JP2015025740A - Radiation measurement device, measurement method, and measurement program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体検出器を用いた放射線の測定技術に関する。 The present invention relates to a radiation measurement technique using a semiconductor detector.
放射線検出器の一例として、入射した放射線をシンチレータで光に変換し、光検出器で間接的に計測するシンチレータ式の放射線検出器がある。
これに対し、ゲルマニウム(Ge)、シリコン(Si)、テルル化カドミウム(CdTe)、臭化タリウム(TlBr)を用いた半導体検出器がある。
これらの半導体を用いた放射線検出器は、入射した放射線を直接電気信号に変換して計測するため、シンチレータ式に比べて検出感度に優れる。
As an example of a radiation detector, there is a scintillator type radiation detector that converts incident radiation into light with a scintillator and indirectly measures the light with a photodetector.
On the other hand, there is a semiconductor detector using germanium (Ge), silicon (Si), cadmium telluride (CdTe), and thallium bromide (TlBr).
Radiation detectors using these semiconductors are superior in detection sensitivity compared to scintillator systems because they measure incident radiation directly converted into electrical signals.
半導体検出器による放射線の検出の原理は、半導体に放射線を入射させ、バンドギャップよりも大きなエネルギーを付与し、発生した電子/正孔の対をバイアス電圧により電極に移動させて電気信号を得ることによる。
CdTeやTlBr等の化合物半導体を用いた放射線検出器は、室温で使用可能であり密度が高いために、γ線を高い効率で検出することができる。
The principle of radiation detection by a semiconductor detector is that radiation is incident on the semiconductor, energy greater than the band gap is applied, and the generated electron / hole pair is moved to the electrode by a bias voltage to obtain an electrical signal. by.
A radiation detector using a compound semiconductor such as CdTe or TlBr can be used at room temperature and has a high density, and therefore can detect γ rays with high efficiency.
しかし、これらの化合物半導体は、環境温度によって、電子/正孔の移動度や寿命が変化して検出感度が変動するといった課題を有する。
これらの課題を解決するために、放射線検出器の周囲に電子冷却器を備えて、放射線検出器の温度を一定にする技術が開示されている(特許文献1)。
However, these compound semiconductors have a problem that the detection sensitivity varies due to changes in electron / hole mobility and lifetime depending on the environmental temperature.
In order to solve these problems, a technique has been disclosed in which an electronic cooler is provided around the radiation detector to keep the temperature of the radiation detector constant (Patent Document 1).
上述したように、放射線検出器の温度を制御することにより、放射線の検出感度を一定にして放射線を測定することができる。
しかし、放射線検出器の温度を制御する冷却装置や回路などを追加する必要があるために、測定装置が大規模化する課題がある。
As described above, by controlling the temperature of the radiation detector, the radiation can be measured with a constant radiation detection sensitivity.
However, since it is necessary to add a cooling device or a circuit for controlling the temperature of the radiation detector, there is a problem that the measuring device becomes large-scale.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、使用温度条件が変化する環境であっても、大規模化することなく安定した測定性能が保たれる放射線の測定技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a radiation measurement technique capable of maintaining stable measurement performance without increasing the scale even in an environment where the operating temperature conditions change. With the goal.
本発明に係る放射線の測定装置において、放射線が入射して生成した電子/正孔を電場に沿ってそれぞれ逆方向に移動させる半導体検出器と、前記電場を形成する電極に移動した前記電子/正孔の応答信号を受信する受信部と、前記半導体検出器の温度依存特性に基づいて作成された制御パラメータを登録するデータベースと、前記制御パラメータに基づいて前記応答信号を処理し前記放射線のエネルギー値を導く処理部と、を備えることを特徴とする。 In the radiation measurement apparatus according to the present invention, a semiconductor detector that moves electrons / holes generated by incidence of radiation in opposite directions along an electric field, and the electrons / positive holes that are moved to an electrode that forms the electric field. A receiver for receiving a response signal of the hole; a database for registering a control parameter created based on a temperature-dependent characteristic of the semiconductor detector; and an energy value of the radiation by processing the response signal based on the control parameter And a processing unit for guiding.
