合部が非常に低い値を有する純抵抗に
接続される場合を意味するだけでなく、接合部が、その端子間の電位差を略0に
保つことができる電気回路に接続されている場合をも意味する。
【0029】 本発明は、放射線の作用下で電子−ホール対を生成する少なくとも一つの半導
体接合部の検出感度を増加させるための方法に関する。この方法は、接合部を加
熱する工程を含んでいる。
【0030】 本発明の好ましい実施形態によれば、略一定の温度に接合部が維持され、この
温度は、接合部の動作位置でこの接合部を取り囲んでいる媒体の周囲温度に等し
いか又はそれより大きい。構成部材の動作位置がラック内ないし電子式ボックス
内にあるようにして、この中において、これらのラックないしボックスが置かれ
る部屋の温度よりも周囲温度が高くなるようにすることが可能である。
【0031】 接合部の、周囲温度よりも高い一定温度は、想定される用途に悪い影響を及ぼ
すような劣化を起こさないようにしながら、この接合部が耐えることができる最
高の温度であることが好ましい。
【0032】 本発明の好適な一発展態様によれば、幾つかの半導体接合部が並列に置かれて
もよい。これらのダイオードは、先ず互いに接続されたアノードを有し、さらに
カソードが互いに接続されている。全測定電流は、このとき、各接合部によって
検出される電流の総和となる。
【0033】 一つないし複数の接合部を周囲温度より高い温度に置くことによって、検出器
の感度が増加することが確認された。
【0034】 検出器の感度が増加するという事実は別にしても、一つないし複数の接合部を
周囲温度より高い一定温度に置いて維持する手段は、周囲温度の変動に関して信
号を安定化させるのに用いられる。これらの手段により、好適にも、従来技術に
よる検出器の検出体積に比べて、同じ感度を得るための検出体積が低減される。
【0035】 これらの手段は、前記一つないし複数の接合部を加熱するための手段と、前記
接合部の温度を測定するための手段と、場合によっては、周囲に対する熱的な絶
縁手段とを備えている。
【0036】 さらに、これらの手段は、前記一つないし複数の接合部の温度が動作用の一定
の設定温度より下がるときに、前記加熱手段のスイッチを入れる、遠隔操作式に
できる制御手段を備えている。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特性および長所は、図面に基づいた本発明の好ましい実施形態の
記載より明らかとなろう。
【0038】 図1及び図2は、既に述べられているため、ここでは再び説明することはしな
い。
【0039】 図3は、本発明の好ましい実施形態による放射線検出器に関する電気的な概略
図である。
【0040】 この放射線検出器は、半導体部6および電子的な加熱制御手段7を備えている
【0041】 半導体部6は、n個の並列接続された半導体接合部D1,D2,D3,…,D
nを備えている。半導体接合部は、PN接合とされていることが好ましい。これ
らの半導体接合部は、演算増幅器の入力であるその端子の位置で略0電位を維持
する電気回路によって閉じられている。非限定的な例として与えられたこの回路
は、静的な状態では、非常に高い入力インピーダンスを有している。しかしなが
ら、動的な状態の下での動作は、その端子における電位差を略0に保つため、回
路が非常に低い値を有する抵抗と同じ役割を果たすことができるようになってい
る。この増幅器は、高いゲインを得るために好適には大きな値の負帰還回路抵抗
R(re’sistance de contre-re’action)を有している。増幅器の出力部は、
検出器の出力信号をVoutを出力し、その値は、以下のようになる。 Vout=R・Iph
【0042】 接合部D1,…,Dnの近くには、直列接続された加熱抵抗8,9が配置され
ている。これらの抵抗8,9内を電流Icが巡回することによって加熱がなされ
る。
【0043】 接合部D1,…,Dnの近くに配置されたサーミスタ10によって、接合部の
温度が測定される。サーミスタ10は、制御手段の動作を制御するために接合部
の温度を測定する。
【0044】 電子的加熱制御手段7は、サーミスタ10によって測定された温度TBが設定
温度TAよりも大きい場合に、抵抗8,9への電力供給を切る手段を備えている
。この設定温度TAは、半導体接合部を取り囲む媒体の周囲温度に等しいか、あ
るいは高い。非限定的な一例として、この半導体部6は、周囲温度70℃に対し
て、温度80℃に保つことができる。
【0045】 図3に示された実施形態によれば、電子的制御手段は、オン/オフ式に動作す
る。しかしながら、本発明の思想を逸脱することなく、他のいかなるタイプの制
御が用いられてもよい。例えば、比例・積分・微分(PID)式の制御でもよい。
【0046】 図3に示された実施形態によれば、オン/オフ式の制御回路は、コンパレータ
11を備えており、その第1の入力部は、設定温度TAに対応する信号S(TA
)を受け取り、その第2の入力部は、サーミスタ10によって測定される温度T
Bに対応する信号S(TB)を受け取る。コンパレータ11からの出力は、抵抗
8,9を通過する電流Icを出力するようにトランジスタ12を制御する。
【0047】 例えば、トランジスタ12は、バイポーラ型トランジスタとされており、その
コレクタは、直列接続された抵抗8,9からなる組品の第1の端子に接続され、
そのエミッタは、制御装置7のアースに接続されている。直列接続された抵抗8
,9からなる組品の第2の端子は、電源電圧Vに接続されている。これら二つの
加熱抵抗8,9は、温度TBが設定温度TAより低い場合に、電流Icを流す。
抵抗8,9への電力供給は、サーミスタによって測定された温度が設定温度より
高くなった場合に遮断される。
【0048】 電子式制御手段7を構成する素子11,12は、バイポーラ技術ないしJFE
T技術によるトランジスタからなる。こうして、例えば、蓄積線量が100kG
yより大きい場合に±0.5%の精度で温度制御を実現することができる。
【0049】 接合部D1,D2,…,Dnの端子において分極電圧が略0であるため、漏れ
電流は、これらの接合部を通過する光電流に比べて無視できる程度に留まる。
【0050】 図4は、本発明の好ましい実施形態による放射線検出器の一例の断面を上面視
して示す図である。図4の断面は、図5における軸IV−IVに沿った断面であ
る。
【0051】 図4に示されている全体が、本発明による検出器の半導体部6である。非限定
的な一例として、この放射線検出器は、12個のダイオード(n=12)を備え
ている。
【0052】 各PN接合部は、アノード及びカソードを備える整流ダイオードとされている
。ダイオードD1,...,D12のアノードは、同じ電気的端子13に全て接続
