JP2008243634A - Gas radiation detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas radiation detector employing a reading substrate using a technique used in electronic industry. <P>SOLUTION: The gas radiation detector is used for detecting primary electrons generated by ionizing radiation in a gas at a reading electrode. The gas radiation detector includes: a drift electrode 10 imparting an electric field accelerating the generated electrons; and a gas electron amplification part 20 locally increased in electric field intensity for generating an electronic avalanche in the gas from one of the primary electrons; wherein the reading electrode includes multiple electrode elements ST1j capable of uniformly detecting the occurrence of an electronic avalanche, an insulator insulating the respective electrode elements, and a static elimination means 80 alleviating charge accumulated in the insulator. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガス放射線検出器に関する。さらに詳しくは、ガス放射線検出器に好適な読出し電極に関する。   The present invention relates to a gas radiation detector. More specifically, the present invention relates to a readout electrode suitable for a gas radiation detector.

素粒子は分子や原子よりもさらに小さく、目で見たりすることはもちろん、電子顕微鏡などを使っても見ることもできない。そこで、素粒子や原子核の研究には素粒子を捕らえるための検出器は重要である。   Elementary particles are even smaller than molecules and atoms, and they cannot be seen with the eyes or with an electron microscope. Therefore, detectors for capturing elementary particles are important for the study of elementary particles and nuclei.

さらに、X線やγ線や中性子を使った物質構造の研究、気球を使った宇宙の観測、さらにはポジトロン断層法(Positron emission tomography 以下「PET」という。)などの医学診療の最前線、あるいは工場で製品の非破壊検査などを行う際にも素粒子の検出技術はきわめて重要である。   Furthermore, research on material structures using X-rays, γ-rays and neutrons, observation of the universe using balloons, and the forefront of medical practice such as positron emission tomography (hereinafter referred to as “PET”), or Elementary particle detection technology is extremely important when performing non-destructive inspections of products in factories.

従来技術としては、1997年、ヨーロッパCERN研究所のサウリ、ファビオ(Sauli Fabio)によって発明されたガス放射線検出器(Gas Electron Multiplier 以下「GEM」という。)が注目されている(例えば、特許文献1参照)。   As a prior art, a gas radiation detector (hereinafter referred to as “GEM”) invented by Sauri Fabio of the CERN Research Institute in Europe in 1997 has attracted attention (for example, Patent Document 1). reference).

図8と図9は、サウリにより提案されたGEMチェンバーの構造の概略図であり、図10は、気体電子増幅部の両面フレキシブル基板の一例と原理を説明する図である。   8 and 9 are schematic views of the structure of the GEM chamber proposed by Sauri, and FIG. 10 is a diagram for explaining an example and principle of the double-sided flexible substrate of the gas electron amplification unit.

GEMチェンバーは、図8と図9に示すようにドリフト電極10と気体電子増幅部20と読出し基板30とを有する。これらは、密封することができる容器(図示せず)に収納され内部には、検出したい放射線に適合する気体が充填されている。   As shown in FIGS. 8 and 9, the GEM chamber includes a drift electrode 10, a gas electron amplification unit 20, and a readout substrate 30. These are housed in a container (not shown) that can be sealed, and the inside is filled with a gas that matches the radiation to be detected.

この容器内で入射電離放射線により1次電子が生成されると、ドリフト電極10による電界により、1次電子は気体電子増幅部20に引き寄せられる。気体電子増幅部20は、図10に示すように両面フレキシブル基板で厚さ50μmのカプトン等の絶縁物の両面に5μmの銅箔が張られている。両面フレキシブル基板には径70μmの穴が140μmピッチであけられている。両面の銅箔間に例えば450V程度の電圧を加えると図10の左側に示すように穴の部分で局部的に強い電界が発生する。   When primary electrons are generated by incident ionizing radiation in the container, the primary electrons are attracted to the gas electron amplification unit 20 by the electric field generated by the drift electrode 10. As shown in FIG. 10, the gas electron amplification unit 20 is a double-sided flexible substrate, and a copper foil of 5 μm is stretched on both surfaces of an insulator such as Kapton having a thickness of 50 μm. Holes with a diameter of 70 μm are formed in the double-sided flexible substrate at a pitch of 140 μm. When a voltage of about 450 V, for example, is applied between the copper foils on both sides, a strong electric field is locally generated at the hole as shown on the left side of FIG.

生成されて気体電子増幅部20に引寄せられた1次電子は穴の中で強い電界により加速され、充填されている気体と衝突して電子雪崩を発生させる。この電子雪崩が発生することにより電子の数が増大して、電子雪崩の発生した位置を読出し基板30が検出する(さらに詳しくは特許文献1を参照)。
特公表2001−508935号公報
The primary electrons generated and attracted to the gas electron amplifying unit 20 are accelerated by a strong electric field in the hole and collide with the filled gas to generate an electron avalanche. When the electron avalanche occurs, the number of electrons increases, and the reading substrate 30 detects the position where the electron avalanche has occurred (see Patent Document 1 for more details).
Japanese Patent Publication No. 2001-508935

従来技術による読出し基板30の構造を図11に、又その製作工程例を図12に示す。図11に示すように、2次元で読出しをするためには、一様な検出性能を持たせるために等しい短冊形状の導電体を精度良く直角に配置する必要があった。一例では、幅80μm厚さ4μmの短冊形状の銅箔を多数平行に配置しその下にポリイミド等の厚さ50μmの絶縁物で絶縁する。その下に、幅340μm厚さ4μmの短冊形状の銅箔を多数平行に埋め込んだガラスエポキシ基板を置いていた。   FIG. 11 shows the structure of the readout substrate 30 according to the prior art, and FIG. As shown in FIG. 11, in order to read out two-dimensionally, it is necessary to arrange equally strip-shaped conductors at right angles with high accuracy in order to provide uniform detection performance. In one example, a large number of strip-shaped copper foils having a width of 80 μm and a thickness of 4 μm are arranged in parallel, and insulated by an insulator having a thickness of 50 μm such as polyimide. A glass epoxy substrate in which a large number of strip-shaped copper foils having a width of 340 μm and a thickness of 4 μm were embedded in parallel was placed thereunder.