本発明により、使用温度条件が変化する環境であっても、大規模化することなく安定した測定性能が保たれる放射線の測定技術が提供される。 The present invention provides a radiation measurement technique that maintains stable measurement performance without increasing the scale even in an environment in which the operating temperature conditions change.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように、第1実施形態に係る放射線の測定装置10(以下、単に「測定装置10」という)は、放射線11が入射して生成した電子/正孔12を電場Eに沿ってそれぞれ逆方向に移動させる半導体検出器14と、電場Eを形成する電極15(15a,15b)に移動した電子/正孔12の応答信号(図3)を受信する受信部16と、半導体検出器14の温度依存特性に基づいて作成された制御パラメータ(図4)を登録するデータベース17と、この制御パラメータに基づいて応答信号(図3)を処理し放射線11のエネルギー値を導く処理部18と、を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the radiation measuring apparatus 10 (hereinafter simply referred to as “
半導体検出器14は、室温で使用可能なTlBr,Si,CdTe,GaAsなどの半導体13、電源22の印加電圧により半導体13に電場Eを形成させる電極15(15a,15b)及び基板で構成されている。
半導体13は、α線、β線、γ線、その他の荷電粒子等の放射線11が入射すると電子/正孔12を生成するものが適用される。
The
As the
入射した放射線11のエネルギーが、半導体13のバンドギャップを超える場合、このエネルギーの大きさに応じた数の電子/正孔12が生成される。
この生成した電子/正孔12は、電源22の印加電圧に応じて形成された電場Eにより分離して、それぞれ逆方向の電極15(15a,15b)に移動する。
When the energy of the
The generated electrons /
この電源22の印加電圧に比例した大きさの電場Eが、電極15(15a,15b)に挟まれた半導体13に形成される。
この印加電圧の最適値は、半導体13の種類、形状によって決定されるが、生成した電子/正孔12を電極15まで移動させるのに十分でかつ、絶縁破壊が発生しない範囲で設定する。
例えば1mm厚のTlBrである場合、50V〜数100V程度である。
An electric field E having a magnitude proportional to the applied voltage of the
The optimum value of the applied voltage is determined by the type and shape of the
For example, in the case of 1 mm thick TlBr, it is about 50V to several hundreds V.
図2(A)に示すように、半導体検出器14は、半導体13とその両端に配置される電極15(15a,15b)との周囲が絶縁体31により覆われている。
この絶縁体31は、塗料を半導体13及び電極15(15a,15b)の一体化物の周囲を覆うように塗布し、その後に固化させたものが適用される。
このように、半導体13及び電極15(15a,15b)を絶縁体31で覆うことにより、リーク電流を抑制して印加電圧を上げることができ、後述する理由により、より広域の環境温度に対応することができる。
そして、電極15(15a,15b)から延びる配線は、この絶縁体31を貫通して、コネクタ32に連絡する。
As shown in FIG. 2A, in the
The
Thus, by covering the
The wiring extending from the electrode 15 (15a, 15b) passes through the
また他の例として、図2(B)に示すように半導体検出器14は、両端に電極15(15a,15b)を配置させた複数の半導体13をアレイ状に配置し、その周囲を、開口部34を有する遮蔽体33で覆う構造も取り得る。
この遮蔽体33は、放射線を遮蔽することが可能な材質からなり、例えばタングステン、鉛、金、鉄等の金属やこれらを含む材質が適用される。
なお、図2(B)に示す半導体検出器14では、遮蔽体33の内部に温度センサ21を設置しているが、その外部に設けてもよい。
この温度センサ21は、熱電対、速温抵抗対、半導体式等の様々な温度計測方式を採用することができ、半導体検出器14の近傍に配置されてその環境温度を計測するが、半導体検出器14の実際の温度を正確に反映することが望まれる。
As another example, as shown in FIG. 2B, the
The
In the
The
図1に戻って説明を続ける。
半導体13に形成された電場Eによって、電子/正孔12が移動し、電極15に誘起される電荷量Qは、次式(1)で示される。
Q=n・e0・exp(−|z−Z|/μτE)・・・(1)
Returning to FIG. 1, the description will be continued.
