JP2018128384A - Proportional counter tube and neutron imaging system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proportional counter tube capable of suppressing degradation of resolution.SOLUTION: A proportional counter tube 1 includes: a conversion film 23 which receives a neutron N and generates an alpha particle A; a capillary plate 21 that generates an electron C caused by the alpha particle A and generates scintillation light SC by the electron C; a voltage application part 11 that generates an electric field for guiding the electron C; and a chamber 2 for housing the conversion film 23, the capillary plate 21 and the voltage application part 11. The capillary plate 21 is formed with plural through holes 27 arranged in two dimensions. The conversion film 23 covers the openings 27a of the through holes 27.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、比例計数管及び中性子撮像システムに関する。   The present invention relates to a proportional counter and a neutron imaging system.

放射線を検出する装置として、特許文献1,2に開示された検出器が知られている。例えば、特許文献1に開示された装置は、X線を検出する。この装置は、チャンバと、チャンバ内に配置されたキャピラリープレートと、キャピラリープレートの下方に配置されたMOSセンサアレイとを備える。チャンバ内には、放射線を検出するガスが封入されている。チャンバとキャピラリープレートとの間には、電界が形成されている。   As an apparatus for detecting radiation, the detectors disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known. For example, the apparatus disclosed in Patent Document 1 detects X-rays. This apparatus includes a chamber, a capillary plate disposed in the chamber, and a MOS sensor array disposed below the capillary plate. A gas for detecting radiation is enclosed in the chamber. An electric field is formed between the chamber and the capillary plate.

チャンバ内に入射した放射線は、封入ガスの分子と相互作用し、光電効果によって一次電子を放出させる。この一次電子が高エネルギの場合において封入ガスを構成する分子にエネルギを付与しながら飛行すると、その飛行中に電子−イオン対が生じる。この電子は、電界によってキャピラリープレートに設けられた貫通孔に進入する。キャピラリープレートの貫通孔に進入した電子は、貫通孔の内部に形成された電場に沿って移動する際に、貫通孔の内部に存在する封入ガスの分子と次々に衝突する。この衝突により電子増殖及び光増殖が行われる。この増殖された光は、MOSセンサアレイにより検出される。   Radiation incident on the chamber interacts with the molecules of the sealed gas and emits primary electrons by the photoelectric effect. When the primary electrons have high energy and fly while applying energy to the molecules constituting the encapsulated gas, electron-ion pairs are generated during the flight. The electrons enter a through hole provided in the capillary plate by an electric field. When the electrons that have entered the through hole of the capillary plate move along the electric field formed inside the through hole, they collide one after another with molecules of the sealed gas existing inside the through hole. Electron multiplication and photo multiplication are performed by this collision. This propagated light is detected by the MOS sensor array.

特開2004−241298号公報JP 2004-241298 A 特開2009−245688号公報JP 2009-245688 A

特許文献1の検出器では、発光が確認された貫通孔の位置が、放射線が入射した位置に対応するとみなしている。しかし、発光が確認された貫通孔の位置と、放射線が入射した位置との対応関係が弱い場合もあり得る。   In the detector of Patent Document 1, it is considered that the position of the through hole where light emission is confirmed corresponds to the position where the radiation is incident. However, the correspondence between the position of the through hole where light emission is confirmed and the position where the radiation is incident may be weak.

具体的には、一次電子は、チャンバの入射窓とキャピラリープレートとの間に形成されるドリフト領域においてある程度の距離を飛行する。そうすると、ある貫通孔の直上に放射線が入射したとき、当該放射線によって生成された荷電粒子及び電離電子が別の貫通孔に進入することが生じ得る。   Specifically, primary electrons fly a certain distance in a drift region formed between the entrance window of the chamber and the capillary plate. If it does so, when a radiation enters right above a certain through-hole, it may arise that the charged particle and ionization electron which were produced | generated by the said radiation approach into another through-hole.

さらに、荷電粒子としては、アルファ粒子などがあり得る。アルファ粒子のように、特に、高エネルギの荷電粒子は、飛行する距離が長くなる。そうすると、発光が確認された貫通孔の位置と、放射線が入射した位置とのずれが大きくなってしまう。また荷電粒子は、電荷やエネルギといった荷電粒子が有する特性に起因してその飛行を制御することが難しいこともある。このような要因により、発光が確認された貫通孔の位置と放射線が入射した位置との対応関係が弱くなると、放射線の強度と入射位置とを示す二次元画像の解像度が低下するおそれがある。   Further, the charged particles may include alpha particles. Like alpha particles, especially high energy charged particles travel longer. If it does so, the shift | offset | difference of the position of the through-hole by which light emission was confirmed and the position which the radiation injected will become large. In addition, it may be difficult to control the flight of charged particles due to the characteristics of charged particles such as charge and energy. Due to such factors, if the correspondence between the position of the through hole where light emission is confirmed and the position where the radiation is incident is weakened, the resolution of the two-dimensional image indicating the intensity of the radiation and the incident position may be reduced.

そこで本発明は、解像度の低下を抑制可能な比例計数管及び中性子撮像システムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a proportional counter and a neutron imaging system that can suppress a decrease in resolution.

本発明の一形態は、中性子を第1入射面から受け入れて、中性子に対応する荷電粒子を生じると共に荷電粒子を第1出射面から出射する第1変換部と、荷電粒子を第1出射面に対面する第2入射面から受け入れて、荷電粒子によってガスを電離させることにより電離電子を生じさせながら電離電子に基づくシンチレーション光を生じ、シンチレーション光を第2出射面から出射する第2変換部と、第2入射面から第2出射面に向かう方向に電離電子を導く電界を生じさせる電界発生部と、第1変換部、第2変換部、電界発生部及びガスを収容すると共に中性子を第1変換部に導く入射窓部とシンチレーション光を出射する出射窓部とを有する容器と、を備え、第2変換部には、第2入射面から第2出射面に貫通する二次元状に配置された複数の貫通孔が設けられ、第1変換部は、貫通孔の第2入射面側の開口を塞ぐ。   According to one aspect of the present invention, a neutron is received from a first incident surface, a charged particle corresponding to the neutron is generated and a charged particle is emitted from the first emission surface, and the charged particle is supplied to the first emission surface. A second converter that receives from a second incident surface facing and generates scintillation light based on ionization electrons while generating ionized electrons by ionizing a gas by charged particles, and emits the scintillation light from the second emission surface; An electric field generator that generates an electric field that guides ionized electrons in a direction from the second incident surface toward the second emission surface, and a first conversion unit, a second conversion unit, an electric field generation unit, and a gas, and a first neutron conversion And a container having an exit window portion that guides the light source and an exit window portion that emits scintillation light, and the second conversion portion is arranged in a two-dimensional manner penetrating from the second entrance surface to the second exit surface. Multiple Through holes are provided, the first conversion unit, to close the opening of the second incident surface side of the through hole.

中性子は、チャンバの入射窓部から第1変換部の第1入射面に入射する。この中性子の入射により、第1変換部は荷電粒子を発生させ、第1出射面から当該荷電粒子を出射する。出射された荷電粒子は、第1出射面に対面する第2変換部に入射する。この第2変換部には二次元状に配置された複数の貫通孔が設けられているので、荷電粒子は当該貫通孔に入射する。そうすると、貫通孔に充填されたガスと荷電粒子との相互作用により電離電子が生じる。この電離電子は、電界発生部が生じる電界によって第2出射面に向かう方向に加速されながらガス分子と衝突しさらに電離電子を発生させつつシンチレーション光を生じる。ここで、第1変換部は、第2変換部における貫通孔の第2入射面側の開口を塞いでいる。そうすると、ある貫通孔の直上に中性子が入射したとき、当該中性子によって生じた荷電粒子は、直下に存在する貫通孔に入射する可能性が高くなる。すなわち、中性子が入射した位置と発光が確認される貫通孔の位置との対応関係が強くなる。従って、この中性子検出器によれば、解像度の低下を抑制することができる。   Neutrons enter the first incident surface of the first converter from the incident window of the chamber. Due to the incidence of this neutron, the first converter generates charged particles and emits the charged particles from the first emission surface. The emitted charged particles enter the second conversion unit facing the first emission surface. Since this 2nd conversion part is provided with the several through-hole arrange | positioned two-dimensionally, a charged particle injects into the said through-hole. Then, ionization electrons are generated due to the interaction between the gas filled in the through holes and the charged particles. The ionized electrons collide with gas molecules while being accelerated in the direction toward the second emission surface by the electric field generated by the electric field generating portion, and further generate ionized electrons to generate scintillation light. Here, the 1st conversion part has block | closed the opening by the side of the 2nd entrance plane of the through-hole in a 2nd conversion part. Then, when a neutron is incident directly above a certain through hole, there is a high possibility that charged particles generated by the neutron are incident on a through hole existing immediately below. That is, the correspondence between the position where the neutron is incident and the position of the through hole where light emission is confirmed is strengthened. Therefore, according to this neutron detector, it is possible to suppress a decrease in resolution.

第2変換部には、第2出射面と貫通孔の内壁面との間の角部に設けられ、第2入射面から第2出射面に向かう方向に沿って内径が小さくなるテーパ孔がさらに設けられてもよい。この構成によれば、貫通孔の第2入射面側の開口に露出する第1変換部の第1出射面の面積が広がる。つまり、開口率が高まる。従って、荷電粒子を貫通孔に受け入れやすくなるので、中性子の検出効率を高めることができる。   The second conversion portion further includes a tapered hole that is provided at a corner between the second emission surface and the inner wall surface of the through hole, and has a smaller inner diameter along the direction from the second incidence surface to the second emission surface. It may be provided. According to this structure, the area of the 1st output surface of the 1st conversion part exposed to the opening by the side of the 2nd entrance plane of a through-hole spreads. That is, the aperture ratio increases. Accordingly, charged particles can be easily received in the through-holes, so that neutron detection efficiency can be increased.

