JP2014215088A - Radiation detector, radiation detection method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線検出用の複数の電極を備えた放射線検出器、放射線検出方法、及び放射線検出器の一部の処理を実行するコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation detector having a plurality of radiation detection electrodes, a radiation detection method, and a computer program for executing a part of the processing of the radiation detector.
X線等の放射線を検出する放射線検出器には、半導体放射線検出素子を用いたものがある。半導体放射線検出素子は、シリコン又はゲルマニウム等の半導体に、信号出力用の第1電極とバイアス印加用の第2電極とが取り付けられている。バイアス電圧が印加されることにより、半導体放射線検出素子の内部で第1電極と第2電極との間に電界が発生する。半導体放射線検出素子に放射線が入射した場合、放射線のエネルギーに応じた数の電子−正孔対が発生し、電子と正孔とは夫々に電界に従って移動し、電子又は正孔が第1電極に集められ、電子又は正孔の電荷量に応じた信号が第1電極から出力される。 Some radiation detectors that detect radiation such as X-rays use semiconductor radiation detection elements. In the semiconductor radiation detection element, a first electrode for signal output and a second electrode for bias application are attached to a semiconductor such as silicon or germanium. When a bias voltage is applied, an electric field is generated between the first electrode and the second electrode inside the semiconductor radiation detection element. When radiation is incident on the semiconductor radiation detection element, the number of electron-hole pairs corresponding to the energy of the radiation is generated, and the electrons and holes move according to the electric field, and the electrons or holes move to the first electrode. The collected signals are output from the first electrode according to the amount of charge of electrons or holes.
従来の半導体放射線検出素子には、複数の第1電極を備えたものがある。例えば、板状の半導体の一面に複数の第1電極を二次元状に並べて備え、他面に第2電極を備えた半導体放射線検出素子が利用されている。特許文献1には、半導体放射線検出素子に複数の第1電極を備えたX線検出器が開示されている。放射線が入射した場合、電子又は正孔は最も近い第1電極に集められ、電子又は正孔が集まった第1電極から信号が出力される。第1電極を複数に分割することによって、半導体に発生するリーク電流も分割され、各第1電極からの信号に含まれるリーク電流の影響が減少し、信号のS/N比が向上する。また、放射線が入射した場合、信号処理にある程度の時間が必要であるので、放射線を検出できない期間が生じる。複数の第1電極を備えることで、一つの第1電極を用いて放射線を検出した直後でも、他の第1電極を用いて放射線を検出することができるので、放射線を検出する効率が向上する。また、放射線によって発生した電子又は正孔は最も近い第1電極に集められるので、第1電極が一つの場合に比べて電子又は正孔が移動する時間が短くなり、放射線検出の信号処理に必要な時間が短縮される。 Some conventional semiconductor radiation detection elements include a plurality of first electrodes. For example, a semiconductor radiation detection element having a plurality of first electrodes arranged two-dimensionally on one surface of a plate-like semiconductor and a second electrode on the other surface is used. Patent Document 1 discloses an X-ray detector provided with a plurality of first electrodes in a semiconductor radiation detection element. When radiation is incident, electrons or holes are collected at the nearest first electrode, and a signal is output from the first electrode where the electrons or holes are collected. By dividing the first electrode into a plurality, the leakage current generated in the semiconductor is also divided, the influence of the leakage current included in the signal from each first electrode is reduced, and the S / N ratio of the signal is improved. In addition, when radiation is incident, since a certain amount of time is required for signal processing, a period during which radiation cannot be detected occurs. By providing a plurality of first electrodes, radiation can be detected using another first electrode even immediately after detecting radiation using one first electrode, so that the efficiency of detecting radiation is improved. . Also, since electrons or holes generated by radiation are collected at the nearest first electrode, the time required for electrons or holes to move is shorter than when there is only one first electrode, which is necessary for signal processing for radiation detection. Time is reduced.
半導体放射線検出素子が複数の第1電極を備える放射線検出器では、複数の第1電極の中間に放射線が入射した場合、発生した電子又は正孔が複数の第1電極に分散して集められることがある。このとき、一つの放射線に対して複数の第1電極から信号が発生し、放射線のカウント数及びエネルギーが不明となる。複数の第1電極からの信号を加算することもできるものの、信号に含まれるノイズは第1電極毎に発生するので、加算した信号に含まれるノイズは、複数の第1電極で発生したノイズを加算したものとなり、信号のS/N比が悪化する。これらの問題を解決するために、複数の第1電極の中間に放射線が入射しないようにシールドを設ける対策が考えられる。しかしながら、確実に放射線が入射しないようにするためには、加工精度が原因でシールドをある程度大きめに作製する必要があり、放射線の検出に使用できる面積が縮小し、放射線の検出感度が低下するという問題がある。また、シールドを設けることによりコストが上昇するという問題がある。 In a radiation detector in which a semiconductor radiation detection element includes a plurality of first electrodes, when radiation is incident between the plurality of first electrodes, the generated electrons or holes are dispersed and collected on the plurality of first electrodes. There is. At this time, signals are generated from a plurality of first electrodes for one radiation, and the count number and energy of the radiation are unknown. Although signals from a plurality of first electrodes can be added, noise included in the signal is generated for each first electrode. Therefore, noise included in the added signal is noise generated at the plurality of first electrodes. The signal is added, and the S / N ratio of the signal deteriorates. In order to solve these problems, it is conceivable to provide a shield so that radiation does not enter between the plurality of first electrodes. However, in order to ensure that no radiation is incident, it is necessary to make the shield somewhat large due to processing accuracy, and the area that can be used for radiation detection is reduced, and the radiation detection sensitivity is reduced. There's a problem. In addition, there is a problem that the cost increases by providing the shield.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、シールドを設けることなく、一つの放射線を複数の第1電極を用いて検出することを防止することにより、高い感度及び精度で放射線を検出することができる放射線検出器、放射線検出方法、及び放射線検出器の一部の処理を実行するコンピュータプログラムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The place made into the objective is by preventing detecting one radiation using a some 1st electrode, without providing a shield. Another object of the present invention is to provide a radiation detector capable of detecting radiation with high sensitivity and accuracy, a radiation detection method, and a computer program for executing part of the processing of the radiation detector.
本発明に係る放射線検出器は、半導体と、該半導体に設けてあり、放射線の入射によって前記半導体内に発生する電荷を収集する複数の第1電極と、前記半導体に設けてあり、前記電荷の収集に必要なバイアス電圧を印加される第2電極と、夫々の第1電極が収集した電荷に応じた信号を出力する信号出力部と、該信号出力部が出力した信号をカウントする信号計数部とを備える放射線検出器において、前記信号出力部が出力した信号の時間的な特徴に基づいて、前記信号が所定の特徴を有する特異信号であるか否かを判定する判定部を備え、前記信号計数部は、前記判定部が特異信号であると判定した信号をカウントしないように構成してあることを特徴とする。 A radiation detector according to the present invention is provided in a semiconductor, the semiconductor, a plurality of first electrodes that collect charges generated in the semiconductor by incidence of radiation, and provided in the semiconductor. A second electrode to which a bias voltage necessary for collection is applied, a signal output unit that outputs a signal corresponding to the charge collected by each first electrode, and a signal counting unit that counts the signal output by the signal output unit A determination unit that determines whether the signal is a singular signal having a predetermined characteristic based on a temporal characteristic of the signal output from the signal output unit, and the signal The counting unit is configured not to count the signal determined by the determination unit as a singular signal.
