JP2022188544A

JP2022188544A - 放射線検出器

Info

Publication number: JP2022188544A
Application number: JP2021096663A
Authority: JP
Inventors: 和哉石澤; Kazuya Ishizawa; 憲之疋田; Noriyuki Hikita
Original assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-12-21

Abstract

【課題】検出効率が安定した放射線検出器を提供する。【解決手段】放射線検出器１０は、容器１１と、容器１１内に配置された陽極１６と、容器１１内に封入された電離ガス２１と、容器１１に設けられた放射線入射部材２３と、を備える。容器１１は、放射線が通過する開口部２２と、開口部２２の周辺域に設けられ、放射線入射部材２３の周辺部が接合される接合面２４と、開口部２２と接合面２４との間に設けられ、開口部２２の外形よりも大きい空間部２６と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、放射線を検出する放射線検出器に関する。

従来、放射線検出器の種類に、蛍光エックス線を測定する比例計数管がある。この比例計数管は、容器内に陽極が配置されるとともに電離ガスが封入されている。容器には、放射線入射窓として開口部が設けられ、この開口部を密封するように放射線入射部材が接合されている。

放射線入射部材は、容器の開口部の周辺域に接着剤またはろう材により接合されている。接着剤を使用する場合は、容器と放射線入射部材との気密性を維持するために、接着剤の使用量を多くする必要がある。また、ろう材については、溶融した後のろう流れを制御することが難しい。このことから、接着剤またはろう材のいずれも、容器の接合面と放射線入射部材との間から開口部内にはみ出してしまうことがある。

接着剤またはろう材が開口部内にはみ出した場合、接着剤またはろう材により容器内に入射する蛍光エックス線を遮蔽してしまうため、放射線検出器の検出効率にばらつきが生じる。

特開平５－２９０７９４号公報

本発明が解決しようとする課題は、検出効率が安定した放射線検出器を提供することにある。

本実施形態の放射線検出器は、容器と、容器内に配置された陽極と、容器内に封入された電離ガスと、容器に設けられた放射線入射部材と、を備える。容器は、放射線が通過する開口部と、開口部の周辺域に設けられ、放射線入射部材の周辺部が接合される接合面と、開口部と接合面との間に設けられ、開口部の外形よりも大きい空間部と、を有する。

一実施形態を示す放射線検出器の断面図である。同上放射線検出器の側面図である。比較例の放射線検出器の断面図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１および図２に、本実施形態の放射線検出器１０を示す。放射線検出器１０は、蛍光エックス線などの放射線を測定する比例計数管である。

放射線検出器１０は、密封容器である容器１１を備えている。容器１１は、例えばステンレス製で、直径が２５．４ｍｍから５０．８ｍｍの筒状に設けられている。容器１１は、円筒状の容器本体１２と、この容器本体１２の両端面を密封する端面部１３，１４とを有している。一方の端面部１３には、容器１１内に放射線を入射するための放射線入射窓１５が設けられている。

容器１１の軸心には、線径が１０μｍから５０μｍの陽極１６が配置されている。陽極１６の一端は、端面部１３に取り付けられた支持部材１７に絶縁部材１８を介して支持され、他端は電極１９に連結され、この電極１９が絶縁部材２０を介して他方の端面部１４に支持されているとともに容器１１の外部に突出されている。支持部材１７および絶縁部材１８は、放射線入射窓１５に対向する領域から外れた位置に配置されている。

容器１１内には、放射線を吸収し、電離する例えばネオン、クリプトン、キセノンなどの希ガスを主成分とした電離ガス２１が封入されている。

また、容器１１の放射線入射窓１５は、端面部１３を貫通する開口部２２を有し、この開口部２２が放射線入射部材２３によって密封されている。

開口部２２は、長孔状に形成されている。端面部１３の内面側において、開口部２２の周辺域には、放射線入射部材２３の周辺部を接合する接合面２４が設けられている。さらに、端面部１３の内面側において、開口部２２の周辺域には、開口部２２と接合面２４との間に段差部２５が設けられ、この段差部２５によって開口部２２と接合面２４との間に空間部２６が設けられている。空間部２６の外形は、開口部２２の外形よりも大きく、接合面２４よりも小さい関係にある。これら接合面２４、段差部２５および空間部２６は、開口部２２の形状に近似した長溝状に形成されている。

放射線入射部材２３は、放射線の透過率に優れた例えばベリリウムなどの材料によって形成されている。放射線入射部材２３は、開口部２２の形状に近似した長円形の平板状に形成されている。放射線入射部材２３は、周辺部が接着剤またはろう材などの接合材２７により接合面２４に接合され、開口部２２を密封している。

