JP2009224069A - 放射線検出器及び放射線検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の比例計数管は印加電圧が高く、また放射線入射位置の２次元検出を可能とするには、装置の大型化・高電圧化または装置の複雑化が必要であった。
【解決手段】陰極５と対向配置された基板６上に先鋭な突起２を有する陽極１、絶縁体３、ゲート電極４を積層する。陽極２、ゲート電極４に電圧を印加すると、突起２の先端近傍に高強度の電界が発生する。これにより、従来の比例計数管よりも低い電圧でも電子なだれが発生し得る強度の電界を得ることができ、装置を簡素化・低電圧化することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、放射線の照射による不活性ガスの電離を用いて放射線を検出する放射線検出器及び放射線検出方法に関する。

従来、放射線を計測する装置の一種として比例計数管が用いられている。比例計数管は不活性ガスを封入した容器内に陽極と陰極を設けた構成となっている。陽極と陰極に電圧を印加して内部に電場をかけ、放射線の入射によってガスが電離すると、電子が陽極に向かう際に電子なだれが発生する。比例計数管は電子なだれを利用することで信号を増幅しており、入射した放射線の数と放射線のエネルギーを測定することができる。

図１６を用いて一般的な比例計数管の構造について説明する。図１６は比例計数管１００の概要を示す縦断面図である。

陰極として機能する円筒形状の容器１０２の側面に放射線入射窓１０１が設けられている。また、容器１０２の一端は絶縁体１０３とこの電極端子１０４によって閉塞されている。電極端子１０４は絶縁体１０３を介して容器１０２と接続されており、容器１０２と電極端子１０４とは絶縁されている。電極端子１０４と電極端子１０４に対向する容器１０２内面にわたって陽極線１０６が設けられている。陽極線１０６は、電極端子１０４とはバネ１０７を介して、容器１０２内側の電極端子１０４と対向した面とは絶縁体１０８を介して接続されている。また、容器１０２内は電離ガス１０５が封入されている。この電離ガスは放射線のエネルギーに応じて選択され、例えばエネルギーの低いＸ線に対しては、吸収係数の大きい原子番号の大きなガスが好適である。

陽極線１０６と容器１０２に電圧を印加した状態で放射線入射窓１０１から放射線が入ると、放射線のエネルギーによって電離ガス１０５が電離し、電子が陽極線１０６に移動する。この電子は陽極線１０６近傍で電子なだれを引き起こして陽極線１０６に収集され、パルス信号として計測される。

また、例えば医療分野等に放射線検出を適用する場合、放射線の入射位置を２次元検出することが要請される。上述した従来の比例係数管では、陽極線に高い抵抗を持たせて両端から信号を読み出し、その電荷収集量から陽極線上の検出位置を特定する方法があるが、陽極線の構造上、得られる検出位置情報は１次元の情報であり、上述した医療分野等への適用が難しい。

放射線の入射位置を２次元で検出する装置として、例えば、特許文献１記載の多次元位置検出型放射線センサー素子がある。
特開２００５−５５３７２号公報

従来の比例係数管方式の放射線検出器では、電子なだれを発生させるために電極間に数kVの高い電圧を印加する必要がある。また、検出効率を上げるためには、検出器の大型化が避けられない。

また、上述の多次元位置検出型放射線センサー素子は、マイクロビア（導電性微細貫通孔）や、陽電極線、陰電極線の配置などに複雑な構造を有する。

従って、本発明は、従来の比例計数管よりも低い電圧でも電子なだれが発生し得る強度の電界を得られる放射線検出器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による放射線検出器は、陰極と、この陰極に対向配置された陽極と、この陽極の前記陰極と対向する面に複数設けられた錐形の突起と、前記陽極の前記陰極と対向する面に設けられ前記突起を囲繞する絶縁体と、前記絶縁体の前記陰極と対向する面に設けられたゲート電極と、前記陰極と前記陽極間に電位差を印加する第１の電源手段と、前記ゲート電極に電圧を印加する第２の電源手段と、放射線の入射によって前記陰極と前記陽極の間に発生する電子の前記突起への移動にともなう電流による電気信号を計測する計測手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明による放射線検出方法は、対向配置された陽極と陰極間に入射する放射線にともなって前記陽極から検出される電気信号によって前記放射線の入射を検出する放射線検出方法であって、少なくとも第１の突起と第２の突起を備える前記陽極に電圧を印加し、前記陽極と前記陰極との間に電位差を印加する工程と、前記第１の突起の先端を囲繞するように配設された第１のゲート電極と前記第２の突起の先端を囲繞するように配設された第２のゲート電極のうち一方に電圧を印加する工程と、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の何れかの電圧印加を解除して他方に電圧を印加する工程と、前記第１のゲート電極に電圧が印加されている場合と前記第２のゲート電極に電圧が印加されている場合とを区別して陽極の電気信号を計測する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、従来の比例計数管よりも低い電圧でも電子なだれが発生し得る強度の電界を得ることができ、装置を簡素化・低電圧化することが可能となる。