An electric field E formed in the
Q = n · e 0 · exp (− | z−Z | / μτE) (1)
ここで、e0は、電気素量であり、nは入射した放射線11によって発生した電子/正孔12の数であり、この放射線11のエネルギーが高い程大きな値を示す。|z−Z|は電子/正孔12の発生位置から電極15までの距離に相当する。μ及びτは、それぞれ移動度及び寿命を示し、半導体13の種類や温度により変化する値である。
Here, e 0 is the elementary quantity of electricity, n is the number of electrons /
式(1)から明らかなように、電極15に移動する電荷量Qは、入射した放射線11のエネルギーはもとより、移動度μ、寿命τ、電場Eに依存する。
そして、移動度μ、寿命τが長く、電場Eが大きい程、電子/正孔12の発生位置に依存するばらつきを低減し、入射した放射線11のエネルギーのみに依存した電荷量Qを計測することができる。
As apparent from the equation (1), the amount of charge Q moving to the electrode 15 depends on the mobility μ, the life τ, and the electric field E as well as the energy of the
And, as the mobility μ and the lifetime τ are longer and the electric field E is larger, the variation depending on the generation position of the electron /
しかし、電場Eは絶縁破壊を起こさないレベルの上限が設定され、移動度μおよび寿命τは環境温度によって変化する性質を有している。
このため、半導体検出器14の温度が変化すると、入射した放射線11のエネルギー当たり電極15に移動する電荷量Qも、変動する。
However, the electric field E has an upper limit of a level at which dielectric breakdown does not occur, and the mobility μ and the life τ have the property of changing according to the environmental temperature.
For this reason, when the temperature of the
図3のグラフは、電極15に移動した電子/正孔12の応答信号を、増幅器23で増幅させた後、受信部16において受信した波形を示している。
この図3に示すように、応答信号の波形は、電源22の電圧Vが一定下において、半導体検出器14の温度Tが低温T1である場合の時が、高温T2である場合よりもシャープに観測される。
The graph of FIG. 3 shows the waveform received by the receiver 16 after the
As shown in FIG. 3, the waveform of the response signal is such that when the voltage V of the
ここで、図3のグラフにおけるY値(応答信号)は、それぞれの時点において受信部16に入力した電流値に対応している。
このため、応答信号の波形の時間積分値は、電離した電子/正孔12の電荷量Q、すなわち入射した放射線11のエネルギーに対応している。
Here, the Y value (response signal) in the graph of FIG. 3 corresponds to the current value input to the receiving unit 16 at each time point.
Therefore, the time integral value of the waveform of the response signal corresponds to the charge amount Q of the ionized electron /
図4のグラフは、温度センサ21で計測された温度信号Tに対する電源22の制御パラメータ(印加電圧V)の関係を示している。
データベース17aは、半導体検出器14の温度依存特性に基づいて予め作成された制御パラメータを保持している。
つまり、上式(1)の移動度μ、寿命τの温度に対する相関をデータ化し、μτEが一定となるような計測温度Tと印加電圧Vとの関係をシミュレーション又は実験により導いてデータベース17aに登録する。
The graph of FIG. 4 shows the relationship of the control parameter (applied voltage V) of the
The
In other words, the correlation between the mobility μ and the lifetime τ in the above equation (1) is converted into data, and the relationship between the measured temperature T and the applied voltage V at which μτE is constant is derived by simulation or experiment and registered in the
図4のグラフは、半導体13としてTlBrを用いた場合を例示しているが、このTlBrは、温度が30℃以上になると急激に移動度μが低下することが知られている。
TlBrの素子を、1mm厚、温度範囲0〜50℃で使用することとし、最も移動度μの低下する温度50℃で印加可能な最大電圧300Vを基準とする。
制御パラメータは、移動度μの上昇つまり温度Tの低下に従い印加電圧Vが小さくなる傾向を示すように設定される。
第1実施形態における制御パラメータは、このように、与えられた温度Tに対し一意に設定される電場Eを電極15に形成させる電源22の印加電圧Vとなる。
The graph of FIG. 4 exemplifies the case where TlBr is used as the
A TlBr element is used at a thickness of 1 mm and a temperature range of 0 to 50 ° C., and a maximum voltage of 300 V that can be applied at a temperature of 50 ° C. at which the mobility μ decreases most is a reference.
