JP2011017695A - 放射線検出器、及び放射線検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極間の連続した放電や配線のショート等を抑制し、十分高い検出感度を有する新規なピクセル型放射線検出器、及び放射線検出方法を提供する。
【解決手段】絶縁部材の第１の面上に形成された円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン及び前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記開口部の略中心部に先端が露出した凸状部を有する第２の電極パターンを有し、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとが第１の電位差を有するように設定されてなるピクセル型電極と、を具える放射線検出器において、前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に、前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差に相当する第２の電圧を印加し所定時間保持した後、電圧を高くして前記第１の電位差に相当する第１の電圧を印加する電圧印加手段により連続した放電や配線のショートを抑制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出器、及び放射線検出方法に関する。

ガス増幅を利用した放射線検出器として、従来、ピクセル型の放射線検出器が用いられてきた。この放射線検出器は、例えば両面プリント基板の表面にストリップ状陰極電極が形成されるとともに、裏面に陽極ストリップが形成され、前記ストリップ状陰極電極には、一定間隔に開口部が形成されるとともに、前記開口部の中心には裏面の前記陽極ストリップと接続されている円柱状陽極電極、すなわちピクセル電極が形成されたような構成を採っている。

なお、前記放射線検出器は、例えばＡｒとエタンとの混合ガス中に配置される。また、前記ピクセル電極と前記ストリップ状陰極電極との間には所定の電圧が印加されている。

上記放射線検出器においては、所定の放射線が前記検出器内に入射すると、前記ガスが電離して電子を生成し、この電子は、上記ストリップ状陰極電極と上記ピクセル電極との間に印加された高電圧、及び上記ピクセル電極の点電極としての形態（形状異方性）に起因して生成される強力な電場によって、電子雪崩増幅を引き起こす。一方、前記電子雪崩増幅によって生じた陰イオンは、周囲の前記ピクセル電極に向けてドリフトする。

この結果、対象となる前記ストリップ状陰極電極及び前記ピクセル電極に、それぞれ正孔と電子とがチャージされる。この電荷が生成された前記ストリップ状陰極電極及び前記ピクセル電極の位置を検出することによって、前記放射線の前記検出器における入射位置を特定することができ、前記放射線の検出が可能となる（特許文献１）。

特開２００２−６０４７号

上述した放射線検出器では、前記ピクセル電極に印加する電圧を高くすると、生成される電場の強度も増大し、上述した電子雪崩増幅が顕著になるので、前記ストリップ状陰極電極及び前記ピクセル電極に生成される電荷量が増大して、放射線の検出感度が向上する。一方、前記ピクセル電極に印加する電圧を高くすると、特に、前記ピクセル電極と前記ストリップ状陰極電極の、前記開口部に露出した端部との間に連続した放電が生じてしまい、これら電極を破損してしまったり、配線がショートしてしまったり等の原因となる。

また、前記ピクセル電極と前記ストリップ状陰極電極との間に連続した放電が生じると、前記ピクセル電極と前記ストリップ状陰極電極とはほぼ等電位となってしまうため、上述した電子雪崩増幅が生じず、この電子雪崩増幅に起因した放射線の検出を実質的に生ぜしめることが不可能となり、放射線検出器として機能させることができないという問題が生じていた。

以上のように、放射線検出器の検出感度を向上させる目的で前記ピクセル電極に印加する電圧を高くしても、結果的に連続した放電や配線のショート等の現象が生じてしまい、前記放射線検出器の検出感度を増大させるどころか、前記放射線検出器を機能させることができなくなってしまうという問題が生じてしまう場合があった。

本発明は、構成要素であるピクセル電極における連続した放電や配線のショート等を抑制した状態で、十分高い検出感度を有する新規なピクセル型の放射線検出器、及び放射線検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン、前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記第１の電極パターンの前記開口部の略中心部に先端が露出してなる凸状部を有する第２の電極パターンを有し、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとが第１の電位差を有するように設定されてなるピクセル型電極と、
前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に、電圧を印加するとともに前記電圧の値を経時的に昇圧させ、前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差に相当する第２の電圧に達した時点で所定時間保持した後、再度前記電圧を昇圧させて前記第１の電位差に相当する第１の電圧を印加するように制御されてなる電圧印加手段と、
を具えることを特徴とする、放射線検出器に関する。