本発明に係る放射線検出器は、前記判定部は、前記信号出力部が出力した信号の時間に対する信号値の変化率を計算する変化率計算部と、該変化率計算部が計算した前記変化率の絶対値が所定値以下である場合に、前記信号は特異信号であると判定する特異信号判定部とを有することを特徴とする。 In the radiation detector according to the present invention, the determination unit calculates a change rate of a signal value with respect to time of a signal output from the signal output unit, and the change rate calculated by the change rate calculation unit. And a singular signal determining unit that determines that the signal is a singular signal when the absolute value of is a predetermined value or less.
本発明に係る放射線検出器は、前記判定部は、前記信号出力部が出力した信号の時間長さを計測する時間計測部と、該時間計測部が計測した前記時間長さが所定値以上である場合に、前記信号は特異信号であると判定する特異信号判定部とを有することを特徴とする。 In the radiation detector according to the present invention, the determination unit measures a time length of a signal output from the signal output unit, and the time length measured by the time measurement unit is a predetermined value or more. In some cases, the signal includes a singular signal determination unit that determines that the signal is a singular signal.
本発明に係る放射線検出器は、前記判定部は、二つの第1電極を起点にして発生した信号の時間間隔を計測する時間間隔計測部と、該時間間隔計測部が計測した前記時間間隔が所定値以下である場合に、前記信号が特異信号であると判定する特異信号判定部とを有することを特徴とする。 In the radiation detector according to the present invention, the determination unit includes a time interval measurement unit that measures a time interval of a signal generated from two first electrodes as a starting point, and the time interval measured by the time interval measurement unit. And a singular signal determination unit that determines that the signal is a singular signal when the signal is equal to or less than a predetermined value.
本発明に係る放射線検出器は、前記判定部は、前記信号出力部が出力した信号の時間に対する信号値の変化率、又は前記信号出力部が出力した信号の時間長さを計測する計測部と、二つの第1電極を起点にして発生した信号の時間間隔を計測する時間間隔計測部と、前記計測部が計測した前記変化率の絶対値が第1の所定値以下であるか、又は前記計測部が計測した前記時間長さが第2の所定値以上であり、しかも、前記時間間隔計測部が計測した前記時間間隔が第3の所定値以下である場合に、前記信号が特異信号であると判定する特異信号判定部とを有することを特徴とする。 In the radiation detector according to the present invention, the determination unit measures a rate of change of the signal value with respect to time of the signal output from the signal output unit, or a time unit of the signal output from the signal output unit; A time interval measurement unit for measuring a time interval of signals generated from two first electrodes as a starting point, and an absolute value of the change rate measured by the measurement unit is equal to or less than a first predetermined value, or When the time length measured by the measurement unit is equal to or greater than a second predetermined value, and the time interval measured by the time interval measurement unit is equal to or less than a third predetermined value, the signal is a singular signal. And a singular signal determination unit that determines that the signal exists.
本発明に係る放射線検出方法は、半導体と、該半導体に設けてあり、放射線の入射によって前記半導体内に発生する電荷を収集する複数の第1電極と、前記半導体に設けてあり、前記電荷の収集に必要なバイアス電圧を印加される第2電極と、夫々の第1電極が収集した電荷に応じた信号を出力する信号出力部と、該信号出力部が出力した信号をカウントする信号計数部とを備える放射線検出器を用いて、放射線を検出する方法において、前記信号出力部が出力した信号の時間的な特徴に基づいて、前記信号が所定の特徴を有する特異信号であるか否かを判定し、特異信号であると判定された信号を前記信号計数部でカウントしないことを特徴とする。 The radiation detection method according to the present invention includes a semiconductor, a plurality of first electrodes that are provided on the semiconductor, collect charges generated in the semiconductor by incidence of radiation, and are provided on the semiconductor. A second electrode to which a bias voltage necessary for collection is applied, a signal output unit that outputs a signal corresponding to the charge collected by each first electrode, and a signal counting unit that counts the signal output by the signal output unit In a method of detecting radiation using a radiation detector comprising: whether or not the signal is a singular signal having a predetermined characteristic based on a temporal characteristic of the signal output by the signal output unit. A signal that is determined and determined to be a singular signal is not counted by the signal counting unit.
本発明に係るコンピュータプログラムは、半導体と、該半導体に設けてあり、放射線の入射によって前記半導体内に発生する電荷を収集する複数の第1電極と、前記半導体に設けてあり、前記電荷の収集に必要なバイアス電圧を印加される第2電極と、夫々の第1電極が収集した電荷に応じた信号を出力する信号出力部と、該信号出力部が出力した信号の内、所定の特徴を有する特異信号ではない信号をカウントし、特異信号をカウントしない信号計数部と、演算部とを備える放射線検出器で、前記信号出力部が出力した信号が特異信号であるか否かを判定する処理を前記演算部に実行させるコンピュータプログラムであって、前記演算部に、前記信号出力部が出力した信号の時間に対する信号値の変化率を計算するステップと、該ステップにより計算した前記変化率の絶対値が所定値以下である場合に、前記信号は特異信号であると判定するステップとを含む処理を実行させることを特徴とする。 A computer program according to the present invention is provided in a semiconductor, a plurality of first electrodes that are provided in the semiconductor and collects charges generated in the semiconductor by incidence of radiation, and is provided in the semiconductor and collects the charges. A second electrode to which a bias voltage necessary for the first electrode is applied, a signal output unit that outputs a signal corresponding to the charge collected by each first electrode, and a predetermined feature among the signals output by the signal output unit. A process of counting a signal that is not a specific signal and having a signal detector that does not count a specific signal and a calculation unit, and determining whether the signal output from the signal output unit is a specific signal A computer program for causing the arithmetic unit to execute the step of calculating the rate of change of the signal value with respect to the time of the signal output from the signal output unit to the arithmetic unit; If the absolute value of a more calculated the rate of change is less than the predetermined value, the signal is characterized in that to execute the processing including determining that a specific signal.
本発明においては、放射線により半導体内に発生した電荷を複数の第1電極の何れかで収集して検出信号を発生させる放射線検出器は、検出信号をカウントする際に、所定の特徴を有する特異信号をカウントしない。より詳しくは、放射線検出器は、同一の放射線により発生した電荷が複数の複数の第1電極に分散することによって生じる特徴を有する信号のカウントを行わない。電荷が分散して複数の第1電極で収集されることによってカウント数及びエネルギーが不明になるような放射線の検出が防止される。 In the present invention, a radiation detector that generates a detection signal by collecting charges generated in a semiconductor by radiation at any one of the plurality of first electrodes, has a specific characteristic when the detection signal is counted. Do not count signals. More specifically, the radiation detector does not count a signal having a characteristic that is generated when electric charges generated by the same radiation are dispersed to a plurality of first electrodes. Radiation is detected such that the number of counts and energy are unknown due to the charge being dispersed and collected by the plurality of first electrodes.