され、ダイオードD1,...,D12のカソードは、同じ電気的端子14に全て
接続されている。
【0053】 ダイオードD1,...,D12は、例えば図4における抵抗8といった第1の
抵抗の表面に同一面内に配置されている。
【0054】 ダイオードD1,...,D12は、電気的端子13に接続されている電気的導
線の各側に配列され、抵抗8からは電気的に絶縁されている。このとき、6個の
第1のダイオードD1,...,D6は、上記導線の第1の側に配置され、他の6
個のダイオードは、上記導線の第2の側に配置されている。
【0055】 抵抗8,9には、電気的接続部15,16が接続され、抵抗8のための共通の
電気的端子を形成している。サーミスタ10は、ダイオードD1,...,D12
の近くに配置され、上述の温度測定S(TB)を行う。抵抗8は、例えばポリウ
レタンフォーム絶縁体といった、熱的絶縁材料17上に置かれている。
【0056】 図5は、図4の放射線検出器の実施形態例の断面を示す。
【0057】 ダイオードDi(i=1,2,...,12)は、二つの平坦な平面型抵抗8,
9の間に挟まれている。これらのダイオードは、検出器の温度を均一にするため
の熱伝導ペースト18によって囲まれている。サーミスタ10は、この熱伝導ペ
ースト18内に埋設されている。例えば接続部16といった第1の電気的接続部
が抵抗8の端子を形成する。第2の電気的接続部19が抵抗9の端子を形成する
。これらの電気的接続部16,19は、抵抗8,9を直列に接続するように互い
に接続されている。
【0058】 図5の実施形態によれば、接続部16,19の間は、絶縁材料17の内部で電
気的に接続される。上記絶縁材料の外部で電気的に接続される場合もまた、本発
明に関するものである。
【0059】 ダイオードDi(i=1,2,...,12)、抵抗8,9、及びサーミスタ1
0は、上記絶縁材料17によって取り囲まれている。この絶縁材料17は、好ま
しいことに、例えば10℃程度とか、あるいは10℃よりも低いといったように
周囲温度が仮に比較的低い場合にはとりわけ、検出器を加熱するのに必要な電力
を低減するのに有用である。材料17によって得られるこの熱的な絶縁は、半導
体部6に近づけて配置された電子制御手段7の温度の増加を最小限にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術による光電池方式における検出器を示す図である。
【図2】 図1に示されるような、光電池方式における検出器の特殊な場合
を示す図である。
【図3】 本発明の好ましい実施形態による放射線検出器の電気的な構成を
示す図である。
【図4】 本発明の好ましい実施形態による放射線検出器の一例を示す部分
的な上面図である。
【図5】 図4の放射線検出器の一例の縦断面図である。
【符号の説明】
D1,D2,…,D12・・・半導体接合部(接合部) 6・・・半導体部 7・・・制御装置(接合部温度制御手段) 8,9・・・平坦な抵抗(接合部加熱手段) 10・・・サーミスタ(温度測定手段) 13,14・・・電気的端子 15,16,19・・・電気的接続部 17・・・熱的絶縁材料 18・・・熱伝導ペースト
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成14年3月27日(2002.3.27)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】 請求項に記載の放射線検出器において、 前記半導体接合部(D1,D2,…,Dn)を維持しかつ置くための手段は、
前記半導体接合部(D1,D2,…,Dn)の温度を測定するための測定手段(
10)、接合部加熱手段(8,9)、及び、測定された温度に応じて前記加熱手
段(8,9)のスイッチを入れたり切ったりするための接合部温度制御手段(7
)を備えていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項】 請求項に記載の放射線検出器において、 前記加熱手段は、少なくとも一つの抵抗(8,9)を備えていることを特徴と
する放射線検出器。
【請求項】 請求項または請求項に記載の放射線検出器において、 前記接合部の温度の測定手段(10)は、サーミスタ(10)を備えているこ
とを特徴とする放射線検出器。
【請求項】 請求項から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出器
において、 前記制御手段(7)は、オン/オフ式に動作するように構成されていることを
特徴とする放射線検出器。
【請求項】 請求項から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出器
において、 前記制御手段(7)は、比例・積分・微分方式で動作するように構成されてい
ることを特徴とする放射線検出器。
【請求項】 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出器
において、 並列接続されている少なくとも二つの半導体接合部を備えていることを特徴と
する放射線検出器。
【請求項】 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出器
において、 前記半導体接合部は、PN接合とされていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項】 請求項から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出器
において、 前記加熱手段(8,9)及び前記接合部の温度の測定手段(10)は、周囲温
度から熱的に絶縁されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項10】 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出
器において、 前記半導体接合部は、非常に低い値を有する純抵抗で閉じられていることを特
徴とする放射線検出器。
【請求項11】 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の放射線検出
器において、 前記半導体接合部は、自身の端子間の電位差を略0に維持することができる電
気回路で閉じられていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項12】 請求項から請求項11のいずれか1項に記載の放射線検
出器において、 直列に挿入された二つの平坦な抵抗(8,9)を備え、 かつ、前記半導体接合部は、これらの二つの平坦な抵抗(8,9)の間に挟ま