また、本発明は、
絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン、前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記第１の電極パターンの前記開口部の略中心部に先端が露出してなる凸状部を有する第２の電極パターンを有し、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとが第１の電位差を有するように設定されてなるピクセル型電極を準備するステップと、
前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に、電圧を印加するとともに前記電圧の値を経時的に昇圧させ、前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差に相当する第２の電圧に達した時点で所定時間保持した後、再度前記電圧を昇圧させて前記第１の電位差に相当する第１の電圧を印加するステップと、
を具えることを特徴とする、放射線検出方法に関する。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。その結果、従来のピクセル型放射線検出器においては、前記第２の電極パターンにおける前記凸状部から構成されるピクセル電極と、前記第１の電極パターンから構成されるストリップ状陰極電極との間に、例えば、４００Ｖ〜８００Ｖの電圧を印加して放射線検出を行う場合、所定の電圧印加手段によって、一定の昇圧速度で、上記電極間に０Ｖから４００Ｖ〜８００Ｖまでの電圧を連続的に印加させるようにしていた。

この場合、前記電極間には、印加電圧の上昇に伴って一時的に大電流が流れるようになる。このような大電流は、上述のような４００Ｖ〜８００Ｖの設定電圧はもちろんのこと、この設定電圧以下においても発生するようになる。したがって、上記ピクセル型放射線検出器において、放射線を高感度で測定しようとして電極間に大きな電圧を印加した場合に、前記大電流に起因して前記電極間に連続した放電が発生したり、その結果、配線がショートしたりしてしまうことを見出した。したがって、上記ピクセル型放射線検出器において、放射線を高感度で測定する場合において、電圧を昇圧する際に一時的に発生する大電流を抑制しなければならない。

このような事実の発見に鑑みて、本発明者らは、電圧を昇圧する際に一時的に発生する大電流を抑制すべく鋭意検討を実施した。その結果、昇圧の際に、前記電極間に印加すべき電圧を設定電圧まで連続的に上昇させる代わりに、前記設定電圧よりも低い所定の電圧値において、かかる電圧を前記電極間に印加した状態で所定時間保持した後、前記設定電圧まで電圧を上昇させることによって、上述した一時的に発生する大電流の大きさを十分に低減できることを見出した。

その結果、上記ピクセル型放射線検出器において、放射線を高感度で測定しようとして電極間に大きな電圧を印加した場合においても、大電流に起因して前記電極間に連続した放電が発生したり、配線がショートしたりしてしまうことを抑制できることを見出した。

なお、上述のように、前記設定電圧よりも低い所定の電圧値において、かかる電圧を前記電極間に印加した状態で所定時間保持した後、前記設定電圧まで電圧を上昇させることにより、上述した大電流を低減できる理由については、以下のように考えることができる。すなわち、電極形状が理想的な状態であり、かつ極めて清浄な状態では、上述のように大電流が流れても連続した放電は発生しないが、実際には、電極表面には大小の突起が形成されていたり、電極間においてごみ（異物）が存在していたりする。したがって、上述のような大電流が流れると、上述した突起や異物が放電の核となり、上述した放電が生じるものと考えられる。

したがって、本発明のように、前記設定電圧よりも低い所定の電圧値において、かかる電圧を前記電極間に印加した状態で所定時間保持することにより、少なくとも電極間に存在するごみ（異物）が焼却除去されるので、その後、設定電圧まで電圧を上昇させても、上述した放電を十分に抑制できるものと考えられる。

したがって、以上説明したように、本発明によれば、構成要素であるピクセル電極における連続した放電や配線のショート等を抑制した状態で、十分高い検出感度を有する新規なピクセル型の放射線検出器、及び放射線検出方法を提供することができる。