また、本発明においては、放射線検出器は、検出信号の時間に対する信号値の変化率が所定値以下である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。複数の第1電極で収集される電荷は、発生してから第1電極で収集されるまでに長い時間がかかり、信号率の変化率が小さくなるので、信号率の変化率に基づいて特異信号の判定が可能である。 In the present invention, the radiation detector determines that the detection signal is a singular signal when the rate of change of the signal value with respect to time of the detection signal is a predetermined value or less. The charge collected by the plurality of first electrodes takes a long time from generation to collection by the first electrode, and the rate of change of the signal rate becomes small. Therefore, the specific signal is based on the rate of change of the signal rate. Can be determined.
また、本発明においては、放射線検出器は、検出信号の時間長さが所定値以上である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。複数の第1電極で収集される電荷は、発生してから第1電極で収集されるまでに長い時間がかかり、特異信号の立ち上がりの時間長さは長くなるので、検出信号の時間長さに基づいて特異信号の判定が可能である。 In the present invention, the radiation detector determines that the detection signal is a singular signal when the time length of the detection signal is a predetermined value or more. The charge collected by the plurality of first electrodes takes a long time from generation to collection by the first electrode, and the rise time of the specific signal becomes long. Based on this, the singular signal can be determined.
また、本発明においては、放射線検出器は、二つの検出信号の時間間隔が所定値以下である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。同一の放射線により発生した電荷が複数の複数の第1電極で分散して収集されることによって、複数の検出信号がほぼ同時に発生するので、二つの検出信号の時間間隔に基づいて特異信号の判定が可能である。 In the present invention, the radiation detector determines that the detection signal is a singular signal when the time interval between the two detection signals is a predetermined value or less. Since the charges generated by the same radiation are distributed and collected by the plurality of first electrodes, a plurality of detection signals are generated almost simultaneously, so that the singular signal is determined based on the time interval between the two detection signals. Is possible.
また、本発明においては、放射線検出器は、検出信号の時間に対する信号値の変化率が第1の所定値以下であるか、又は検出信号の時間長さが第2の所定値以上である条件と、二つの検出信号の時間間隔が第3の所定値以下である条件との両方が満たされた場合に、検出信号が特異信号であると判定する。 In the present invention, the radiation detector is such that the rate of change of the signal value with respect to the time of the detection signal is equal to or less than the first predetermined value, or the time length of the detection signal is equal to or greater than the second predetermined value. And the condition that the time interval between the two detection signals is equal to or smaller than the third predetermined value is satisfied, it is determined that the detection signal is a singular signal.
本発明にあっては、放射線検出器は、シールドを用いることなく、カウント数及びエネルギーが不明になるような放射線の検出を防止することができる。従って、放射線検出器は、コストを上昇させることなく、高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。 In the present invention, the radiation detector can prevent detection of radiation in which the count number and energy are unknown without using a shield. Therefore, the present invention has excellent effects such as that the radiation detector can detect radiation with high sensitivity and accuracy without increasing the cost.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は、放射線検出器の構成を示すブロック図である。放射線検出器4は、半導体放射線検出素子1を備えている。図1中には、半導体放射線検出素子1を部分断面図で示している。半導体放射線検出素子1は、板状の半導体ブロック13の表面に複数のアノード(第1電極)11が接合され、半導体ブロック13の裏面にカソード(第2電極)12が接合されて構成されている。半導体ブロック13は、シリコン若しくはゲルマニウム等の半導体結晶又はカドミニウム・テルル等の化合物半導体で形成されている。図2は、半導体放射線検出素子1の外観の例を示す模式的平面図である。図2に示すように、複数のアノード11は、半導体ブロック13の表面に二次元状に配置されている。カソード12は、半導体ブロック13の裏面に一面に配置されている。半導体放射線検出素子1は、半導体ブロック13の裏面側から放射線が入射するように使用される。カソード12には、バイアス電源21が接続されており、接地電位に比べてマイナスのバイアス電圧をバイアス電源21から印加されている。なお、バイアス電源21は、複数のアノード11とカソード12との間にバイアス電圧を印加する構成であってもよい。また、放射線検出器4は、液体窒素を利用した冷却器又はペルチェ素子等、半導体放射線検出素子1を冷却するための図示しない冷却機構を備えた形態であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the radiation detector. The radiation detector 4 includes a semiconductor radiation detection element 1. In FIG. 1, the semiconductor radiation detection element 1 is shown in a partial cross-sectional view. The semiconductor radiation detection element 1 is configured by bonding a plurality of anodes (first electrodes) 11 to the surface of a plate-
なお、半導体放射線検出素子1は、半導体ブロック13の裏面に一面に配置したカソード12に加えて、半導体ブロック13の表面のアノード11の周囲にもカソード12を設けた形態であってもよい。図3は、半導体放射線検出素子1の外観の他の例を示す模式的平面図である。環状のカソード12が、個々のアノード11の周囲を囲繞して配置されている。図3には、各アノード11を二重に囲繞するカソード12を配置した例を示したが、カソード12は、各アノード11を一重に囲繞していてもよく、三重以上に囲繞していてもよい。このように、半導体放射線検出素子1は、複数のカソード12を設けた形態であってもよい。
The semiconductor radiation detection element 1 may have a form in which the
カソード12にバイアス電圧が印加されていることにより、半導体ブロック13内には、複数のアノード11の電位をプラス、カソード12の電位をマイナスとする電界が発生している。半導体放射線検出素子1へ放射線が入射することによって、半導体ブロック13内に放射線のエネルギーに応じた数の電子−正孔対が発生する。発生した電子−正孔対の内の電子は、半導体ブロック13内の電界によって加速され、電位がプラスになっている何れか一つのアノード11に収集される。通常、放射線によって発生した電子は、半導体ブロック13内の発生した位置に最も近いアノード11に収集される。電子を収集したアノード11は、収集した電子の電荷量に応じた電荷信号を出力する。