The control parameter is set so that the applied voltage V tends to decrease as the mobility μ increases, that is, the temperature T decreases.
Thus, the control parameter in the first embodiment is the applied voltage V of the
図1に戻って説明を続ける。
電圧処理部18aは、温度センサ21で計測された温度信号Tに対応する印加電圧Vをデータベース17aから取得して電源22を設定し、電極15に電場Eを形成する。
これにより、図3に示すように、高温T2で印加電圧V1において一点鎖線で表されるブロード形状の応答波形は、印加電圧V2(>V1)とすることで、実線で示される波形のようにシャープになる。
Returning to FIG. 1, the description will be continued.
The
As a result, as shown in FIG. 3, the broad-shaped response waveform represented by the alternate long and short dash line at the applied voltage V 1 at the high temperature T 2 is indicated by the solid line by setting the applied voltage V 2 (> V 1 ). Sharpen like a waveform.
従って、印加電圧Vを適切に選択することにより、半導体検出器14の温度に依存することなく、エネルギーの同じ放射線11に対する応答信号は、波高値H(最大値)を一定にすることができる。
このため、第1実施形態では、応答信号の波高値H(最大値)に基づいて、入射した放射線11のエネルギーを定めることができる。
従って、電圧処理部18aは、制御パラメータに基づいて応答信号(図3)を処理し、放射線のエネルギー値に変換させていることになる。
Therefore, by appropriately selecting the applied voltage V, the response signal to the
For this reason, in the first embodiment, the energy of the
Therefore, the
図5(A)のグラフに示すように、入射する放射線11のエネルギーは、時間に対し離散的に計測される。
図5(B)に示すように、カウント部19(図1)では、図5(A)のエネルギー値に基づいて放射線11の応答信号を複数のグループに分類し、それぞれのグループのカウント値を導出する。
このエネルギー値に対する応答信号のカウントは、ウィルキンソン手法、逐次比較型、フラッシュADC型、Time over Threshold Method等の公知の手法を適用することができる。
As shown in the graph of FIG. 5A, the energy of the
As shown in FIG. 5B, the counting unit 19 (FIG. 1) classifies the response signals of the
A known method such as Wilkinson method, successive approximation type, flash ADC type, or Time over Threshold Method can be applied to count the response signal with respect to this energy value.
図5(B)は、放射線のエネルギースペクトルの説明のための模式的なグラフであるが、実際のγ線のエネルギースペクトル分布は、放射線がカウントされるグループの放射線エネルギーの範囲をさらに狭くして、図6のように表示部24に示される。
ここで図6(A)のグラフは、温度T=T1、印加電圧V=V1において入射したγ線のエネルギーに対するカウント値を示している。
一方、図6(B)のグラフは、温度T=T2(>T1)、印加電圧V=V1において入射したγ線のエネルギーに対するカウント値を示している。
FIG. 5B is a schematic graph for explaining the energy spectrum of radiation, but the actual energy spectrum distribution of γ-rays further narrows the range of the radiation energy of the group in which the radiation is counted. As shown in FIG.