そして、放射線検出器１０では、放射線が開口部２２から放射線入射部材２３を透過して容器１１内に入射し、容器１１内の電離ガス２１と相互作用すると、電離ガス２１が電離し、電子とイオンの対が生成される。この際、電子とイオンの対の数は、入射した放射線のエネルギーに応じた数となる。ここで生成された電子が、陽極１６と陰極である容器１１との間に印加した例えば２０００Ｖ前後の電位差によって陽極１６に引かれ、陽極１６付近の強い電界により増幅され、これが電気パルス信号として電極１９から外部に出力される。この電気パルス信号の波高は入射した放射線エネルギーに依存するため、電気パルス信号の波高値から、入射した放射線のエネルギーを知ることができる。

ここで、図３に比較例の放射線検出器１０の構成を示し、この放射線検出器１０では、開口部２２と接合面２４との間に空間部２６が設けられておらず、開口部２２と接合面２４とが直接的に隣り合う配置となる。

放射線入射部材２３は、容器１１の接合面２４に接合材２７により接合されるが、接合材２７が接着剤を使用する場合、容器１１と放射線入射部材２３との気密性を維持するために、接着剤の使用量を多くする必要があり、また、ろう材を使用する場合、溶融した後のろう流れを制御することが難しい。このことから、容器１１の接合面２４と放射線入射部材２３との間から接合材２７がはみ出してしまうことがある。接合材２７のはみ出しは、放射線入射部材２３の外周側へのはみ出しと、開口部２２へのはみ出しとがある。

接合材２７が開口部２２内にはみ出した場合、接合材２７により容器１１内に入射する放射線を遮蔽してしまうため、放射線検出器１０の検出効率にばらつきが生じる。この場合、３０ｋｅＶ以下の低エネルギーの放射線を測定する場合、放射線検出器１０の検出効率のばらつきが顕著となる。

それに対して、図１に示す本実施形態の放射線検出器１０では、開口部２２と接合面２４との間に空間部２６が設けられているため、容器１１の接合面２４と放射線入射部材２３との間から開口部２２の方向へ向けて接合材２７がはみ出したとしても、その接合材２７を空間部２６内に受け入れて開口部２２にはみ出すのを防止できる。そのため、検出効率が安定した放射線検出器１０を提供できる。

しかも、空間部２６の存在により放射線入射部材２３の応力を逃がすことができる。

なお、開口部２２と接合面２４との間には、開口部２２を設けることに限らず、例えば、開口部２２の周辺域に沿って接合面２４に溝を設けてもよい。この場合、溝よりも外側において接合面２４と放射線入射部材２３の周辺部とを接合材２７で接合することにより、接合面２４と放射線入射部材２３との間から開口部２２の方向へ向けてはみ出す接合材２７を溝に受け入れ、開口部２２内への接合材２７のはみ出しを防止できる。

したがって、空間部２６や溝を含めて、接合面２４と放射線入射部材２３との間から開口部２２の方向へ向けてはみ出す接合材２７を受け入れる接合材受部２８が設けられていればよい。また、接合材受部２８は、放射線入射部材２３に設けられていてもよい。

また、容器１１の容器本体１２の外周面に放射線入射窓１５が設けられる場合にも、上述した放射線入射窓１５の構成を適用してもよい。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１０放射線検出器
１１容器
１６陽極
２１電離ガス
２２開口部
２３放射線入射部材
２４接合面
２６空間部
２７接合材
２８接合材受部

Claims

容器と、
前記容器内に配置された陽極と、
前記容器内に封入された電離ガスと、
前記容器に設けられた放射線入射部材と、を備え、
前記容器は、
放射線が通過する開口部と、
前記開口部の周辺域に設けられ、前記放射線入射部材の周辺部が接合される接合面と、
前記開口部と前記接合面との間に設けられ、前記開口部の外形よりも大きい空間部と、を有する
ことを特徴とする放射線検出器。
容器と、
前記容器内に配置された陽極と、
前記容器内に封入された電離ガスと、
前記容器に設けられた放射線入射部材と、を備え、
前記容器は、
放射線が通過する開口部と、
前記開口部の周辺域に設けられ、前記放射線入射部材の周辺部が接合材によって接合される接合面と、
前記接合面と前記放射線入射部材との間から前記開口部の方向へ向けてはみ出す前記接合材を受け入れる接合材受部と、を有する
ことを特徴とする放射線検出器。