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本発明による第１の実施例について、図面を用いて以下説明する。図１は本実施例による放射線検出器１０の基本構成を示すブロック図である。センサー１１は内部に陽極、陰極、ゲート電極を備え、比例計数管と同様の原理、つまりセンサー１１内部に放射線が入射することにより電子が生じ、陽極と陰極間に与える電位差で電子なだれを発生させ陽極と陰極間にパルス電流が流れるという原理により動作する。電源１２はセンサー１１の陽極に、電源１３はセンサー１１のゲート電極に電圧を印加している。印加電圧すなわち駆動電圧は、例えば陽極に＋１０００Ｖ、ゲート電極に＋８００〜＋９００Ｖ程度であり、上述した従来の比例計数管や放射線検出器の駆動電圧よりも低い。また、陰極はグラウンド１３に接続されている。

センサー１１に放射線が入射すると、センサー１１と接続されたアンプ１４が信号を増幅し、アンプ１４が増幅した信号を計測器１５によって計測し、出力ユニット１６に出力する。

センサー１１の構成について、図面を用いて説明する。図２はセンサー１１の概要を示す部分分解斜視図である。センサー１１は気密容器１１ａと、気密容器１１ａに収容されたセンサー素子１１ｂから構成されている。気密容器１１ａの内部には電離ガスが封入されている。電離ガスには、例えばアルゴン、ネオン、キセノンなどの希ガスに二酸化炭素やメタンやエチレンなどの有機ガスが添加されているものを用いる。また、センサー素子１１ｂは電源１２、１３、アンプ１４と接続されている。

センサー素子１１の詳細な構造について、図３を用いて説明する。図３（ａ）はセンサー素子１１ｂの一部の概要を示す縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。

絶縁体で構成された支持基板６の上に設けられた陽極１上に複数の突起２が一定の間隔で設けられている。突起２の間隔は、例えば数μｍから数十μｍである。また、突起２は、例えば円錐形状または四角錐形状であり、高さは例えば５μｍ程度である。陽極１上には絶縁体３が部分的に積層されている。絶縁体３は突起２近傍には積層されず、絶縁体３が突起２を囲繞する格好となっている。なお、図３においては絶縁体３を方形に囲繞するものとして図示しているが、例えば円形などであってもよい。絶縁体３の上にはゲート電極４が積層されている。また、ゲート電極４の上方には陰極５が、陽極１と対向するように離間して配置されている。

陽極１、絶縁体３、ゲート電極４、陰極５は気密容器１１ａに配置され、陽極１と陰極５の間の空間は気密容器１１ａに封入された電離ガス雰囲気とされている。なお、図４に示すように、陰極５、支持基板６が気密容器１１ａの一部を構成する、すなわち気密容器１１ａの上面を陰極５、底面を支持基板６によって構成することも可能である。また、陰極５は気密容器１１ａの上面に張り付ける、あるいは気密容器１１ａの上面に入射窓となる穴を設けて入射窓を陰極５で塞ぐように構成することも可能である。

各要素を構成する好適な材料の一例を説明する。陽極１は、検出対象となる放射線が例えばＸ線である場合、モリブデン、チタン、タングステン、クロム、銅、ニッケルなどを用いて構成された金属薄膜である。陰極５には、例えばベリリウム、ステンレス、アルミなどの金属を用いる。絶縁体３には、例えばポリイミドやポリエーテルケトンなどを用いる。ゲート電極４は、例えば銅などの金属によって構成する。