本発明の放射線検出器の一例における概略構成を示す平面図である。 図１に示す放射線検出器を拡大して示す図である。 図２に示す型放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。 図１〜図３に示す放射線検出器の、第１の電極パターン及び第２の電極パターン間に印加する電圧及びその昇圧時間の関係の一例を示すグラフである。 図１〜図３に示す放射線検出器の、第１の電極パターン及び第２の電極パターン間に印加する電圧及びその昇圧時間の関係の他の例を示すグラフである。 実施形態における放射線検出器の製造方法の一例における工程図である。 同じく、実施形態における放射線検出器の製造方法の一例における工程図である。 同じく、実施形態における放射線検出器の製造方法の一例における工程図である。 同じく、実施形態における放射線検出器の製造方法の一例における工程図である。 同じく、実施形態における放射線検出器の製造方法の一例における工程図である。

以下、本発明の特徴及びその他の利点について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。

図１は、本発明の放射線検出器の一例における概略構成を示す平面図であり、図２は、図１に示す放射線検出器を拡大して示す図であり、図３は、図２に示す放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態における放射線検出器１０は、ピクセル型放射線検出器２０を含むとともに図示しない電流検出回路等を含む。また、図２に示すように、ピクセル型放射線検出器２０は、検出パネル２１と、この検出パネル２１の上方において相対向するようにして設けられた電極板２２とを含んでいる。

図２に示すように、検出パネル２１は、絶縁部材２１１の主面２１１Ａ上に形成された、円形状の複数の開口部２１２Ａを有する第１の電極パターン２１２と、絶縁部材２１１の裏面２１１Ｂ上に形成された第２の電極パターン２１３とを含んでいる。第２の電極パターン２１３は、絶縁部材２１１を貫通し、第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａの略中心部に先端が露出してなる凸状部２１４を有する。凸状部２１４は、ピクセル電極（検出電極）を構成する。なお、凸状部２１４の上面は平坦となっており、その周囲にエッジが形成されている。

また、第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間には、電圧印加手段２１６が接続されている。この電圧印加手段２１６は、特に図示しないものの、電源及び電圧の昇圧速度を制御するための制御系を含んでいる。したがって、第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間、すなわち図３に示すように、第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に印加する電圧及びその昇圧速度を適宜に制御することができる。また、以下に詳述するように、所定の電圧で一定時間保持するようにすることもできる。

なお、図２に示すピクセル型放射線検出器２０の検出パネル２１では、簡略化して、第１の電極パターン２１１Ａにおいて合計８個の開口部２１２Ａが形成され、４個づつ２列に配列されるとともに、各開口部２１２Ａ内に上記凸状部２１４の先端が露出し、これによって合計８個の検出電極が形成されるようにしている。しかしながら、検出電極の数及び配列方法（第１の電極パターン２１における開口部２１２Ａ及び凸状部２１４の数及び配列方法）は、必要に応じて任意に設定することができる。

また、図では特に明示していないが、第２の電極パターン２１３も、第１の電極パターン２１２の配列方向と略垂直となるような方向において、ストリップ状にパターニングされている。但し、第２の電極パターン２１３は、第１の電極パターン２１２と平行でなければ、いずれの方向にパターニングされていても良い。

絶縁部材２１１の厚さｔ１は、例えば２０μｍ〜１００μｍとすることができる。また、第１の電極パターン２１２の厚さｔ２及び第２の電極パターン２１３の厚さｔ３は、それぞれ５μｍ〜１８μｍとすることができる。さらに、凸状部２１４の高さＬは、絶縁部材２１１の厚さｔ１と第１の電極パターン２１２の厚さｔ２との合計とすることができる。また、開口部２１２Ａの直径Ｄは、例えば８０μｍ〜３００μｍとすることができ、凸状部２１４の一辺の長さｄは、１５μｍ〜７０μｍとすることができる。

第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３は、銅、金、銀、ニッケル、アルミニウム等の導電性部材から構成することができる。また、絶縁部材２１１は、熱硬化性樹脂のフィルムあるいはシートから構成することができる。

次に、図１〜図３に示す放射線検出器を用いた放射線の検出方法について説明する。なお、図３は、図２に示す放射線検出器の、Ｐ線で切った場合の断面の一部を示すものである。また、図４は、第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間、すなわち第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に印加する電圧及びその昇圧時間の関係の一例を示すグラフである。

