JP4184701B2 - 放射線検出器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線のエネルギーを電気信号として読み出す放射線検出器に関し、特に、高いエネルギー分解能と高い検出効率を両立させ，実用性の高い放射線検出器を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線検出素子は，可視光，赤外線，紫外線，X線，ガンマ線などの放射線のエネルギーを電気信号に変換する変換素子である。放射線計測において，高いエネルギー分解能と高い検出効率が要求される。高いエネルギー分解能とは，一定のエネルギーをもつ放射線において，得られる信号のばらつきが小さいことである。また，高い検出効率とは，放射線検出素子の検出部に照射され、信号として取り出される確率が高いことである。
【０００３】
図１３に従来技術による放射線検出素子を用いた放射線計測システムを示す。図１３では基板全体が放射線検出素子２１として表されている。放射線検出素子２１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子２１には検出部２２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部２２以外への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ２３が備わっている。コリメータ２３は，検出部２２との距離Hをもって，放射線検出素子２１とは独立の支持体によって支持されている。
【０００４】
放射線検出素子によって得られる信号波形は放射線の照射位置に依存する。コリメータは検出部以外への照射を遮蔽するため、検出部以外の部分への照射による電気信号のばらつきを抑制する有効な手段となる。しかし，コリメータの開口部と検出部との位置関係により，放射線１Aのようにコリメータに遮られたり，照射線1Ｂのように検出部２２を外して照射されることがある。より多くの放射線を検出部に照射させ、高い検出効率を得るためには，開口径と開口部と検出部との距離によって決定される立体角を大きくする必要がある。さらに、開口部と検出部のアライメント精度とその距離の制御が重要な要素となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
放射線計測では，高いエネルギー分解能と高い検出効率が要求される。検出部分にコリメータを設置し、照射可能領域を狭くすることにより，検出部へ正確に照射することが可能となる。しかし、その場合、コリメータの開口径と検出部との距離による立体角が小さくなり、検出効率を大きくできないという問題があった。
【０００６】
また，検出効率を制限する要素として、コリメータの開口部と検出部とのアライメント精度がある。外部の支持体に支持されたコリメータでは、検出部とのアライメントや距離制御が難しく、検出効率向上はできなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の問題点を解決するために、本発明は、検出部へ照射するための放射線を透過させる開口を設け、前記検出部以外への放射線照射を防ぐため遮蔽板であるコリメータを、放射線検出素子を形成する同一基板上に設置する。そして，コリメータの開口部と検出部とのアライメントを容易にし，さらに検出部とコリメータの開口部を近接させ検出効率を増大させた構成をとる。
【０００８】
基板と開口部と間に一定の距離を保持するスペーサーが設け，接着剤による接合によってそれらを固定する。
【０００９】
さらに，エネルギー−電気変換部をSi基板上に形成し，スペーサーにホウケイ酸ガラス，コリメータにSi基板を用い，エネルギー−電気変換部とコリメータでホウケイ酸ガラスのスペーサーをはさみ，温度と荷重をかけて，Si材料にプラス電位を印加する陽極接合を用いて直接接合する。
【００１０】
また，基板と開口部と間に一定の距離を保持する空洞部をコリメータに形成し，接着剤による接合によってそれらを固定する。
【００１１】
さらに，エネルギー−電気変換部をSi基板上に形成し，コリメータにホウケイ酸ガラスを用い，エネルギー−電気変換部とコリメータで張り合わせ，温度と荷重をかけて，エネルギー−電気変換部にプラス電位を印加する陽極接合を用いて直接接合する。
【００１２】
コリメータとの材質がガラスやサファイアを主原料とする光透過性の材料とする。
【００１３】
また，コリメータを検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料からなるバイレイヤー構造とし，吸収率の低い材料が支持部材として基板上に固定され，吸収率の高い材料には放射線を透過する開口を形成する。
さらに，コリメータをエネルギー−電気変換部となる基板上に固定した後，Focused Ion Beam (FIB)エッチング法を用いることにより開口を形成する。また、エネルギー−電気変換部が，熱槽となる基板上に形成され，放射線を吸収し、熱に変換した後，その温度変化を計測することにより電気信号として取り出す超伝導転移端センサー(TES)とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）図1に本発明の第１実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。放射線検出素子１１は，入射放射線のエネルギーを電気信号に変換するエネルギー−電気変換素子である。図１では基板１１全体が放射線検出素子として表されてる。放射線検出素子１１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子１１には検出部１２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部１２以外への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ１３が備わっている。コリメータ１３は，検出部１２との距離をHに保つためのスペーサー１６をはさみ，基板１１上に設置されている。
【００１５】
図２に，放射線検出器の上面図を示す。コリメータ１３の開口部１５と検出部１２の位置関係は，検出部のサイズSに対し，コリメータ１３の開口径Dはわずかに小さくなっている。
【００１６】
図３に放射線検出器の作製手順を示す。図３（a）では，独立に準備されたコリメータ１３，スペーサー１６，放射線検出素子を構成する基板１１を示す。コリメータの材質は，検出対象となる放射線を吸収する材料が用いられる。そして，その厚みはその吸収率に応じて調整される。X線検出素子の場合，Au，Pt，Pb，Cu，Al，Sn、Si等の金属材料が用いられる。また，ガラスやサファイアを主原料とする光透過性の材料も用いることができる。スペーサーには，薄く，均一な厚さに加工可能な材料，例えばSi等が用いられる。
【００１７】
