JP2023025252A - 検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部において前記電子検出器よりも前記第2部の側に位置し、前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記ドリフト電極よりも前記第2部の側に位置し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、
前記電子検出器と前記ドリフト電極とが対向する方向に沿って並ぶ複数のリング電極と、隣り合う2つの前記リング電極の間に位置するスペーサと、を含む補助ドリフト電極と、を備える、検出装置である。
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部において前記電子検出器よりも前記第1部の側に位置し、前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記電子検出器よりも前記第2部の側に位置し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、
前記電子検出器と前記ドリフト電極とが対向する方向に沿って並ぶ複数のリング電極と、隣り合う2つの前記リング電極の間に位置するスペーサと、を含む補助ドリフト電極と、を備える、検出装置である。
以下、本開示の第1の実施形態に係る検出装置10の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、検出装置10の概要について説明する。図1は、検出装置10の一例を示す斜視図である。図2は、図1の検出装置10の断面図である。
検出装置10は、容器20と、容器20の内部に位置する電子検出器30、ドリフト電極40及び放射線検出器50と、を備える。容器20は、例えばチャンバーである。容器20の内部には、アルゴンやキセノンなどの希ガスが少なくとも収容されている。容器20の内部には、希ガスに加えて、二酸化炭素やメタンなどの消光作用を有するクエンチングガスが収容されていてもよい。
例えば、検出素子51は、散乱された放射線によって励起されて蛍光を発するシンチレータと、蛍光を検出する光検出器と、を含んでいてもよい。光検出器は、例えばアバランシェフォトダイオードを含んでいてもよい。
検出素子51は、前記散乱された放射線を検出する半導体検出素子を含んでいてもよい。半導体検出素子は、例えば、テルル化亜鉛カドニウムを含む半導体を備えていてもよい。
次に、検出装置10の製造方法の一例を説明する。
次に、図5を参照して、検出装置10の作用の一例を説明する。図5においては、容器20を省略している。
図6は、第1変形例に係る検出装置10を示す断面図である。検出装置10は、電子検出器30とドリフト電極40との間に位置する電子増幅器60を備えていてもよい。電子増幅器60は、例えば第1方向D1において電子検出器30及びドリフト電極40に対向するよう配置されている。
図7は、第2変形例に係る検出装置10を示す断面図である。検出装置10は、電子検出器30とドリフト電極40との間に位置する補助ドリフト電極70を備えていてもよい。補助ドリフト電極70は、電子検出器30とドリフト電極40とが対向する方向に広がる面71を含む。例えば、面71は第1方向D1に広がっている。
図8は、第3変形例に係る検出装置10を示す断面図である。図8に示すように、放射線検出器50は、容器20の外部に位置していてもよい。例えば放射線検出器50は、第2部22の外側に位置していてもよい。放射線検出器50は、第2部22を挟んでドリフト電極40と対向していてもよい。
図9は、第4変形例に係る検出装置10を示す断面図である。検出装置10は、容器20の内部に位置する吸着材81を備えていてもよい。吸着材81は、容器20の内部に位置する電気部品から発生するアウトガスを吸着できる。例えば、吸着材81は、水蒸気、酸素などを吸着できる。吸着材81は、例えばチタンやジルコニウムなどの活性金属あるいは合金のゲッター材料、ゼオライトやシリカゲルなどの吸着材料、あるいはゲッターポンプなどである。
図10は、第5変形例に係る検出装置10を示す断面図である。検出装置10は、容器20の内部に位置する電気部品から発生するアウトガスを除去するための装置を備えていてもよい。例えば、検出装置10は、容器20に接続されている循環路82と、循環路82に挿入されているポンプ83及びフィルタ84と、を備えていてもよい。
図11は、第6変形例に係る検出装置10を示す断面図である。図11に示すように、ドリフト電極40は、複数の貫通孔41を含んでいてもよい。貫通孔41は、ドリフト電極40と放射線検出器50とが対向する方向において、例えば第1方向D1において、検出素子51と重なっていてもよい。
次に、本開示の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、第1の実施の形態において得られる作用効果が本実施の形態においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
次に、図14を参照して、検出装置10の作用の一例を説明する。図14においては、容器20を省略している。
次に、本開示の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態において、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、第1の実施の形態において得られる作用効果が本実施の形態においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
次に、図17を参照して、検出装置10の作用の一例を説明する。図17においては、容器20を省略している。
図18は、第1変形例に係る検出装置10を示す断面図である。検出装置10は、電子検出器30とドリフト電極40との間に位置する電子増幅器60を備えていてもよい。電子増幅器60は、例えば第2方向D2において電子検出器30及びドリフト電極40に対向するよう配置されている。電子増幅器60を用いることにより、計測する電子の量が増える。このため、電子の位置などをより高い精度で検出できる。
図19は、第3変形例に係る検出装置10を示す断面図である。図19に示すように、放射線検出器50は、容器20の外部に位置していてもよい。例えば放射線検出器50は、第2部22の外側に位置していてもよい。放射線検出器50は、第2部22に対向していてもよい。
第1の実施の形態の第2変形例の場合と同様に、検出装置10は、電子検出器30とドリフト電極40との間に位置する補助ドリフト電極70を備えていてもよい。第1の実施の形態の第4変形例の場合と同様に、検出装置10は、容器20の内部に位置する吸着材81を備えていてもよい。第1の実施の形態の第5変形例の場合と同様に、検出装置10は、容器20の内部に位置する電気部品から発生するアウトガスを除去するための装置を備えていてもよい。第1の実施の形態の第6変形例の場合と同様に、ドリフト電極40は、複数の貫通孔41を含んでいてもよい。
図21は、第1の共通変形例に係る容器20を示す斜視図である。図21に示すように、容器20は、第1部21及び側部23と、第1部21と側部23の間に位置するコーナー24と、を含んでいてもよい。第1部21は、平坦に広がっていてもよい。コーナー24は、第1部21及び側部23とは異なる方向に広がる面を含んでいてもよい。