れるとともに、これらの二つの平坦な抵抗の間に配置された熱伝導ペースト(1
8)によって取り囲まれ、前記サーミスタ(10)は、この熱伝導ペースト(1
8)内に埋設されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項13】 請求項12に記載の放射線検出器において、 前記二つの平坦な抵抗(8,9)からなる組品、前記接合部、前記サーミスタ
(10)、及び前記半導体のペーストは、絶縁材料(17)によって取り囲まれ
ていることを特徴とする放射線検出器。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0002】 特に、本発明は、高線量率(例えば50kGy/h)を測定でき、しかも非常
に高い蓄積線量で動作可能な、半導体接合部を有する放射線検出器に関する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミカエル・カイス フランス・F−92500・リュイル・マルメ ゾン・アヴニュ・ポール・ドメー・77 Fターム(参考) 2G088 FF02 FF04 GG21 LL21 5F088 AA02 BA04 BB06 HA20 KA06 KA10 LA08

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出対象の放射線の作用下で電子−ホール対が生成可能とさ
    れ、光電池の方式で接続される少なくとも一つの半導体接合部(D1,D2,…
    ,Dn)を備えているX線ないしγ線の放射線検出器において、 略一定の温度(TA)に前記半導体接合部を維持しかつ置くための手段を備え
    ていることを特徴とする放射線検出器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の放射線検出器において、 前記接合部が置かれかつ維持される前記略一定の温度(TA)は、周囲温度よ
    り高いことを特徴とする放射線検出器。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の放射線検出器において、 前記半導体接合部(D1,D2,…,Dn)を維持しかつ置くための手段は、
    前記半導体接合部(D1,D2,…,Dn)の温度を測定するための測定手段(
    10)、接合部加熱手段(8,9)、及び測定された温度に応じて前記加熱手段
    (8,9)のスイッチを入れたり切ったりするための接合部温度制御手段(7)
    を備えていることを特徴とする放射線検出器。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の放射線検出器において、 前記加熱手段は、少なくとも一つの抵抗(8,9)を備えていることを特徴と
    する放射線検出器。
  5. 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の放射線検出器において、 前記接合部の温度の測定手段(10)は、サーミスタ(10)を備えているこ
    とを特徴とする放射線検出器。
  6. 【請求項6】 請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の放射線検出器
    において、 前記制御手段(7)は、オン/オフ式に動作するように構成されていることを
    特徴とする放射線検出器。
  7. 【請求項7】 請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の放射線検出器
    において、 前記制御手段(7)は、比例・積分・微分方式で動作するように構成されてい
    ることを特徴とする放射線検出器。
  8. 【請求項8】 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放射線検出器
    において、 並列接続されている少なくとも二つの半導体接合部を備えていることを特徴と
    する放射線検出器。
  9. 【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の放射線検出器
    において、 前記半導体接合部は、PN接合とされていることを特徴とする放射線検出器。
  10. 【請求項10】 請求項3から請求項9のいずれか1項に記載の放射線検出
    器において、 前記加熱手段(8,9)及び前記接合部の温度の測定手段(10)は、周囲温
    度から熱的に絶縁されていることを特徴とする放射線検出器。
  11. 【請求項11】 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の放射線検
    出器において、 前記半導体接合部は、非常に低い値を有する純抵抗で閉じられていることを特
    徴とする放射線検出器。
  12. 【請求項12】 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の放射線検
    出器において、 前記半導体接合部は、自身の端子間の電位差を略0に維持することができる電
    気回路で閉じられていることを特徴とする放射線検出器。
  13. 【請求項13】 請求項5から請求項12のいずれか1項に記載の放射線検
    出器において、 直列に挿入された二つの平坦な抵抗(8,9)を備え、 かつ、前記半導体接合部は、これらの二つの平坦な抵抗(8,9)の間に挟ま
    れるとともに、これらの二つの平坦な抵抗の間に配置された熱伝導ペースト(1
    8)によって取り囲まれ、前記サーミスタ(10)は、この熱伝導ペースト(1
    8)内に埋設されていることを特徴とする放射線検出器。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の放射線検出器において、 前記二つの平坦な抵抗(8,9)からなる組品、前記接合部、前記サーミスタ
    (10)、及び前記半導体のペーストは、絶縁材料(17)によって取り囲まれ
    ていることを特徴とする放射線検出器。
  15. 【請求項15】 放射線の作用下で電子−ホール対を生成する少なくとも一
    つの半導体接合部の検出感度を増加させる方法において、 前記接合部を加熱することを特徴とする方法。
JP2001569518A 2000-03-21 2001-03-20 高線量率のX線ないしγ線を測定するための半導体接合を有する放射線検出器 Pending JP2003528325A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR00/03594 2000-03-21