図３（ｂ）では，コリメータ１３とスペーサー１６，およびスペーサー１６と基板１１を接合し，コリメータ一体型の放射線検出器を形成している。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤が用いられる。また，放射線検出素子をSi基板上に形成し，スペーサーにホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス），コリメータにSi基板を用いることにより，陽極接合法による接合が可能となる。陽極接合では，Siの基板とコリメータでホウケイ酸ガラスのスペーサーをはさみ，温度と荷重をかけて，Si材料にプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる。
【００１８】
放射線検出素子とコリメータを一体化し、さらにSi基板、ガラス基板を用いることができるため、コリメータの開口部と検出部とを近接させることが可能となる。また、開口部と検出部とのアライメントが容易となり、開口径を検出部のサイズに近づけることができる。その結果、コリメータの開口径と開口部の検出部との距離によって決定する立体角を大きくすることができ，高い検出効率を得ることができる。
【００１９】
開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。その結果，高いエネルギー分解能を得ることができる。
また，コリメータの材質をガラスやサファイア等の光透過性の材料で構成することにより，光学式のアライメント機構を用いることができるため、開口部と検出部とのアライメント精度をさらに向上させることができる。その結果、より高いエネルギー分解能とより高い検出効率を持つ放射線検出器を実現できる。
【００２０】
また，陽極接合を用いた作製法により，ウェーハ上に構成した多数の素子と同じサイズのウェーハに形成されたコリメータを接合できるため，量産性の向上が期待できる。この場合，素子，スペーサー，コリメータを光学式アライナーによりアライメントした後，陽極接合し，ダンシングするバッチプロセスでの作製が可能となる。
（実施の形態２）
図４に本発明の第３実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。図４では基板全体が放射線検出素子１１として表されている。放射線検出素子１１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子１には検出部１２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部１２以外への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ１３が備えられ、基板上に直接設置されている。
【００２１】
図５に放射線検出器の作製手順を示す。図５（a）では，独立に準備されたコリメータ１３，放射線検出素子を構成する基板１１を示す。コリメータ１３は，検出部１２と接触しないように，あらかじめ距離Hを保つように空洞部Aが形成されている。コリメータの材質は，検出対象となる放射線を吸収する材料が用いられる。そして，コリメータの厚みはその吸収率に応じて調整される。X線検出素子の場合，Au，Pt，Pb，Cu，Al，Sn、Si等の金属材料が用いられる。また，ガラスやサファイアを主原料とする光透過性の材料も用いることができる。
【００２２】
図５（ｂ）では，コリメータ１３と基板１１を接合し，コリメータ一体型の放射線検出器を形成している。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤が用いられる。また，放射線検出素子をSi基板上に形成し，コリメータ１３にホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス）を用いることにより，陽極接合法による接合が可能となる。陽極接合では，Siの放射線検出素子とコリメータを接触させ，温度と荷重をかけて，Si材料にプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる。
【００２３】
本実施例では，第１実施例と同様の効果が得られる。その他，スペーサーが不要となることから，作製が容易になる。特に，Si基板とホウケイ酸ガラス基板との張り合わせとなるため，陽極接合が容易となる。さらに，コリメータと検出部との距離をより近接でき，検出効率の一層の増大が期待できる。
（実施の形態３）
図６に本発明の第３実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。図６では基板全体が放射線検出素子１１として表されている。放射線検出素子１１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子１には検出部１２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部１２以外への照射を防ぐため，検出部12との距離をHに保つスペーサー１６をはさみ，開口径Dを持つコリメータ１３が備わっている。コリメータ１３は検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料１３A，１３Bからなるバイレイヤー構造を持つ。1３Aは放射線を遮蔽する遮蔽部材で，１３Bは放射線を透過させ遮蔽部を支持する支持部材である。遮蔽部材１３Aは支持部材１３Bより吸収率が大きくなるように設計される。遮蔽部材１３Aには，放射線を透過する開口が形成され、開口以外の領域で放射線はほとんど吸収される。
【００２４】
図７に本実施例の放射線検出素子の作製手順を示す。図７(a)は，独立に準備された放射線を透過する開口をもつコリメータと、放射線検出素子を構成する基板１１と、検出部１２との距離をHに保つスペーサー１６を示している。X線を検出する場合，遮蔽部材13Aには、X線を吸収しやすいAu，Pt，Pb，Cu，Al，Sn、Si等の金属材料が用いられる。一方，支持部材13Bには、遮蔽部材13Aに比べX線を吸収しにくい材質のもの、たとえばガラス、サファイア、ポリマー材料等が用いられる。１３Bは吸収率が低いほど、その厚みを増すことができ、丈夫なコリメータを形成させることができる。コリメータ１３の作製法として、遮蔽部材１３Aと支持部材１３Bの張り合わせのほか、遮蔽部材１３Aは支持部材１３B上にスパッタ，蒸着等による成膜法により形成される。
【００２５】
コリメータの開口形成には，マスクを用いて開口部に遮蔽部材１３Aを構成する材料を着けない方法がある。そのほか、あらかじめバイレイヤー構造を形成しておき、マスクを用いてのスパッタエッチング，イオンビームエッチング、Focused Ion Beam (FIB)エッチングなどを用いて、遮蔽部材１３Aを構成する材料を除去する方法がある。
【００２６】
スペーサーには，薄く，均一な厚さに加工可能な材料が用いられる。例えば，Si等である。