上記比例計数管は、テーパ孔を形成するテーパ面に設けられ、中性子を受けて荷電粒子を生じる第3変換部をさらに備えてもよい。この構成によれば、中性子を荷電粒子に変換し得る領域が増える。従って、中性子をより捉えやすくなるので、中性子の検出効率をさらに高めることができる。   The proportional counter may further include a third converter that is provided on a tapered surface that forms a tapered hole and that receives charged neutrons to generate charged particles. According to this structure, the area | region which can convert a neutron into a charged particle increases. Therefore, since it becomes easier to catch neutrons, the detection efficiency of neutrons can be further increased.

電界発生部は、第2変換部を挟むように設けられた第1電極部及び第2電極部を有し、第1電極部は、第2変換部の第2入射面に設けられた電極であり、第2電極部は、第2変換部の第2出射面に設けられた電極であってもよい。この構成によれば、電離電子の加速と増倍のための電位を貫通孔の内部に確実に生じさせることができる。   The electric field generation unit includes a first electrode unit and a second electrode unit provided so as to sandwich the second conversion unit, and the first electrode unit is an electrode provided on the second incident surface of the second conversion unit. In addition, the second electrode unit may be an electrode provided on the second emission surface of the second conversion unit. According to this configuration, a potential for acceleration and multiplication of ionized electrons can be reliably generated inside the through hole.

変換膜は、導電性を有することとしてもよいし、絶縁性を有することとしてもよい。この構成によれば、電離電子の加速と増倍のための電位を貫通孔の内部に確実に生じさせることができる。   The conversion film may have conductivity or may have insulating properties. According to this configuration, a potential for acceleration and multiplication of ionized electrons can be reliably generated inside the through hole.

本発明の別の形態である中性子撮像システムは、比例計数管と、比例計数管から出射されるシンチレーション光を受ける光検出部と、を備え、比例計数管は、中性子を第1入射面から受け入れて、中性子に対応する荷電粒子を生じると共に荷電粒子を第1出射面から出射する第1変換部と、荷電粒子を第1出射面に対面する第2入射面から受け入れて、荷電粒子によってガスを電離させることにより電離電子を生じさせながら電離電子に基づくシンチレーション光を生じ、シンチレーション光を第2出射面から出射する第2変換部と、第2入射面から第2出射面に向かう方向に電離電子を導く電界を生じさせる電界発生部と、第1変換部、第2変換部、電界発生部及びガスを収容すると共に中性子を第1変換部に導く入射窓部とシンチレーション光を出射する出射窓部とを有する容器と、を備え、第2変換部には、第2入射面から第2出射面に貫通する二次元状に配置された複数の貫通孔が設けられ、第1変換部は、貫通孔の第2入射面側の開口を塞ぐ。このシステムによれば、解像度の高い中性子画像を得ることができる。   A neutron imaging system according to another aspect of the present invention includes a proportional counter and a light detection unit that receives scintillation light emitted from the proportional counter, and the proportional counter receives neutrons from a first incident surface. The charged particles corresponding to the neutrons are generated and the charged particles are emitted from the first exit surface, and the charged particles are received from the second entrance surface facing the first exit surface. A scintillation light based on ionization electrons is generated while generating ionization electrons by ionizing, and a second conversion unit that emits the scintillation light from the second emission surface, and an ionization electron in a direction from the second incidence surface toward the second emission surface An electric field generating unit for generating an electric field for guiding the first conversion unit, a second conversion unit, an electric field generating unit, and an incident window unit for containing a gas and guiding neutrons to the first conversion unit, and scintillation And a container having an exit window for emitting light, and the second converter is provided with a plurality of two-dimensionally arranged through holes penetrating from the second entrance surface to the second exit surface. The first converter closes the opening on the second incident surface side of the through hole. According to this system, a high-resolution neutron image can be obtained.

本発明によれば、解像度の低下を抑制可能な比例計数管及び中性子撮像システムが提供される。   According to the present invention, a proportional counter and a neutron imaging system capable of suppressing a decrease in resolution are provided.

図1は、第1実施形態に係る比例計数管の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a proportional counter according to the first embodiment. 図2は、図1に示された比例計数管の構成を説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the proportional counter shown in FIG. 図3は、図2に示された変換部の一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of the conversion unit shown in FIG. 図4は、比例計数管を製造する代表的な工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a typical process for manufacturing a proportional counter. 図5は、比例計数管を製造する代表的な工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a typical process for manufacturing a proportional counter. 図6は、第2実施形態に係る比例計数管における変換部の一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a part of the conversion unit in the proportional counter according to the second embodiment. 図7の(a)部は第2実施形態に係る変換部の作用効果を説明するための図であり、図7の(b)部は第1実施形態に係る変換部の作用効果を説明するための図である。Part (a) of FIG. 7 is a diagram for explaining the function and effect of the conversion unit according to the second embodiment, and part (b) of FIG. 7 explains the function and effect of the conversion unit according to the first embodiment. FIG. 図8は、第3実施形態に係る比例計数管における変換部の一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 8 is an enlarged perspective view showing a part of the conversion unit in the proportional counter according to the third embodiment. 図9は第3実施形態に係る変換部の作用効果を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the function and effect of the conversion unit according to the third embodiment. 図10の(a)部は変形例1に係る比例計数管における変換部の構成を示す図であり、図10の(b)部は変形例2に係る比例計数管における変換部の構成を示す図である。10A is a diagram showing the configuration of the conversion unit in the proportional counter according to the first modification, and FIG. 10B shows the configuration of the conversion unit in the proportional counter according to the second modification. FIG. 図11の(a)部は比較例1に係る比例計数管の動作を説明するための図であり、図11の(b)部は比較例2に係る比例計数管の動作を説明するための図である。Part (a) of FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the proportional counter according to Comparative Example 1, and part (b) of FIG. 11 is for explaining the operation of the proportional counter according to Comparative Example 2. FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態に係る比例計数管は、中性子検出装置に用いられる中性子ガス比例計数管(neutron−sensitive Gas Scintillation Imager:n−GSI)である。中性子をプローブとした分析技術とその有用性は、原子炉や大型加速器などを利用する基礎研究によって確認されつつある。また、小型の加速器型中性子源の研究も進められている。X線分析と相補的に用いられる中性子の産業応用は、例えば、大きさがサブミリ程度であるリチウムイオン電池用部材といった次世代エネルギデバイスの動作解析や、高機能医薬品及び化成品等に用いる新規な有機材料の開発など、その重要度は今後益々高まることが予想される。   The proportional counter according to this embodiment is a neutron-sensitive gas scintillation imager (n-GSI) used in a neutron detector. Analysis techniques using neutrons and their usefulness are being confirmed by basic research using nuclear reactors and large accelerators. Research on small accelerator-type neutron sources is also underway. Industrial applications of neutrons that are used complementarily to X-ray analysis include, for example, the analysis of the operation of next-generation energy devices such as lithium-ion battery members that are about sub-millimeters in size, and new products that are used for highly functional pharmaceuticals and chemical products. The importance of the development of organic materials is expected to increase in the future.

図1に示されるように、中性子撮像システム50は、比例計数管1と光検出部51とを有する。中性子Nのように電荷を持たない粒子を検出する場合には、核反応により中性子Nを荷電粒子であるアルファ粒子及びLi粒子(以下「アルファ粒子等」と呼ぶ)に変換する。当該アルファ粒子等を電子増殖部に導くことにより間接的に検出する方法を利用する。そこで、比例計数管1は、中性子Nを受けて、アルファ粒子等を生じる。次に、アルファ粒子等を電子増殖部に導き、アルファ粒子等から電離電子を生じる。電離電子は、電界によって加速されながらガス分子と衝突しさらに電離電子を発生させつつシンチレーション光SCを生じる。当該シンチレーション光SCは、光検出部51により検出される。このような構成によれば、高感度且つ高解像度を有する二次元の中性子検出画像を得ることができる。 As shown in FIG. 1, the neutron imaging system 50 includes a proportional counter 1 and a light detection unit 51. When detecting particles having no charge such as neutron N, neutron N is converted into alpha particles and 7 Li particles (hereinafter referred to as “alpha particles”) as charged particles by a nuclear reaction. A method of indirectly detecting the alpha particles and the like by introducing them to the electron multiplication part is used. Therefore, the proportional counter 1 receives neutrons N and generates alpha particles and the like. Next, alpha particles and the like are guided to the electron multiplying portion, and ionized electrons are generated from the alpha particles and the like. The ionized electrons collide with gas molecules while being accelerated by the electric field, and generate scintillation light SC while generating ionized electrons. The scintillation light SC is detected by the light detection unit 51. According to such a configuration, a two-dimensional neutron detection image having high sensitivity and high resolution can be obtained.