その製法は、図12に示すように、銅パターンをガラスエポキシ基板に転写する。一方
ポリイミド基板に銅パターンを形成する。両面をポリイミド接着剤等で張り合わせる。上層のポリイミド層を銅パターンをマスクとしてエッチングにより除去する。エッチングは湿式またはレーザエッチングが使われるが、エッチングし過ぎることが多く、一部でも不良となると全体の基板を廃棄しなければならなかった。また、図12の左下に示すような山形の形状になってしまい精度良くエッチングすることができなかった。
In the manufacturing method, as shown in FIG. 12, the copper pattern is transferred to a glass epoxy substrate. On the other hand, a copper pattern is formed on the polyimide substrate. Adhere both sides with polyimide adhesive. The upper polyimide layer is removed by etching using the copper pattern as a mask. For etching, wet or laser etching is used, but etching is often performed too much, and if any part becomes defective, the entire substrate must be discarded. Further, the shape of the mountain as shown in the lower left of FIG.

このように従来技術では、この読出し基板30は、一般の産業用としてあまり使用されない特殊な加工をする必要があった。このため製作するのに多くの工数を要し高価であった。また、上述のようにPET等に応用が広がっているが、コスト上問題であった。また、レントゲンなどのX線検出器等に適用するために必要な微細な読み出しパターンを作ることが非常に難しいという問題もあった。   As described above, in the prior art, the readout substrate 30 needs to be specially processed that is not often used for general industrial purposes. For this reason, many man-hours were required to manufacture, and it was expensive. Further, as described above, the application has spread to PET and the like, but it has been a problem in terms of cost. There is also a problem that it is very difficult to produce a fine readout pattern necessary for application to an X-ray detector such as an X-ray.

本発明は、以上のような問題点を解決し、電子産業界で使用されている技術を用いた読出し基板を採用したガス放射線検出器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a gas radiation detector that employs a readout substrate using a technique used in the electronic industry.

本発明者は、読出し基板の位置検出が読出し電極に電子雪崩により生じた電子が到達する場合のみならず、電子が移動することによる電磁誘導によっても検出できること、また電磁誘導による検出が絶縁物に蓄積された電荷により悪影響を受けることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventor can detect the position of the readout substrate not only when the electrons generated by the electron avalanche arrive at the readout electrode, but also by electromagnetic induction caused by movement of the electrons. It has been found that the accumulated charge is adversely affected, and the present invention has been completed.

(1) 気体中で電離放射線によって発生した1次電子を読出し電極にて検出するガス放射線検出器であって、発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、前記1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、前記読出し電極は電子雪崩が生じたことを一様に検出できる多数の電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段とを備えたガス放射線検出器。   (1) A gas radiation detector for detecting a primary electron generated by ionizing radiation in a gas at a readout electrode, a drift electrode for generating an electric field for accelerating the generated electron, and one of the primary electrons A gas electron amplifying unit whose electric field strength is locally increased in order to cause an electron avalanche in the gas, a plurality of electrode elements capable of uniformly detecting the occurrence of an electron avalanche, A gas radiation detector comprising: an insulator that insulates the electrode element; and a charge eliminating unit that relaxes charges accumulated in the insulator.

(1)の発明に係るガス放射線検出器は、発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、1次電子の1つから気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、読出し電極は電子雪崩が生じたことを一様に検出できる多数の電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段とを備える。   The gas radiation detector according to the invention of (1) has a drift electrode for generating an electric field for accelerating the generated electrons and an electric field intensity locally for generating an electron avalanche in gas from one of the primary electrons. The enhanced gas electron amplifying unit, the readout electrode, a large number of electrode elements that can uniformly detect the occurrence of electron avalanche, the insulator that insulates each electrode element, and the charge accumulated in the insulator is relaxed Neutralizing means.

気体電子増幅部により、1次電子の1つから気体中で電子雪崩を生じさせることにより増幅する点では従来と同一である。本発明のガス放射線検出器は、読出し電極に絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段を有することにより、電子雪崩により発生した多数の電荷が蓄積することを緩和させることができる。特に多数の電荷が局部的に蓄積すると読出しを一様に検出することが難しくなる。除電手段を設けたことによりこの問題点を解決することができる。   It is the same as that of the prior art in that it is amplified by causing an electron avalanche in the gas from one of the primary electrons by the gas electron amplifier. The gas radiation detector of the present invention can reduce the accumulation of a large number of charges generated by an electron avalanche by providing the readout electrode with a charge eliminating means for relaxing the charges accumulated in the insulator. In particular, when a large number of charges are accumulated locally, it becomes difficult to detect the readout uniformly. This problem can be solved by providing the static eliminating means.

除電手段は、絶縁物の気体電子増幅部側に高抵抗体を付加することが望ましい。高抵抗体の付加はカーボン塗料を塗布することが望ましい。なお、カーボン塗料の代わりに同等の絶縁性能並びに抵抗値を有する物質を使用してもよい。例えば、酸化銅または酸化クロムの塗料でもよい。さらに、塗布するかわりに同等の厚さの皮膜を固着しても良い。   It is desirable that the static elimination means add a high resistance body to the gas electron amplifier side of the insulator. It is desirable to apply a carbon paint to add a high resistance body. In addition, you may use the substance which has equivalent insulation performance and resistance value instead of a carbon coating material. For example, a paint of copper oxide or chromium oxide may be used. Furthermore, a film having an equivalent thickness may be fixed instead of being applied.

ガス放射線検出器の具体的な構造、設計仕様により異なるが、絶縁物に高抵抗体を付加した場合の表面抵抗値は経験的に100KΩ/□から10MΩ/□が望ましい。表面抵抗値がこれより小さいと信号が広がり検出に支障をきたす。一方表面抵抗値があまり高いと蓄積した電荷を緩和させるのに時間を要し実用的でないからである。   Although depending on the specific structure and design specifications of the gas radiation detector, the surface resistance value when a high resistance is added to the insulator is preferably empirically 100 KΩ / □ to 10 MΩ / □. If the surface resistance value is smaller than this, the signal spreads and hinders detection. On the other hand, if the surface resistance value is too high, it takes time to relieve the accumulated electric charge and it is not practical.