By applying a bias voltage to the
アノード11には、増幅部22が接続されている。増幅部22は、アノード11が出力した電荷信号を電圧信号へ変換するプリアンプと、プリアンプからの信号を増幅するメインアンプとを含んで構成されている。増幅部22は、増幅した信号を出力する。このように、増幅部22は、アノード11が収集した電子の電荷量に応じた強度の信号を出力する信号出力部に対応する。以下、増幅部22が出力する信号を検出信号と言う。なお、増幅部22は、電流信号を出力する形態であってもよい。
An
増幅部22には、信号処理部3が接続されている。信号処理部3は、増幅部22が出力した検出信号を信号強度別にカウントして、信号強度に対応する放射線のエネルギーとカウント数とを対応づけたスペクトルを生成する処理を行う。増幅部22及び信号処理部3は、複数のアノード11の夫々に接続されている。各アノード11に接続された増幅部22及び信号処理部3は、他のアノード11に接続された増幅部22及び信号処理部3とは独立に動作する。複数の信号処理部3は、放射線検出器4の外部の情報処理装置5に接続される。情報処理装置5は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、各信号処理部3が生成したスペクトルを集積し、集積したスペクトルを合算して放射線のスペクトルを生成し、必要に応じてスペクトルを出力する処理を実行する。
The
図4は、半導体ブロック13の内部の電位分布を模式的に示す特性図である。図中の横軸は位置を示し、縦軸は負電位を示す。図4には、二つのアノード11の中心の真下に位置する二点間の電位分布を示している。また、図2に示す半導体放射線検出素子1での半導体ブロック13内の電位分布を実線で示し、図3に示す半導体放射線検出素子1での半導体ブロック13内の電位分布を破線で示している。各アノード11の中心に近い位置ほど負電位が低く(電位が高く)、二つのアノード11の中間では、何れのアノード11の中心からも遠くなるので、負電位が高く(電位が低く)なっている。一つのアノード11の中心に近い位置では、最も近いアノード11の中心の方向へ移動すると負電位が低くなり、他のアノード11の中心の方向へ移動すると負電位が高くなる。このため、この位置で発生した電子は最も近いアノード11の中心の方向へ移動し、最も近いアノード11に収集されることになる。二つのアノード11の中間では、発生した電子はどちらのアノード11へ移動して収集されることも可能である。また二つのアノード11の中間の近傍では、負電位が高い方向へ移動したとしても、負電位が最大になる位置との電位差が小さい(電界が小さい)ので、発生した電子は、電位差を乗り越えて遠い方のアノード11の中心の方向へ移動する可能性がある。このように、半導体ブロック13の内部には、放射線によって発生した電子が収集されるアノード11が一意的に決まる主領域と、電子が収集されるアノード11が一意的には決まらない境界領域とが存在する。主領域は、各アノード11の真下の部分に対応し、境界領域は、複数のアノード11間の隙間の真下の部分に対応する。
FIG. 4 is a characteristic diagram schematically showing the potential distribution inside the
半導体ブロック13に放射線が入射して境界領域で電子−正孔対が発生した場合、発生した電子は複数のアノード11で分散して収集される可能性がある。電子が二つのアノード11に分散した場合、二つのアノード11を起点とした二つの検出信号が発生し、放射線のカウント数が二倍になり、放射線のカウント数が不正確になる。また、電子が分散することによって一つのアノード11で収集する電子の量が減少し、検出信号の信号強度が低下し、放射線のエネルギーが不正確となる。これらの問題を回避するために、本実施の形態に係る信号処理部3は、検出信号をカウントする際に、検出信号の内、境界領域で発生した電子に起因する所定の特徴を有する特異信号をカウントしないようにする処理を実行する。
When radiation enters the
図5は、増幅部22が出力する検出信号の例を示す特性図である。増幅部22は、アノード11が収集した電子の電荷量に応じて信号値が階段状に立ち上がる検出信号を出力する。放射線によって発生してアノード11が収集した電子の量は放射線のエネルギーに対応し、電子の量は電荷量に対応するので、階段状に立ち上がった信号強度は、放射線のエネルギーに対応する。図5Aは半導体ブロック13の主領域で電子が発生した場合の検出信号を示し、図5Bは境界領域で発生した電子に起因する特異信号を示している。図中の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示している。境界領域では、主領域に比べて、半導体ブロック13内の電界強度が低く、またアノード11までの物理的な距離が長いので、発生した電子がアノード11に収集されるまでに長い時間がかかる。このため、図5に示すように、特異信号は、主領域で発生した電子に起因する検出信号に比べて、時間に対する信号値の変化が緩やかになる。信号処理部3は、信号値の変化率に基づいて、特異信号を判定する処理を行う。
FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating an example of a detection signal output from the
図6は、実施の形態1に係る信号処理部3の機能構成を示すブロック図である。信号処理部3は、A/D(アナログ/デジタル)変換部31を備えている。A/D変換部31は、増幅部22に接続されており、増幅部22が出力した検出信号を入力され、A/D変換を行う。A/D変換部31には、遅延回路311及びフィルタ回路32が接続されており、A/D変換部31は、A/D変換後の検出信号を遅延回路311及びフィルタ回路32へ入力する。フィルタ回路32は、検出信号に対して、Fast系のフィルタ処理とSlow系のフィルタ処理とを行う。Fast系のフィルタ処理は、検出信号の素早い時間変化を抽出し、検出信号の立ち上がり開始をパルス状に示すFast系信号を生成する。Slow系のフィルタ処理は、検出信号の緩やかな時間変化を抽出し、S/N比が高く、波高が検出信号の信号強度に対応しているSlow系信号を生成する。フィルタ回路32にはパルス検出回路33が接続されており、フィルタ回路32は、Fast系信号及びSlow系信号をパルス検出回路33へ入力する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
パルス検出回路33は、Fast系信号から、検出信号の立ち上がり開始時点を検出する。例えば、パルス検出回路33は、予め所定の閾値を記憶しておき、Fast系信号の信号値が閾値以上の値になった時点を検出する。パルス検出回路33には、遅延回路331が接続されており、パルス検出回路33は、検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を遅延回路331へ入力する。また、パルス検出回路33には、P/H(ピーク/ホールド)回路34が接続されており、パルス検出回路33は、Slow系信号をP/H回路34へ入力する。
The
P/H回路34は、Slow系信号から、検出信号の信号強度を検出する。具体的には、P/H回路34は、Slow系信号の信号値の最大値を検出する。Slow系信号の信号値の最大値は、検出信号の信号強度に対応し、検出信号の信号強度は、放射線のエネルギーに対応する。P/H回路34には、遅延回路341が接続されており、P/H回路34は、検出信号の立ち上がり終了時点を示す信号を遅延回路341へ入力する。また、P/H回路34には、遅延回路342及び343が接続されており、P/H回路34は、検出信号の信号強度を示す信号を遅延回路342及び343へ入力する。
The P /
信号処理部3は、検出信号の時間長さを計測する時間計測部35を備えている。時間計測部35は、遅延回路311、331及び341に接続されており、遅延回路311から検出信号を入力され、遅延回路331から検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を入力され、遅延回路341から検出信号の立ち上がり終了時点を示す信号を入力される。遅延回路311、331及び341は、夫々の信号が同期して時間計測部35へ入力されるように入力のタイミングを調整する処理を行う。時間計測部35は、検出信号の時間長さとして、信号強度の第1の所定割合に対応する値に信号値が達した時点から、信号強度の第2の所定割合に対応する値に信号値が達した時点までの経過時間の長さを計測する。例えば、検出信号から、立ち上がり開始時点から立ち上がり終了時点までの信号の変化量の10%に対応する値に信号値が達した時点と90%に対応する値に信号値が達した時点とを検出し、検出した時点間の経過時間の長さを計算する。なお、時間計測部35は、立ち上がり開始時点から立ち上がり終了時点までの経過時間の長さを計算する処理を行ってもよい。
The
信号処理部3は、特異信号を判定する処理を実行する判定処理部36を備えている。判定処理部36は、時間計測部35及び遅延回路342に接続されており、遅延回路342から、検出信号の信号強度を示す信号を入力される。また、時間計測部35は、計測した検出信号の時間長さを示す信号を判定処理部36へ入力する。遅延回路342は、検出信号の時間長さを示す信号と検出信号の信号強度を示す信号とが同期して判定処理部36へ入力されるように、入力のタイミングを調整する処理を行う。判定処理部36は、検出信号の時間に対する信号値の変化率を計測する。例えば、検出信号の信号強度の80%の値を、時間計測部35が計測した検出信号の時間長さで除することによって、信号値の変化率を計算する。判定処理部36は、次に、計測した信号値の変化率が所定値以下であるか否かを判定する。所定値は判定処理部36に予め記憶されている。例えば、判定処理部36は、信号値を電圧で表し、信号値の変化率が1mV/ns以下であるか否かを判定する。図5に示すように、特異信号は、時間に対する信号値の変化が緩やかであり、信号値の変化率が小さくなる。このため、信号値の変化率が基準値以下である場合は、検出信号は特異信号であると判定できる。判定処理部36は、次に、信号値の変化率が所定値以下である場合に検出信号は特異信号であると判定し、信号値の変化率が所定値より大きい場合に検出信号は特異信号ではないと判定し、判定結果を示す信号を出力する。
The