比例計数管1は、チャンバ2(容器)と変換部3とを有する。チャンバ2は、中性子Nの検出に用いられる所定のガスが封入され、当該ガスの雰囲気中に変換部3を収容する。ガスは、希ガスと有機ガスとを含む。この有機ガスにより、シンチレーション光SCが生じる。また、有機ガスは、クエンチングの役割も奏する。例えば、ガスには、Ne/CF、Ar/CF、Ar/H/TMAなどが挙げられる。TMAやTEAといったアミン系ガスは、いわゆるペニング効果を利用した波長変換機能を奏する。 The proportional counter 1 includes a chamber 2 (container) and a conversion unit 3. The chamber 2 is filled with a predetermined gas used for detecting the neutron N, and accommodates the conversion unit 3 in the atmosphere of the gas. The gas includes a rare gas and an organic gas. This organic gas generates scintillation light SC. The organic gas also plays a role of quenching. For example, the gas includes Ne / CF 4 , Ar / CF 4 , Ar / H 4 / TMA, and the like. Amine-based gases such as TMA and TEA have a wavelength conversion function utilizing the so-called Penning effect.

チャンバ2は、筐体部4と、入射面板6(入射窓部)と、出射窓部7とを有する。筐体部4は、複数の側管4aがその軸線方向に連結されて、全体として筒状の外形形状を有する。入射面板6は、筐体部4の一方の端部に配置されて、当該端部を閉鎖する。入射面板6は、中性子Nを受ける主面6aと、中性子Nを出射する裏面6bとを有する。主面6aは、チャンバ2の外部に露出する。裏面6bはチャンバ2の内側に露出する。筐体部4の他方の端部は、出射窓部7により閉鎖される。変換部3は、中性子Nを受けて、当該中性子Nに対応するシンチレーション光SCを出射する。変換部3は、入射面板6と出射窓部7との間に配置されるように、筐体部4に取り付けられる。   The chamber 2 includes a housing part 4, an incident face plate 6 (incident window part), and an exit window part 7. The casing 4 has a cylindrical outer shape as a whole by connecting a plurality of side tubes 4a in the axial direction. The incident face plate 6 is disposed at one end of the housing part 4 and closes the end. The incident face plate 6 has a main surface 6 a that receives neutrons N and a back surface 6 b that emits neutrons N. The main surface 6a is exposed to the outside of the chamber 2. The back surface 6 b is exposed inside the chamber 2. The other end of the casing 4 is closed by the exit window 7. The converter 3 receives the neutron N and emits scintillation light SC corresponding to the neutron N. The conversion unit 3 is attached to the housing unit 4 so as to be disposed between the incident face plate 6 and the exit window unit 7.

出射窓部7は、変換部3において生じたシンチレーション光SCをチャンバ2の外部へ出射する。出射窓部7は、変換部3に対面する。従って、変換部3と出射窓部7との間には、空隙が形成される。出射窓部7は、シンチレーション光SCに対して透明である。出射窓部7は、窓本体8と、透明電極9(図2参照)とを有する。窓本体8は、円筒状を呈し、コバールガラス又はファイバオプティックプレート(FOP)により構成される。窓本体8は、変換部3に対面してシンチレーション光SCを受ける主面8aと、受けたシンチレーション光SCを出射する裏面8bとを有する。透明電極9は、窓本体8の主面8a上に設けられる。透明電極9は、筐体部4に対して電気的に接続される。筐体部4は、接地されているので、透明電極9は電気的に接地されていると言える。   The emission window 7 emits the scintillation light SC generated in the conversion unit 3 to the outside of the chamber 2. The exit window 7 faces the conversion unit 3. Accordingly, a gap is formed between the conversion unit 3 and the exit window 7. The exit window 7 is transparent to the scintillation light SC. The exit window 7 has a window body 8 and a transparent electrode 9 (see FIG. 2). The window main body 8 has a cylindrical shape and is composed of Kovar glass or a fiber optic plate (FOP). The window body 8 has a main surface 8a that faces the conversion unit 3 and receives the scintillation light SC, and a back surface 8b that emits the received scintillation light SC. The transparent electrode 9 is provided on the main surface 8 a of the window body 8. The transparent electrode 9 is electrically connected to the housing part 4. Since the casing 4 is grounded, it can be said that the transparent electrode 9 is electrically grounded.

光検出部51は、比例計数管1から出射されたシンチレーション光SCを受けて、当該シンチレーション光SCに対する情報を生成する。光検出部51は、例えば、撮像素子が二次元状に配置されたCCDカメラやCMOSカメラといった積算型カメラを用いることができる。   The light detection unit 51 receives the scintillation light SC emitted from the proportional counter 1 and generates information for the scintillation light SC. As the light detection unit 51, for example, an integrating camera such as a CCD camera or a CMOS camera in which image pickup elements are two-dimensionally arranged can be used.

図2に示されるように、比例計数管1は、さらに比例計数管1を構成する各部に所定の電圧を付与する電圧付与部11を有する。電圧付与部11は、電源12と、抵抗素子13A,13Bと、電気回路14とを有する。電圧付与部11は、入射面板6と透明電極9との間に所定の電位差を生じさせる。また、電圧付与部11は、変換部3の上面側と下面側との間に所定の電位差を生じさせる。電源12は、変換部3の上面側に設けられた上側電極16に抵抗素子を介することなく直接に接続される。また、電源12は、変換部3の下面側に設けられた下側電極17に抵抗素子13Bを介して接続される。この接続構成によれば、アルファ粒子等とガスとの相互作用によって生じる電離電子を下方に導くための電界Eを生じさせることができる。さらに、電源12は、入射面板6に抵抗素子13A,13Bを介して接続される。また、筐体部4は、信号グラウンド18に接続される。抵抗素子13Bは、下側電極17と透明電極9との間に電位差を生じさせて、電離電子を透明電極9に引き寄せるために設けられる。このような構成によれば、透明電極9から電流を出力させることが可能になり、比例計数管1の製造過程において透明電極9から出力される電流を利用する検査を行うことができる。なお、抵抗素子13Bは、必要に応じて配置すればよく、比例計数管1は抵抗素子13Bを備えない構成とすることもできる。   As shown in FIG. 2, the proportional counter 1 further includes a voltage applying unit 11 that applies a predetermined voltage to each part constituting the proportional counter 1. The voltage applying unit 11 includes a power source 12, resistance elements 13 </ b> A and 13 </ b> B, and an electric circuit 14. The voltage applying unit 11 generates a predetermined potential difference between the incident face plate 6 and the transparent electrode 9. In addition, the voltage application unit 11 generates a predetermined potential difference between the upper surface side and the lower surface side of the conversion unit 3. The power source 12 is directly connected to the upper electrode 16 provided on the upper surface side of the conversion unit 3 without using a resistance element. The power source 12 is connected to a lower electrode 17 provided on the lower surface side of the conversion unit 3 via a resistance element 13B. According to this connection configuration, it is possible to generate an electric field E for guiding downward ionized electrons generated by the interaction between the alpha particles and the like and the gas. Further, the power source 12 is connected to the incident face plate 6 via resistance elements 13A and 13B. The housing unit 4 is connected to a signal ground 18. The resistance element 13 </ b> B is provided to generate a potential difference between the lower electrode 17 and the transparent electrode 9 and attract ionized electrons to the transparent electrode 9. According to such a configuration, it is possible to output a current from the transparent electrode 9, and an inspection using the current output from the transparent electrode 9 in the manufacturing process of the proportional counter 1 can be performed. The resistance element 13B may be arranged as necessary, and the proportional counter 1 may be configured without the resistance element 13B.

変換部3は、入射面板6の裏面6b側に配置される。変換部3は、入射面板6に対して離間する。従って、変換部3と入射面板6との間には、空隙が形成される。図3に示されるように、変換部3は、コンバータ基板19と、キャピラリープレート21(第2変換部)と、を有する。コンバータ基板19は、中性子Nを受けてアルファ粒子A等を生じる。キャピラリープレート21は、アルファ粒子A等を受けて電子Cを生じ、当該電子Cが電界Eによって加速されて電子増殖を生じることでシンチレーション光SCを生じる。   The conversion unit 3 is disposed on the back surface 6 b side of the incident surface plate 6. The converter 3 is separated from the incident face plate 6. Accordingly, a gap is formed between the conversion unit 3 and the incident face plate 6. As illustrated in FIG. 3, the conversion unit 3 includes a converter substrate 19 and a capillary plate 21 (second conversion unit). Converter substrate 19 receives neutron N and generates alpha particles A and the like. The capillary plate 21 receives the alpha particles A and the like to generate electrons C, and the electrons C are accelerated by the electric field E to generate electron multiplication, thereby generating scintillation light SC.

コンバータ基板19は、基板部22と変換膜23(第1変換部)とを有する。基板部22は、厚みが0.5mm程度の円板状を有する。基板部22は、所定の機械的強度を有するので、この基板部22に薄膜状の変換膜23を形成することにより、変換膜23を容易に取り扱うことができる。基板部22は、中性子Nを受ける主面22aと、中性子Nが出射される裏面22bとを有する。基板部22は、アルミニウムやステンレス鋼(SUS)といった金属材料により構成される。   The converter substrate 19 includes a substrate portion 22 and a conversion film 23 (first conversion portion). The substrate part 22 has a disk shape with a thickness of about 0.5 mm. Since the substrate portion 22 has a predetermined mechanical strength, the conversion film 23 can be easily handled by forming the thin conversion film 23 on the substrate portion 22. The substrate unit 22 has a main surface 22a that receives neutrons N and a back surface 22b from which neutrons N are emitted. The substrate unit 22 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel (SUS).