陽極１の製造方法の一例について、以下説明する。ケイ素（Ｓｉ）単結晶基板の表面にＳｉ酸化膜を形成し、正方形のパターニングを行い、正方形の部分のＳｉ酸化膜を除去する。次に、正方形開口が形成されたＳｉ酸化膜をマスクとし、水酸化カリウム水溶液等でＳｉ基板の異方性エッチングを行い、複数の四角錐型凹部を持つＳｉ基板を得る。さらに、このＳｉ基板にＳｉ酸化膜を形成し、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、電気めっき法などにより、例えば１０μｍ程度の厚みの金属を製膜することにより、複数の突起２を有する金属薄膜が得られ、これを陽極１に用いる。本製膜方法で得られた陽極１は、突起２の高さが揃っており、電界コントロールが容易である。また、同じＳｉ基板から複数の陽極１を形成することが可能であるため、再現性が高い。また、Ｓｉ酸化膜へのパターニングや異方性エッチング時間を制御することにより、陽極１の形状や突起２のピッチなどを自由に変えることが可能である。

以下、放射線検出器１０の動作について説明する。上記構成の陽極１に電源１２によって電圧を印加すると、突起２の先端近傍に電子なだれが発生し得る強度の電界が得られる。このとき、印加電圧が一定であれば突起２先端の曲率半径が小さいほど、突起２先端近傍の電界強度が大きくなることが知られている。陽極１と陰極５の間に放射線が入射して電離ガスが電離すると、電子は陽極１へ向かって移動し、突起２付近の強い電界によって電子なだれを起こし、陽極１と陰極５の間にパルス電流が流れる。このパルス電流による信号をアンプ１４が増幅し、増幅した信号を計測器１５が計測し、出力ユニット１６が出力することにより、センサー１１に入射した放射線を検出・計測することができる。また、出力ユニット１６に換えてまたは加えて信号を記録する記録装置を設置し、記録したデータを別途出力するといったことも可能である。

また、本実施例においては陰極５をグラウンドに接続し、陽極２に電圧を印加する構成として説明したが、陽極２をグラウンドに接続し、陰極５に−１０００Ｖの電圧を印加する、といった構成とすることも可能である。

さらに、支持基板６や気密容器１１ａに合成樹脂などの柔軟性を有する材料を採用してフレキシビリティを持たせることにより、センサー１１を例えばタンク外壁といった曲面に配置することが可能である。

以上説明したように、本実施例の放射線検出器によれば、従来の比例計数管よりも低い電圧でも電子なだれが発生し得る強度の電界を得ることができ、装置を簡素化・低電圧化することが可能となる。

本発明の第２の実施例について、図面を用いて以下説明する。なお、第１の実施例と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図５は本実施例による放射線検出器のセンサー素子１１ｂの上面図であり、陰極５を省略して図示している。ゲート電極２２、ゲート電極２３は、それぞれ長手方向を有する複数の平板を一定の間隔ごとに並べて構成されている。ゲート電極２２はゲート電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄから構成されている。また、ゲート電極２３はゲート電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄから構成されており、ゲート電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはゲート電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対して、上面から見た場合に直交するように配置されているが、ゲート電極２２とゲート電極２３は位置する高さが異なり、接触していない。また、ゲート電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ゲート電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの各々は、突起２の上方が開放されるように配置されている。すなわち、上面から陽極１を見ると、ゲート電極２２、２３が立体交差して格子を形成しており、格子の目の中にそれぞれ突起２があるような配置となっている。

図６を用いて、センサー素子１１ｂの構造についてさらに詳細に説明する。図６は図５に示すＢ−Ｂ線矢視断面図である。

センサー素子１１ｂを構成する陽極１の上に絶縁体３ａ、ゲート電極２２、絶縁体３ｂ、ゲート電極２３が積層されている。ゲート電極２２、ゲート電極２３は絶縁体３ｂによって絶縁されている。

また、図５に示すセンサー素子のＣ−Ｃ線矢視断面図を図７（ａ）に、Ｄ−Ｄ線矢視断面図を図７（ｂ）に示す。図７（ａ）に示すように、ゲート電極２２が配置されない位置においては、陽極１とゲート電極２３の間は絶縁体３ａ，３ｂで埋められている。なお、ゲート電極２２や陽極１との絶縁が確保されていれば、絶縁体３ａと絶縁体３ｂに異なる材料を用いて絶縁体３ａと絶縁体３ｂを積層したかたちや、絶縁体３ａまたは絶縁体３ｂの一方だけとしてもよく、また絶縁体３ａ，３ｂを積層せずに一部または全部を空間とした構成であってもよい。また、図７（ｂ）に示すように、ゲート電極２３が配置されない位置においては、ゲート電極２２の上方には絶縁体３ｂは積層されないかたちとなる。