【００２７】
図７（ｂ）は，コリメータ１３とスペーサー１６，およびスペーサー１６と基板１１を接合した後の放射線検出器を示す。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤を用いる。また，放射線検出素子１１をSi基板上に形成し，スペーサー１６にホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス），コイルメータ１４にSi基板を用いることにより，Siでスペーサー１３をはさみ，熱と加重をかけて，Siにプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる（陽極接合）。
【００２８】
厚みのあるコリメータの開口を精度良く形成することは困難である。しかし、コリメータはある程度の強度が必要とされる。本実施例では、透過性の高い材料で支持体１３Bを形成し、その上に吸収性の高い材料で遮蔽部材１３Aを構成する。それぞれの膜厚は、支持部材１３Bを厚くし、遮蔽部材１３Aを薄くできる。そして、開口形成は、薄い遮蔽部材１３Aのみを除去すればよい。その結果、丈夫で、かつ、開口形成が容易なコリメータを形成することができる。
【００２９】
（実施の形態４）
図８に本発明の第４実施例を示す放射線検出器の作製手順を示す。素子構成は，第３実施例と同じであるが，作製手順が異なる。図８(a)は，独立に準備された開口形成前のコリメータ３３と、放射線検出素子を構成する基板１１と、検出部12との距離をHに保つスペーサー１６を示している。コリメータ３３は検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料１３A，１３Bからなるバイレイヤー構造を持つ。
【００３０】
図８（ｂ）は，コリメータ３３とスペーサー１６，およびスペーサー１６と基板１１の接合工程を示す。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤を用いる。また，放射線検出素子１１をSi基板上に形成し，スペーサー１３にホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス），コイルメータ１４にSi基板を用いることにより，Siでスペーサー１５をはさみ，熱と加重をかけて，Siにプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる（陽極接合）。
【００３１】
図８（ｃ）は，コリメータの開口形成工程を示す。開口形成は，吸収率の大きな遮蔽部材1３Aの一部を除去することにより行う。除去の方法として，マスクを用いてのスパッタエッチング，イオンビームエッチングなどがある。さらに，Focused Ion Beam (FIB)エッチング法を用いることにより，マスク無しで，開口を形成することができる。
【００３２】
本実施例により、丈夫で、かつ、開口形成が容易なコリメータを形成することができる他、コリメータの開口部と検出部とのアライメントを基板とコリメータの接合後の行うため、アライメント制度の向上が可能となる。その結果、さらに高いエネルギー分解能と検出効率を実現できる。
（実施の形態５）
図９に本発明の第６実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。本実施例では，放射線検出素子として超伝導転移端センサー（Transition Edge Sensor: TES）を用いている。図１０(a)は超伝導転移端センサーの上面構造図を，図１０(b)はその断面構造図を示す。図９の超伝導転移端センサーは図１０(a)のx-x'断面を示す。また，図１０(b)はy-y'断面を示す。
【００３３】
超伝導転移端センサーは基板1０上に作製され、放射線を吸収し、エネルギーを熱に変換し，その温度Ttを計測する温度変換器として機能する抵抗体１９が薄膜メンブレン２０上に形成されている。抵抗体１９には、電流，または，電圧を供給し、その抵抗値を読み出すための電極１４が接続されている。薄膜メンブレン２０は、基板の厚さより薄いメンブレン構造を持ち、抵抗体１９と熱槽６の間に熱コンダクタンスgを有する熱リンクとして機能する。通常，基板にはSiが用いられ，薄膜メンブレン２０には酸化Si，窒化Siが用いられ，その膜厚は1μm程度である。
【００３４】
超伝導転移端センサーの検出部である抵抗体以外の部分への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ１３が備わっている。コリメータ１３は，検出部１２との距離をHに保つスペーサー１６をはさみ，放射線検出素子１１を形成する基板上に設置されている。コリメータ１３は，メンブレンとは熱的に絶縁されるように熱槽である基板１０上に支持されている。
【００３５】
抵抗体１９は超伝導体単体，もしくは超伝導体と常伝導体による２層構造で構成される。抵抗体１９の抵抗値Rtは温度Ttにより，超伝導状態と常伝導状態と中間の転移状態を持ち、その関係は図１１に示す抵抗-温度(R-T)曲線で表される。温度Tc以下で超伝導状態となり抵抗値はゼロとなる。
【００３６】
超伝導転移端センサーは抵抗体が超伝導状態となる温度Tb（＜Tc）に冷却されたコールドヘッド４０上に設置する。抵抗体１９に供給される電力による発熱（ジュール熱）で，抵抗体の温度を中間の転移状態にしておく。動作点OP（動作温度To）でX線が照射されると、温度Ttが上昇し、抵抗値Rtが変化する。外部駆動回路３によって、抵抗変化が読みとられ、入射放射線のエネルギーが求められる。
【００３７】
抵抗体での熱拡散は位置依存性がある。そのため，放射線の照射位置により，取り出される電気信号の波形が変化する。通常，放射線検出器では，放射線によるパルスの波高値によってエネルギーを求める。照射位置を一定にするか，照射される位置での熱拡散課程を同じにする必要がある。例えば，抵抗体の中央部と端部では熱の拡散は明らかに異なり，異なる波形が検出される。
【００３８】
放射線検出素子とコリメータを一体化し、さらにSi基板、ガラス基板を用いることができるため、コリメータの開口部と検出部とを近接させることが可能となる。また、開口部と検出部とのアライメントが容易となり、開口径を検出部のサイズに近づけることができる。その結果、コリメータの開口径と開口部の検出部との距離によって決定する立体角を大きくすることができ，高い検出効率を得ることができる。
【００３９】
開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。超伝導転移端センサーの特徴である低いバックグラウンドノイズに加え，照射位置依存性による検出信号のばらつきを抑制できるため，非常に高いエネルギー分解能，およびSNを有する放射線検出器が実現できる。
【００４０】
コリメータ１３を熱槽である基板10上に支持することにより，コリメータ１３が吸収した熱エネルギーを抵抗体に影響させることなく，すばやく熱槽に逃がすことができる。