変換膜23は、厚みが3μm程度の膜であり、中性子Nを受けてアルファ粒子A等を生じる。変換膜23は、基板部22の裏面22bに形成される。変換膜23は、基板部22の裏面22bと接し、基板部22を透過した中性子Nを受ける主面23a(第1入射面)と、透過した中性子N及びアルファ粒子A等を出射する裏面23b(第1出射面)とを有する。変換膜23は、10B、10Cといった材料により構成される。例えば、10Bにより構成された変換膜23は、中性子Nを受けると10B+n→Li(0.8MeV)+α(1.5MeV)という反応を生じる。ここで「n」は中性子を示し、「α」はアルファ粒子Aを意味する。また、10Cにより構成された変換膜23は、導電性を有する。なお、10Bで構成された変換膜23も抵抗値は高いものの、導電性を有すると言える。変換膜23を構成する材料は、導電性の有無は問わず、導電性の材料であってもよいし、絶縁性の材料であってもよい。 The conversion film 23 is a film having a thickness of about 3 μm and receives neutrons N to generate alpha particles A and the like. The conversion film 23 is formed on the back surface 22 b of the substrate unit 22. The conversion film 23 is in contact with the back surface 22b of the substrate unit 22, and receives a main surface 23a (first incident surface) that receives neutrons N transmitted through the substrate unit 22, and a back surface 23b that emits transmitted neutrons N, alpha particles A, and the like. First emission surface). The conversion film 23 is made of a material such as 10 B or 10 B 4 C. For example, the conversion film 23 composed of 10 B generates a reaction of 10 B + n → 7 Li (0.8 MeV) + α (1.5 MeV) when it receives neutron N. Here, “n” represents a neutron, and “α” represents an alpha particle A. Further, the conversion film 23 made of 10 B 4 C has conductivity. It can be said that the conversion film 23 made of 10 B also has conductivity although the resistance value is high. The material constituting the conversion film 23 may be a conductive material or an insulating material regardless of whether or not it is conductive.

キャピラリープレート21は、厚みが50μmから400μm程度であり、一例として300μmである。キャピラリープレート21は、鉛含有ガラス又はソーダガラスといったガラス基材により形成される。キャピラリープレート21は、コンバータ基板19に対面する主面21a(第2入射面)と、出射窓部7(図2参照)に対面する裏面21b(第2出射面)とを有する。キャピラリープレート21の主面21aは、具体的には、変換膜23の裏面23bに対面する。   The capillary plate 21 has a thickness of about 50 μm to 400 μm, for example, 300 μm. The capillary plate 21 is formed of a glass substrate such as lead-containing glass or soda glass. The capillary plate 21 has a main surface 21a (second incident surface) facing the converter substrate 19 and a back surface 21b (second emission surface) facing the exit window 7 (see FIG. 2). Specifically, the main surface 21 a of the capillary plate 21 faces the back surface 23 b of the conversion film 23.

キャピラリープレート21は、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔27を有する。貫通孔27の内径は、6μmから100μm程度であり、好適には25μm以上50μmであり、一例として50μmである。また、バイアス角度はゼロ度である。貫通孔27同士の間隔(ピッチ)は、構造上十分な強度が担保され、所望の性能(解像度、分解能等)を満たすように設定される。例えば、間隔は、数μmから数十μm程度である。貫通孔27には、チャンバ2(図2参照)内に封入されたガスが満たされる。貫通孔27は、それぞれ独立した光・電子増倍器を構成する。従って、この貫通孔27に満たされたガスがアルファ粒子A等によって電離されて、電子Cが生じる。この電子Cは、電界Eにより加速されて電子増殖を生じシンチレーション光SCを生じる。   The capillary plate 21 has a plurality of through holes 27 penetrating in the thickness direction. The inner diameter of the through hole 27 is about 6 μm to 100 μm, preferably 25 μm or more and 50 μm, for example, 50 μm. The bias angle is zero degrees. The interval (pitch) between the through holes 27 is set so as to ensure a sufficient strength in terms of structure and satisfy desired performance (resolution, resolution, etc.). For example, the interval is about several μm to several tens of μm. The through hole 27 is filled with gas sealed in the chamber 2 (see FIG. 2). The through holes 27 constitute independent optical / electron multipliers. Therefore, the gas filled in the through hole 27 is ionized by the alpha particles A and the like, and electrons C are generated. The electrons C are accelerated by the electric field E to cause electron multiplication and generate scintillation light SC.

キャピラリープレート21の主面21aには、膜状の上側電極膜24(第1電極部)が設けられる。また、上側電極膜24の一部は主面21aから貫通孔27に僅かに入り込むようにも設けられる。具体的には、上側電極膜24は、主面21aから貫通孔27へ貫通孔27の内径(d)の半分程度(0.5×d)の位置まで設けられる。キャピラリープレート21は、上側電極膜24を介して変換膜23の裏面23bに物理的に接続される。上側電極膜24は、例えばインコネルにより形成される。ここで、変換膜23が導電性を有する場合には、基板部22と変換膜23と上側電極膜24とが協働して上側電極16を構成する。この場合、基板部22の電位は、変換膜23の電位と同じである。   The main surface 21 a of the capillary plate 21 is provided with a film-like upper electrode film 24 (first electrode part). A part of the upper electrode film 24 is also provided so as to slightly enter the through hole 27 from the main surface 21a. Specifically, the upper electrode film 24 is provided from the main surface 21a to the through hole 27 up to a position about half the inner diameter (d) of the through hole 27 (0.5 × d). The capillary plate 21 is physically connected to the back surface 23 b of the conversion film 23 via the upper electrode film 24. The upper electrode film 24 is made of, for example, Inconel. Here, when the conversion film 23 has conductivity, the substrate portion 22, the conversion film 23, and the upper electrode film 24 cooperate to form the upper electrode 16. In this case, the potential of the substrate unit 22 is the same as the potential of the conversion film 23.

キャピラリープレート21の裏面21bには、膜状の下側電極膜26(第2電極部)が設けられる。下側電極膜26も、上側電極膜24と同様にその一部が貫通孔27の内部に入り込んでいる。下側電極膜26は、上側電極膜24とは電気的に絶縁される。従って、電圧付与部11(図2参照)の一端が上側電極16に接続され、他端が抵抗素子13を介して下側電極17に接続されているので、上側電極16と下側電極17との間に所定の電位差を生じさせることができる。この電位差により、キャピラリープレート21の厚み方向における電界Eが生じる。すなわち、上側電極膜24及び下側電極膜26は、電界発生部15を構成する。ここで、上述したように、電界発生部15は、基板部22及び変換膜23を含んでもよい。   A film-like lower electrode film 26 (second electrode portion) is provided on the back surface 21 b of the capillary plate 21. As with the upper electrode film 24, a part of the lower electrode film 26 enters the through hole 27. The lower electrode film 26 is electrically insulated from the upper electrode film 24. Accordingly, since one end of the voltage applying unit 11 (see FIG. 2) is connected to the upper electrode 16 and the other end is connected to the lower electrode 17 via the resistance element 13, the upper electrode 16 and the lower electrode 17 A predetermined potential difference can be generated between the two. Due to this potential difference, an electric field E in the thickness direction of the capillary plate 21 is generated. That is, the upper electrode film 24 and the lower electrode film 26 constitute the electric field generating unit 15. Here, as described above, the electric field generation unit 15 may include the substrate unit 22 and the conversion film 23.

ここで、既に述べたように、キャピラリープレート21は、上側電極膜24を介してコンバータ基板19に物理的に接続される。コンバータ基板19のうち上側電極膜24と対面する変換膜23の裏面23bは平坦な面である。そうすると、キャピラリープレート21の貫通孔27の直上にはコンバータ基板19が存在する。具体的には、貫通孔27は、変換膜23によって塞がれている。例えば、この構成においては、貫通孔27におけるガスは、裏面21bに形成された貫通孔27の開口27bから出入り可能であるが、主面21aに形成された貫通孔27の開口27aから出入りすることはない。   Here, as already described, the capillary plate 21 is physically connected to the converter substrate 19 via the upper electrode film 24. The back surface 23b of the conversion film 23 facing the upper electrode film 24 in the converter substrate 19 is a flat surface. As a result, the converter substrate 19 exists immediately above the through hole 27 of the capillary plate 21. Specifically, the through hole 27 is blocked by the conversion film 23. For example, in this configuration, the gas in the through hole 27 can enter and exit from the opening 27b of the through hole 27 formed in the back surface 21b, but enters and exits from the opening 27a of the through hole 27 formed in the main surface 21a. There is no.

比例計数管1を作成する工程を簡単に説明する。図4の(a)部に示されるように、まず、コンバータ基板19を準備する。次に、図4の(b)部に示されるように、キャピラリープレート21を準備する。次に、貫通孔27が設けられたガラス基材であるキャピラリープレート21に上側電極膜24と下側電極膜26とを成膜する。   The process of creating the proportional counter 1 will be briefly described. As shown in FIG. 4A, first, a converter substrate 19 is prepared. Next, as shown in FIG. 4B, a capillary plate 21 is prepared. Next, the upper electrode film 24 and the lower electrode film 26 are formed on the capillary plate 21 that is a glass substrate provided with the through holes 27.

次に、図4の(c)部に示されるように、筐体部4にコンバータ基板19とキャピラリープレート21とを組み付ける。まず、キャピラリープレート21を支持部28上に載置する。このとき、キャピラリープレート21の下側電極膜26を支持部28に対して電気的に接続する。次に、キャピラリープレート21の主面21a上にコンバータ基板19を載置する。このとき、コンバータ基板19の変換膜23がキャピラリープレート21の貫通孔27が設けられた領域を覆うように、コンバータ基板19を組み付ける。そして、コンバータ基板19の基板部22に対して連結部29を電気的に接続する。   Next, as shown in part (c) of FIG. 4, the converter substrate 19 and the capillary plate 21 are assembled to the housing part 4. First, the capillary plate 21 is placed on the support portion 28. At this time, the lower electrode film 26 of the capillary plate 21 is electrically connected to the support portion 28. Next, the converter substrate 19 is placed on the main surface 21 a of the capillary plate 21. At this time, the converter substrate 19 is assembled so that the conversion film 23 of the converter substrate 19 covers a region where the through hole 27 of the capillary plate 21 is provided. Then, the connecting portion 29 is electrically connected to the substrate portion 22 of the converter substrate 19.