(2) 気体中で電離放射線によって発生した1次電子を2次元読出し電極にて検出する2次元ガス放射線検出器であって、発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、前記1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、前記2次元読出し電極は、前記気体電子増幅部に対向して、第1の所定の方向に沿って延びており電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段とを有する第1の読出し電極と、該第1の読出し電極の反前記気体電子増幅部に位置し、前記第1の所定の方向を横切って、第2の所定の方向に沿って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する第2の読出し電極と、を備えた2次元ガス放射線検出器。   (2) A two-dimensional gas radiation detector for detecting primary electrons generated by ionizing radiation in a gas with a two-dimensional readout electrode, the drift electrode generating an electric field for accelerating the generated electrons, and the primary A gas electron amplifying unit whose electric field strength is locally increased in order to generate an electron avalanche in the gas from one of the electrons, and the two-dimensional readout electrode are opposed to the gas electron amplifying unit, A plurality of parallel electrode elements that extend along a predetermined direction and can uniformly detect the occurrence of an avalanche, an insulator that insulates each electrode element, and a charge accumulated in the insulator is relaxed A first readout electrode having a charge eliminating means; and located in the gas electron amplifying part opposite to the first readout electrode and extending along the second predetermined direction across the first predetermined direction That an electronic avalanche has occurred 2-dimensional gas radiation detector comprising a plurality of parallel electrode elements, and the insulating material for insulating the respective electrode elements, and a second readout electrode with a that can be detected.

(2)の発明は2次元ガス放射線検出器に関するものである。原理的には(1)の発明を2次元で検出できるように構成したものである。構成上は、発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、1次電子の1つから気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、を備える点は(1)の発明と同じである。   The invention (2) relates to a two-dimensional gas radiation detector. In principle, the invention of (1) can be detected in two dimensions. In terms of configuration, a drift electrode that generates an electric field that accelerates the generated electrons, a gas electron amplifying unit whose electric field strength is locally increased in order to generate an electron avalanche in the gas from one of the primary electrons, The point provided with is the same as the invention of (1).

読出し電極が2次元で検出できるように構成されている。すなわち、2次元読出し電極は気体電子増幅部に対向して、第1の所定の方向に沿って延びており電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段とを有する第1の読出し電極と、第1の読出し電極の反気体電子増幅部に位置し、第1の所定の方向を横切って、第2の所定の方向に沿って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する。 The readout electrode is configured to be detected in two dimensions. That is, the two-dimensional readout electrode extends along the first predetermined direction so as to face the gas electron amplification unit, and a plurality of parallel electrode elements capable of uniformly detecting the occurrence of an electron avalanche, and each electrode A first readout electrode having an insulator that insulates the device and a charge eliminating means that relaxes the charge accumulated in the insulator; and a first predetermined direction located in the antigas electron amplification section of the first readout electrode And a plurality of parallel electrode elements capable of uniformly detecting the occurrence of an avalanche extending along the second predetermined direction, and an insulator for insulating each electrode element.

(2)の発明では、第1の電極の複数の平行な電極素子が延びている方向を横切って、第2の電極の複数の平行な電極素子が延びている。したがって、網の目状に平行な電極素子が配置される。したがって、個々の電極素子に検出された電気量を測定することにより2次元で電子雪崩が生じた位置を特定することができる。所定の方向を横切る角度は直角に横切ることが望ましいが、別の角度で横切っても電気量を測定する場合に補正をすることにより特定の位置を検出することができる。   In the invention of (2), the plurality of parallel electrode elements of the second electrode extend across the direction in which the plurality of parallel electrode elements of the first electrode extends. Accordingly, electrode elements parallel to the mesh shape are arranged. Therefore, it is possible to specify the position where the electronic avalanche occurs in two dimensions by measuring the amount of electricity detected in each electrode element. Although it is desirable that the angle crossing the predetermined direction is a right angle, the specific position can be detected by correcting when measuring the quantity of electricity even when crossing at a different angle.

また、第1の読出し電極に絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段が設けられている。なお、除電手段は第1の読出し電極と第2の読出し電極の両方に設けることもできる。   In addition, the first readout electrode is provided with a static elimination means for relaxing the charge accumulated in the insulator. It should be noted that the charge eliminating means can be provided on both the first readout electrode and the second readout electrode.

(3) 前記第1の所定の方向と前記第2の所定の方向の中間の第3の方向に沿って、前記第1の読出し電極と前記第2の読出し電極とを横切って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する第3の読出し電極をさらに備える(2)の発明に記載の2次元ガス放射線検出器。   (3) Electrons extending across the first read electrode and the second read electrode along a third direction which is intermediate between the first predetermined direction and the second predetermined direction. The two-dimensional gas according to the invention of (2), further comprising a third readout electrode having a plurality of parallel electrode elements capable of uniformly detecting that an avalanche has occurred and an insulator for insulating each electrode element. Radiation detector.

(3)の発明は(2)の発明と同じく2次元ガス放射線検出器に関するものである。原理的には(2)の発明で特殊なケースの場合に2次元で位置が特定できなくなる場合があり、これを検出できるように構成したものである。   The invention of (3) relates to a two-dimensional gas radiation detector as in the invention of (2). In principle, in the case of the special case in the invention of (2), there are cases where the position cannot be specified in two dimensions, and this can be detected.

すなわち、網の目状では2つの位置に同時に同じ大きさの電子雪崩が生じた場合に特定することができないが、第3の方向に沿って、第1の読出し電極と第2の読出し電極とを横切って延びている第3の読出し電極をさらに備えることにより、電子雪崩が生じた位置を特定することができる。   That is, in the mesh shape, it is not possible to specify when an electronic avalanche of the same size occurs at two positions simultaneously, but along the third direction, the first readout electrode and the second readout electrode By further including a third readout electrode extending across the region, the position where the electronic avalanche has occurred can be specified.

上記の(1)から(3)の発明に用いられる読出し基板または読出し電極は通常の電子基板技術で製作することができるフレキシブル基板を用いることが望ましい。フレキシブル基板を用いることにより、用途に対応して湾曲した形状のガス放射線検出器を製作することができる。また、読出し精度も上げることができる。さらに、従来のように特殊な製法に依らないので安価で大型のものが製作可能となる。   The readout substrate or readout electrode used in the inventions (1) to (3) is preferably a flexible substrate that can be manufactured by ordinary electronic substrate technology. By using a flexible substrate, a gas radiation detector having a curved shape corresponding to the application can be manufactured. Also, the reading accuracy can be increased. Furthermore, since it does not depend on a special manufacturing method as in the prior art, it is possible to manufacture a large-sized product at low cost.

また、上記の(1)から(3)の発明に用いられる読出し基板または読出し電極の電極素子は、導電帯板(Strips)であることが望ましい。導電帯板であればこれらの電極素子に要求される「一様に検出する」ことが、現在市場において確立した技術により実現しやすいからである。   Further, it is desirable that the readout substrate or the electrode element of the readout electrode used in the inventions (1) to (3) is a conductive strip (Stripping). This is because “uniformly detecting” required for these electrode elements can be easily realized by a technology established in the market in the case of a conductive strip.