信号処理部3は、MCA(マルチチャネルアナライザ)37を備えている。MCA37は、信号計数部に対応する。MCA37は、判定処理部36及び遅延回路343に接続されており、判定処理部36から検出信号の判定結果を示す信号を入力され、遅延回路343から、検出信号の信号強度を示す信号を入力される。遅延回路343は、検出信号の判定結果を示す信号と検出信号の信号強度を示す信号とが同期して判定処理部36へ入力されるように、入力のタイミングを調整する処理を行う。MCA37は、検出信号が特異信号ではない判定結果を示す信号を入力された場合に、信号強度に関連付けて検出信号をカウントする。また、MCA37は、検出信号が特異信号である判定結果を示す信号を入力された場合には、信号強度に関連付けたカウントは行わない。これによって、特異信号がMCA37でカウントされなくなり、半導体ブロック13の境界領域に電子を発生させる放射線の検出が防止される。このようにして、MCA37は、特異信号以外の検出信号を信号強度別にカウントして、放射線のエネルギーとカウント数とを対応づけたスペクトルを生成する。MCA37は、生成したスペクトルを示すデータを情報処理装置5へ出力する。
The
本実施の形態では、時間計測部35及び判定処理部36が判定部に対応する。また、時間計測部35と判定処理部36の処理の一部とが変化率計算部に対応し、判定処理部36の処理の他の一部が特異信号判定部に対応する。なお、信号処理部3は、信号値の微分等の方法により時間計測部35を用いずに信号値の変化率を計算する独立した変化率計算部を備える形態であってもよい。
In the present embodiment, the
以上詳述した如く、本実施の形態においては、放射線検出器4は、放射線の入射に応じた検出信号をカウントする際に、同一の放射線により発生した電子が複数のアノード11で収集されることに起因した特徴を有する特異信号のカウントを行わない。また、放射線検出器4は、検出信号の時間に対する信号値の変化率が所定値以下である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。複数のアノード11で収集される電子は、発生してからアノード11で収集されるまでに長い時間がかかるので、信号率の変化率が小さくなる。従って、信号率の変化率に基づいて特異信号の判定が可能である。特異信号をカウントしないことによって、半導体ブロック13の境界領域に発生させた電子が複数のアノード11で収集されるような放射線を検出して放射線のカウント数及びエネルギーが不正確になることを防止することができる。一方で、放射線検出器4は、半導体ブロック13の主領域に電子を発生させる放射線については、カウント数及びエネルギーを正確に求めることができる。また、一つの放射線を検出するために使用するアノード11、増幅部22及び信号処理部3が一つに限定されるので、ノイズの量が限定され、信号のS/N比の悪化が防止される。また、境界領域への放射線の入射を防止するためのシールドを使用する必要が無いので、シールドが原因となる放射線の検出感度の低下及びコストの上昇を防止することができる。従って、放射線検出器4は、コストを上昇させることなく、高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる。
As described in detail above, in the present embodiment, when the radiation detector 4 counts detection signals according to the incidence of radiation, electrons generated by the same radiation are collected by the plurality of
(実施の形態2)
実施の形態2においては、検出信号の時間長さに基づいて特異信号の判定を行う形態を示す。実施の形態1で説明したように、半導体ブロック13内の境界領域で発生した電子がアノード11に収集されるには長い時間がかかる。このため、図5に示すように、特異信号は、主領域で発生した電子に起因する検出信号に比べて、立ち上がりの時間長さが長くなる。従って、検出信号の時間長さに基づいた特異信号の判定が可能である。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a specific signal is determined based on the time length of the detection signal. As described in the first embodiment, it takes a long time for the electrons generated in the boundary region in the
本実施の形態に係る放射線検出器4の構成は、図1に示した実施の形態1と同様である。また、本発明に係る信号処理部3の機能構成は、図6に示した実施の形態2と同様である。判定処理部36は、特異信号の判定を行うための検出信号の時間長さの所定の基準値を、検出信号の信号強度に関連付けて予め記憶してある。放射線のエネルギーが高い場合は、検出信号の信号強度も高くなり、立ち上がりの時間長さも長くなる。このため、判定処理部36は、複数の信号強度の夫々に対応する時間長さの基準値を予め記憶してある。なお、判定処理部36は、放射線のエネルギーに関連付けて時間長さの基準値を記憶していてもよい。また、判定処理部36は、全ての信号強度に共通の基準値を記憶していてもよい。
The configuration of the radiation detector 4 according to the present exemplary embodiment is the same as that of the first exemplary embodiment illustrated in FIG. The functional configuration of the
A/D変換部31、フィルタ回路32、パルス検出回路33、P/H回路34、遅延回路311、331、341、342及び343、並びに時間計測部35は、実施の形態1と同様に動作する。判定処理部36は、時間計測部35が計測した検出信号の時間長さと、遅延回路342からの信号が示す信号強度に関連付けて記憶してある時間長さの基準値とを比較し、検出信号の時間長さが基準値以上であるか否かを判定する。例えば、判定処理部36は、検出信号の時間長さが100ns以上であるか否かを判定する。図5に示すように、検出信号の時間長さがある程度以上長い場合は、検出信号は特異信号であると判定できる。判定処理部36は、次に、検出信号の時間長さが基準値以上である場合に検出信号は特異信号であると判定し、検出信号の時間長さが基準値より短い場合に検出信号は特異信号ではないと判定し、判定結果を示す信号をMCA37へ入力する。MCA37は、実施の形態1と同様に動作する。本実施の形態においては、判定処理部36は、特異信号判定部に対応する。
The A /
以上詳述した如く、本実施の形態においても、放射線検出器4は、放射線の入射に応じた検出信号をカウントする際に、同一の放射線により発生した電子が複数のアノード11で収集されることに起因した特徴を有する特異信号のカウントを行わない。また、放射線検出器4は、検出信号の時間長さが所定の基準値以上である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。複数のアノード11で収集される電子は、発生してからアノード11で収集されるまでに長い時間がかかるので、特異信号の立ち上がりの時間長さは長くなる。従って、検出信号の時間長さに基づいて特異信号の判定が可能である。本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、放射線検出器4は、コストを上昇させることなく、高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる。
As described above in detail, also in the present embodiment, the radiation detector 4 collects electrons generated by the same radiation at the plurality of
(実施の形態3)
実施の形態3においては、二つの検出信号の時間間隔に基づいて特異信号の判定を行う形態を示す。図7は、二つの増幅部22が出力する検出信号の例を示す特性図である。図中の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示している。図7では、二つのアノード11に接続された増幅部22の夫々が出力した検出信号を同一の時間軸上で比較している。図7Aは、半導体ブロック13の一つの主領域に放射線の入射により電子が発生し、別の放射線により他の主領域に電子が発生した場合の検出信号を示している。図7Bは、放射線の入射により境界領域で発生した電子が二つのアノード11に収集された場合の検出信号を示している。主領域で電子が発生した場合、検出信号の立ち上がり時間は短く、二つの検出信号が同時に発生する確率は低い。境界領域で発生した電子が二つのアノード11で分散して収集された場合は、電子はほぼ同時に二つのアノード11で収集され、二つの特異信号がほぼ同時に発生する。従って、二つの増幅部22が出力した検出信号の発生の時間間隔に基づいて、特異信号の判定が可能である。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a specific signal is determined based on the time interval between two detection signals. FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating an example of detection signals output from the two amplifying
本実施の形態に係る放射線検出器4の構成は、図1に示した実施の形態1と同様である。図8は、実施の形態3に係る信号処理部3の機能構成を示すブロック図である。A/D変換部31は、増幅部22が出力した検出信号をA/D変換し、A/D変換後の検出信号をフィルタ回路32へ入力する。フィルタ回路32は、実施の形態1と同様に動作する。パルス検出回路33は、Fast系信号から、検出信号の立ち上がり開始時点を検出し、立ち上がり開始時点を示す信号を遅延回路332へ入力する。また、パルス検出回路33は、Slow系信号をP/H回路34へ入力する。更に、パルス検出回路33は、検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を、他の信号処理部3へ出力する。P/H回路34は、Slow系信号から、検出信号の信号強度を検出し、信号強度を示す信号を遅延回路343へ入力する。遅延回路343は、実施の形態1と同様に動作する。