図８を用いて本実施例の放射線検出器１０の構成を説明する。図８は放射線検出器１０の概要を示すブロック図である。本実施例においては、電源１３とセンサー１１の間に、ゲート電極切替器２１が設置されている。ゲート電極切替器２１は、ゲート電極２２、ゲート電極２３への電圧印加を切替る切替手段である。

ゲート電極切替器２１が行う電圧印加の制御について、図９を用いて以下説明する。ゲート電極切替器２１は、ゲート電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、ゲート電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの各々に接続されている。例えば、ゲート電極２２ａ，２２ｂとゲート電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加し、ゲート電極２２ｃ，２２ｄとゲート電極２３ｃ，２３ｄには電圧を印加しないといった制御を行うことが可能である。なお、図９においては、ゲート電極２２とゲート電極切替器２１の接続を明確にするため、ゲート電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが図９における右方向に突出した形で図示しているが、実際には突出していなくともよい。

ゲート電極切替器２１によってゲート電極２２、ゲート電極２３への電圧の印加を制御することにより、特定の突起２にのみ選択的に強い電界を発生させることが可能となり、放射線入射位置の２次元検出が可能となる。例えば、上述のようにゲート電極２２ａ，２２ｂとゲート電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加した場合は複数の突起２のうち突起２ａの先端近傍の電界強度が大きくなり、信号が計測された場合は放射線がこの突起２ａの付近に入射したことになる。

したがって、例えば「ゲート電極２２ａ，２２ｂに電圧印加」、「ゲート電極２２ａへの電圧印加を停止してゲート電極２２ｃに電圧印加」、「ゲート電極２２ｂへの電圧印加を停止してゲート電極２２ｄに電圧印加」というように、電圧を印加する電極を順次切り替えていくことによって放射線の検出範囲を走査することが可能となる。

また、本実施例ではゲート電極２２、２３が上面からみて直交するように図示しているが、図１０に示すように、突起２の配列によっては格子穴がひし形や平行四辺形等になるような交差でもよい。また、ゲート電極２２、ゲート電極２３各々を構成する電極の形状は直方体でなくともよく、たとえば上面からみてジグザグ形状などであってもよい。

本実施例によれば、第１の実施例の効果に加え、放射線入射位置の２次元検出が可能となる。

本発明の第３の実施例について、図面を用いて以下説明する。なお、第１の実施例と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１１は本実施例による放射線検出器のセンサー素子１１ｂの概要を示す縦断面図、図１２はセンサー素子１１ｂの上面図である。なお、図１２では陰極５を省略して図示している。また、本実施例の放射線検出器は図５に示す第２の実施例と同様に、センサー１１と電源１３の間にゲート電極切替器２１が設けられている。

本実施例による放射線検出器のゲート電極３１はゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄから構成されており、ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの間はそれぞれ絶縁体３ｃによって絶縁されている。また、ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄはそれぞれゲート電極切替器２１と接続されており、ゲート電極切替器２１によって電圧の印加を制御される。

ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、図１２に示すように格子形状の電極であり、複数の突起２を区画するように配置されている。ゲート電極切替器２１によってゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄそれぞれに電圧を印加すると、ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄそれぞれの区画に位置する突起２に電界が生じる。例えば、ゲート電極３１ｂに電圧を印加すると複数の突起２ｂに電界が生じ、ゲート電極３１ｂ付近に入射した放射線による信号が検出される。従って、ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄへの電圧の印加を制御することにより、放射線入射位置の２次元検出が可能となる。

また、本実施例の変形例を図１３に示す。本変形例においては、絶縁体３ｃによって、ゲート電極３１各々に加えて、陽極１が陽極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに分割され区画されている。なお、図１３では陽極１ａ，１ｂのみを示している。さらに、計測器１５は陽極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ各々について、それぞれ個別に信号を計測することができる。このような構成とすることにより、ゲート電極３１各々に常に電圧を印加している状態でも、陽極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ各々の区画について信号を計測可能となる。したがって、電源１３とゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ各々を接続すればよく、ゲート電極切替器２１を不要とすることができる。また、陽極１を絶縁体３ｃによって分割する構成とする場合は、ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは分割されていなくともよい。ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ全てに電圧を印加する設定とする場合は、結局はゲート電極３１を一体化した構成と同様の作用となるからである。