次に、図5の(a)部に示されるように、入射面板6とサブアセンブリSとを真空チャンバFに配置する。そして、真空チャンバF内でこれらを加熱し、水分を除去する。次に、真空チャンバF内にガスGを供給する。この状態において、図5の(b)部に示されるように入射面板6をサブアセンブリSに取り付ける。入射面板6をサブアセンブリSに封着することにより、チャンバ2が形成される。以上の工程により、比例計数管1が完成する。   Next, the entrance face plate 6 and the subassembly S are placed in the vacuum chamber F as shown in FIG. And these are heated in the vacuum chamber F, and a water | moisture content is removed. Next, the gas G is supplied into the vacuum chamber F. In this state, the incident face plate 6 is attached to the subassembly S as shown in FIG. By sealing the incident face plate 6 to the subassembly S, the chamber 2 is formed. The proportional counter 1 is completed through the above steps.

次に、比較例1に係る比例計数管及び比較例2に係る比例計数管の動作と比較しつつ、本実施形態に係る比例計数管1の動作について説明する。   Next, the operation of the proportional counter 1 according to this embodiment will be described while comparing with the operation of the proportional counter according to the first comparative example and the operation of the proportional counter according to the second comparative example.

図11の(a)部に示されるように、比較例1に係る比例計数管100は、チャンバ102の内部に変換部103が配置される。変換部103のコンバータ基板119では、基板部122の裏面122bに変換膜123が設けられる。変換部103におけるキャピラリープレート121の主面121a及び裏面121bにはそれぞれ電極膜124,126が設けられる。ここで、比較例1に係る比例計数管100は、変換膜123がキャピラリープレート121に物理的に接触していない。換言すると、比例計数管100では、変換膜123とキャピラリープレート121との間に空間が形成される。この空間は、ドリフト領域Pと呼ばれる。   As shown in part (a) of FIG. 11, in the proportional counter 100 according to the comparative example 1, the conversion unit 103 is disposed inside the chamber 102. In the converter substrate 119 of the conversion unit 103, the conversion film 123 is provided on the back surface 122 b of the substrate unit 122. Electrode films 124 and 126 are provided on the main surface 121a and the back surface 121b of the capillary plate 121 in the conversion unit 103, respectively. Here, in the proportional counter 100 according to the comparative example 1, the conversion film 123 is not physically in contact with the capillary plate 121. In other words, in the proportional counter 100, a space is formed between the conversion film 123 and the capillary plate 121. This space is called a drift region P.

中性子Nが変換膜123に入射すると、変換膜123は荷電粒子B1を出射する。例えば、アルファ粒子A等である荷電粒子B1は、高いエネルギを有する。従って、変換膜123の裏面123bから出射された荷電粒子B1は、ドリフト領域P中を長距離に亘って飛行する。ドリフト領域Pには、ガスが満たされている。そうすると、荷電粒子B1がドリフト領域Pを飛行する間に、荷電粒子B1とガスとの相互作用により、さらに電離電子B2が生じる。ここで、荷電粒子B1の飛行距離は、貫通孔127A,127B,127Cの配置間隔よりも長く成り得る。このため、貫通孔127Aの直上に中性子Nが入射したとき、貫通孔127Aとは別の貫通孔127B,127Cに電離電子B2が入射することがあり得る。換言すると、中性子Nの拡がりよりも増倍時の種信号となる電離電子である電離電子B2が幅広く生じてしまう。ここで、電界やガス圧を用いて荷電粒子B1の挙動を制御することが考えられる。しかし、荷電粒子B1がアルファ粒子A等であるような場合には、エネルギが高いので、その制御は困難である。ドリフト領域Pと高エネルギを有する荷電粒子B1とに起因して、中性子Nが入射して荷電粒子B1が生じた位置と、シンチレーション光SCが生じた貫通孔27との位置が異なるので、対応関係が弱い。   When the neutron N enters the conversion film 123, the conversion film 123 emits charged particles B1. For example, the charged particle B1 such as the alpha particle A has high energy. Accordingly, the charged particles B1 emitted from the back surface 123b of the conversion film 123 fly in the drift region P over a long distance. The drift region P is filled with gas. Then, while the charged particle B1 flies through the drift region P, ionized electrons B2 are further generated due to the interaction between the charged particle B1 and the gas. Here, the flight distance of the charged particle B1 can be longer than the arrangement interval of the through holes 127A, 127B, and 127C. For this reason, when the neutron N is incident directly on the through hole 127A, the ionized electrons B2 may be incident on the through holes 127B and 127C different from the through hole 127A. In other words, ionized electrons B2, which are ionized electrons that become the seed signal at the time of multiplication than the spread of neutrons N, are widely generated. Here, it is conceivable to control the behavior of the charged particle B1 using an electric field or a gas pressure. However, when charged particle B1 is alpha particle A etc., since energy is high, the control is difficult. Due to the drift region P and the charged particle B1 having high energy, the position where the charged particle B1 is generated when the neutron N is incident is different from the position of the through hole 27 where the scintillation light SC is generated. Is weak.

図11の(b)部に示されるように、比較例2に係る比例計数管200は、チャンバ202と変換膜223とキャピラリープレート221とを有する。ここで、比較例2に係る比例計数管200は、変換膜223がキャピラリープレート221の主面221a上に設けられている。一方、変換膜223は、貫通孔227A,227B,227Cとそれぞれ連通する複数の貫通孔223aを有する。つまり、比較例2に係る比例計数管200では、キャピラリープレート221の各貫通孔227A,227B,227Cの直上に変換膜223が存在しない。また、基板部222に変換膜223が設けられていない。   As shown in part (b) of FIG. 11, the proportional counter 200 according to the comparative example 2 includes a chamber 202, a conversion film 223, and a capillary plate 221. Here, in the proportional counter 200 according to the comparative example 2, the conversion film 223 is provided on the main surface 221 a of the capillary plate 221. On the other hand, the conversion film 223 has a plurality of through holes 223a communicating with the through holes 227A, 227B, and 227C, respectively. That is, in the proportional counter 200 according to the comparative example 2, the conversion film 223 does not exist directly above the through holes 227A, 227B, and 227C of the capillary plate 221. Further, the conversion film 223 is not provided on the substrate portion 222.

例えば、中性子N1が貫通孔227Aを通過するように入射した場合を想定する。この場合には、貫通孔227A上には変換膜223が存在しないので、中性子N1によって荷電粒子B1が生じることがない。従って、中性子N1を検出することができない。一方、例えば、中性子N2が変換膜223に入射した場合を想定する。この場合には、変換膜223から荷電粒子B1が出射される。そして荷電粒子B1は、その飛行中にガスと相互作用を生じて、さらに電離電子B2を生じる。この電離電子B2は、それぞれ貫通孔227B,227Cに入射して、電界Eによって加速されて電子増殖を生じることでシンチレーション光SC1,SC2を生じる。このような場合にも、中性子N2が入射した位置と、シンチレーション光SC1,SC2が生じる貫通孔227B,227Cとの位置が異なるので、対応関係が弱い。この場合、CCDカメラなどを利用して二次元画像を得ると、撮像対象物の境界が不鮮明になりやすい。つまり、解像度が低下する。   For example, it is assumed that neutron N1 is incident so as to pass through through hole 227A. In this case, since the conversion film 223 does not exist on the through hole 227A, the charged particle B1 is not generated by the neutron N1. Therefore, the neutron N1 cannot be detected. On the other hand, for example, a case where neutron N2 enters the conversion film 223 is assumed. In this case, charged particles B1 are emitted from the conversion film 223. The charged particle B1 interacts with the gas during the flight, and further generates ionized electrons B2. The ionized electrons B2 enter the through holes 227B and 227C, respectively, and are accelerated by the electric field E to cause electron multiplication, thereby generating scintillation light SC1 and SC2. Even in such a case, since the position where the neutron N2 is incident and the positions of the through holes 227B and 227C where the scintillation lights SC1 and SC2 are generated are different, the correspondence is weak. In this case, when a two-dimensional image is obtained using a CCD camera or the like, the boundary of the imaging object tends to become unclear. That is, the resolution decreases.

一方、図3に示されるように、本実施形態に係る比例計数管1は、変換膜23が貫通孔27の開口27aを塞いでいる。換言すると、本実施形態に係る比例計数管1は、ドリフト領域Pを有しない。この構成の相違を言い換えると、上述したように比較例1の比例計数管100では、荷電粒子B1がガスを電離させて電離電子B2を生じる領域(ドリフト領域P)と、電離電子B2による増殖が生じる領域(貫通孔127)とが別の領域であるとも言える。本実施形態に係る比例計数管1は、荷電粒子B1(アルファ粒子A等)がガスを電離させて電離電子B2(電子)を生じる領域と、電離電子B2(電子C)による増殖が生じる領域とが同じ領域(貫通孔27)であると言える。   On the other hand, as shown in FIG. 3, in the proportional counter 1 according to the present embodiment, the conversion film 23 blocks the opening 27 a of the through hole 27. In other words, the proportional counter 1 according to the present embodiment does not have the drift region P. In other words, in the proportional counter 100 of Comparative Example 1, as described above, the charged particle B1 ionizes the gas to generate ionized electrons B2 (drift region P), and the proliferation by the ionized electrons B2 occurs. It can be said that the generated region (through hole 127) is a different region. The proportional counter 1 according to the present embodiment includes a region where charged particles B1 (alpha particles A or the like) ionize gas to generate ionized electrons B2 (electrons), and a region where proliferation due to ionized electrons B2 (electrons C) occurs. Can be said to be the same region (through hole 27).