The configuration of the radiation detector 4 according to the present exemplary embodiment is the same as that of the first exemplary embodiment illustrated in FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
信号処理部3は、二つの検出信号の時間間隔を計測する時間間隔計測部38を備えている。時間間隔計測部38は、遅延回路332に接続されており、遅延回路332から検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を入力される。更に、時間間隔計測部38は、他の信号処理部3のパルス検出回路33から出力された他の検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を受け付ける。当該他の信号は、他のアノード11に接続された他の増幅部22から出力された検出信号である。遅延回路332は、二つの信号が同期して時間間隔計測部38へ入力されるように入力のタイミングを調整する処理を行う。時間間隔計測部38は、二つの検出信号の立ち上がり開始時点の差分を計算することによって、二つの検出信号が発生した時間間隔を計測する。時間間隔計測部38は、判定処理部36に接続されており、二つの検出信号の時間間隔を示す信号を判定処理部36へ入力する。
The
判定処理部36は、時間間隔計測部38が計測した二つの検出信号の時間間隔が所定値以下であるか否かを判定する。所定値は判定処理部36に予め記憶されている。例えば、判定処理部36は、時間間隔が50ns以下であるか否かを判定する。図7に示すように、同一の放射線により境界領域で発生した電子が二つのアノード11に収集されて発生した二つの特異信号は、ほぼ同時に発生する。このため、検出信号の立ち上がり時間よりも二つの検出信号の時間間隔が短い等、二つの検出信号が同時とみなされるほど時間間隔が短い場合は、二つの検出信号は特異信号であると判定できる。判定処理部36は、次に、時間間隔が所定値以下である場合に検出信号は特異信号であると判定し、時間間隔が所定値より大きい場合に検出信号は特異信号ではないと判定し、判定結果を示す信号をMCA37へ入力する。MCA37は、実施の形態1と同様に動作する。本実施の形態においては、判定処理部36は、特異信号判定部に対応する。
The
以上詳述した如く、本実施の形態においては、放射線検出器4は、放射線の入射に応じた検出信号をカウントする際に、同一の放射線により発生した電子が複数のアノード11で収集されることに起因した特徴を有する特異信号のカウントを行わない。また、放射線検出器4は、二つの検出信号の時間間隔が所定値以下である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。本実施の形態においても、実施の形態1及び2と同様に、放射線検出器4は、コストを上昇させることなく、高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる。
As described in detail above, in the present embodiment, when the radiation detector 4 counts detection signals according to the incidence of radiation, electrons generated by the same radiation are collected by the plurality of
(実施の形態4)
実施の形態4に係る放射線検出器4の構成は、図1に示した実施の形態1と同様である。図9は、実施の形態4に係る信号処理部3の機能構成を示すブロック図である。信号処理部3は、時間計測部35及び時間間隔計測部38を備えており、時間計測部35及び時間間隔計測部38は判定処理部36に接続されている。A/D変換部31及びフィルタ回路32は、実施の形態1と同様に動作する。パルス検出回路33は、検出信号の立ち上がり開始時点を検出し、立ち上がり開始時点を示す信号を遅延回路331及び332へ入力する。また、パルス検出回路33は、Slow系信号をP/H回路34へ入力する。更に、パルス検出回路33は、検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を、他の信号処理部3へ出力する。P/H回路34は、実施の形態1と同様に動作する。遅延回路311、331、341、342及び343、並びに時間計測部35は、実施の形態1と同様に動作する。また、遅延回路332及び時間間隔計測部38は、実施の形態3と同様に動作する。
(Embodiment 4)
The configuration of the radiation detector 4 according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
判定処理部36は、時間計測部35が計測した検出信号の時間長さを用いて、実施の形態1と同様に、検出信号の時間に対する信号値の変化率を計測する。判定処理部36は、次に、計測した信号値の変化率が所定値(第1の所定値)以下であるか否かを判定する。判定処理部36は、次に、時間間隔計測部38が計測した二つの検出信号の時間間隔が他の所定値(第3の所定値)以下であるか否かを判定する。判定処理部36は、次に、検出信号の信号値の変化率が所定値以下であり、しかも、二つの検出信号の時間間隔が他の所定値以下である場合に、検出信号は特異信号であると判定し、その他の場合に検出信号は特異信号ではないと判定し、判定結果を示す信号をMCA37へ入力する。MCA37は、実施の形態1と同様に動作する。
The
なお、判定処理部36は、検出信号の時間長さに基づいて判定を行う形態であってもよい。この形態では、判定処理部36は、時間計測部35が計測した検出信号の時間長さと、遅延回路342からの信号が示す信号強度に関連付けて記憶してある時間長さの基準値(第2の所定値)とを比較し、検出信号の時間長さが基準値以上であるか否かを判定する。判定処理部36は、次に、時間間隔計測部38が計測した二つの検出信号の時間間隔が所定値(第3の所定値)以下であるか否かを判定する。判定処理部36は、次に、検出信号の時間長さが基準値以上であり、しかも、二つの検出信号の時間間隔が所定値以下である場合に、検出信号は特異信号であると判定し、その他の場合に検出信号は特異信号ではないと判定し、判定結果を示す信号をMCA37へ入力する。MCA37は、実施の形態1と同様に動作する。
The
また、判定処理部36は、信号値の変化率及び検出信号の時間長さの両方を使用して判定を行う形態であってもよい。この形態では、判定処理部36は、時間計測部35が計測した検出信号の時間長さを用いて、検出信号の時間に対する信号値の変化率を計測し、計測した信号値の変化率が所定値(第1の所定値)以下であるか否かを判定する。判定処理部36は、更に、時間計測部35が計測した検出信号の時間長さと、遅延回路342からの信号が示す信号強度に関連付けて記憶してある時間長さの基準値(第2の所定値)とを比較し、検出信号の時間長さが基準値以上であるか否かを判定する。判定処理部36は、次に、時間間隔計測部38が計測した二つの検出信号の時間間隔が所定値(第3の所定値)以下であるか否かを判定する。判定処理部36は、次に、検出信号の信号値の変化率が所定値以下であることと、検出信号の時間長さが基準値以上であることとの少なくとも一方が判定され、しかも、二つの検出信号の時間間隔が所定値以下である場合に、検出信号は特異信号であると判定し、その他の場合に検出信号は特異信号ではないと判定する。判定処理部36は、判定結果を示す信号をMCA37へ入力し、MCA37は、実施の形態1と同様に動作する。実施の形態4では、時間計測部35と判定処理部36の処理の一部とが計測部に対応する。
Further, the
以上詳述した如く、本実施の形態においては、放射線検出器4は、検出信号の時間に対する信号値の変化率が所定値以下であるか、又は検出信号の時間長さが所定の基準値以上であり、しかも、二つの検出信号の時間間隔が他の所定値以下である場合に、検出信号が特異信号であると判定する。これにより、放射線検出器4は、確実に特異信号のカウントを禁止することができる。信号値の変化率が小さい検出信号、又は時間長さが長い検出信号であっても、二つの検出信号の時間間隔が長いのであれば、同一の放射線により発生した電子が複数のアノード11で収集される現象は発生していないので、検出信号を特異信号として排除せずとも、放射線のカウント数及びエネルギーを正確に求めることができる。また、二つの検出信号の時間間隔が短くても、信号値の変化率が大きいか、又は検出信号の時間長さが短いのであれば、同一の放射線により発生した電子が複数のアノード11で収集される現象は発生していないので、検出信号を特異信号として排除せずとも、放射線のカウント数及びエネルギーを正確に求めることができる。従って、本実施の形態においては、放射線検出器4は、より高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる。
As described above in detail, in the present embodiment, the radiation detector 4 has a rate of change of the signal value with respect to the time of the detection signal being a predetermined value or less, or the time length of the detection signal is not less than a predetermined reference value. In addition, when the time interval between the two detection signals is equal to or less than another predetermined value, it is determined that the detection signal is a singular signal. Thereby, the radiation detector 4 can prohibit the count of a specific signal reliably. Even if a detection signal has a small change rate of a signal value or a detection signal having a long time length, electrons generated by the same radiation are collected by a plurality of