さらに、上記の(1)から(3)の発明に用いられる絶縁物は、ポリイミド樹脂によることが望ましい。ただし、目的によっては他の絶縁物を用いることができる。例えば、ガラスエポキシ樹脂でも良いし、他の絶縁物であっても良い。   Furthermore, the insulator used in the inventions (1) to (3) is preferably made of a polyimide resin. However, other insulators can be used depending on the purpose. For example, it may be a glass epoxy resin or another insulator.

上記の(1)から(3)の発明で絶縁は、電極素子間の絶縁を目的とする。具体的な構成としては(2)の発明では、絶縁物の基板の表面と裏面に導電帯板のパターンを形成することにより、表面に電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な第1の電極素子を、裏面に電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な第2の電極素子を形成することもできる。   In the above inventions (1) to (3), the purpose of insulation is to insulate the electrode elements. As a specific configuration, in the invention of (2), by forming conductive band plate patterns on the front and back surfaces of the insulating substrate, a plurality of parallel parallel detections can be made to uniformly detect the occurrence of an electronic avalanche on the front surface. It is also possible to form a plurality of parallel second electrode elements that can uniformly detect the occurrence of an electronic avalanche on the back surface of the first electrode element.

もっとも、目的によっては、導電帯板が絶縁物で覆われるように構成しても良い。(3)の発明の第3の電極素子は導電帯板が絶縁物に覆われたシート状のものを第2の読出し電極の反気体電子増幅部側に設けることができる。 However, depending on the purpose, the conductive band plate may be configured to be covered with an insulator. According to the third electrode element of the invention of (3), a sheet-like element in which a conductive band plate is covered with an insulator can be provided on the antigas electronic amplification part side of the second readout electrode.

さらに、(2)または(3)の発明の除電手段は、第1の読出し電極の絶縁物は所定の時間内に蓄積した電荷を徐電可能な絶縁抵抗を持つものを採用した手段であってもよい。ガス放射線検出器の目的によっては、一定の性能があればコストは安いほうが望ましい。このような目的には、製作工数の少ないこの構造が適する。   Further, the static eliminating means of the invention of (2) or (3) is a means that employs an insulator of the first readout electrode having an insulation resistance capable of gradually discharging the charge accumulated within a predetermined time. Also good. Depending on the purpose of the gas radiation detector, it is desirable that the cost is low if there is a certain performance. For this purpose, this structure with a small number of manufacturing steps is suitable.

本発明によれば、一般の産業用としてあまり使用されない特殊な加工をすることなく電子産業界で使用されている技術を用いた読出し電極を採用したガス放射線検出器を提供することができる。また、PET等に応用が広がっているが、これに適した大きさで湾曲するガス放射線検出器を提供することができる。また、レントゲンなどのX線検出器等に必要な微細な読み出しパターンの読出し電極を採用したガス放射線検出器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas radiation detector which employ | adopted the readout electrode using the technique currently used in the electronic industry can be provided, without performing the special process which is not used so much for general industrial use. In addition, although the application is expanding to PET and the like, it is possible to provide a gas radiation detector that is curved with a size suitable for this. In addition, it is possible to provide a gas radiation detector that employs a readout electrode having a fine readout pattern necessary for an X-ray detector such as an X-ray.

以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This is merely an example, and the technical scope of the present invention is not limited to this.

<実施例1>
図1は、本発明に係るガス放射線検出器の構成の概略を示す図である。図2は、本発明に係る2次元の読出し電極のフレキシブル基板により実現した具体的な実施例である。図3は、本発明に係る読出し電極の実施例の概念的な説明図である。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gas radiation detector according to the present invention. FIG. 2 shows a specific embodiment realized by the flexible substrate of the two-dimensional readout electrode according to the present invention. FIG. 3 is a conceptual explanatory diagram of an embodiment of the readout electrode according to the present invention.

図1に示すように、本発明のガス放射線検出器1は、気体中で電離放射線によって発生した1次電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極10と、1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部20と、読出し電極50とを有する。なお、図1では、気体電子増幅部20は1段であるが、目的に対応して複数段にすることができる。通常は3段を適用することが多い。
ここで、ドリフト電極10と気体電子増幅部20とは、従来技術で説明した図8に示す物と同一であるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 1, a gas radiation detector 1 of the present invention includes a drift electrode 10 that generates an electric field that accelerates primary electrons generated by ionizing radiation in a gas, and one of the primary electrons in the gas. In order to generate an electron avalanche, a gas electron amplification unit 20 whose electric field intensity is locally increased and a readout electrode 50 are provided. In FIG. 1, the gas electron amplifying unit 20 has one stage, but can have a plurality of stages according to the purpose. Usually three stages are often applied.
Here, the drift electrode 10 and the gas electron amplification unit 20 are the same as those shown in FIG.

図1において読出し電極50は、2次元読出し電極の例を示しており、気体電子増幅部20により電子雪崩が生じたことを一様に検出できる第1の読出し電極である多数の電極素子ST1jと、各電極素子ST1jを絶縁する絶縁物51と、該絶縁物51に蓄積した電荷を緩和させるカーボン塗料を塗布した皮膜による除電手段80と、からなる。 In FIG. 1, the readout electrode 50 shows an example of a two-dimensional readout electrode. A plurality of electrode elements ST1j, which are first readout electrodes that can uniformly detect the occurrence of an electron avalanche by the gas electron amplification unit 20, and And an insulator 51 that insulates each electrode element ST1j, and a charge eliminating means 80 using a film coated with a carbon paint that relieves charges accumulated in the insulator 51.

第1の読出し電極である多数の電極素子ST1jは導電帯板で作られており各々に電極素子ST1jで検出した信号を処理する電子回路A1jが接続されている。また、第1の読出し電極の下側に、第2の読出し電極である多数の電極素子ST2kと、各電極素子ST2kを絶縁する絶縁物61とが設けられている。第2の読出し電極である多数の電極素子ST2kは導電帯板で作られており各々に電極素子ST2kで検出した信号を処理する電子回路A2kが接続されている。第1の電極素子ST1jと第2の電極素子ST2kとは相互に直角に横切っており、気体電子増幅部20により電子雪崩が生じたことを2次元で一様に検出できる構成となっている。なお、後述するように絶縁物51と絶縁物61とは一枚で製作することもできる。   A large number of electrode elements ST1j as the first readout electrodes are made of a conductive band plate, and each is connected to an electronic circuit A1j for processing a signal detected by the electrode element ST1j. In addition, a large number of electrode elements ST2k as second read electrodes and an insulator 61 that insulates each electrode element ST2k are provided below the first read electrodes. A number of electrode elements ST2k, which are the second readout electrodes, are made of a conductive band plate, and an electronic circuit A2k for processing a signal detected by the electrode element ST2k is connected to each. The first electrode element ST1j and the second electrode element ST2k cross each other at right angles, and the gas electron amplifying unit 20 can uniformly detect two-dimensionally that an electron avalanche has occurred. As will be described later, the insulator 51 and the insulator 61 can be manufactured as a single piece.