Here, the graph of FIG. 6A shows the count value with respect to the energy of the γ rays incident at the temperature T = T 1 and the applied voltage V = V 1 .
On the other hand, the graph of FIG. 6B shows the count value for the energy of the γ-rays incident at the temperature T = T 2 (> T 1 ) and the applied voltage V = V 1 .
このように、温度Tが上昇すると、γ線のエネルギースペクトルのピークは、低エネルギー側にシフトし、強度が低下して観測される。
これは、図3に基づいて説明したように、温度が高くなると、電子/正孔12の応答信号の波高値Hが低下することに起因する。
したがって、温度T=T2(>T1)の環境(図6(B))では、印加電圧V=V2(>V1)に設定することで、図6(A)に示されるγ線のエネルギースペクトル分布が得られる。
Thus, when the temperature T rises, the peak of the energy spectrum of γ rays shifts to the lower energy side, and the intensity decreases and is observed.
As described based on FIG. 3, this is because the peak value H of the response signal of the electron /
Therefore, in the environment of temperature T = T 2 (> T 1 ) (FIG. 6B), by setting the applied voltage V = V 2 (> V 1 ), the γ rays shown in FIG. Energy spectrum distribution is obtained.
第1実施形態では、温度センサ21で計測した半導体検出器14の温度Tに基づいて、印加電圧Vを制御することにより、環境温度の影響を受けることなく放射線のエネルギースペクトル分布計測の再現性を向上させることができる。
また、半導体検出器14の周囲を絶縁体31で覆うことにより、絶縁破壊電圧を上げて、印加電圧Vの調整範囲の上限を拡張することができる。
In the first embodiment, by controlling the applied voltage V based on the temperature T of the
Moreover, by covering the periphery of the
上記した説明(図6のスペクトル分布を得るプロセス)は、放射線エネルギーの範囲を細かく刻んで放射線をカウントした実施例である。
他の実施例としてカウント部19は、放射線をカウントするエネルギーの範囲を広く設定し、閾値を超えるエネルギー値の応答信号のカウント値を導出する。
つまり、表示部24は、エネルギー値が所定値よりも大きい放射線11のカウント数を表示するように機能してもよい。
また、このカウント値が導出されるエネルギーの範囲は、下限閾値だけでなく上限閾値も設定してもよい。
The above description (process for obtaining the spectral distribution of FIG. 6) is an example in which the radiation is counted by finely dividing the range of radiation energy.
As another embodiment, the
That is, the
In addition, the range of energy from which the count value is derived may be set not only as a lower limit threshold but also as an upper limit threshold.
(第2実施形態)
図7に示すように第2実施形態に係る放射線の測定装置10は、処理部18として、温度センサ21で計測された温度信号Tに対応する感度補正係数(制御パラメータ)をデータベース17bから取得して応答信号の波高値を補正処理する波形処理部18bを備えている。
なお、図7において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 7, the
7 that have the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
第2実施形態では、図8に示すように、与えられた温度Tに対し一意に設定される感度補正係数を制御パラメータとする。
受信部16が受信する応答信号の波形の波高値Hは、半導体検出器14に入射する放射線11のエネルギーが一定であっても、前述した通り、温度に依存して変化する。
そこで、第2実施形態において放射線11のエネルギーは、応答信号の波高値H(H1,H2)に対し感度補正係数を乗算して変換される。
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, a sensitivity correction coefficient uniquely set for a given temperature T is used as a control parameter.