(実施の形態5)
実施の形態5においては、処理の一部をソフトウェアで実現した形態を示す。実施の形態5に係る放射線検出器4の構成は、図1に示した実施の形態1と同様である。図10は、実施の形態5に係る信号処理部3の機能構成を示すブロック図である。信号処理部3は、演算を行うCPU(Central Processing Unit )61と、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶するRAM(Random Access Memory)62と、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部63とを備えている。CPU61は演算部に対応する。記憶部63は、コンピュータプログラム64を記憶している。CPU61は、遅延回路311、331、341及び342並びにMCA37に接続されている。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a form in which part of the processing is realized by software is shown. The configuration of the radiation detector 4 according to the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
図11は、CPU61が実行する処理の手順を示すフローチャートである。CPU61は、コンピュータプログラム64に従って以下の処理を実行する。A/D変換部31、フィルタ回路32、パルス検出回路33、P/H回路34、及び遅延回路343は、実施の形態1と同様に動作する。CPU61は、遅延回路311から検出信号を入力され、遅延回路331から検出信号の立ち上がり開始時点を示す信号を入力され、遅延回路341から検出信号の立ち上がり終了時点を示す信号を入力され、遅延回路342から、検出信号の信号強度を示す信号を入力される(S1)。CPU61は、次に、時間計測部35と同様の方法で、検出信号の時間長さを計算し(S2)、計算した時間長さを用いて、検出信号の時間に対する信号値の変化率を計算する(S3)。CPU61は、次に、計算した信号値の変化率が所定値以下であるか否かを判定する(S4)。所定値は、予めコンピュータプログラム64に含まれているか、又は記憶部63に記憶されている。検出信号の信号値の変化率が所定値以下である場合は(S4:YES)、CPU61は、検出信号は特異信号であると判定する(S5)。検出信号の信号値の変化率が所定値より大きい場合は(S4:NO)、CPU61は、検出信号は特異信号ではないと判定する(S6)。ステップS5又はS6が終了した後は、CPU61は、判定結果を示す信号をMCA37へ出力し(S7)、処理を終了する。MCA37は、CPU61からの判定結果を示す信号を入力され、実施の形態1と同様に動作する。以上のように、本実施の形態においても、放射線検出器4は、放射線の入射に応じた検出信号をカウントする際に、同一の放射線により発生した電子が複数のアノード11で収集されることに起因した特徴を有する特異信号のカウントを行わない。
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the
なお、コンピュータプログラム64は、実施の形態2と同様に、検出信号の時間長さが所定の基準値以上である場合に検出信号が特異信号であると判定する処理をCPU61に実行させる形態であってもよい。また、コンピュータプログラム64は、実施の形態3と同様に、二つの検出信号の時間間隔が所定値以下である場合に検出信号が特異信号であると判定する処理をCPU61に実行させる形態であってもよい。また、コンピュータプログラム64は、実施の形態4と同様に、検出信号の信号値の変化率が所定値以下であるか、又は検出信号の時間長さが所定の基準値以上であり、しかも、二つの検出信号の時間間隔が他の所定値以下である場合に、検出信号が特異信号であると判定する処理を、CPU61に実行させる形態であってもよい。本実施の形態においても、放射線検出器4は、高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる。
As in the second embodiment, the computer program 64 is configured to cause the
なお、以上の実施の形態1〜5は、半導体ブロック13にn型半導体を用いた形態である。放射線検出器4は、半導体ブロック13にp型半導体を用いた形態であってもよい。この形態では、放射線検出器4は、半導体ブロック13をp型半導体で構成し、アノード及びカソードの配置を実施の形態1〜5とは逆の配置にして、第1電極をカソードとし第2電極をアノードとする。放射線検出器4は、第2電極の電位がプラスになるようにバイアス電圧を印加し、カソードである複数の第1電極の夫々で放射線により発生した正孔を収集する。放射線検出器4は、電子を正孔に替えた以外は実施の形態1〜5と同様の信号処理を増幅部22及び信号処理部3で実行する。この形態においても、放射線検出器4は、特異信号のカウントを行わないようにして、高い感度及び精度で放射線を検出することが可能となる。
In the first to fifth embodiments, an n-type semiconductor is used for the
また、実施の形態1〜5においては、検出信号は階段状に立ち上がる信号であるとしたが、放射線検出器4は、検出信号を立下りの信号又はパルス状の信号にした形態であってもよい。また、実施の形態1〜5においては、増幅部22が出力した検出信号をA/D変換部31でA/D変換する形態を示したが、放射線検出器4は、他のタイミングでA/D変換を行う形態であってもよい。例えば、放射線検出器4は、増幅部22内でA/D変換を行う形態であってもよく、また、フィルタ回路32以降でA/D変換を行う形態であってもよい。また、実施の形態1〜5においては、夫々のアノード11について信号処理部3を個別に備える形態を示したが、放射線検出器4は、MCA37等の信号処理部3内の一部を複数のアノード11で共通にして構成した形態であってもよい。
In the first to fifth embodiments, the detection signal is a signal that rises in a staircase pattern, but the radiation detector 4 may be a signal in which the detection signal is a falling signal or a pulse signal. Good. In the first to fifth embodiments, the detection signal output from the
1 半導体放射線検出素子
11 アノード(第1電極)
12 カソード(第2電極)
13 半導体ブロック
21 バイアス電源
22 増幅部(信号出力部)
3 信号処理部
35 時間計測部
36 判定処理部
37 MCA(信号計数部)
38 時間間隔計測部
4 放射線検出器
61 CPU(演算部)
63 記憶部
64 コンピュータプログラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor
12 Cathode (second electrode)
13
3
38 Time interval measurement unit 4
63 storage unit 64 computer program
Claims (7)
前記信号出力部が出力した信号の時間的な特徴に基づいて、前記信号が所定の特徴を有する特異信号であるか否かを判定する判定部を備え、
前記信号計数部は、
前記判定部が特異信号であると判定した信号をカウントしないように構成してあること
を特徴とする放射線検出器。 A semiconductor, a plurality of first electrodes provided on the semiconductor and collecting charges generated in the semiconductor upon incidence of radiation, and a bias voltage provided on the semiconductor and necessary for collecting the charge are applied. A radiation detector comprising: a second electrode; a signal output unit that outputs a signal corresponding to the charge collected by each first electrode; and a signal counting unit that counts a signal output from the signal output unit.
A determination unit that determines whether the signal is a singular signal having a predetermined characteristic based on a temporal characteristic of the signal output by the signal output unit;
The signal counter is
The radiation detector is configured not to count the signal determined by the determination unit as a singular signal.
前記信号出力部が出力した信号の時間に対する信号値の変化率を計算する変化率計算部と、
該変化率計算部が計算した前記変化率の絶対値が所定値以下である場合に、前記信号は特異信号であると判定する特異信号判定部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 The determination unit
A rate of change calculation unit for calculating a rate of change of the signal value with respect to time of the signal output by the signal output unit;