図28及び図29は、第2の共通変形例に係る補助ドリフト電極70を示す斜視図及び断面図である。補助ドリフト電極70は、複数のリング電極72を含んでいてもよい。複数のリング電極72は、対向方向に沿って並んでいる。リング電極72は、ドリフト電極40に向くリング第1面73と、リング第1面73の反対側に位置するリング第2面74と、を含む。
本開示の他の態様は、放射線を検出する検出装置であって、
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部において前記電子検出器よりも前記第2部の側に位置し、前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記ドリフト電極よりも前記第2部の側に位置し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、を備える、検出装置である。
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部において前記電子検出器よりも前記第1部の側に位置し、前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記電子検出器よりも前記第2部の側に位置し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、を備える、検出装置である。
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部に位置し、前記第1方向に交差する方向において前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記第1部よりも前記第2部に近接し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、を備える、検出装置である。
前記電子増幅器は、表面及び裏面を含み、前記ドリフト電極と対向する方向において前記収集電極に重なる貫通孔が形成されている基材と、前記表面に位置する第1電極と、前記裏面に位置する第2電極と、を含んでいてもよい。
10 検出装置
20 容器
21 第1部
22 第2部
23 側部
24 コーナー
25 第1部分
26 第2部分
30 電子検出器
31 収集電極
32 支持基板
40 ドリフト電極
41 貫通孔
45 ドリフトケージ
50 放射線検出器
51 検出素子
52 回路基板
60 電子増幅器
61 第1電極
62 第2電極
63 基材
64 貫通孔
70 補助ドリフト電極
72 リング電極
73 リング第1面
74 リング第2面
75 スペーサ
76 配線
77 抵抗器
81 吸着材
82 循環路
83 ポンプ
84 フィルタ
90 中継基板
91 第1基板
92 第2基板
93 第3基板
95 ワイヤ
Claims (15)
- 放射線を検出する検出装置であって、
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部において前記電子検出器よりも前記第2部の側に位置し、前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記ドリフト電極よりも前記第2部の側に位置し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、
前記電子検出器と前記ドリフト電極とが対向する方向に沿って並ぶ複数のリング電極と、隣り合う2つの前記リング電極の間に位置するスペーサと、を含む補助ドリフト電極と、を備える、検出装置。 - 前記第1部の内面と前記電子検出器との間の距離が、10mm以下である、請求項1に記載の検出装置。
- 前記放射線検出器は、前記容器の外部に位置している、請求項1又は2に記載の検出装置。
- 放射線を検出する検出装置であって、
第1部と、第1方向において前記第1部に対向する第2部と、前記第1部から前記第2部に向かって広がる側部と、を含み、ガスが収容されている容器と、
前記容器の内部に位置し、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、
前記容器の内部において前記電子検出器よりも前記第1部の側に位置し、前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
前記電子検出器よりも前記第2部の側に位置し、散乱された放射線を検出する放射線検出器と、
前記電子検出器と前記ドリフト電極とが対向する方向に沿って並ぶ複数のリング電極と、隣り合う2つの前記リング電極の間に位置するスペーサと、を含む補助ドリフト電極と、を備える、検出装置。 - 前記放射線検出器は、前記容器の外部に位置している、請求項4に記載の検出装置。
- 前記検出装置は、
前記電子検出器と前記ドリフト電極とが対向する方向に沿って並ぶ複数のリング電極と、隣り合う2つの前記リング電極の間に位置するスペーサと、を含む補助ドリフト電極と、
前記補助ドリフト電極及び前記電子検出器を支持する中継基板と、を備え、
前記ドリフト電極は、前記電子検出器と対向するよう前記補助ドリフト電極に取り付けられており、
前記中継基板は、前記第2部上に配置されている、請求項5に記載の検出装置。 - 前記第1部は、前記電子検出器と前記ドリフト電極とが対向する方向に沿って見た場合に前記電子検出器に重なる範囲において平坦に広がる外面を含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記第1部の内面と前記ドリフト電極との間の距離が、10mm以上100mm以下である、請求項4に記載の検出装置。
- 前記放射線検出器は、複数の検出素子を含み、
前記ドリフト電極は、前記第1方向において前記検出素子と重なる複数の貫通孔を含む、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の検出装置。 - 前記電子検出器と前記ドリフト電極との間に位置し、前記電子検出器及び前記ドリフト電極に対向する電子増幅器を備える、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記電子検出器は、複数の収集電極を含み、
前記電子増幅器は、表面及び裏面を含み、前記ドリフト電極と対向する方向において前記収集電極に重なる貫通孔が形成されている基材と、前記表面に位置する第1電極と、前記裏面に位置する第2電極と、を含む、請求項10に記載の検出装置。 - 前記放射線検出器は、前記散乱された放射線によって励起されて蛍光を発するシンチレータと、前記蛍光を検出する光検出器と、を含む、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記放射線検出器は、前記散乱された放射線を検出する半導体検出素子を含む、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記容器の側部は円筒形を有する、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の検出装置。
- 前記容器に接続されている循環路と、前記循環路に挿入されているポンプ及びフィルタと、を備える、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の検出装置。
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