最初に、第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間（第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間）に、放射線検出に際して必要な所定の電圧（第１の電圧）を印加する。この際、第１の電圧を６００Ｖとし、図４に破線で示すように、上記電極パターン間に印加する電圧を３７分間で連続的に増大させて６００Ｖまで上昇させようとすると、例えば、電圧印加開始から２５分経過後の、４００Ｖまで電圧が上昇した時点で、上記電極パターン間に大電流が流れるようになり、第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に連続した放電が生じたり、発火が生じたりして、電流検出回路等の、近傍に位置する配線がショートしてしまう。

したがって、本実施形態では、図４に実線で示すように、電圧印加開始から１０分経過して２００Ｖ（第２の電圧）まで電圧が上昇した時点で、一旦昇圧を中止し、この第２の電圧が第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間（第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間）に印加された状態で５分間保持する。その後、再び印加電圧を第２の電圧である２００Ｖから第１の電圧である６００Ｖまで約２２分間かけて上昇させる。

この場合においては、第１の電圧である６００Ｖはもちろん、これよりも十分に低い２００Ｖの電圧値においても、上記電極パターン間、すなわち第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に大電流が流れるのを防止することができる。この結果、第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に連続した放電が生じたり、発火に起因した電流検出回路等の配線がショートしたりすることなく、それらの間に設定電圧である上記第１の電圧を印加することができ、以下に説明する放射線の検出に供することができるようになる。

なお、図４に示す昇圧プロファイルはあくまで一例であって、本実施形態は、図４に示された昇圧プロファイルに限定されるものではない。具体的には、第２の電極パターン２１３の凸状部２１４の先端部の形状や大きさ、あるいは凸状部２１４と第１の電極パターン２１２の端部２１２Ｂとの距離等に依存して、適宜に決定することができる。

但し、好ましくは、上記第１の電圧、すなわち電極パターン間の電位差を、実用的な検出電圧である４００Ｖ〜８００Ｖに設定した場合、前記第２の電圧、すなわち電極パターン間の電位差を１５０Ｖ〜２５０Ｖに設定する。同様に、前記第２の電圧における保持時間を５分以上とする。これによって、第２の電極パターン２１３の凸状部２１４の先端部の形状や大きさ等を考慮することなく、実用的な放射線検出器としての範疇において、上述した作用効果をより簡易に得ることができる。

また、実用的な検出電極である４００Ｖ〜８００Ｖの範囲は以下の理由に基づいて設定されている。すなわち、本発明の放射線検出で利用する電子雪崩増幅を引き起こすには、４００Ｖ以上の電圧印加が必要となる。エネルギー強度の大きな粒子線（放射線）は４００Ｖ程度の電圧印加でも検知できるが、エネルギー強度の小さい粒子線（放射線）は６００〜８００Ｖの電圧印加を行わないと検知するのが困難になる。一方、８００Ｖを越える電圧印加を行うと、大きなエネルギー強度を有する粒子線（放射線）が飛来した場合、電子雪崩増幅が過度に発生してしまい、読み出し回路が破損してしまう場合がある。

さらに、上記第２の電圧を１５０Ｖ〜２５０Ｖに設定する理由は以下の事実に基づく。
電極間で大電流が流れた際に放電が生じる理由の一つとして、電極間に存在する（跨る）ごみが放電の核となることが挙げられるが、第２の電圧を１５０Ｖ〜２５０Ｖに設定し、この電圧で所定時間、好ましくは５分以上保持すると、当該ごみが焼却除去されるようになる。結果として、放射線検出器を機能不全とさせていた放電を十分に抑制することができるようになる。

しかしながら、第２の電圧が１５０Ｖ未満では、ごみの焼却除去が十分でなくなり、２５０Ｖを超えると、ごみが炭化してしまって電極間を短絡させてしまい、放電が生じていた場合と同様に、放射線検出器が機能不全となってしまう危険性がある。

なお、保持時間の上限値は特に限定されるものではないが、例えば１０分程度とすることができる。１０分を超えるような保持時間を設定しても、上述した作用効果上においてさらなる優位性を生じることがなく、逆に全体的な昇圧時間が長時間化するので好ましくない。