FR0003594A FR2806807B1 (fr) 2000-03-21 2000-03-21 Detecteur de rayonnement a jonction semi-conductrice pour la mesure de forts debits de dose de rayonnement x ou gamma
PCT/FR2001/000826 WO2001071383A1 (fr) 2000-03-21 2001-03-20 DETECTEUR DE RAYONNEMENT A JONCTION SEMI-CONDUCTRICE POUR LA MESURE DE FORTS DEBITS DE DOSE DE RAYONNEMENT X OU $g(g)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003528325A true JP2003528325A (ja) 2003-09-24

Family

ID=8848331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001569518A Pending JP2003528325A (ja) 2000-03-21 2001-03-20 高線量率のX線ないしγ線を測定するための半導体接合を有する放射線検出器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20030168605A1 (ja)
EP (1) EP1266240A1 (ja)
JP (1) JP2003528325A (ja)
FR (1) FR2806807B1 (ja)
WO (1) WO2001071383A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347487A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
DE102005061358B4 (de) * 2005-12-21 2008-08-21 Siemens Ag In ein Halbleitermaterial integrierter Schaltkreis mit Temperaturregelung und Verfahren zur Regelung der Temperatur eines einen integrierten Schaltkreis aufweisenden Halbleitermaterials
CA2573711A1 (en) * 2007-01-10 2008-07-10 Hydro Quebec Gamma monitoring of snow water equivalent and soil moisture content
GB201114151D0 (en) * 2011-08-17 2011-10-05 Johnson Matthey Plc Density and level measurement apparatus
US9030328B2 (en) * 2012-10-10 2015-05-12 Siemens Aktiengsellschaft Integrated circuit to operate in an area of ionizing radiation, and having an output for a radiation dose-dependent way damage information, and alarm indicators and corresponding method
DE102015225774B3 (de) 2015-12-17 2017-06-08 Siemens Healthcare Gmbh Zählender Röntgendetektor, medizinisches Gerät diesen aufweisend und Verfahren zur Temperaturregulierung eines Konvertermaterials eines Röntgendetektors
KR20210032111A (ko) 2019-09-16 2021-03-24 삼성전자주식회사 반도체 메모리 장치 및 이를 구비하는 메모리 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838282A (en) * 1972-04-25 1974-09-24 Nat Res Dev Sensors
US4243885A (en) * 1979-09-25 1981-01-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Cadmium telluride photovoltaic radiation detector
JPH1123722A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Shimadzu Corp 放射線検出器
JPH11231055A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Konica Corp 放射線画像読取装置
JPH11271456A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Toshiba Corp 平面検出器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3564245A (en) * 1968-01-24 1971-02-16 Bulova Watch Co Inc Integrated circuit multicell p-n junction radiation detectors with diodes to reduce capacitance of networks
US4468562A (en) * 1982-06-17 1984-08-28 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Dosimeter for photometric applications
JP3092127B2 (ja) * 1989-09-08 2000-09-25 株式会社日立メディコ X線ct装置
JPH04110690A (ja) * 1990-08-30 1992-04-13 Jeol Ltd エネルギー分散型x線検出器の温度制御装置