（実施の形態６）
図１２に本発明の第７実施例を示す放射線検出素子を示す。本実施例でも，放射線検出素子として超伝導転移端センサーを用いている。超伝導転移端センサーには，放射線エネルギーの吸収確立を増加させるため，抵抗体１９上に吸収体１８を設けることがある。図１２(a)は吸収体付きの超伝導転移端センサーで構成された放射線検出素子の上面構造図を，図１２(b)は断面構造図示す。吸収体１８は放射線を吸収し、エネルギーを熱に変換し，その熱を抵抗体に伝達する機能を持つ。この場合，吸収体１８が検出部となる。
【００４１】
吸収確立は低いものの，吸収体以外の部分（抵抗体１９本体等）へ照射されると，吸収体１８で吸収された信号の波形の異なる信号が生ずる。コリメータはこの信号を防ぐものである。本実施例により，検出確立を高く、かつ、高いエネルギー分解能と高い検出効率を実現する放射線検出器を実現できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は，以上説明したような形態で実施され，以下に記載される効果を有する。
【００４３】
基板上に形成された放射線検出部を含むエネルギー−電気変換部、および外部駆動回路と接続するための電極からなる放射線検出素子において、同一基板上に検出部照射用に放射線を透過させる開口を設けた遮蔽板であるコリメータを設置することにより，放射線検出素子とコリメータを一体化し、さらにSi基板、ガラス基板を用いることができるため、コリメータの開口部と検出部とを近接させることが可能となる。また、開口部と検出部とのアライメントが容易となり、開口径を検出部のサイズに近づけることができる。その結果、コリメータの開口径と開口部の検出部との距離によって決定する立体角を大きくすることができ，高い検出効率を得ることができる。
【００４４】
そして、開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。その結果，高いエネルギー分解能を得ることができる。
【００４５】
また，コリメータの材質をガラスやサファイア等の光透過性の材料で構成することにより，光学式のアライメント機構を用いることができるため、開口部と検出部とのアライメント精度をさらに向上させることができる。その結果、より高いエネルギー分解能とより高い検出効率を持つ放射線検出器を実現できる。
【００４６】
放射線検出素子をSi基板上に形成し，スペーサーにホウケイ酸ガラス，コリメータにSi基板を用いることにより，陽極接合法による接合が可能となる。陽極接合を用いた作製法により，ウェーハ上に構成した多数の素子と同じサイズのウェーハに形成されたコリメータを接合できるため，量産性の向上が期待できる。
【００４７】
また、基板とコリメータと間に一定の距離を保持する空洞部をコリメータに形成することにより，スペーサーが不要となることから，作製が容易になる。特に，Si基板とホウケイ酸ガラスとの張り合わせとなる陽極接合が容易となる。そして，コリメータと検出部との距離をより一層近接でき，検出効率の一層の増大が期待できる。
【００４８】
コリメータを検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料からなるバイレイヤー構造とし，吸収率の低い材料が支持部材として基板上に固定され，吸収率の高い材料には放射線を透過する開口を形成する方法により、丈夫で、かつ、開口形成が容易なコリメータを形成することができる他、コリメータの開口部と検出部とのアライメントを基板とコリメータの接合後の行うため、アライメント制度の向上が可能となる。その結果、さらに高いエネルギー分解能と検出効率を実現できる。
【００４９】
さらに、放射線検出素子とコリメータを接合した後，検出部に位置あわせしながら開口を設けることができるため，開口と検出部とのアライメントを容易かつ精度良くできる。特に，Focused Ion Beam (FIB)エッチング法を用いることにより，マスク無しで開口の形成が可能となる。
【００５０】
エネルギー−電気変換部が，熱槽となる基板上に形成され，放射線を吸収し、熱に変換した後，その温度変化を計測することにより電気信号として取り出す超伝導転移端センサー(TES)とし，超伝導転移端センサー(TES)とコリメータを一体化することで，開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。超伝導転移端センサー(TES)の特徴である低いバックグラウンドノイズに加え，照射位置依存性による検出信号のばらつきを抑制できるため，非常に高いエネルギー分解能，およびSNを有する放射線検出器が実現できる。
【００５１】
コリメータ15を熱槽である基板上に支持することにより，コリメータ１５か吸収した熱エネルギーを抵抗体に影響させることなく，すばやく熱槽に逃がすことができる。
【００５２】
吸収体付きの超伝導転移端センサー(TES)へ適応することにより，検出確立を高く、かつ、高いエネルギー分解能と高い検出効率を実現する放射線検出器を実現できる。
【００５３】
素子上へのコリメータの設置により，検出部を保護する効果が得られる。特に，機械的に弱い薄膜メンブレンを有する超伝導転移端センサー(TES)の信頼性，操作性の向上には大変有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図２】第１実施例の放射線検出器の上面図。
【図３】第１実施例の放射線検出器の作製手順。
【図４】第２実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図５】第２実施例の放射線検出器の作製手順。
【図６】第３実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図７】第３実施例の放射線検出器の作製手順。
【図８】第４実施例を示す放射線検出器の作製手順。
【図９】第５実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図１０】 (a)超伝導転移端センサー(TES)を用いた放射線検出器の上面図。
(b)超伝導転移端センサー(TES)を用いた放射線検出器の断面構造図。
【図１１】超伝導転移端センサー(TES)の温度-抵抗特性。
【図１２】第７実施例を示す放射線検出器の構造図。(a)上面図。(b)断面図。
【図１３】従来技術による放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【符号の説明】
１、 １A、１B・・・放射線
３・・・外部駆動回路
４・・・配線
１０・・・基板
１１，２１・・・放射線検出素子
１２，２２・・・検出部
１３，２３・・・コリメータ
１３Ａ・・・遮蔽部材
１３Ｂ・・・指示部材
１４・・・電極
１５・・・開口部
１６・・・スペーサー
１８・・・吸収体
１９・・・抵抗体
２０・・・薄膜メンブレン
３３・・・開口形成前のコリメータ