そうすると、例えば、変換膜23の裏面23bにおいて、貫通孔27Aに露出した領域23b1から出射されたアルファ粒子A等は、直ちに領域23b1の直下にある貫通孔27Aに入射する。すなわち、隣接する別の貫通孔27B,27Cにアルファ粒子A等が入射することがない。貫通孔27Aに入射したアルファ粒子A等は、貫通孔27Aに充満するガスと相互作用し、電子Cを生じる。そして、貫通孔27の軸方向(キャピラリープレート21の厚み方向)には電界Eが生じているので、貫通孔27のそれぞれがアバランシェ領域として機能する。この電子増殖時にシンチレーション光SCが生じる。従って、アルファ粒子A等が出射された位置と貫通孔27Aの位置とが関連付けられるので、対応関係を強めることができる。換言すると、アルファ粒子A等の飛行による電子Cの広がりを貫通孔27の内部に留めることができる。従って、解像度の低下を抑制することができる。要するに、比例計数管1は、ガスの滞留空間を確保しつつ、変換膜23とキャピラリープレート21を近接させることにより分解能が向上する。   Then, for example, on the back surface 23b of the conversion film 23, the alpha particles A and the like emitted from the region 23b1 exposed to the through hole 27A immediately enter the through hole 27A immediately below the region 23b1. That is, alpha particles A or the like do not enter the other adjacent through holes 27B and 27C. The alpha particles A and the like incident on the through hole 27A interact with the gas filling the through hole 27A and generate electrons C. Since the electric field E is generated in the axial direction of the through hole 27 (the thickness direction of the capillary plate 21), each of the through holes 27 functions as an avalanche region. Scintillation light SC is generated during this electron multiplication. Therefore, since the position where the alpha particles A and the like are emitted is associated with the position of the through hole 27A, the correspondence can be strengthened. In other words, the spread of electrons C due to the flight of alpha particles A or the like can be kept inside the through hole 27. Therefore, it is possible to suppress a decrease in resolution. In short, the proportional counter 1 improves the resolution by bringing the conversion film 23 and the capillary plate 21 close to each other while ensuring a gas retention space.

本実施形態に係る比例計数管1は、中性子Nが入射した位置において生じるアルファ粒子A等の広がりをキャピラリープレート21によって制限する。そして、アルファ粒子A等とガスの相互作用で生じ、電子増殖に寄与する電子Cが、中性子Nの入射位置に対応したチャネル(貫通孔27)内部に限定されるので、光検出部51において取得される二次元光像の境界が鮮明になる。さらに、本実施形態の比例計数管1は、増倍動作に要する電界Eを生じさせるための上側電極16と変換膜23とを一体化している。従って、比較例1のように、キャピラリープレート21と変換膜23との間にドリフト領域Pを設ける構成と比較すると、組立が容易になる。   The proportional counter 1 according to the present embodiment limits the spread of alpha particles A and the like generated at the position where the neutron N is incident by the capillary plate 21. The electrons C generated by the interaction of the alpha particles A and the like with the gas and contributing to the electron multiplication are limited to the inside of the channel (through hole 27) corresponding to the incident position of the neutron N, and thus acquired by the light detection unit 51. The boundary of the two-dimensional light image to be made becomes clear. Furthermore, the proportional counter 1 of the present embodiment integrates the upper electrode 16 and the conversion film 23 for generating the electric field E required for the multiplication operation. Therefore, as compared with the configuration in which the drift region P is provided between the capillary plate 21 and the conversion film 23 as in the comparative example 1, the assembly is facilitated.

さらに、本実施形態の比例計数管1は、比較例2の比例計数管200と比較すると、中性子Nの検出に寄与する変換膜23の面積が大きい。具体的には、本実施形態の比例計数管1では、主として、貫通孔27上の変換膜23が中性子Nの検出に寄与する。一方、比較例2の比例計数管1では、キャピラリープレート21の主面21a上の変換膜23が中性子Nの検出に寄与する。キャピラリープレート21の主面21aにおいて、貫通孔27の開口面積が残りの面積よりも大きい。従って、本実施形態の比例計数管1は、比較例2の比例計数管200と比較すると、中性子Nの検出に寄与する変換膜23の面積が大きくなる。従って、比例計数管1は、検出効率を高めることができる。   Furthermore, the proportional counter 1 of the present embodiment has a larger area of the conversion film 23 that contributes to the detection of neutrons N than the proportional counter 200 of Comparative Example 2. Specifically, in the proportional counter 1 of the present embodiment, the conversion film 23 on the through hole 27 mainly contributes to the detection of the neutron N. On the other hand, in the proportional counter 1 of Comparative Example 2, the conversion film 23 on the main surface 21a of the capillary plate 21 contributes to the detection of neutrons N. In the main surface 21a of the capillary plate 21, the opening area of the through hole 27 is larger than the remaining area. Therefore, the proportional counter 1 of this embodiment has a larger area of the conversion film 23 that contributes to the detection of the neutrons N than the proportional counter 200 of the comparative example 2. Therefore, the proportional counter 1 can increase the detection efficiency.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る比例計数管について説明する。図6に示されるように、第2実施形態に係る比例計数管1Aは、変換部3Aのキャピラリープレート21Aに設けられた貫通孔31の構造が第1実施形態に係る比例計数管1の貫通孔27と相違する。以下、キャピラリープレート21A、上側電極膜24A及び下側電極膜26Aについて説明し、共通する部品及び構造については説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a proportional counter according to the second embodiment will be described. As shown in FIG. 6, in the proportional counter 1A according to the second embodiment, the structure of the through-hole 31 provided in the capillary plate 21A of the conversion unit 3A is the through-hole of the proportional counter 1 according to the first embodiment. 27. Hereinafter, the capillary plate 21A, the upper electrode film 24A, and the lower electrode film 26A will be described, and descriptions of common parts and structures will be omitted.

キャピラリープレート21Aには、複数の貫通孔31が設けられる。さらにキャピラリープレート21Aには、複数のテーパ孔32が設けられる。このようなテーパ孔32を有する構成は、ファネル型とも呼ぶことができる。テーパ孔32は、キャピラリープレート21Aの主面21aに設けられる。そして、テーパ孔32は、その中心軸線が貫通孔31の中心軸線と重複する。テーパ孔32の一方の開口は、主面21aに設けられる。テーパ孔32の他方の開口は、貫通孔31に繋がっている。そして、一方の開口の内径(D2)は、他方の開口の内径(D1)より大きい(図7の(a)部参照)。   A plurality of through holes 31 are provided in the capillary plate 21A. Furthermore, a plurality of tapered holes 32 are provided in the capillary plate 21A. Such a configuration having the tapered hole 32 can also be called a funnel type. The tapered hole 32 is provided in the main surface 21a of the capillary plate 21A. The central axis of the tapered hole 32 overlaps with the central axis of the through hole 31. One opening of the tapered hole 32 is provided in the main surface 21a. The other opening of the tapered hole 32 is connected to the through hole 31. And the internal diameter (D2) of one opening is larger than the internal diameter (D1) of the other opening (refer the (a) part of FIG. 7).

主面21aは、テーパ孔32の間に形成された平面部21a1及び稜部21a2を含む。これら平面部21a1及び稜部21a2を覆うように、上側電極膜24Aが設けられる。また、テーパ孔32は、テーパ面33によって囲まれた領域である。このテーパ面33は、主面21aと貫通孔27の内壁面27cとの間の角部に設けられる。このテーパ面33上にも、上側電極膜24Aが設けられる。   The main surface 21a includes a flat surface portion 21a1 and a ridge portion 21a2 formed between the tapered holes 32. The upper electrode film 24A is provided so as to cover the flat portion 21a1 and the ridge portion 21a2. The tapered hole 32 is a region surrounded by the tapered surface 33. The tapered surface 33 is provided at a corner between the main surface 21 a and the inner wall surface 27 c of the through hole 27. The upper electrode film 24A is also provided on the tapered surface 33.

図7の(a)部に示されるように、このようなテーパ孔32と貫通孔31とによれば、キャピラリープレート21Aの厚み方向に沿って貫通孔31の内径D1からテーパ孔32の内径D2まで徐々に拡大する。つまり、第1実施形態のように貫通孔27の一方の開口が主面21aに設けられた構成と比較すると、貫通孔31と連通する空間に露出する変換膜23の面積が大きくなる。   As shown in FIG. 7A, according to the tapered hole 32 and the through hole 31, the inner diameter D2 of the tapered hole 32 from the inner diameter D1 of the through hole 31 along the thickness direction of the capillary plate 21A. Gradually expand until. That is, as compared with the configuration in which one opening of the through hole 27 is provided in the main surface 21a as in the first embodiment, the area of the conversion film 23 exposed to the space communicating with the through hole 31 is increased.