DE19615178C2 (de) * 1996-04-17 1998-07-02 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Bilderzeugung bei der digitalen dentalen Radiographie
US5773829A (en) * 1996-11-05 1998-06-30 Iwanczyk; Jan S. Radiation imaging detector
JPH11345956A (ja) * 1998-03-16 1999-12-14 Canon Inc 撮像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838282A (en) * 1972-04-25 1974-09-24 Nat Res Dev Sensors
US4243885A (en) * 1979-09-25 1981-01-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Cadmium telluride photovoltaic radiation detector
JPH1123722A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Shimadzu Corp 放射線検出器
JPH11231055A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Konica Corp 放射線画像読取装置
JPH11271456A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Toshiba Corp 平面検出器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001071383A1 (fr) 2001-09-27
US20030168605A1 (en) 2003-09-11
FR2806807B1 (fr) 2002-10-11
EP1266240A1 (fr) 2002-12-18
FR2806807A1 (fr) 2001-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alessandrello et al. Methods for response stabilization in bolometers for rare decays
US4243885A (en) Cadmium telluride photovoltaic radiation detector
Takahashi et al. High-resolution CdTe detector and applications to imaging devices
JP4037917B2 (ja) X線検出素子及び該素子の作動方法
Wronski et al. A solid‐state amorphous selenium avalanche technology for low photon flux imaging applications
Jahnke et al. Signal formation and decay in CdTe x‐ray detectors under intense irradiation
JP2003528325A (ja) 高線量率のX線ないしγ線を測定するための半導体接合を有する放射線検出器
Kuvvetli et al. Pixelated CdZnTe drift detectors
US4851680A (en) Josephson junction type radiation energy analyzer
Scharf et al. Steady-State Response of silicon radiation detectors of the diffused pn junction type to X rays. I: Photovoltaic mode of Operation
Baily et al. The lithium-drifted silicon pin junction as an x-ray and gamma-ray dosimeter
Amman et al. Proximity electrode signal readout of high-purity Ge detectors
Zaťko et al. First tests of Timepix detectors based on semi-insulating GaAs matrix of different pixel size
Ilić et al. Power Silicon Carbide Schottky Diodes as Current Mode $\gamma $-Radiation Detectors
US3145568A (en) Solar radiation measuring device
Entine et al. Fast, high flux, photovoltaic CdTe detector
JP2000329855A (ja) 放射線分布検出装置
Fox et al. CdTe photovoltaic gamma-ray dosimeter
Kelly IV et al. Investigation of Responsivity and Noise in a Direct-coupled Photodetector-preamplifier for Facsimile Cameras
Chambaud et al. Use of COTS components for dose rate measurement from 1 krad (SiO/sub 2/)/h to 200 krad (SiO/sub 2/)/h
Gilar et al. Silicon photodiode as a detector of exposure rate
Ogasawara et al. Avalanche photodiode arrays enable large-area measurements of medium-energy electrons
Sun et al. Suitability of epitaxial GaAs for x-ray imaging
JPS5826674B2 (ja) 半導体放射線検出器
Tull et al. New high sensitivity silicon photodetectors for medical imaging applications

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110308