JP3241724B2 - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
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- H01J47/06—Proportional counter tubes
- H01J47/062—Multiwire proportional counter tubes
Description
する。我々の新たな放射線検出器においては、511Kevガ
ンマー線がUV光子に変換され、これは多配線カウンター
構造内のTMAE蒸気中で検出され、カウンター構造は光電
子感知位置として作用する。
線を荷電キャリアへ変換する手段、発生した荷電キャリ
アを検出するための手段、ここには前記結晶と前記検出
手段との間に位置する荷電キャリアの通路を抑制する手
段を備える間隙が設けられている、とを備える。
る。
及び 図2は本発明の具体的な実施例に係るカメラの模式的
配置図; 図3は本発明の実際的な実施例の縦断面図;及び 図4及び5は図3の装置の詳細を示す。
す。入射ガンマ線はBaF2結晶(シンチレーション結晶)
1にシンチレーションを生じさせて、紫外線(Ultra−v
iolet)光子を発生させる。UV光子は結晶に近接したガ
ス空間3内で変換され、その結果、少量の電子が、結晶
面上の導電メッシュ(グリッド)5と多ワイア比例カウ
ンター(multiwire proportinal counter)(MWP
C)、即ち、検出手段9の陰極7との間に印加された高
電堺内で増幅される。信号はこの部分へ伝達されて陽極
ワイア11で更に増幅される。読み出される形態のあるも
のはMWPC部分へ組み入れられる。
バランチェにより帰還する陽イオンによる結晶面の荷電
に起因して、20秒程度の後にブレイクダウンすることを
発見した。このために、逆バイアスの保護間隙(第2の
間隙)13(図2)を結晶面の近くに設けている。この間
隙(好ましくは0.5−1.0mm幅)は非常に高められた安定
性のために僅かな信号を犠牲にする。我々は100Vの逆バ
イアスにより、変更されたカウンタは荷電効果を現すこ
となく終日運転されることを見出している。
題は、同時(即ち有益)計数(〜50:1まで)に対する単
一計数の非常に高い比率に起因している。これは、MWPC
の要素の利得要素を過負荷にし、また、読取りシステム
における深刻な停止時間損失をもたらす。我々は、この
状況を著しく改良する二つの更なる変更を見出した。先
ず、結晶障壁間隙が続く最初の並行増幅間隙(第1の間
隙)3は、幅広間隙19(〜30mm)によりMWPCから分離さ
れている。(これは、自身でカウンターの安定性を更に
高めている)。我々の早い一致をなすために、我々はこ
こでこの間隙の後からトリガー信号をとろうとした。し
かしながら、一つの間隙からあまりにも大きい利得を要
求するので、我々は更なる間隙21を挿入し、その後面か
らトリガー信号をとった。
ーストを導き、読み出しを実行するMWPC9へ向かって電
子雲をドリフトさせながらなされる。ドリフト領域15の
概ね中央には、一致回路により駆動される電子的ゲート
17がある。これは、MWPC及び読み出しシステムを「良
好」な事象によりトリガーさせることを保証する。これ
は、カウンターの安定性を同時に増加させ、且つ読み出
し電子機器における堆積を劇的に減少させる。このゲー
トは、読み出し電子機器に起こり得る干渉を最小化する
ようにシールド電極23,25により慎重に設計されてい
る。
ば、20%の量子効率及び4ns fwhm(半値全幅)の時間
分解能を伴う6mm fwhmの空間分解能が証明されてい
る。このような効率は、導入システムのそれの3倍であ
り、時間分解能は1/3である。このことは、感度におけ
る9の因数及び信号対雑音比における27の因数である。
予想された最大データ率は、同等の条件下で2KHzから20
KHzへ高められる。
は、12枚のBaF2のタイルが装着されたステンレス鋼フレ
ーム33を備えるフッ化バリウム結晶検出器31を備えてい
る。次に、ワイヤ面の列が存在する。第1の面35は、50
0μmピッチで50μm径のワイアからなり、且つBaF2結
晶から0.5mm離間されている。第2の面37は、1mmピッチ
で100μm径のワイアからなり、且つ第1の面から3.0mm
離間されている。第3の面39もまた、1mmピッチで100μ
m径のワイアからなり、且つ第2の面から9.0mm離間さ
れている。ゲート41は、第3のワイア面から20.0mm離れ
て位置する1mmピッチで100μm径のワイアを備えると共
に、それぞれ各側に一つ位置する第1と第2の金属メッ
シュスクリーン43,45を有する。後続する更なる13.2mm
の間隙は後端検出器47であり、これは、直角陰極を伴う
通常の多ワイア比例カウンターに似ている。陰極は、2.