本発明に係る2次元の読出し電極をフレキシブル基板により実現した具体的な実施例を
図2を参照して説明をする。図2において、2次元読出し電極50は、第1の読出し電極として、第1の所定の方向に沿って延びており気体電子増幅部20により電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子ST1jと、各電極素子ST1jを絶縁する絶縁物とを一体に製作したフレキシブル基板52により製作されている。フレキシブル基板52の気体電子増幅部20側にはフレキシブル基板52に蓄積した電荷を緩和させるカーボン塗料を塗布した皮膜による除電手段80が設けられている。
A specific embodiment in which the two-dimensional readout electrode according to the present invention is realized by a flexible substrate will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the two-dimensional readout electrode 50 extends as a first readout electrode along a first predetermined direction, and a plurality of two-dimensional readout electrodes 50 that can uniformly detect the occurrence of an electron avalanche by the gas electron amplification unit 20. It is manufactured by a flexible substrate 52 in which parallel electrode elements ST1j and an insulator that insulates each electrode element ST1j are integrally manufactured. On the gas electron amplification unit 20 side of the flexible substrate 52, there is provided a static elimination means 80 using a film coated with a carbon paint that relieves charges accumulated in the flexible substrate 52.

第2の読出し電極は、フレキシブル基板52の裏側(第1の読出し電極の反対側)に第1の読出し電極を図のように直角に横切って延びている複数の平行な電極素子ST2kを設けている。   The second readout electrode is provided with a plurality of parallel electrode elements ST2k extending across the first readout electrode at right angles as shown in the figure on the back side of the flexible substrate 52 (opposite side of the first readout electrode). Yes.

これらは、図2に示すように第1の読出し電極はフレキシブル基板の引出し部を介してコネクタ53からコネクタ56に接続され、さらに金属製の枠体70に設けられたコネクタ71からコネクタ74を介して読み出し、電子回路A1jに接続されている。同様に第2の読出し電極はフレキシブル基板の引出し部を介してコネクタ63からコネクタ66に接続され、さらに金属製の枠体70に設けられたコネクタ75からコネクタ78を介して読出し電子回路A2kに接続されている。   As shown in FIG. 2, the first readout electrode is connected from the connector 53 to the connector 56 via the lead-out portion of the flexible substrate, and further from the connector 71 provided on the metal frame 70 to the connector 74. And is connected to the electronic circuit A1j. Similarly, the second readout electrode is connected from the connector 63 to the connector 66 through the lead-out portion of the flexible board, and further connected from the connector 75 provided on the metal frame 70 to the readout electronic circuit A2k through the connector 78. Has been.

本発明に係る読出し電極の実施例の概念的な説明を図3を参照して以下説明する。図3では、第1の電極素子ST1jと第2の電極素子ST2kは説明の都合で数を大幅に少なくしている。図3のように厚さ50μmフレキシブル基板52の表面には80μmの幅で厚さ5μmの銅箔の導電帯板である第1の電極素子ST1jが400μmピッチで平行に配置されている。その表面にフレキシブル基板52に蓄積した電荷を緩和させるカーボン塗料を塗布した皮膜による除電手段80が設けられている。   A conceptual description of an embodiment of the read electrode according to the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 3, the number of first electrode elements ST1j and second electrode elements ST2k is greatly reduced for convenience of explanation. As shown in FIG. 3, on the surface of the flexible substrate 52 having a thickness of 50 μm, first electrode elements ST1j which are conductive strips of copper foil having a width of 80 μm and a thickness of 5 μm are arranged in parallel at a pitch of 400 μm. On the surface thereof, there is provided a static eliminating means 80 by a film coated with a carbon paint that relaxes charges accumulated in the flexible substrate 52.

フレキシブル基板52の裏面には340μmの幅で厚さ5μmの銅箔の導電帯板である第2の電極素子ST2kが400μmピッチで平行に配置されている。第1の電極素子ST1jと第2の電極素子ST2kとは直角に横切って、網の目状に配置されている。さらに、フレキシブル基板52の下側には第2の電極素子ST2kの絶縁と支持とを担う基板58が設けられている。図3のように第1の電極素子ST1jは読出し電子回路A1jに各々接続されており、第2の電極素子ST2kは読出し電子回路A2kに各々接続されている。   On the back surface of the flexible substrate 52, second electrode elements ST2k, which are conductive strips of copper foil having a width of 340 μm and a thickness of 5 μm, are arranged in parallel at a pitch of 400 μm. The first electrode element ST1j and the second electrode element ST2k are arranged in a mesh pattern so as to cross at a right angle. Further, a substrate 58 is provided on the lower side of the flexible substrate 52 to support insulation and support of the second electrode element ST2k. As shown in FIG. 3, the first electrode element ST1j is connected to the readout electronic circuit A1j, and the second electrode element ST2k is connected to the readout electronic circuit A2k.

以上のような構成の2次元ガス放射線検出器の試験結果について以下図を参照しながら説明をする。図4は、除電手段を適用しない両面フレキシブル基板による2次元読出し電極の出力信号を表す図であり、図5は、本発明に係る2次元読出し電極の出力信号を表す図である。図6は、本発明に係るガス放射線検出器により検出した画像を表す図である。   The test results of the two-dimensional gas radiation detector having the above configuration will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram illustrating an output signal of a two-dimensional readout electrode by a double-sided flexible substrate to which the charge eliminating unit is not applied, and FIG. 5 is a diagram illustrating an output signal of the two-dimensional readout electrode according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an image detected by the gas radiation detector according to the present invention.