より具体的には、第1実施形態の比例計数管1(図7の(b)部参照)では、貫通孔27の間における主面21aの直上においてアルファ粒子A1a等が生じると、何れの貫通孔27にもアルファ粒子A1a等が入射しない場合が生じ得る。一方、第2実施形態の比例計数管1Aでは、貫通孔31の間における平面部21a1が小さくなるので、アルファ粒子A1等が貫通孔27に入射する機会を高めることができる。例えば、貫通孔27Aの内径D3が貫通孔31の内径D1と同じであるとすると、第2実施形態に係る比例計数管1Aは、テーパ孔32の開口面積と貫通孔31の開口面積の差分だけ、アルファ粒子A1等を受け入れる面積が拡大する。つまり、アルファ粒子A1等とガスとの接触領域が増大するので、中性子Nの検出効率を高めることが可能になる。   More specifically, in the proportional counter 1 of the first embodiment (see the part (b) in FIG. 7), when alpha particles A1a or the like are generated immediately above the main surface 21a between the through holes 27, any penetration is made. There may be a case where alpha particles A1a and the like do not enter the hole 27 as well. On the other hand, in the proportional counter 1A of the second embodiment, since the flat portion 21a1 between the through holes 31 is small, the chance that the alpha particles A1 and the like are incident on the through holes 27 can be increased. For example, if the inner diameter D3 of the through hole 27A is the same as the inner diameter D1 of the through hole 31, the proportional counter 1A according to the second embodiment is the difference between the opening area of the tapered hole 32 and the opening area of the through hole 31. The area for receiving the alpha particles A1 and the like is enlarged. That is, since the contact area between the alpha particle A1 and the like and the gas increases, the detection efficiency of the neutron N can be increased.

また、第1実施形態の比例計数管1との相違は、開口率によっても示すことができる。開口率とは、キャピラリープレート21の単位面積あたりに占める貫通孔27の開口面積である。例えば、第1実施形態の比例計数管1の開口率は50以上70以下であるのに対し、第2実施形態の比例計数管1Aの開口率は70以上98以下である。   The difference from the proportional counter 1 of the first embodiment can also be indicated by the aperture ratio. The aperture ratio is the opening area of the through hole 27 occupying per unit area of the capillary plate 21. For example, the opening ratio of the proportional counter 1 of the first embodiment is 50 or more and 70 or less, whereas the opening ratio of the proportional counter 1A of the second embodiment is 70 or more and 98 or less.

従って、第2実施形態に係る比例計数管1Aによれば、中性子Nをアルファ粒子A等に変換する機会を増加させることが可能になる。これにより、中性子Nの検出効率を高めることができる。   Therefore, according to the proportional counter 1A according to the second embodiment, it is possible to increase the opportunity to convert the neutron N into alpha particles A or the like. Thereby, the detection efficiency of neutron N can be improved.

また、テーパ孔32は、キャピラリープレート21Aにおける主面21a近傍の一部分に設けられる。従って、テーパ孔32の存在がキャピラリープレート21Aの強度に及ぼす影響はごくわずかである。従って、比例計数管1Aは、キャピラリープレート21Aの強度を損なうことなく、中性子Nの検出効率を高めることができる。   The tapered hole 32 is provided in a part of the capillary plate 21A near the main surface 21a. Accordingly, the influence of the presence of the tapered hole 32 on the strength of the capillary plate 21A is negligible. Therefore, the proportional counter 1A can increase the detection efficiency of the neutron N without impairing the strength of the capillary plate 21A.

さらに、テーパ孔32によれば、内径の拡大は主面21a近傍の一部分である。そうすると、貫通孔31同士を隔てる隔壁の厚さは、第1実施形態に係るキャピラリープレート21と同等に保たれる。従って、アルファ粒子A等が貫通孔31同士を隔てる隔壁を透過することが抑制されるので、分解能の低下を抑制できる。   Furthermore, according to the taper hole 32, the enlargement of the inner diameter is a part near the main surface 21a. Then, the thickness of the partition wall that separates the through holes 31 is kept equal to that of the capillary plate 21 according to the first embodiment. Accordingly, the alpha particles A and the like are prevented from passing through the partition walls that separate the through holes 31, so that a reduction in resolution can be suppressed.

<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係る比例計数管1Bについて説明する。図8及び図9に示されるように、第3実施形態に係る比例計数管1Bは、第2実施形態に係る比例計数管1Aの構成に加えて、さらに変換部3Bが追加変換膜34(第3変換部)を有する点で、第2実施形態に係る比例計数管1Aと相違する。従って、キャピラリープレート21A、上側電極膜24A及び下側電極膜26Aの構成は、第2実施形態に係る比例計数管1Aと同じである。
<Third Embodiment>
Next, a proportional counter 1B according to the third embodiment will be described. As shown in FIGS. 8 and 9, in addition to the configuration of the proportional counter 1A according to the second embodiment, the proportional counter 1B according to the third embodiment further includes an additional conversion film 34 (first It differs from the proportional counter 1A according to the second embodiment in that it has (3 conversion units). Accordingly, the configurations of the capillary plate 21A, the upper electrode film 24A, and the lower electrode film 26A are the same as those of the proportional counter 1A according to the second embodiment.

具体的には、追加変換膜34は、上側電極膜24Aを覆うように設けられる。この構成によれば、変換膜23は、追加変換膜34及び上側電極膜24Aを介してキャピラリープレート21Aに接触する。上側電極膜24Aはテーパ面33上に設けられているので、テーパ面33は変換膜23と対面している。従って、追加変換膜34も変換膜23の裏面23bと対面する。   Specifically, the additional conversion film 34 is provided so as to cover the upper electrode film 24A. According to this configuration, the conversion film 23 contacts the capillary plate 21A via the additional conversion film 34 and the upper electrode film 24A. Since the upper electrode film 24 </ b> A is provided on the tapered surface 33, the tapered surface 33 faces the conversion film 23. Therefore, the additional conversion film 34 also faces the back surface 23 b of the conversion film 23.

第3実施形態に係る比例計数管1Bによれば、第2実施形態に係る比例計数管1Aと同様の効果を得ることができる。すなわち、テーパ孔32によって変換膜23において生じたアルファ粒子A等をより受け入れ易くすることができる。   According to the proportional counter 1B according to the third embodiment, the same effects as those of the proportional counter 1A according to the second embodiment can be obtained. That is, alpha particles A and the like generated in the conversion film 23 can be more easily received by the tapered holes 32.

図9に示されるように、第3実施形態に係る比例計数管1Bは、上記効果に加えてさらに追加的な効果を奏する。中性子Nは、アルファ粒子A等を生じることなく変換膜23を透過することもある。比例計数管1Bは、変換膜23を透過した中性子Nをさらに追加変換膜34(具体的にはテーパ面33上における追加変換膜34の領域)に入射させることができる。従って、この追加変換膜34によれば、中性子Nをアルファ粒子A等に変換する変換膜の面積を増加させることになる。従って、中性子Nをアルファ粒子A等に変換する機会をさらに高めることが可能になるので、中性子Nの検出効率をさらに高めることができる。   As shown in FIG. 9, the proportional counter 1B according to the third embodiment has an additional effect in addition to the above effects. The neutron N may pass through the conversion film 23 without generating alpha particles A or the like. The proportional counter 1B can make the neutron N transmitted through the conversion film 23 further enter the additional conversion film 34 (specifically, the region of the additional conversion film 34 on the tapered surface 33). Therefore, according to this additional conversion film 34, the area of the conversion film for converting neutrons N to alpha particles A or the like is increased. Therefore, the opportunity to convert the neutron N into alpha particles A or the like can be further increased, so that the detection efficiency of the neutron N can be further increased.

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

第1実施形態に係る変換膜23は、導電性を有していた。この場合、基板部22の電位(HV1)、上側電極膜24の電位(HV2)及び下側電極膜26の電位(HV3)の関係は、HV1=HV2<HV3となる。しかし、図10の(a)部に示されるように、変形例1に係る変換部3Cにおける変換膜23Aは、絶縁性を有するものであってもよい。この場合、基板部22の電位(HV1)、上側電極膜24の電位(HV2)及び下側電極膜26の電位(HV3)の関係は、HV1<HV2<HV3となる。   The conversion film 23 according to the first embodiment has conductivity. In this case, the relationship among the potential (HV1) of the substrate portion 22, the potential (HV2) of the upper electrode film 24, and the potential (HV3) of the lower electrode film 26 is HV1 = HV2 <HV3. However, as illustrated in part (a) of FIG. 10, the conversion film 23 </ b> A in the conversion unit 3 </ b> C according to Modification 1 may have insulating properties. In this case, the relationship among the potential (HV1) of the substrate portion 22, the potential (HV2) of the upper electrode film 24, and the potential (HV3) of the lower electrode film 26 is HV1 <HV2 <HV3.

第1実施形態に係る上側電極16は、基板部22、変換膜23及び上側電極膜24により構成されていた。例えば、図10の(b)部に示されるように、変形例2に係る変換部3Dの上側電極16Aは、上側電極膜24を含んでおらず、基板部22及び変換膜23により構成されてもよい。基板部22及び変換膜23は、共に導電性を有する。具体的には、キャピラリープレート21の主面21aに上側電極膜24が設けられていない。従って、主面21aには変換膜23が直接に接触する。この場合、基板部22の電位(HV1)及び下側電極膜26の電位(HV3)の関係は、HV1<HV3となる。なお、図10の(b)部に示される構成では、変換膜23が導電性を有するので、正の電荷が変換膜23の裏面23bに滞留することを抑制できる。   The upper electrode 16 according to the first embodiment is configured by the substrate portion 22, the conversion film 23, and the upper electrode film 24. For example, as illustrated in part (b) of FIG. 10, the upper electrode 16A of the conversion unit 3D according to Modification 2 does not include the upper electrode film 24, and is configured by the substrate unit 22 and the conversion film 23. Also good. The substrate part 22 and the conversion film 23 are both conductive. Specifically, the upper electrode film 24 is not provided on the main surface 21 a of the capillary plate 21. Therefore, the conversion film 23 is in direct contact with the main surface 21a. In this case, the relationship between the potential (HV1) of the substrate portion 22 and the potential (HV3) of the lower electrode film 26 is HV1 <HV3. In the configuration shown in part (b) of FIG. 10, since the conversion film 23 has conductivity, it is possible to prevent positive charges from staying on the back surface 23 b of the conversion film 23.