本実施例によれば、第１の実施例の効果に加え、放射線入射位置の２次元検出が可能となる。なお、ゲート電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄそれぞれの間は、十分に絶縁が確保できる距離が確保されていれば、絶縁体３ｂを設けずに空間とすることも可能である。また、陽極１を絶縁体３ｃによって分割して各々を増幅器１４、計測器１５と接続して個別に信号計測可能な構成とした場合は、ゲート電極３１を分割しなくとも、信号が計測された陽極が判別できるため放射線入射位置を２次元検出することが可能である。

本発明の第４の実施例について、図１４を用いて以下説明する。図１４は本実施例によるセンサー素子１１ｂの概要を示す縦断面図である。なお、第１の実施例と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例のセンサー素子１１ｂは、対向した陽極１ａと陰極５ａの下に、対向した陽極１ｂと陰極５ｂを備え、対向する陽極と陰極の組み合わせを二層にした構成となっている。陽極１ａ，１ｂはそれぞれ突起２ａ，２ｂを有しており、陰極５ｂは陽極１ａを支持する支持基板６ａの底面に取り付けられている。また、陽極１ａ，陽極１ｂ上にはそれぞれ、絶縁体３ａ，３ｂと、ゲート電極４ａ，４ｂが積層されている。また、陽極１ａと陰極５ａ間、および陽極１ｂと陰極５ｂ間にはそれぞれ電離ガスが封入されている。

本実施例の効果について、以下説明する。入射した放射線を信号として検出するには、放射線が電離ガスを電離させることが条件である。しかし、中性子のように透過力が強い放射線は、電離ガスを電離させずに陽極を透過し、信号として検出されないことがある。本実施例によれば、センサー素子１１ｂが二層構造を有するため、例えば、陽極１ｂと陰極５ｂの間の電離ガスを電離させずに陽極１ｂを透過した放射線が、陽極１ａと陰極５ａの間の電離ガスを電離したような場合であっても、この放射線を検出できるため、放射線の検出漏れが減少し検出精度を向上させることが可能となる。

また、入射する放射線がγ線の場合、陽極１ｂと陰極５ｂの間、陽極１ａと陰極５ａの間それぞれで電離ガスを電離させる。ここで、ゲート電極４ａ，４ｂを第２の実施例または第３の実施例の構造を適用して放射線入射位置の２次元検出可能な構成を適用することにより、２次元の入射位置情報を組み合わせてγ線の入射方向を３次元情報として得ることが可能である。例えば、ゲート電極への電圧印加の制御により、突起２ｃ、突起２ｄに電界を発生させた場合に信号を得られたときは、γ線は突起２ｃから突起２ｄへの方向に入射したということになる。

また、さらに精度を高めるべくセンサー素子１１ｂを三層以上の多層構造とすることも可能である。

また、図１５に本実施例の変形例を示す。支持基板６ｂについて、穴を開けるなどして一部を空間４１に置換し、陽極１ｂを透過した放射線に対する放射線遮蔽効果を低減することができる。なお、空間４１は放射線による電離が起こらないように、空気や希ガスを封入するか真空とする。

以上本発明の実施例について図を参照して説明してきたが、上記複数の実施例に説明した特徴を任意に組み合わせたところの構成であってもよい。

また、本実施例の各構成要素に用いる材料は、検出対象となる放射線の種類によって最適なものが異なる場合がある。例えば、検出対象が中性子線である場合は、陽極１にボロン１０やウラン２３５といった中性子有感材をコーティングする、または陽極１と陰極５間のガスに中性子有感材を混合するなどの必要がある。このように、当業者にあっては検出対象となる放射線に応じて、各構成要素についてより適切な材料を選択し、必要に応じて構成要素の追加、変更を行うことが可能である。