４０・・・コールドヘッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線のエネルギーを電気信号として読み出す放射線検出器に関し、特に、高いエネルギー分解能と高い検出効率を両立させ，実用性の高い放射線検出器を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線検出素子は，可視光，赤外線，紫外線，X線，ガンマ線などの放射線のエネルギーを電気信号に変換する変換素子である。放射線計測において，高いエネルギー分解能と高い検出効率が要求される。高いエネルギー分解能とは，一定のエネルギーをもつ放射線において，得られる信号のばらつきが小さいことである。また，高い検出効率とは，放射線検出素子の検出部に照射され、信号として取り出される確率が高いことである。
【０００３】
図１３に従来技術による放射線検出素子を用いた放射線計測システムを示す。図１３では基板全体が放射線検出素子２１として表されている。放射線検出素子２１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子２１には検出部２２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部２２以外への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ２３が備わっている。コリメータ２３は，検出部２２との距離Hをもって，放射線検出素子２１とは独立の支持体によって支持されている。
【０００４】
放射線検出素子によって得られる信号波形は放射線の照射位置に依存する。コリメータは検出部以外への照射を遮蔽するため、検出部以外の部分への照射による電気信号のばらつきを抑制する有効な手段となる。しかし，コリメータの開口部と検出部との位置関係により，放射線１Aのようにコリメータに遮られたり，照射線1Ｂのように検出部２２を外して照射されることがある。より多くの放射線を検出部に照射させ、高い検出効率を得るためには，開口径と開口部と検出部との距離によって決定される立体角を大きくする必要がある。さらに、開口部と検出部のアライメント精度とその距離の制御が重要な要素となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
放射線計測では，高いエネルギー分解能と高い検出効率が要求される。検出部分にコリメータを設置し、照射可能領域を狭くすることにより，検出部へ正確に照射することが可能となる。しかし、その場合、コリメータの開口径と検出部との距離による立体角が小さくなり、検出効率を大きくできないという問題があった。
【０００６】
また，検出効率を制限する要素として、コリメータの開口部と検出部とのアライメント精度がある。外部の支持体に支持されたコリメータでは、検出部とのアライメントや距離制御が難しく、検出効率向上はできなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の問題点を解決するために、本発明は、検出部へ照射するための放射線を透過させる開口を設け、前記検出部以外への放射線照射を防ぐため遮蔽板であるコリメータを、放射線検出素子を形成する同一基板上に設置する。そして，コリメータの開口部と検出部とのアライメントを容易にし，さらに検出部とコリメータの開口部を近接させ検出効率を増大させた構成をとる。
【０００８】
基板と開口部と間に一定の距離を保持するスペーサーが設け，接着剤による接合によってそれらを固定する。
【０００９】
さらに，エネルギー−電気変換部をSi基板上に形成し，スペーサーにホウケイ酸ガラス，コリメータにSi基板を用い，エネルギー−電気変換部とコリメータでホウケイ酸ガラスのスペーサーをはさみ，温度と荷重をかけて，Si材料にプラス電位を印加する陽極接合を用いて直接接合する。
【００１０】
また，基板と開口部と間に一定の距離を保持する空洞部をコリメータに形成し，接着剤による接合によってそれらを固定する。
【００１１】
さらに，エネルギー−電気変換部をSi基板上に形成し，コリメータにホウケイ酸ガラスを用い，エネルギー−電気変換部とコリメータで張り合わせ，温度と荷重をかけて，エネルギー−電気変換部にプラス電位を印加する陽極接合を用いて直接接合する。
【００１２】
コリメータとの材質がガラスやサファイアを主原料とする光透過性の材料とする。
【００１３】
また，コリメータを検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料からなるバイレイヤー構造とし，吸収率の低い材料が支持部材として基板上に固定され，吸収率の高い材料には放射線を透過する開口を形成する。
さらに，コリメータをエネルギー−電気変換部となる基板上に固定した後，Focused Ion Beam (FIB)エッチング法を用いることにより開口を形成する。また、エネルギー−電気変換部が，熱槽となる基板上に形成され，放射線を吸収し、熱に変換した後，その温度変化を計測することにより電気信号として取り出す超伝導転移端センサー(TES)とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）図1に本発明の第１実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。放射線検出素子１１は，入射放射線のエネルギーを電気信号に変換するエネルギー−電気変換素子である。図１では基板１１全体が放射線検出素子として表されてる。放射線検出素子１１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子１１には検出部１２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部１２以外への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ１３が備わっている。コリメータ１３は，検出部１２との距離をHに保つためのスペーサー１６をはさみ，基板１１上に設置されている。
【００１５】
図２に，放射線検出器の上面図を示す。コリメータ１３の開口部１５と検出部１２の位置関係は，検出部のサイズSに対し，コリメータ１３の開口径Dはわずかに小さくなっている。
【００１６】
図３に放射線検出器の作製手順を示す。図３（a）では，独立に準備されたコリメータ１３，スペーサー１６，放射線検出素子を構成する基板１１を示す。コリメータの材質は，検出対象となる放射線を吸収する材料が用いられる。そして，その厚みはその吸収率に応じて調整される。X線検出素子の場合，Au，Pt，Pb，Cu，Al，Sn、Si等の金属材料が用いられる。また，ガラスやサファイアを主原料とする光透過性の材料も用いることができる。スペーサーには，薄く，均一な厚さに加工可能な材料，例えばSi等が用いられる。
【００１７】