As described above, the peak value H of the waveform of the response signal received by the receiving unit 16 varies depending on the temperature even if the energy of the
Therefore, in the second embodiment, the energy of the
図8のグラフは、半導体13としてTlBrを用いた場合を例示しているが、0〜50℃の範囲においてTlBrは、印加電圧を一定にした場合でも10〜20℃付近で応答信号の波高値が最大となることが知られている。
そこで、感度補正係数は、応答信号の感度が最も低下する50℃の波高値を基準とし、応答信号の波高値との積が同じエネルギーに対して一定となるように対象となる温度範囲についてデータ化し、データベース17bに登録しておく。
第2実施形態では、温度センサ21で計測した半導体検出器14の温度Tに基づいて、感度補正係数を、応答信号の波高値に乗算することにより、環境温度の影響を受けることなく放射線のエネルギースペクトル分布計測の再現性を向上させることができる。
The graph of FIG. 8 exemplifies the case where TlBr is used as the
Therefore, the sensitivity correction coefficient is based on the peak value at 50 ° C. at which the sensitivity of the response signal is the lowest, and the data for the target temperature range so that the product of the peak value of the response signal is constant for the same energy. And is registered in the
In the second embodiment, based on the temperature T of the
(第3実施形態)
図7に示すように第3実施形態に係る放射線の測定装置10は、処理部18として、温度センサ21で計測された温度信号Tに対応する積分時間t(t1、t2;図3)(制御パラメータ)をデータベース17cから取得して応答信号を積分処理する波形処理部18cを備えている。
なお、図7において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 7, the
7 that have the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
第3実施形態では、図9に示すように、与えられた温度Tに対し一意に設定される積分時間を制御パラメータとする。
受信部16が受信する応答信号(図3)の面積(時間積分値)は、半導体検出器14に入射する放射線11のエネルギーが一定であれば、前述した理由により、温度に依存せず不変として取り扱う。
そこで、第3実施形態において放射線11のエネルギーは、応答信号の積分値に基づいて変換される。
In the third embodiment, as shown in FIG. 9, an integration time uniquely set for a given temperature T is used as a control parameter.
If the energy of the
Therefore, in the third embodiment, the energy of the
波形処理部18c(図7)は、微分積分回路等から構成されるアナログ回路や、高速AD変換器やデジタル積算器によって構成されるデジタル回路が適用される。
アナログ回路で波形処理部18cを構成する場合、抵抗値、静電容量を可変することにより、応答信号の積分時間t(図3)を調整することができる。
As the
When the
デジタル回路で波形処理部18cを構成する場合、応答信号の立ち上がりから設定した積分時間t内に少なくとも10点以上のサンプリング点が得られるようにサンプリングクロックを設定する。
そして、この応答信号の立ち上がりから設定した積分時間t内にサンプリングされたY値の加算値を、放射線のエネルギー値に対応させる。
When the
Then, the added value of the Y values sampled within the integration time t set from the rise of the response signal is made to correspond to the radiation energy value.
半導体検出器14から検出される電荷量は、応答信号の波形の積分値としてあらわされる。半導体検出器14の温度が変化すると、応答信号の波形の幅が変化する。
特に、TlBr検出器等のように寿命τに比べて移動度μが大きく変化する場合、温度上昇に伴って波形幅が広がるため、積分時間を一定にすると、エネルギーが少なく見積もられてしまう。
そこで、温度センサ21による計測温度Tに応じて、積分時間tを設定することにより、環境温度に依存することなく放射線のエネルギーを高い再現性で測定することができる。
The amount of charge detected from the
In particular, when the mobility μ is greatly changed compared to the lifetime τ as in the case of a TlBr detector or the like, the waveform width increases as the temperature rises. Therefore, if the integration time is made constant, the energy is estimated to be small.
Therefore, by setting the integration time t according to the temperature T measured by the
(第4実施形態)
図10に示すように第4実施形態に係る放射線の測定装置は、図7における温度センサ21が省略された形態となっている。
第4実施形態では、応答信号(図3)の波形幅に対し一意に定まる感度補正係数を制御パラメータとする。
その後は第2実施形態と同様で、波形処理部18dは、計測された波形幅に対応する感度補正係数をデータベース17dから取得して応答信号の波高値を補正処理する。
この波形処理部18dにおいて扱う波形幅は、受信部16で受信した応答信号から導かれる半値幅等である。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 10, the radiation measuring apparatus according to the fourth embodiment has a configuration in which the
In the fourth embodiment, a sensitivity correction coefficient uniquely determined with respect to the waveform width of the response signal (FIG. 3) is used as the control parameter.