表１〜３には、上記第１の電圧を６００Ｖ，４００Ｖ，８００Ｖとし、上記第２の電圧を１５０Ｖ、２００Ｖ、２５０Ｖとして、前記第２の電圧での保持時間を、４分、５分及び１０分とした場合の出火の有無を調べた結果を掲載する。表１〜３から明らかなように、本発明に従って、前記第２の電圧での保持時間を５分及び１０分とした場合は、第１の電極パターン２１２の端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に連続した放電が生じず、その結果発火が生じることなく、電流検出回路等の配線がショートしてしないことが分かる。

一方、本発明と異なり、第１の電圧が６００Ｖ及び８００Ｖであり、前記第２の電圧での保持時間を４分とした場合、その電圧値が１５０Ｖ、２００Ｖ、２５０Ｖの場合において、それぞれ４００Ｖ、４５０Ｖ及び５００Ｖの電圧値において配線の一部に発火跡が見られたため、それ以降の電圧上昇を中止した。結果として、上記第１の電圧を６００Ｖ、８００Ｖまで昇圧することができず、放射線検出を行うことができなかった。

但し、第１の電圧が４００Ｖの場合、第２の電圧が１５０Ｖの場合は、４００Ｖの電圧値において配線の一部に発火跡が見られるものの、第２の電圧が２００Ｖ、２５０Ｖの場合は、第１の電圧である４００Ｖまでの昇圧過程において、配線の一部に発火跡は見られなかった。すなわち、第１の電圧の値が低くなると、昇圧に関する条件が緩和されることが分かる。

なお、電極間での連続した放電等は、昇圧時間、すなわち昇圧速度にも依存すると考えられるが、現存する電圧印加手段を用いた場合においては、その電圧印加手段に余分な負荷をかけて破損しないような速度で昇圧を行う限り、上述のような第２の電圧値の範囲及び保持時間の範囲に設定しておけば、電極間での連続した放電等を回避することができる。

図５は、第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間、すなわち第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間に印加する電圧及びその昇圧時間の関係の他の例を示すグラフである。

図４に示す例では、実線で示すように、電圧印加開始から１０分経過して２００Ｖ（第２の電圧）まで電圧が上昇した時点で、一旦昇圧を中止し、この第２の電圧が第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間（第１の電極パターン２１２の開口部２１２Ａに露出した端部２１２Ｂ及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４間）に印加された状態で５分間保持する。その後、再び印加電圧を第２の電圧である２００Ｖから第１の電圧である６００Ｖまで約２２分間かけて上昇させていた。

すなわち、図４に示す例では、第２の電圧を一点とし、この一点の電圧のみを第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間に印加して所定時間保持するようにしていた。

これに対して、図５に示す例では、第２の電圧を二点とし、この二点の電圧を第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３間に印加して所定時間保持するようにしている。この場合、図４に示す例に比較して、全体的な保持時間を短縮化できる。結果として、目的とする第１の電圧までの昇圧時間を短縮化することができる。

具体的に、図５に示すように、電圧印加開始から４分経過して２００Ｖ（一点目の第２の電圧）まで電圧が上昇した時点で一旦昇圧を中止し、この電圧で２分間保持する。その後、再び印加電圧を上昇させ、４分経過後に４００Ｖ（二点目の第２の電圧）まで電圧が上昇した時点で再度昇圧を中止、この電圧で２分間保持する。その後、再び印加電圧を上昇させ、４分経過後に第１の電圧に上昇させる。

上記具体例からも明らかなように、第２の電圧を二点とし、それぞれの電圧で保持することにより全体的な保持時間が４分となり、図４に示す例の５分に比較して保持時間が１分短縮化されていることが分かる。また、昇圧時間も１６分となり、図４に示す例の３７分に比較して２１分短縮化されていることが分かる。

なお、第２の電圧は、図５に示すよう必ずしも二点とする必要はなく、必要に応じて三点以上とすることができる。

また、第２の電圧を二点以上とする場合は、その電圧が１５０Ｖ〜４５０Ｖとすることが好ましい。この理由は、上述したように、電極間に存在するごみの焼却除去を効果的に行うことが出来ることに起因する。