試験は、アルゴン(Ar)70%と二酸化炭素(CO)30%の混合気体中で、ドリフト電極10と気体電子増幅部(GEM)20との間の電界を1kV/cmに設定し、気体電子増幅部(GEM)20に450Vの電圧を印加し、気体電子増幅部20と、読出し電極50との間の電界を6kV/cmに設定して行った。 In the test, an electric field between the drift electrode 10 and the gas electron amplification unit (GEM) 20 is set to 1 kV / cm in a mixed gas of 70% argon (Ar) and 30% carbon dioxide (CO 2 ). A voltage of 450 V was applied to the electron amplifier (GEM) 20, and the electric field between the gas electron amplifier 20 and the readout electrode 50 was set to 6 kV / cm.

発明者は、最初に単純に両面フレキシブル基板による2次元読出しを試みたが、図4に示すような結果であった。図4は、気体電子増幅部20をトリガとして第1の読出し電極と第2の読出し電極の出力信号を表している。図4に示すように、第1の読出し電極の出力信号は妥当な値であるが、第2の読出し電極の出力信号は逆転しており大幅に予想と異なっていた。   The inventor first tried to simply perform two-dimensional readout using a double-sided flexible substrate, and the result was as shown in FIG. FIG. 4 shows output signals of the first readout electrode and the second readout electrode using the gas electron amplification unit 20 as a trigger. As shown in FIG. 4, the output signal of the first readout electrode is a reasonable value, but the output signal of the second readout electrode is reversed and is significantly different from the expectation.

これは、電子雪崩による大量の電子が両面フレキシブル基板に向かって移動する際の誘電作用によって、表面に負の信号が発生するが、裏面には溜まっていた電荷の移動により
正の電荷が現われたためと推定される。この信号を利用することも考えられるが、この信号は安定しない。また、どれくらいの電荷量が蓄積されるかで信号の形自体も変化すると考えられる。ただし、信号処理に工夫を凝らせば将来検出できる可能性もある。そこで、確実な方法を考察した結果、発明者は次のことを見出した。
This is because a negative signal is generated on the surface due to the dielectric action when a large amount of electrons move due to the electron avalanche toward the double-sided flexible substrate, but a positive charge appears due to the movement of the charge accumulated on the back surface. It is estimated to be. Although it is possible to use this signal, this signal is not stable. Further, it is considered that the signal shape itself changes depending on how much charge is accumulated. However, it may be detected in the future if the signal processing is devised. As a result of considering a reliable method, the inventor found the following.

両面フレキシブル基板の表面に電子雪崩による大量の電子が到達することで絶縁物に電荷が蓄積する。この電荷により裏面の信号検出に支障をきたす。そこで、この絶縁物に蓄積した電荷を除電手段を設けて緩和させることと、電子雪崩による電子の移動を電磁誘導により裏面においても信号検出が可能である。   A large amount of electrons due to an electron avalanche reaches the surface of the double-sided flexible substrate, and charges accumulate in the insulator. This charge interferes with signal detection on the back surface. Therefore, it is possible to detect the signal on the back side by electromagnetic induction by reducing the charge accumulated in the insulator by providing a charge eliminating means and by the electromagnetic avalanche.

除電手段は、絶縁物の気体電子増幅部側に高抵抗体を付加することが構造的にも適している。そこで、上記のように高抵抗体を付加した物はカーボン塗料を塗布した膜を除電手段80とした。もっとも、除電手段は、第1の読出し電極の絶縁物を所定の時間内に蓄積した電荷を徐電可能な絶縁抵抗を持つものとすることもできる。   It is structurally suitable for the static eliminating means to add a high resistance body to the gas electron amplifier side of the insulator. Therefore, as described above, the film added with the carbon paint is used as the static elimination means 80 in the case where the high resistance is added. However, the charge eliminating means may have an insulation resistance capable of gradually discharging the charge accumulated in the first readout electrode insulator within a predetermined time.

このようにして、両面フレキシブル基板52の表面にカーボン塗料を塗布した膜による除電手段80を設けた。この状態で測定した結果を図5に示す。図5も同様に、気体電子増幅部20をトリガとして第1の読出し電極と第2の読出し電極の出力信号を表している。図5に示すように、第1の読出し電極と第2の読出し電極とも予想した信号が得られることが判明し実用化の見通しが得られた。   In this way, the static eliminating means 80 is provided by the film in which the carbon coating material is applied to the surface of the double-sided flexible substrate 52. The results measured in this state are shown in FIG. Similarly, FIG. 5 shows output signals from the first readout electrode and the second readout electrode using the gas electron amplification unit 20 as a trigger. As shown in FIG. 5, it was found that the expected signals could be obtained for both the first readout electrode and the second readout electrode, and the prospect of practical use was obtained.

また、図6に、本発明に係るガス放射線検出器により検出したX線による2次元画像をしめす。図6は片側80本の読出し電極での例であり、画像の再生用として使用可能であることが判明した。   FIG. 6 shows a two-dimensional image by X-rays detected by the gas radiation detector according to the present invention. FIG. 6 shows an example with 80 readout electrodes on one side, and it was found that it can be used for image reproduction.

以上のようにして、電子産業界で一般に使用されているフレキシブル基板の技術を用いた読出し電極を採用したガス放射線検出器を提供することが可能となった。電子産業界で一般に使用されている技術を用いているので製作がしやすい。したがって、コストも安くすることができる。本実施例では400μmピッチで製作したが、さらに従来の方法では製作が困難な微細な読出しパターンを容易に製作できることが可能となった。また、現在気体電子増幅部のピッチが140μmであるので、気体電子増幅部で発生した電子雪崩を検出に十分な精度である100μmピッチの読出し電極を製作することもできる。   As described above, it has become possible to provide a gas radiation detector that employs a readout electrode using a flexible substrate technique that is generally used in the electronics industry. It is easy to manufacture because it uses the technology commonly used in the electronics industry. Therefore, the cost can be reduced. In this embodiment, it is manufactured at a pitch of 400 μm, but it is possible to easily manufacture a fine readout pattern that is difficult to manufacture by the conventional method. Further, since the pitch of the gas electron amplifying unit is 140 μm at present, it is possible to manufacture a readout electrode with a pitch of 100 μm that is sufficiently accurate for detecting an electron avalanche generated in the gas electron amplifying unit.