1,1A,1B,100,200…比例計数管、2,102,202…チャンバ(容器)、3,3A,3C,3D,103…変換部、4…筐体部、4a…側管、6…入射面板、7…出射窓部、8…窓本体、9…透明電極、11…電圧付与部、12…電源、13,13A,13B…抵抗素子、14…電気回路、16,16A…上側電極、17…下側電極、18…信号グラウンド、19,119…コンバータ基板、21,21A,121,221…キャピラリープレート(第2変換部)、21a1…平面部、21a2…稜部、22,122…基板部、23a…主面(第1入射面)、23b…裏面(第1出射面)、21a…主面(第2入射面)、21b…裏面(第2出射面)、23,23A,123,223…変換膜(第1変換部)、24,24A…上側電極膜、26,26A…下側電極膜、27,27A,27B,31,127A,127B,127B,227A,227B,227C…貫通孔、27a…開口、27c…内壁面、28…支持部、29…連結部、32…テーパ孔、33…テーパ面、34…追加変換膜、50…中性子撮像システム、51…光検出部、8a,22a,121a,221a…主面、6b,8b,22b,121b,123b…裏面、124,126…電極膜、A…アルファ粒子、C…電子、F…真空チャンバ、D1,D2…内径、E…電界、G…ガス、N,N1,N2…中性子、SC,SC1,SC2…シンチレーション光、S…サブアセンブリ、P…ドリフト領域。 1, 1A, 1B, 100, 200 ... proportional counter, 2, 102, 202 ... chamber (container), 3, 3A, 3C, 3D, 103 ... conversion part, 4 ... housing part, 4a ... side pipe, 6 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Incident face plate, 7 ... Output window part, 8 ... Window main body, 9 ... Transparent electrode, 11 ... Voltage application part, 12 ... Power supply, 13, 13A, 13B ... Resistance element, 14 ... Electric circuit, 16, 16A ... Upper electrode 17 ... lower electrode, 18 ... signal ground, 19, 119 ... converter substrate, 21, 21A, 121, 221 ... capillary plate (second conversion part), 21a1 ... flat part, 21a2 ... ridge part, 22, 122 ... Substrate part, 23a ... main surface (first incident surface), 23b ... back surface (first exit surface), 21a ... main surface (second entrance surface), 21b ... back surface (second exit surface), 23, 23A, 123 , 223 ... Conversion membrane (first conversion part), 24, 24A Upper electrode film, 26, 26A ... lower electrode film, 27, 27A, 27B, 31, 127A, 127B, 127B, 227A, 227B, 227C ... through hole, 27a ... opening, 27c ... inner wall surface, 28 ... support part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 ... Connection part, 32 ... Tapered hole, 33 ... Tapered surface, 34 ... Additional conversion film, 50 ... Neutron imaging system, 51 ... Photodetection part, 8a, 22a, 121a, 221a ... Main surface, 6b, 8b, 22b, 121b, 123b ... back surface, 124, 126 ... electrode film, A ... alpha particle, C ... electron, F ... vacuum chamber, D1, D2 ... inner diameter, E ... electric field, G ... gas, N, N1, N2 ... neutron, SC , SC1, SC2 ... scintillation light, S ... subassembly, P ... drift region.

Claims (7)

中性子を第1入射面から受け入れて、前記中性子に対応する荷電粒子を生じると共に前記荷電粒子を第1出射面から出射する第1変換部と、
前記荷電粒子を前記第1出射面に対面する第2入射面から受け入れて、前記荷電粒子によってガスを電離させることにより電離電子を生じさせながら前記電離電子に基づくシンチレーション光を生じ、前記シンチレーション光を第2出射面から出射する第2変換部と、
前記第2入射面から前記第2出射面に向かう方向に前記電離電子を導く電界を生じさせる電界発生部と、
前記第1変換部、前記第2変換部、前記電界発生部及び前記ガスを収容すると共に前記中性子を前記第1変換部に導く入射窓部と前記シンチレーション光を出射する出射窓部とを有する容器と、を備え、
前記第2変換部には、前記第2入射面から前記第2出射面に貫通する二次元状に配置された複数の貫通孔が設けられ、
前記第1変換部は、前記貫通孔の前記第2入射面側の開口を塞ぐ、比例計数管。
A first converter that receives neutrons from a first incident surface, generates charged particles corresponding to the neutrons, and emits the charged particles from a first emission surface;
The charged particles are received from a second incident surface facing the first emission surface, and ionized electrons are generated by ionizing a gas by the charged particles to generate scintillation light based on the ionized electrons. A second converter that exits from the second exit surface;
An electric field generator for generating an electric field for guiding the ionized electrons in a direction from the second incident surface toward the second emission surface;
A container that includes the first conversion unit, the second conversion unit, the electric field generation unit, and the gas, and an incident window unit that guides the neutrons to the first conversion unit and an emission window unit that emits the scintillation light. And comprising
The second conversion unit is provided with a plurality of two-dimensionally arranged through holes penetrating from the second incident surface to the second emission surface,
The first conversion unit is a proportional counter that closes the opening on the second incident surface side of the through hole.
前記第2変換部には、前記第2出射面と前記貫通孔の内壁面との間の角部に設けられ、前記第2入射面から前記第2出射面に向かう方向に沿って内径が小さくなるテーパ孔がさらに設けられる、請求項1に記載の比例計数管。   The second conversion portion is provided at a corner between the second exit surface and the inner wall surface of the through hole, and has a small inner diameter along a direction from the second entrance surface to the second exit surface. The proportional counter of claim 1, further comprising a tapered hole. 前記テーパ孔を形成するテーパ面に設けられ、前記中性子を受けて前記荷電粒子を生じる第3変換部をさらに備える、請求項2に記載の比例計数管。   The proportional counter according to claim 2, further comprising a third conversion unit that is provided on a tapered surface that forms the tapered hole and generates the charged particles upon receiving the neutrons. 前記電界発生部は、前記第2変換部を挟むように設けられた第1電極部及び第2電極部を有し、
前記第1電極部は、前記第2変換部の前記第2入射面に設けられた電極であり、
し、
前記第2電極部は、前記第2変換部の前記第2出射面に設けられた電極である、請求項1〜3の何れか一項に記載の比例計数管。
The electric field generation unit includes a first electrode unit and a second electrode unit provided so as to sandwich the second conversion unit,
The first electrode part is an electrode provided on the second incident surface of the second conversion part,
And
The proportional counter according to claim 1, wherein the second electrode unit is an electrode provided on the second emission surface of the second conversion unit.
前記第1変換部は、導電性を有する、請求項4に記載の比例計数管。   The proportional counter according to claim 4, wherein the first conversion unit has conductivity. 前記第1変換部は、絶縁性を有する、請求項4に記載の比例計数管。   The proportional counter according to claim 4, wherein the first converter has an insulating property. 比例計数管と、
前記比例計数管から出射されるシンチレーション光を受ける光検出部と、を備え、
前記比例計数管は、
中性子を第1入射面から受け入れて、前記中性子に対応する荷電粒子を生じると共に前記荷電粒子を第1出射面から出射する第1変換部と、
前記荷電粒子を前記第1出射面に対面する第2入射面から受け入れて、前記荷電粒子によってガスを電離させることにより電離電子を生じさせながら前記電離電子に基づくシンチレーション光を生じ、前記シンチレーション光を第2出射面から出射する第2変換部と、
前記第2入射面から前記第2出射面に向かう方向に前記電離電子を導く電界を生じさせる電界発生部と、
前記第1変換部、前記第2変換部、前記電界発生部及び前記ガスを収容すると共に前記中性子を前記第1変換部に導く入射窓部と前記シンチレーション光を出射する出射窓部とを有する容器と、を備え、
前記第2変換部には、前記第2入射面から前記第2出射面に貫通する二次元状に配置された複数の貫通孔が設けられ、
前記第1変換部は、前記貫通孔の前記第2入射面側の開口を塞ぐ、中性子撮像システム。
A proportional counter;
A light detection unit that receives the scintillation light emitted from the proportional counter,
The proportional counter is
A first converter that receives neutrons from a first incident surface, generates charged particles corresponding to the neutrons, and emits the charged particles from a first emission surface;
The charged particles are received from a second incident surface facing the first emission surface, and ionized electrons are generated by ionizing a gas by the charged particles to generate scintillation light based on the ionized electrons. A second converter that exits from the second exit surface;
An electric field generator for generating an electric field for guiding the ionized electrons in a direction from the second incident surface toward the second emission surface;
A container that includes the first conversion unit, the second conversion unit, the electric field generation unit, and the gas, and an incident window unit that guides the neutrons to the first conversion unit and an emission window unit that emits the scintillation light. And comprising
The second conversion unit is provided with a plurality of two-dimensionally arranged through holes penetrating from the second incident surface to the second emission surface,
The first conversion unit is a neutron imaging system that blocks an opening on the second incident surface side of the through hole.
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