また、本実施形態においては、第２の電極パターン２１３の凸状部２１４の上面を平面とし、その端部がエッジ状に形成されている。このような形状の場合、特に第１の電極パターン２１２の端部２１２Ｂと凸状部２１４との間で局所的な放電が生じて大電流を生じやすい。したがって、本実施形態は、凸状部２１４の上面がエッジ部を有する場合に特に効果を発揮する。

なお、上述した電圧印加に際して、第１の電極パターン２１２をカソードとし、第２の電極パターン２１３をアノードとすることもできるし、第１の電極パターン２１２をアノードとし、第２の電極パターン２１３をカソードとすることもできる。但し、以下に説明する電子の電子雪崩増幅を引き起こすには、第２の電極パターン２１３の凸状部２１４の点電極としての形状が極めて重要な役割を果たすようになるので、第１の電極パターン２１２をカソードとし、第２の電極パターン２１３をアノードとすることが好ましい。

したがって、以下においては、第１の電極パターン２１２をカソードとし、第２の電極パターン２１３をアノードとした場合について、放射線検出器１０の動作を簡単に説明する。

検出パネル２１及び電極板２２間には、所定のガス、例えばＡｒとメタンとの混合ガスが充満している。さらに、電極板２２は所定の電圧にバイアスされている。

図１に示す放射線検出器１０に放射線が入射すると、前記放射線は前記ガスと衝突することによって前記ガスを電離し、電子を生成する。生成した電子は、ピクセル型放射線検出器２０における電極板２２のバイアス電圧を受けて検出パネル２１に導かれ、第１の電極パターン２１２と、第２の電極パターン２１３の凸状部２１４との間に印加された電圧に起因して生成された大きな電場によって、電子雪崩を引き起こし、凸状部２１４に溜まるようになる。一方、前記電子雪崩によって生じた正イオンは、凸状部２１４から周囲の第１の電極パターン２１２に向けてドリフトする。

この結果、第１の電極パターン２１２及び第２の電極パターン２１３の凸状部２１４にそれぞれ正孔と電子がチャージされるようになるので、凸状部２１４、すなわちピクセル電極の位置を図示しない電荷検出回路で検出することによって、前記放射線のピクセル型放射線検出器２０における入射位置を特定することができ、前記放射線の検出が可能となる。

次に、本発明の放射線検出器の製造方法について説明する。図６〜図１０は、図１〜図３に示す放射線検出器１０の、特にピクセル型放射線検出器２０の製造方法の一例を示す工程図である。なお、本実施形態では、図２に示すＰ方向に沿った断面について示している。

最初に、図６に示すように、例えば熱硬化性樹脂のフィルムあるいはシート等からなる絶縁部材２１１の主面２１１Ａ及び裏面２１１Ｂに、銅などの導電性部材からなる第１の電極層２１７及び第２の電極層２１８を形成する。次いで、第２の電極層２１８をプリプレグ３２を介して、例えばポリイミドからなる支持基板３１に貼り付ける。

なお、絶縁部材２１１が十分に厚く、以下に示すような製造工程に耐えうるような機械的強度を有するような場合においては、支持基板３１及びプリプレグ３２を省略することができる。

次いで、図７に示すように、第１の電極層２１７にフォトリソグラフィを施し、第１の電極層２１７において複数の加工用開口部２１７Ａを形成すると同時に電極層２１８をストリップ状とする。

次いで、図８に示すように、第１の電極層２１７の複数の加工用開口部２１７Ａを介して絶縁部材２１１にエネルギー線を照射し、絶縁部材２１１の厚さ方向において貫通孔２１１Ｈを形成する。なお、前記エネルギー線としては例えばレーザ光線を用いることができ、好ましくは炭酸ガスレーザを用いる。このガスレーザは、その波長特性から絶縁部材２１１のみに加工を施し、電極層２１８は加工しない。なお、前記エネルギー線照射に代えて、感光性フォトリソグラフィを施すことによって貫通孔２１１Ｈを形成しても良い。