Thereafter, as in the second embodiment, the
The waveform width handled in the
第4実施形態では、半導体検出器14の温度Tに代わる情報として応答信号の波形幅の情報を利用し、環境温度の影響を受けることなく放射線のエネルギースペクトル分布計測の再現性を向上させることができる。
In the fourth embodiment, the information on the waveform width of the response signal is used as information in place of the temperature T of the
以上述べた少なくともひとつの実施形態の放射線の測定装置によれば、半導体検出器の温度依存特性に基づいて作成された制御パラメータにより応答信号を処理し放射線のエネルギー値を導くことにより、使用温度条件が変化する環境であっても、大規模化することなく安定した測定を実施することが可能となる。 According to the radiation measuring apparatus of at least one embodiment described above, the operating temperature condition is obtained by processing the response signal by the control parameter created based on the temperature dependence characteristic of the semiconductor detector and deriving the energy value of the radiation. Even in an environment where the temperature changes, stable measurement can be performed without increasing the scale.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
また、放射線の測定装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、放射線の測定プログラムにより動作させることが可能である。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
The components of the radiation measurement apparatus can also be realized by a processor of a computer and can be operated by a radiation measurement program.
10…放射線の測定装置、11…放射線、12…電子/正孔、13…半導体、14…半導体検出器、15(15a,15b)…電極、16…受信部(応答信号)、17(17a,17b,17c,17d)…データベース、18(18a)…処理部(電圧処理部)、18(18b,18c,18d)…処理部(波形処理部)、19…カウント部、21…温度センサ、22…電源、23…増幅器、24…表示部、31…絶縁体、32…コネクタ、33…遮蔽体、34…開口部、E…電場。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電場を形成する電極に移動した前記電子/正孔の応答信号を受信する受信部と、
前記半導体検出器の温度依存特性に基づいて作成された制御パラメータを登録するデータベースと、
前記制御パラメータに基づいて前記応答信号を処理し前記放射線のエネルギー値を導く処理部と、を備えることを特徴とする放射線の測定装置。 A semiconductor detector that moves electrons / holes generated by incidence of radiation in opposite directions along the electric field;
A receiver for receiving a response signal of the electrons / holes moved to the electrode forming the electric field;
A database for registering control parameters created based on the temperature-dependent characteristics of the semiconductor detector;
And a processing unit that processes the response signal based on the control parameter and derives an energy value of the radiation.
前記制御パラメータは、与えられた温度に対し一意に設定される電場を前記電極に形成させるパラメータであり、
前記処理部は、計測された温度信号に対応する前記制御パラメータを取得し前記設定される電場を前記電極に形成することで前記応答信号を処理することを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The control parameter is a parameter that causes the electrode to form an electric field that is uniquely set for a given temperature,
The radiation processing apparatus, wherein the processing unit processes the response signal by acquiring the control parameter corresponding to the measured temperature signal and forming the set electric field on the electrode.
前記放射線のエネルギーは、前記応答信号の波高値に基づいて変換されることを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The radiation measurement apparatus is characterized in that the energy of the radiation is converted based on a peak value of the response signal.
前記制御パラメータは、与えられた温度に対し一意に設定される感度補正係数であり、
前記処理部は、計測された温度信号に対応する前記感度補正係数を取得して前記応答信号の波高値を補正処理することを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 3,
The control parameter is a sensitivity correction coefficient that is uniquely set for a given temperature,
The radiation measurement apparatus, wherein the processing unit acquires the sensitivity correction coefficient corresponding to the measured temperature signal and corrects the peak value of the response signal.