図３（ｂ）では，コリメータ１３とスペーサー１６，およびスペーサー１６と基板１１を接合し，コリメータ一体型の放射線検出器を形成している。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤が用いられる。また，放射線検出素子をSi基板上に形成し，スペーサーにホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス），コリメータにSi基板を用いることにより，陽極接合法による接合が可能となる。陽極接合では，Siの基板とコリメータでホウケイ酸ガラスのスペーサーをはさみ，温度と荷重をかけて，Si材料にプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる。
【００１８】
放射線検出素子とコリメータを一体化し、さらにSi基板、ガラス基板を用いることができるため、コリメータの開口部と検出部とを近接させることが可能となる。また、開口部と検出部とのアライメントが容易となり、開口径を検出部のサイズに近づけることができる。その結果、コリメータの開口径と開口部の検出部との距離によって決定する立体角を大きくすることができ，高い検出効率を得ることができる。
【００１９】
開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。その結果，高いエネルギー分解能を得ることができる。
また，コリメータの材質をガラスやサファイア等の光透過性の材料で構成することにより，光学式のアライメント機構を用いることができるため、開口部と検出部とのアライメント精度をさらに向上させることができる。その結果、より高いエネルギー分解能とより高い検出効率を持つ放射線検出器を実現できる。
【００２０】
また，陽極接合を用いた作製法により，ウェーハ上に構成した多数の素子と同じサイズのウェーハに形成されたコリメータを接合できるため，量産性の向上が期待できる。この場合，素子，スペーサー，コリメータを光学式アライナーによりアライメントした後，陽極接合し，ダンシングするバッチプロセスでの作製が可能となる。
（実施の形態２）
図４に本発明の第３実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。図４では基板全体が放射線検出素子１１として表されている。放射線検出素子１１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子１には検出部１２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部１２以外への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ１３が備えられ、基板上に直接設置されている。
【００２１】
図５に放射線検出器の作製手順を示す。図５（a）では，独立に準備されたコリメータ１３，放射線検出素子を構成する基板１１を示す。コリメータ１３は，検出部１２と接触しないように，あらかじめ距離Hを保つように空洞部Aが形成されている。コリメータの材質は，検出対象となる放射線を吸収する材料が用いられる。そして，コリメータの厚みはその吸収率に応じて調整される。X線検出素子の場合，Au，Pt，Pb，Cu，Al，Sn、Si等の金属材料が用いられる。また，ガラスやサファイアを主原料とする光透過性の材料も用いることができる。
【００２２】
図５（ｂ）では，コリメータ１３と基板１１を接合し，コリメータ一体型の放射線検出器を形成している。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤が用いられる。また，放射線検出素子をSi基板上に形成し，コリメータ１３にホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス）を用いることにより，陽極接合法による接合が可能となる。陽極接合では，Siの放射線検出素子とコリメータを接触させ，温度と荷重をかけて，Si材料にプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる。
【００２３】
本実施例では，第１実施例と同様の効果が得られる。その他，スペーサーが不要となることから，作製が容易になる。特に，Si基板とホウケイ酸ガラス基板との張り合わせとなるため，陽極接合が容易となる。さらに，コリメータと検出部との距離をより近接でき，検出効率の一層の増大が期待できる。
（実施の形態３）
図６に本発明の第３実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。図６では基板全体が放射線検出素子１１として表されている。放射線検出素子１１は配線４を介して外部駆動回路３に接続され，放射線１のエネルギーを電気信号として取り出すことができる。放射線検出素子１には検出部１２があり、この領域に照射されると電気信号が得られる。また，検出部１２以外への照射を防ぐため，検出部12との距離をHに保つスペーサー１６をはさみ，開口径Dを持つコリメータ１３が備わっている。コリメータ１３は検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料１３A，１３Bからなるバイレイヤー構造を持つ。1３Aは放射線を遮蔽する遮蔽部材で，１３Bは放射線を透過させ遮蔽部を支持する支持部材である。遮蔽部材１３Aは支持部材１３Bより吸収率が大きくなるように設計される。遮蔽部材１３Aには，放射線を透過する開口が形成され、開口以外の領域で放射線はほとんど吸収される。
【００２４】
図７に本実施例の放射線検出素子の作製手順を示す。図７(a)は，独立に準備された放射線を透過する開口をもつコリメータと、放射線検出素子を構成する基板１１と、検出部１２との距離をHに保つスペーサー１６を示している。X線を検出する場合，遮蔽部材13Aには、X線を吸収しやすいAu，Pt，Pb，Cu，Al，Sn、Si等の金属材料が用いられる。一方，支持部材13Bには、遮蔽部材13Aに比べX線を吸収しにくい材質のもの、たとえばガラス、サファイア、ポリマー材料等が用いられる。１３Bは吸収率が低いほど、その厚みを増すことができ、丈夫なコリメータを形成させることができる。コリメータ１３の作製法として、遮蔽部材１３Aと支持部材１３Bの張り合わせのほか、遮蔽部材１３Aは支持部材１３B上にスパッタ，蒸着等による成膜法により形成される。
【００２５】
コリメータの開口形成には，マスクを用いて開口部に遮蔽部材１３Aを構成する材料を着けない方法がある。そのほか、あらかじめバイレイヤー構造を形成しておき、マスクを用いてのスパッタエッチング，イオンビームエッチング、Focused Ion Beam (FIB)エッチングなどを用いて、遮蔽部材１３Aを構成する材料を除去する方法がある。
【００２６】
スペーサーには，薄く，均一な厚さに加工可能な材料が用いられる。例えば，Si等である。
【００２７】