また、フレキシブル基板の技術を用いているので、PET等の湾曲する2次元ガス放射線検出器の応用において、多数の30cm×30cm程度の検出器を並べることによって検診する人体の全身をおおうように配置することもできる。   In addition, since flexible substrate technology is used, in the application of curved two-dimensional gas radiation detectors such as PET, it is arranged to cover the whole body of the human body to be examined by arranging many detectors of about 30 cm x 30 cm. You can also

<実施例2>
実施例2は、実施例1と同じく2次元ガス放射線検出器に関するものである。実施例1の特殊なケースの場合に2次元で位置が特定できなくなる場合に検出できるように構成したものである。
<Example 2>
The second embodiment relates to a two-dimensional gas radiation detector as in the first embodiment. In the special case of the first embodiment, it can be detected when the position cannot be specified in two dimensions.

図7は、本発明に係る読出し電極の別の実施例の概念的な説明図である。図7に示すように、図3の実施例1の構成にさらに第3の読出し電極92を有する。第3の読出し電極は、図7の一点鎖線で示したような第1の読出し電極素子ST1jと第2の読出し電極素子ST2kとを横切って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子ST3mがフレキシブル基板92に設けられている。フレキシブル基板92は、図7の位置関係になるようにフレキシブル基板52の下側に固着されている。電極素子ST3mには各々信号を検出できる電子回路A3mが接続されている。   FIG. 7 is a conceptual explanatory diagram of another embodiment of the read electrode according to the present invention. As shown in FIG. 7, the configuration of the first embodiment shown in FIG. The third read electrode uniformly detects the occurrence of an avalanche extending across the first read electrode element ST1j and the second read electrode element ST2k as shown by the one-dot chain line in FIG. A plurality of parallel electrode elements ST3m that can be formed are provided on the flexible substrate 92. The flexible substrate 92 is fixed to the lower side of the flexible substrate 52 so as to be in the positional relationship of FIG. An electronic circuit A3m that can detect a signal is connected to each electrode element ST3m.

実施例1の特殊なケースの場合、図7の2つの■の位置(94、95)に同時に電子雪崩が生じた場合に2次元の場合は2つの●の位置(96、96)も該当するので特定することができないが、図7の用に第3の方向に沿って、第1の読出し電極と第2の読出し電極とを横切って延びている第3の読出し電極素子ST3mをさらに備えることにより、電子雪崩が生じた位置を特定することができる。   In the case of the special case of the first embodiment, when an electronic avalanche occurs at the two positions (94, 95) in FIG. 7 at the same time, two positions (96, 96) also correspond to the two-dimensional case. Although not specified, it further includes a third read electrode element ST3m extending across the first read electrode and the second read electrode along the third direction as shown in FIG. Thus, the position where the electronic avalanche has occurred can be specified.

このようにして、2次元の画像をより正確に検出することができる2次元ガス放射線検出器を提供することができる。   In this way, it is possible to provide a two-dimensional gas radiation detector that can detect a two-dimensional image more accurately.

以上、本発明の実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施例に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが特許請求の範囲の記載から明らかである。本発明の変更例を下記に例示する。   As mentioned above, although demonstrated using the Example of this invention, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said Example. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention. Examples of modifications of the present invention are illustrated below.

<変更例1>
上記では2次元ガス放射線検出器について主に説明をしたが、同様に1次元ガス放射線検出器に適用することができる。また、より複雑な構造を持つガス放射線検出器についても適用することができる。
<Modification 1>
Although the two-dimensional gas radiation detector has been mainly described above, it can be similarly applied to a one-dimensional gas radiation detector. The present invention can also be applied to a gas radiation detector having a more complicated structure.

<変更例2>
実施例1において、フレキシブル基板について主に説明をしたが、通常の電子回路基板にても実現可能である。また、フレキシブル基板と通常の電子回路基板を組み合わせることによっても実現可能である。
<Modification 2>
In the first embodiment, the flexible substrate has been mainly described. However, it can also be realized with a normal electronic circuit substrate. Moreover, it is realizable also by combining a flexible substrate and a normal electronic circuit board.

<変更例3>
実施例1において、両面フレキシブル基板にて金属箔が両面に露出している例について主に説明したが、金属箔が露出しないフレキシブル基板についても適用できる。また、片面のみ露出した基板についても適用可能である。
<Modification 3>
In Example 1, although the example which has exposed metal foil on both surfaces in the double-sided flexible board | substrate was mainly demonstrated, it can apply also to the flexible board | substrate which does not expose metal foil. Moreover, it is applicable also to the board | substrate which exposed only one side.

<変更例4>
実施例1において、除電手段であるカーボン塗料の塗布により説明したが、同等の性能を有する他の材料を用いても良い。例えば、酸化銅または酸化クロムの塗料でも良い。さらに、塗布するかわりに同等の厚さの皮膜を固着しても良い。また、第1の読出し電極の絶縁物は所定の時間内に蓄積した電荷を徐電可能な絶縁抵抗を持つものを採用することもできる。さらに、第1の読出し電極に加えて、他の読出し電極に除電手段を用いてもよい。
<Modification 4>
Although the first embodiment has been described by applying a carbon paint as a charge eliminating unit, other materials having equivalent performance may be used. For example, a paint made of copper oxide or chromium oxide may be used. Furthermore, a film having an equivalent thickness may be fixed instead of being applied. In addition, as the insulator of the first readout electrode, an insulator having an insulation resistance capable of gradually decreasing the charge accumulated within a predetermined time can be adopted. Further, in addition to the first readout electrode, a static eliminating unit may be used for another readout electrode.

<変更例5>
実施例1において、主に導電電極として導電帯板(Strips)について説明したが、電子雪崩を検出できる他の手段でも適用することができる。特に、発生した電子雪崩を電磁誘導(電磁波)として検出できる他の手段により代替することができる。
<Modification 5>
In the first embodiment, the conductive strip (Stripping) has been mainly described as the conductive electrode, but other means capable of detecting an avalanche can also be applied. In particular, the generated avalanche can be replaced by other means capable of detecting as electromagnetic induction (electromagnetic wave).

X線やガンマ線のような透過性が良い放射線を使用して、2次元位置を精度良く検出する非破壊検査用の測定装置や、PET、SPECT(Single Photon Emission Cumputed Tomography:単一光子放射型コンピュータ断層撮影)等のガンマ線を利用する医療機器、さらに中性子の入射位置を2次元的にしかも正確に測定できる装置に使用できる。   Non-destructive inspection measuring devices that detect two-dimensional positions with high transparency, such as X-rays and gamma rays, and single photon emission type computers such as PET and SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) It can be used for medical devices that use gamma rays such as tomography, and devices that can accurately measure the incident position of neutrons two-dimensionally.