前記放射線のエネルギーは、前記応答信号の積分値に基づいて変換され、
前記制御パラメータは、与えられた温度に対し一意に設定される積分時間であり、
前記処理部は、計測された温度信号に対応する前記積分時間を取得して前記応答信号を積分処理することを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 1,
The energy of the radiation is converted based on an integral value of the response signal,
The control parameter is an integration time uniquely set for a given temperature,
The radiation measurement apparatus, wherein the processing unit acquires the integration time corresponding to the measured temperature signal and integrates the response signal.
前記制御パラメータは、前記応答信号の波形幅に対し一意に定まる感度補正係数であり、
前記処理部は、計測された波形幅に対応する前記感度補正係数を取得して前記応答信号の前記波高値を補正処理することを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to claim 3,
The control parameter is a sensitivity correction coefficient uniquely determined for the waveform width of the response signal,
The radiation measurement apparatus, wherein the processing unit acquires the sensitivity correction coefficient corresponding to the measured waveform width and corrects the peak value of the response signal.
前記エネルギー値に基づいて前記応答信号を複数のグループに分類しそれぞれのグループのカウント値を導出するカウント部を、さらに備えることを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A radiation measuring apparatus, further comprising: a counting unit that classifies the response signals into a plurality of groups based on the energy value and derives a count value of each group.
前記エネルギー値が閾値を超える前記応答信号のカウント値を導出するカウント部を、さらに備えることを特徴とする放射線の測定装置。 The radiation measurement apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The radiation measuring apparatus, further comprising: a counting unit that derives a count value of the response signal in which the energy value exceeds a threshold value.
前記電場を形成する電極に移動した前記電子/正孔の応答信号を受信するステップと、
前記半導体検出器の温度依存特性に基づいて作成された制御パラメータをデータベースに登録するステップと、
前記制御パラメータに基づいて前記応答信号を処理し前記放射線のエネルギー値を導くステップと、を含むことを特徴とする放射線の測定方法。 Moving electrons / holes generated by radiation incident on the semiconductor detector in opposite directions along the electric field;
Receiving the response signal of the electrons / holes transferred to the electrode forming the electric field;
Registering control parameters created based on temperature dependent characteristics of the semiconductor detector in a database;
Processing the response signal based on the control parameter to derive an energy value of the radiation, and a method for measuring radiation.
半導体検出器に放射線が入射して生成した電子/正孔を電場に沿ってそれぞれ逆方向に移動させるステップ、
前記電場を形成する電極に移動した前記電子/正孔の応答信号を受信するステップ、
前記半導体検出器の温度依存特性に基づいて作成された制御パラメータをデータベースに登録するステップ、
前記制御パラメータに基づいて前記応答信号を処理し前記放射線のエネルギー値を導くステップ、を実行させることを特徴とする放射線の測定プログラム。 On the computer,
Moving electrons / holes generated by radiation incident on the semiconductor detector in opposite directions along the electric field,
Receiving the response signal of the electrons / holes transferred to the electrode forming the electric field;
Registering a control parameter created based on the temperature-dependent characteristics of the semiconductor detector in a database;
A step of processing the response signal based on the control parameter to derive an energy value of the radiation is executed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013155585A JP2015025740A (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Radiation measurement device, measurement method, and measurement program |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013155585A JP2015025740A (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Radiation measurement device, measurement method, and measurement program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015025740A true JP2015025740A (en) | 2015-02-05 |
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ID=52490508
Family Applications (1)
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JP2013155585A Pending JP2015025740A (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Radiation measurement device, measurement method, and measurement program |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015025740A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017537329A (en) * | 2014-10-23 | 2017-12-14 | ブリッジポート インストゥルメンツ, リミテッド ライアビリティー カンパニーBridgeport Instruments, Llc | Performance stabilization for scintillator-based radiation detectors |
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2013
- 2013-07-26 JP JP2013155585A patent/JP2015025740A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017537329A (en) * | 2014-10-23 | 2017-12-14 | ブリッジポート インストゥルメンツ, リミテッド ライアビリティー カンパニーBridgeport Instruments, Llc | Performance stabilization for scintillator-based radiation detectors |
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