2. The singular signal determination unit that determines that the signal is a singular signal when the absolute value of the variation rate calculated by the change rate calculation unit is equal to or less than a predetermined value. Radiation detector.
前記信号出力部が出力した信号の時間長さを計測する時間計測部と、
該時間計測部が計測した前記時間長さが所定値以上である場合に、前記信号は特異信号であると判定する特異信号判定部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 The determination unit
A time measuring unit for measuring the time length of the signal output by the signal output unit;
The radiation detection according to claim 1, further comprising: a singular signal determination unit that determines that the signal is a singular signal when the time length measured by the time measurement unit is a predetermined value or more. vessel.
二つの第1電極を起点にして発生した信号の時間間隔を計測する時間間隔計測部と、
該時間間隔計測部が計測した前記時間間隔が所定値以下である場合に、前記信号が特異信号であると判定する特異信号判定部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 The determination unit
A time interval measuring unit for measuring a time interval of a signal generated from two first electrodes as a starting point;
The radiation detection according to claim 1, further comprising: a singular signal determination unit that determines that the signal is a singular signal when the time interval measured by the time interval measurement unit is equal to or less than a predetermined value. vessel.
前記信号出力部が出力した信号の時間に対する信号値の変化率、又は前記信号出力部が出力した信号の時間長さを計測する計測部と、
二つの第1電極を起点にして発生した信号の時間間隔を計測する時間間隔計測部と、
前記計測部が計測した前記変化率の絶対値が第1の所定値以下であるか、又は前記計測部が計測した前記時間長さが第2の所定値以上であり、しかも、前記時間間隔計測部が計測した前記時間間隔が第3の所定値以下である場合に、前記信号が特異信号であると判定する特異信号判定部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 The determination unit
A measurement unit that measures a rate of change of a signal value with respect to time of a signal output by the signal output unit, or a time length of a signal output by the signal output unit;
A time interval measuring unit for measuring a time interval of a signal generated from two first electrodes as a starting point;
The absolute value of the change rate measured by the measurement unit is less than or equal to a first predetermined value, or the time length measured by the measurement unit is greater than or equal to a second predetermined value, and the time interval measurement The radiation detector according to claim 1, further comprising: a singular signal determination unit that determines that the signal is a singular signal when the time interval measured by the unit is equal to or less than a third predetermined value. .
前記信号出力部が出力した信号の時間的な特徴に基づいて、前記信号が所定の特徴を有する特異信号であるか否かを判定し、
特異信号であると判定された信号を前記信号計数部でカウントしないこと
を特徴とする放射線検出方法。 A semiconductor, a plurality of first electrodes provided on the semiconductor and collecting charges generated in the semiconductor upon incidence of radiation, and a bias voltage provided on the semiconductor and necessary for collecting the charge are applied. A radiation detector including a second electrode, a signal output unit that outputs a signal corresponding to the charge collected by each first electrode, and a signal counter that counts a signal output from the signal output unit. In the method of detecting radiation,
Based on the temporal characteristics of the signal output by the signal output unit, determine whether the signal is a singular signal having a predetermined characteristic,
A radiation detection method, wherein a signal determined to be a singular signal is not counted by the signal counting unit.
前記演算部に、
前記信号出力部が出力した信号の時間に対する信号値の変化率を計算するステップと、
該ステップにより計算した前記変化率の絶対値が所定値以下である場合に、前記信号は特異信号であると判定するステップと
を含む処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A semiconductor, a plurality of first electrodes provided on the semiconductor and collecting charges generated in the semiconductor upon incidence of radiation, and a bias voltage provided on the semiconductor and necessary for collecting the charge are applied. The second electrode, a signal output unit that outputs a signal corresponding to the charge collected by each first electrode, and a signal that is not a singular signal having a predetermined characteristic among the signals output by the signal output unit A computer that causes the arithmetic unit to execute a process of determining whether or not the signal output from the signal output unit is a singular signal in a radiation detector that includes a signal counting unit that does not count a singular signal and an arithmetic unit. A program,
In the calculation unit,
Calculating a change rate of a signal value with respect to time of a signal output by the signal output unit;
And a step of determining that the signal is a singular signal when the absolute value of the rate of change calculated in the step is equal to or less than a predetermined value.
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