次いで、図９に示すように、貫通孔２１１Ｈ内にビアフィルメッキを施し、貫通孔２１１Ｈを埋設するようにして金属メッキ層２１９を形成する。その後、図１０に示すように、第１の電極層２１７に対して再度フォトリソグラフィ工程を施し、第１の電極層２１７において金属メッキ層２１９を中心とした円形状の開口部２１２を形成して、第１の電極パターン２１２を形成するとともに、金属メッキ層２１９からなる凸状部２１４と第２の電極層２１８とからなる第２の電極パターン２１３を形成する。

以上のような工程を経ることにより、検出パネル２１が形成されるので、その後、電極板２２等を対向配置し、それらの間に上記混合ガスを充満させ、さらにケーシングを行うことによって目的とする図１に示すような放射線検出器を得ることができる。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。

１０ 放射線検出器
２０ ピクセル型放射線検出器
２１ 検出パネル
２２ 電極板
２１１ 絶縁部材
２１２ 第１の電極パターン
２１２Ａ 第１の電極パターンの円形状開口部
２１３ 第２の電極パターン
２１４ 第２の電極パターンの凸状部
２１６ 電圧印加手段

Claims (14)

1. 絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン、前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記第１の電極パターンの前記開口部の略中心部に先端が露出してなる凸状部を有する第２の電極パターンを有し、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとが第１の電位差を有するように設定されてなるピクセル型電極と、
   前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に、電圧を印加するとともに前記電圧の値を経時的に昇圧させ、前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差に相当する第２の電圧に達した時点で所定時間保持した後、再度前記電圧を昇圧させて前記第１の電位差に相当する第１の電圧を印加するように制御されてなる電圧印加手段と、
   を具えることを特徴とする、放射線検出器。
2. 前記電圧印加手段は、前記第１の電位差を４００Ｖ〜８００Ｖに設定するとともに、前記第２の電位差を１５０Ｖ〜２５０Ｖに設定することを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記電圧印加手段は、前記第２の電圧における保持時間を５分以上とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の放射線検出器。
4. 前記第２の電圧は複数の電圧を含み、前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に印加する前記電圧を、前記複数の電圧それぞれに達した時点で所定時間保持することを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出器。
5. 前記第２の電位差を１５０Ｖ〜４５０Ｖに設定することを特徴とする、請求項４に記載の放射線検出器。
6. 前記電圧印加手段は、前記第２の電圧における保持時間を５分未満とすることを特徴とする、請求項４又は５に記載の放射線検出器。
7. 前記第２の電極パターンの前記凸状部は、その上面においてエッジ部を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の放射線検出器。
8. 絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン、前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記第１の電極パターンの前記開口部の略中心部に先端が露出してなる凸状部を有する第２の電極パターンを有し、前記第１の電極パターンと前記第２の電極パターンとが第１の電位差を有するように設定されてなるピクセル型電極を準備するステップと、
   前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に、電圧を印加するとともに前記電圧の値を経時的に昇圧させ、前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差に相当する第２の電圧に達した時点で所定時間保持した後、再度前記電圧を昇圧させて前記第１の電位差に相当する第１の電圧を印加するステップと、
   を具えることを特徴とする、放射線検出方法。
9. 前記第１の電位差を４００Ｖ〜８００Ｖに設定するとともに、前記第２の電位差を１５０Ｖ〜２５０Ｖに設定することを特徴とする、請求項８に記載の放射線検出方法。
10. 前記第２の電圧における保持時間を５分以上とすることを特徴とする、請求項８又は９に記載の放射線検出方法。
11. 前記第２の電圧は複数の電圧を含み、前記第１の電極パターン及び前記第２の電極パターン間に印加する前記電圧を、前記複数の電圧それぞれに達した時点で所定時間保持することを特徴とする、請求項８に記載の放射線検出方法。
12. 前記第２の電位差を１５０Ｖ〜４５０Ｖに設定することを特徴とする、請求項１１に記載の放射線検出方法。
13. 前記第２の電圧における保持時間を５分未満とすることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の放射線検出方法。
14. 前記第２の電極パターンの前記凸状部は、その上面においてエッジ部を有することを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一に記載の放射線検出方法。

Images