図７（ｂ）は，コリメータ１３とスペーサー１６，およびスペーサー１６と基板１１を接合した後の放射線検出器を示す。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤を用いる。また，放射線検出素子１１をSi基板上に形成し，スペーサー１６にホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス），コイルメータ１４にSi基板を用いることにより，Siでスペーサー１３をはさみ，熱と加重をかけて，Siにプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる（陽極接合）。
【００２８】
厚みのあるコリメータの開口を精度良く形成することは困難である。しかし、コリメータはある程度の強度が必要とされる。本実施例では、透過性の高い材料で支持体１３Bを形成し、その上に吸収性の高い材料で遮蔽部材１３Aを構成する。それぞれの膜厚は、支持部材１３Bを厚くし、遮蔽部材１３Aを薄くできる。そして、開口形成は、薄い遮蔽部材１３Aのみを除去すればよい。その結果、丈夫で、かつ、開口形成が容易なコリメータを形成することができる。
【００２９】
（実施の形態４）
図８に本発明の第４実施例を示す放射線検出器の作製手順を示す。素子構成は，第３実施例と同じであるが，作製手順が異なる。図８(a)は，独立に準備された開口形成前のコリメータ３３と、放射線検出素子を構成する基板１１と、検出部12との距離をHに保つスペーサー１６を示している。コリメータ３３は検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料１３A，１３Bからなるバイレイヤー構造を持つ。
【００３０】
図８（ｂ）は，コリメータ３３とスペーサー１６，およびスペーサー１６と基板１１の接合工程を示す。接合には，エポキシ樹脂やワニス等の接着剤を用いる。また，放射線検出素子１１をSi基板上に形成し，スペーサー１３にホウケイ酸ガラス（パイレックスガラス），コイルメータ１４にSi基板を用いることにより，Siでスペーサー１５をはさみ，熱と加重をかけて，Siにプラス電位を印加することにより，接着剤を用いずに直接接合することができる（陽極接合）。
【００３１】
図８（ｃ）は，コリメータの開口形成工程を示す。開口形成は，吸収率の大きな遮蔽部材1３Aの一部を除去することにより行う。除去の方法として，マスクを用いてのスパッタエッチング，イオンビームエッチングなどがある。さらに，Focused Ion Beam (FIB)エッチング法を用いることにより，マスク無しで，開口を形成することができる。
【００３２】
本実施例により、丈夫で、かつ、開口形成が容易なコリメータを形成することができる他、コリメータの開口部と検出部とのアライメントを基板とコリメータの接合後の行うため、アライメント制度の向上が可能となる。その結果、さらに高いエネルギー分解能と検出効率を実現できる。
（実施の形態５）
図９に本発明の第６実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システムを示す。本実施例では，放射線検出素子として超伝導転移端センサー（Transition Edge Sensor: TES）を用いている。図１０(a)は超伝導転移端センサーの上面構造図を，図１０(b)はその断面構造図を示す。図９の超伝導転移端センサーは図１０(a)のx-x'断面を示す。また，図１０(b)はy-y'断面を示す。
【００３３】
超伝導転移端センサーは基板1０上に作製され、放射線を吸収し、エネルギーを熱に変換し，その温度Ttを計測する温度変換器として機能する抵抗体１９が薄膜メンブレン２０上に形成されている。抵抗体１９には、電流，または，電圧を供給し、その抵抗値を読み出すための電極１４が接続されている。薄膜メンブレン２０は、基板の厚さより薄いメンブレン構造を持ち、抵抗体１９と熱槽６の間に熱コンダクタンスgを有する熱リンクとして機能する。通常，基板にはSiが用いられ，薄膜メンブレン２０には酸化Si，窒化Siが用いられ，その膜厚は1μm程度である。
【００３４】
超伝導転移端センサーの検出部である抵抗体以外の部分への照射を防ぐため，開口径Dを持つコリメータ１３が備わっている。コリメータ１３は，検出部１２との距離をHに保つスペーサー１６をはさみ，放射線検出素子１１を形成する基板上に設置されている。コリメータ１３は，メンブレンとは熱的に絶縁されるように熱槽である基板１０上に支持されている。
【００３５】
抵抗体１９は超伝導体単体，もしくは超伝導体と常伝導体による２層構造で構成される。抵抗体１９の抵抗値Rtは温度Ttにより，超伝導状態と常伝導状態と中間の転移状態を持ち、その関係は図１１に示す抵抗-温度(R-T)曲線で表される。温度Tc以下で超伝導状態となり抵抗値はゼロとなる。
【００３６】
超伝導転移端センサーは抵抗体が超伝導状態となる温度Tb（＜Tc）に冷却されたコールドヘッド４０上に設置する。抵抗体１９に供給される電力による発熱（ジュール熱）で，抵抗体の温度を中間の転移状態にしておく。動作点OP（動作温度To）でX線が照射されると、温度Ttが上昇し、抵抗値Rtが変化する。外部駆動回路３によって、抵抗変化が読みとられ、入射放射線のエネルギーが求められる。
【００３７】
抵抗体での熱拡散は位置依存性がある。そのため，放射線の照射位置により，取り出される電気信号の波形が変化する。通常，放射線検出器では，放射線によるパルスの波高値によってエネルギーを求める。照射位置を一定にするか，照射される位置での熱拡散課程を同じにする必要がある。例えば，抵抗体の中央部と端部では熱の拡散は明らかに異なり，異なる波形が検出される。
【００３８】
放射線検出素子とコリメータを一体化し、さらにSi基板、ガラス基板を用いることができるため、コリメータの開口部と検出部とを近接させることが可能となる。また、開口部と検出部とのアライメントが容易となり、開口径を検出部のサイズに近づけることができる。その結果、コリメータの開口径と開口部の検出部との距離によって決定する立体角を大きくすることができ，高い検出効率を得ることができる。
【００３９】
開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。超伝導転移端センサーの特徴である低いバックグラウンドノイズに加え，照射位置依存性による検出信号のばらつきを抑制できるため，非常に高いエネルギー分解能，およびSNを有する放射線検出器が実現できる。
【００４０】
コリメータ１３を熱槽である基板10上に支持することにより，コリメータ１３が吸収した熱エネルギーを抵抗体に影響させることなく，すばやく熱槽に逃がすことができる。
（実施の形態６）
図１２に本発明の第７実施例を示す放射線検出素子を示す。本実施例でも，放射線検出素子として超伝導転移端センサーを用いている。超伝導転移端センサーには，放射線エネルギーの吸収確立を増加させるため，抵抗体１９上に吸収体１８を設けることがある。図１２(a)は吸収体付きの超伝導転移端センサーで構成された放射線検出素子の上面構造図を，図１２(b)は断面構造図示す。吸収体１８は放射線を吸収し、エネルギーを熱に変換し，その熱を抵抗体に伝達する機能を持つ。この場合，吸収体１８が検出部となる。