本発明の第１の実施例による放射線検出器１０のブロック図。 第１の実施例によるセンサー１１の部分分解斜視図。 （ａ）は第１の実施例によるセンサー素子１１ｂの縦断面図、（ｂ）は第１の実施例によるセンサー素子１１ｂのＡ−Ａ線矢視断面図。 第１の実施例によるセンサー１１の縦断面図。 第２の実施例によるセンサー素子１１ｂの上面図。 第２の実施例によるセンサー素子１１ｂのＢ−Ｂ線矢視断面図。 （ａ）は第２の実施例によるセンサー素子１１ｂのＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｂ）は第２の実施例によるセンサー素子１１ｂのＤ−Ｄ線矢視断面図。 第２の実施例による放射線検出器１０のブロック図。 第２の実施例による放射線検出器１０の、センサー１１とゲート電極切替器２１の接続を示すブロック図。 第２の実施例の変形例によるセンサー素子１１ｂの上面図。 第３の実施例によるセンサー素子１１ｂの縦断面図。 第３の実施例によるセンサー素子１１ｂの上面図。 第３の実施例の変形例によるセンサー素子１１ｂの縦断面図。 第４の実施例によるセンサー素子１１ｂの縦断面図。 第４の実施例の変形例によるセンサー素子１１ｂの縦断面図。 一般的な比例計数管の縦断面図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 陽極
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 突起
３、３ａ、３ｂ 絶縁体
４、４ａ、４ｂ ゲート電極
５、５ａ、５ｂ 陰極
６、６ａ、６ｂ 支持基板
１０ 放射線検出器
１１ センサー
１１ａ 気密容器
１１ｂ センサー素子
１２、１３ 電源
１４ アンプ
１５ 計測器
１６ 出力ユニット
２１ ゲート電極切替器
２２、２３、３１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ ゲート電極
４１ 空間
１０１ 放射線入射窓
１０２ 容器
１０３ 絶縁体
１０４ 電極端子
１０５ 電離ガス
１０６ 陽極線
１０７ バネ
１０８ 絶縁体

Claims (6)

1. 陰極と、
   この陰極に対向配置された陽極と、
   この陽極の前記陰極と対向する面に複数設けられた錐形の突起と、
   前記陽極の前記陰極と対向する面に設けられ前記突起を囲繞する絶縁体と、
   前記絶縁体の前記陰極と対向する面に設けられたゲート電極と、
   前記陰極と前記陽極間に電位差を印加する第１の電源手段と、
   前記ゲート電極に電圧を印加する第２の電源手段と、
   放射線の入射によって前記陰極と前記陽極の間に発生する電子の前記突起への移動にともなう電流による電気信号を計測する計測手段と、
   を備えることを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記ゲート電極は互いに絶縁されている複数の電極板から構成され、複数の前記電極板は前記陰極の方向からみて立体交差して格子を形成し、この格子の目によって前記突起と前記陰極の間が開放されており、前記第２の電源手段と前記ゲート電極の間に複数の前記電極板の各々に対して個別に電圧の印加を切替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
3. 前記ゲート電極は複数の格子形状電極板から構成され、複数の前記格子形状電極板は各々の格子の目によって前記突起と前記陰極間を開放しており、前記第２の電源手段は複数の前記格子形電極板の各々に対して個別に電圧の印加を切り替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
4. 前記支持基板上で前記陽極を複数に分割し各々を絶縁する第２の絶縁体を備え、前記計測手段は分割された前記陽極の各々に接続されており前記陽極の各々について計測される前記電気信号を個別に計測可能であることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
5. 前記陽極の前記陰極と対向する面の反対側の面に設けられた第３の絶縁体と、
   この第３の絶縁体を挟んで前記陽極と対向し前記第３の絶縁体に支持される第２の陰極と、
   この第２の陰極の前記第３の絶縁体に支持される面と反対側の面と対向するよう設けられた第２の陽極と、
   この第２の陽極の前記第２の陰極と対向する面に設けられた第２の突起と、
   前記第２の陽極の前記第２の陰極と対向する面に設けられ前記第２の突起を囲繞する第４の絶縁体と、
   前記第４の絶縁体の前記第２の陰極と対向する面に設けられた第２のゲート電極と、
   前記第２のゲート電極に電圧を印加する第３の電源手段と、
   放射線の入射によって前記第２の陰極と前記第２の陽極間に発生する電子の前記第２の突起への移動にともなう電流による電気信号を計測する第２の計測手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の放射線検出装置。
6. 対向配置された陽極と陰極間に入射する放射線にともなって前記陽極から検出される電気信号によって前記放射線の入射を検出する放射線検出方法であって、
   少なくとも第１の突起と第２の突起を備える前記陽極に電圧を印加し、前記陽極と前記陰極との間に電位差を印加する工程と、
   前記第１の突起の先端を囲繞するように配設された第１のゲート電極と前記第２の突起の先端を囲繞するように配設された第２のゲート電極のうち一方に電圧を印加する工程と、
   前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の何れかの電圧印加を解除して他方に電圧を印加する工程と、
   前記第１のゲート電極に電圧が印加されている場合と前記第２のゲート電極に電圧が印加されている場合とを区別して陽極の電気信号を計測する工程と、
   を備えることを特徴とする放射線検出方法。

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