本発明に係るガス放射線検出器の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the gas radiation detector which concerns on this invention. 本発明に係る2次元の読出し電極のフレキシブル基板により実現した具体的な実施例である。It is a specific embodiment realized by the flexible substrate of the two-dimensional readout electrode according to the present invention. 本発明に係る読出し電極の実施例の概念的な説明図である。It is a conceptual explanatory drawing of the Example of the read-out electrode which concerns on this invention. 除電手段を適用しない両面フレキシブル基板による2次元読出し電極の出力信号を表す図である。It is a figure showing the output signal of the two-dimensional read-out electrode by the double-sided flexible substrate which does not apply a static elimination means. 本発明に係る2次元読出し電極の出力信号を表す図である。It is a figure showing the output signal of the two-dimensional readout electrode which concerns on this invention. 本発明に係るガス放射線検出器により検出した画像を表す図である。It is a figure showing the image detected by the gas radiation detector which concerns on this invention. 本発明に係る読出し電極の別の実施例の概念的な説明図である。It is a conceptual explanatory drawing of another Example of the read-out electrode which concerns on this invention. サウリにより提案されたGEMチェンバーの構造の概略図である。1 is a schematic diagram of the structure of a GEM chamber proposed by Sauri. GEMチェンバーの構造の概略図である。It is the schematic of the structure of a GEM chamber. 気体電子増幅部の両面フレキシブル基板の一例と原理を説明する図である。It is a figure explaining an example and a principle of the double-sided flexible substrate of a gas electron amplification part. 従来技術による読出し基板の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the read-out board | substrate by a prior art. 従来技術による読出し基板の製作工程例を示す図である。It is a figure which shows the example of a manufacturing process of the reading substrate by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガス放射線検出器
10 ドリフト電極
20 気体電子増幅部
30 読出し基板
50 読出し電極
51 絶縁物
52 フレキシブル基板
53〜56 コネクタ
58 基板
61 絶縁物
63〜66 コネクタ
70 枠体
80 除電手段
92 フレキシブル基板
A1j 電子回路
A2k 電子回路
A3m 電子回路
ST1j 第1の電極素子
ST2k 第2の電極素子
ST3m 第3の電極素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas radiation detector 10 Drift electrode 20 Gas electron amplification part 30 Read board 50 Read electrode 51 Insulator 52 Flexible board 53-56 Connector 58 Board | substrate 61 Insulator 63-66 Connector 70 Frame 80 Static elimination means 92 Flexible board A1j Electronic circuit A2k electronic circuit A3m electronic circuit ST1j first electrode element ST2k second electrode element ST3m third electrode element

Claims (7)

気体中で電離放射線によって発生した1次電子を読出し電極にて検出するガス放射線検出器であって、
発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、
前記1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、
前記読出し電極は電子雪崩が生じたことを一様に検出できる多数の電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段と、
を備えたガス放射線検出器。
A gas radiation detector for detecting primary electrons generated by ionizing radiation in a gas at a readout electrode,
A drift electrode that generates an electric field that accelerates the generated electrons;
A gas electron amplifying unit whose electric field strength is locally increased in order to generate an electron avalanche in the gas from one of the primary electrons;
The readout electrode has a large number of electrode elements that can uniformly detect that an electron avalanche has occurred, an insulator that insulates each electrode element, and a charge removal means that relaxes the charge accumulated in the insulator,
Gas radiation detector equipped with.
気体中で電離放射線によって発生した1次電子を2次元読出し電極にて検出する2次元ガス放射線検出器であって、
発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、
前記1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、
前記2次元読出し電極は、
前記気体電子増幅部に対向して、第1の所定の方向に沿って延びており電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段とを有する第1の読出し電極と、
該第1の読出し電極の反前記気体電子増幅部に位置し、前記第1の所定の方向を横切って、第2の所定の方向に沿って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する第2の読出し電極と、
を備えた2次元ガス放射線検出器。
A two-dimensional gas radiation detector for detecting primary electrons generated by ionizing radiation in a gas with a two-dimensional readout electrode,
A drift electrode that generates an electric field that accelerates the generated electrons;
A gas electron amplifying unit whose electric field strength is locally increased in order to generate an electron avalanche in the gas from one of the primary electrons;
The two-dimensional readout electrode is
A plurality of parallel electrode elements that face the gas electron amplifying unit and extend along a first predetermined direction and can uniformly detect that an electron avalanche has occurred, and an insulator that insulates each electrode element And a first readout electrode having a charge eliminating means for relaxing charges accumulated in the insulator,
Uniformly, an electron avalanche located in the gas electron amplifying portion of the first readout electrode and extending along the second predetermined direction across the first predetermined direction has occurred. A second readout electrode having a plurality of parallel electrode elements that can be detected and an insulator that insulates each electrode element;
A two-dimensional gas radiation detector.
前記第1の所定の方向と前記第2の所定の方向の中間の第3の方向に沿って、前記第1の読出し電極と前記第2の読出し電極とを横切って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する第3の読出し電極をさらに備える請求項2に記載の2次元ガス放射線検出器。   An electronic avalanche extending across the first read electrode and the second read electrode along a third direction intermediate the first predetermined direction and the second predetermined direction occurs. The two-dimensional gas radiation detector according to claim 2, further comprising a third readout electrode having a plurality of parallel electrode elements capable of uniformly detecting the above and an insulator that insulates each electrode element. 前記電極素子は、導電帯板である請求項1から3のいずれかに記載のガス放射線検出器。   The gas radiation detector according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode element is a conductive strip. 前記除電手段は、前記絶縁物の気体電子増幅部側に高抵抗体を付加したものである請求項1から4のいずれかに記載のガス放射線検出器。   The gas radiation detector according to any one of claims 1 to 4, wherein the static elimination unit is a unit in which a high resistance is added to the gas electron amplification unit side of the insulator. 前記高抵抗体を付加した物はカーボン塗料を塗布した膜である請求項5に記載のガス放射線検出器。   The gas radiation detector according to claim 5, wherein the high-resistance material added is a film coated with a carbon paint. 前記除電手段は、前記第1の読出し電極の絶縁物は所定の時間内に蓄積した電荷を徐電可能な絶縁抵抗を持つものを採用した手段である請求項2または3に記載の2次元ガス放射線検出器。
4. The two-dimensional gas according to claim 2, wherein the charge eliminating unit is a unit that employs an insulator having an insulation resistance capable of gradually discharging charges accumulated within a predetermined time as the insulator of the first readout electrode. Radiation detector.
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