【００４１】
吸収確立は低いものの，吸収体以外の部分（抵抗体１９本体等）へ照射されると，吸収体１８で吸収された信号の波形の異なる信号が生ずる。コリメータはこの信号を防ぐものである。本実施例により，検出確立を高く、かつ、高いエネルギー分解能と高い検出効率を実現する放射線検出器を実現できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は，以上説明したような形態で実施され，以下に記載される効果を有する。
【００４３】
基板上に形成された放射線検出部を含むエネルギー−電気変換部、および外部駆動回路と接続するための電極からなる放射線検出素子において、同一基板上に検出部照射用に放射線を透過させる開口を設けた遮蔽板であるコリメータを設置することにより，放射線検出素子とコリメータを一体化し、さらにSi基板、ガラス基板を用いることができるため、コリメータの開口部と検出部とを近接させることが可能となる。また、開口部と検出部とのアライメントが容易となり、開口径を検出部のサイズに近づけることができる。その結果、コリメータの開口径と開口部の検出部との距離によって決定する立体角を大きくすることができ，高い検出効率を得ることができる。
【００４４】
そして、開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。その結果，高いエネルギー分解能を得ることができる。
【００４５】
また，コリメータの材質をガラスやサファイア等の光透過性の材料で構成することにより，光学式のアライメント機構を用いることができるため、開口部と検出部とのアライメント精度をさらに向上させることができる。その結果、より高いエネルギー分解能とより高い検出効率を持つ放射線検出器を実現できる。
【００４６】
放射線検出素子をSi基板上に形成し，スペーサーにホウケイ酸ガラス，コリメータにSi基板を用いることにより，陽極接合法による接合が可能となる。陽極接合を用いた作製法により，ウェーハ上に構成した多数の素子と同じサイズのウェーハに形成されたコリメータを接合できるため，量産性の向上が期待できる。
【００４７】
また、基板とコリメータと間に一定の距離を保持する空洞部をコリメータに形成することにより，スペーサーが不要となることから，作製が容易になる。特に，Si基板とホウケイ酸ガラスとの張り合わせとなる陽極接合が容易となる。そして，コリメータと検出部との距離をより一層近接でき，検出効率の一層の増大が期待できる。
【００４８】
コリメータを検出する放射線に対する吸収率の異なる２種類の材料からなるバイレイヤー構造とし，吸収率の低い材料が支持部材として基板上に固定され，吸収率の高い材料には放射線を透過する開口を形成する方法により、丈夫で、かつ、開口形成が容易なコリメータを形成することができる他、コリメータの開口部と検出部とのアライメントを基板とコリメータの接合後の行うため、アライメント制度の向上が可能となる。その結果、さらに高いエネルギー分解能と検出効率を実現できる。
【００４９】
さらに、放射線検出素子とコリメータを接合した後，検出部に位置あわせしながら開口を設けることができるため，開口と検出部とのアライメントを容易かつ精度良くできる。特に，Focused Ion Beam (FIB)エッチング法を用いることにより，マスク無しで開口の形成が可能となる。
【００５０】
エネルギー−電気変換部が，熱槽となる基板上に形成され，放射線を吸収し、熱に変換した後，その温度変化を計測することにより電気信号として取り出す超伝導転移端センサー(TES)とし，超伝導転移端センサー(TES)とコリメータを一体化することで，開口部と検出部とのアライメント精度が向上することから、放射線を検出部へ正確に照射させることができ、得られる信号のばらつきが小さくすることができる。超伝導転移端センサー(TES)の特徴である低いバックグラウンドノイズに加え，照射位置依存性による検出信号のばらつきを抑制できるため，非常に高いエネルギー分解能，およびSNを有する放射線検出器が実現できる。
【００５１】
コリメータ15を熱槽である基板上に支持することにより，コリメータ１５か吸収した熱エネルギーを抵抗体に影響させることなく，すばやく熱槽に逃がすことができる。
【００５２】
吸収体付きの超伝導転移端センサー(TES)へ適応することにより，検出確立を高く、かつ、高いエネルギー分解能と高い検出効率を実現する放射線検出器を実現できる。
【００５３】
素子上へのコリメータの設置により，検出部を保護する効果が得られる。特に，機械的に弱い薄膜メンブレンを有する超伝導転移端センサー(TES)の信頼性，操作性の向上には大変有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図２】第１実施例の放射線検出器の上面図。
【図３】第１実施例の放射線検出器の作製手順。
【図４】第２実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図５】第２実施例の放射線検出器の作製手順。
【図６】第３実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図７】第３実施例の放射線検出器の作製手順。
【図８】第４実施例を示す放射線検出器の作製手順。
【図９】第５実施例を示す放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【図１０】 (a)超伝導転移端センサー(TES)を用いた放射線検出器の上面図。
(b)超伝導転移端センサー(TES)を用いた放射線検出器の断面構造図。
【図１１】超伝導転移端センサー(TES)の温度-抵抗特性。
【図１２】第７実施例を示す放射線検出器の構造図。(a)上面図。(b)断面図。
【図１３】従来技術による放射線検出器を用いた放射線計測システム。
【符号の説明】
１、 １A、１B・・・放射線
３・・・外部駆動回路
４・・・配線
１０・・・基板
１１，２１・・・放射線検出素子
１２，２２・・・検出部
１３，２３・・・コリメータ
１３Ａ・・・遮蔽部材
１３Ｂ・・・指示部材
１４・・・電極
１５・・・開口部
１６・・・スペーサー
１８・・・吸収体
１９・・・抵抗体
２０・・・薄膜メンブレン
３３・・・開口形成前のコリメータ
４０・・・コールドヘッド
Claims (1)
- 放射線を検出する検出部と、
前記検出部で検出された放射線のエネルギーを電気信号に変換する放射線検出素子と、
前記検出部と一定の距離を保ち放射線が通過する開口部を有する光透過性材料からなるコリメータとを備え、
前記コリメータは、前記放射線検出素子上に直接またはスペーサーを介して固定することを特徴とする放射線検出器。
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