0mmピッチの50μm径のワイアからなり、陽極/陰極面
は、4.0mmピッチの20μm陽極ワイア及び100μm陰極ワ
イアを備える。X−及びY−座標が遅延線49,51により
得られる。検出器は、ステンレス鋼フレーム55に装着さ
れたアルミニウム蜂巣構造シート53を備える密封された
囲い内に装着されている。TAME蒸気圧4.5mBにおける一
定温度60℃に囲いを保持するために、加熱器パッドが設
けられている。蜂巣アルミニウムシートは構造的に強い
が、ガンマ光子を実質的に透過させる。
され、これは190nm紫外線の閃光を放射する。UV線は、
カメラチャンバ内のTAMEガスにより吸収され、電子生成
光子イオン化される。
の生成を許す300V/mmの場を生成する。幅広間隙におけ
るこの場により発生されたレベルのゲインは不安定であ
るので、第2の増幅された間隙は、約150V/mmの低強度
場を有する更なる電源V2に接続されている。二つの間隙
は共に、検出可能な信号のために充分な電子を与える。
れ電源の各側に一つ位置する。陽電子放出事象は二つの
検出器における信号の一致により特徴付けられる。従っ
て信号は第3の面からとられ、増幅器A1及び弁別装置
(一致回路)Dへ供給される。他方の検出器上の対応す
る増幅器A2からの信号は、同様に抽出され、一致のため
に試験される。5nsの時間幅内で第3の面により事象が
検出された際は、二つの事象は一つが各端で、且つそれ
らは時間的に一致している。
れ、これは交互のワイア上で通常は±20Vにバイアスさ
れている。これはワイアの平坦な面であるが、交互のワ
イアは二つの母線棒に接続されているので、仮に一つの
ワイアが上昇しても、次のワイアは加工する。この電圧
が適用されている限りは、ゲートは、第3の面と検出器
との間の電子の通路のための障壁として働く。一致が発
生した際は、トリガーされた電子が第3の面とゲートと
の間のドリフト場の通過の過程に止まっている間、ゲー
ト電極は零ボルトをもたらす。この決定及び動作のため
に約200nsの幅が現れ得る。
でき、多ワイアへドリフトし、陽極ワイアの回りに通常
の雪崩を起こし、陰極上の信号を引き起こすので、X−
及びY−座標が読み出される。
されるのみであるのに、前端が信号事象に対応した非常
に高い率で電子を生成することである。これは100:1よ
りも大きな改良であり、これは、検出された信号の信号
/雑音比において対応する効果を有する。これは検出器
における過密をも緩和する。
からの陽イオンの逆伝導に対する障壁として働くことで
ある。
よりもむしろゲートの開放を有する一致の後のみに生成
された大きな信号により、陽イオンの実際の発生が減少
されることである。
ベル及び多ワイア検出器のインピーダンス、疑似信号が
検出回路へ導入され得ることである。これを防止するた
めに、銅メッシュスクリーンがゲートの各側、即ちゲー
ト電極に設けられている。
される電位源に接続されている。フレーム上の金属的障
壁はゲートを完全に閉じる。AC連続は、間隙にブリッジ
接続された面実装コンデンサにより保持されるので、ゲ
ート電極の回りの障壁籠が生成される。
であり、これはBaF2が常に完全な絶縁体であることに起
因する。この問題は二つの測定により処理される。第一
に金属ワイアは周囲を結晶で傷付けられる。250μmピ
ッチの25μm径のワイアによれば、なお90%の余分な領
域が存在するが、そこにはイオンを捕捉するための電極
が存在するので、大きな荷電軌道の長さも減少される。
が逆バイアスされる。従って、+veイオンは結晶を駆動
しない。これらが第1の面に到達した際、結晶の前部に
おける0.5mmは、最も負の点であり、それ以上は進めな
い。この不利益は、何らかのUV光が第1の0.5mm間隙が
効率的に失われるように変換する。BaF2の厚さは、感度
の改良を促進させ得る。これは、しかしながら、16mmの
実際的最大の分解能に対する交換である。
Claims (7)
- 【請求項1】シンチレーション結晶(1)と、この結晶
からの光学的放射線を荷電キャリアに変換するための変
換手段(3−11)と、荷電キャリアを検出するための検
出手段(9)とを具備し、前記変換手段は、前記光学的
放射線を荷電キャリアに変換するためのガスを含んだ間
隙(3)と、前記荷電キャリアを増幅するための1以上
のグリッド(5)とを有するガンマ線を検出するための
放射線検出器において、 反対の極性の荷電キャリアの通過を抑制して、放射線検
出器の動作を安定させるように平面(35)によって区画
され、前記シンチレーション結晶(1)に近接して設け
られた間隙(13)を具備することを特徴とする放射線検
出器。 - 【請求項2】前記平面(35)は、間隙(13)によってシ
ンチレーション結晶(1)から離間され逆バイアスに印
加されたグリッド(35)を備えていることを特徴とする
請求項1記載の放射線検出器。 - 【請求項3】前記逆バイアスに印加されたグリッドは、
前記シンチレーション結晶から0.5乃至1.0mm離間されて
いることを特徴とする請求項2記載の放射線検出器。 - 【請求項4】前記荷電キャリアをさらに増幅するための
さらなる間隙(19,21)と、荷電キャリアに作用するた
めの電界を与えるためのグリッド手段(37−45)とをさ
らに具備することを特徴とする請求項1ないし3のいず
れか1記載の放射線検出器。 - 【請求項5】前記さらなる間隙は、幅が3mmのオーダの
第1の間隙と、幅が9mmのオーダの隣接した第2の間隙
とを有することを特徴とする請求項4記載の放射線検出
器。 - 【請求項6】前記検出手段への荷電キャリアの通過を果
たすか抑制するかを選択的に可能にするように、グリッ
ドを備える電子ゲート(17,45)を有することを特徴と
する請求項1ないし5のいずれか1記載の放射線検出
器。 - 【請求項7】前記電子ゲートは、一致期間の間の荷電キ
ャリアの通過を可能にするために、さらなる放射線検出
器からの信号を受ける一致手段(D)を有することを特
徴とする請求項6記載の放射線検出器。
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