JP4773994B2 - Semiconductor sensor, radiation detector and radiation monitor - Google Patents

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この発明は、原子炉施設や粒子線使用施設等の放射線放出管理あるいは放射線管理に用いられる放射線を検出するための半導体センサ、放射線検出器及び放射線モニタに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor sensor, a radiation detector, and a radiation monitor for detecting radiation used for radiation emission management or radiation management in a nuclear reactor facility or a particle beam use facility.

上記のような施設では、従来から半導体素子を使用した放射線検出器が使用されており、半導体素子から出力される信号パルスの電荷量は、ノイズと識別するための波高弁別レベルにおいて10のマイナス15乗クーロンオーダと微小である。それゆえ外部から侵入する電磁ノイズ対策として、半導体素子の直近に前置増幅器を配置し、半導体素子と前置増幅器を一緒にシールドケース内に収容し、シールドケースを前置増幅器の電源の0V端子に接続している。半導体素子は、シリコン等の半導体の片方の表面に負電極が、反対側の表面に正電極が設けられており、湿気を遮断して電極間を高絶縁状態に維持するために樹脂で密閉されている。   In the facility as described above, a radiation detector using a semiconductor element is conventionally used, and the charge amount of the signal pulse output from the semiconductor element is minus 15 of 10 at the wave height discrimination level for discriminating from noise. It is very small with the coulomb order. Therefore, as a countermeasure against electromagnetic noise entering from the outside, a preamplifier is arranged in the immediate vicinity of the semiconductor element, the semiconductor element and the preamplifier are accommodated together in the shield case, and the shield case is connected to the 0V terminal of the power supply of the preamplifier. Connected to. The semiconductor element has a negative electrode on one surface of a semiconductor such as silicon and a positive electrode on the opposite surface, and is sealed with a resin to block moisture and maintain a high insulation between the electrodes. ing.

高感度の半導体素子はその検出部面積が大きくなり、それに伴い電極面積が大きくなり、各電極とシールドケース間に形成された浮遊容量のため、放射線検出器に振動または衝撃が加わって浮遊容量の値が変動すると、それに伴い各電極への電荷の出入りが生じ、該電荷の出入りにより前置増幅器にパルス状の電流が流れて振動ノイズが発生する。例えば、市販されている24mm×24mmの有感面積の半導体素子の場合、電極とシールドケースとの距離を5mmにすると浮遊容量は1pF程度となり、振動で上記距離が10μm変動すると浮遊容量は約0.002pF変動し、電極に印加する電圧を±12Vとすると約1.2×10のマイナス14乗クーロンの電荷が出入りすることになり、ノイズ弁別レベルに相当する信号電荷10のマイナス15乗クーロンオーダを超えることになり、振動で放射線検出器が誤動作して指示が上昇して誤警報が発信する不適合が発生することになる。これを防止するために、複数の半導体素子を三角形の2辺に、残りの1辺に前置増幅器を配置した断面構造となるようにして検出器の剛性を高める方法(例えば、特許文献1参照)、あるいは半導体素子と前置増幅器の組み合わせを複数配置した検出器において、複数の前置増幅器の出力信号の非同時出力を計数して振動ノイズを排除する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   High-sensitivity semiconductor elements have a large detection area, which increases the electrode area, and because of the stray capacitance formed between each electrode and the shield case, the radiation detector is subjected to vibrations or shocks. When the value fluctuates, charge enters and exits each electrode, and the charge enters and exits, causing a pulsed current to flow through the preamplifier and generating vibration noise. For example, in the case of a commercially available semiconductor element having a sensitive area of 24 mm × 24 mm, the stray capacitance is about 1 pF when the distance between the electrode and the shield case is 5 mm, and the stray capacitance is about 0 when the distance fluctuates by 10 μm due to vibration. When the voltage applied to the electrode is ± 12 V, the charge of minus 14th power coulomb of about 1.2 × 10 is in and out, and the signal charge 10 corresponding to the noise discrimination level is on the order of minus 15th power coulomb. As a result, the radiation detector malfunctions due to vibration, the indication rises, and a nonconformity occurs in which a false alarm is transmitted. In order to prevent this, a method of increasing the rigidity of the detector by forming a cross-sectional structure in which a plurality of semiconductor elements are arranged on two sides of a triangle and a preamplifier is arranged on the remaining one side (see, for example, Patent Document 1). Or a method of eliminating vibration noise by counting non-simultaneous outputs of output signals of a plurality of preamplifiers in a detector in which a plurality of combinations of semiconductor elements and preamplifiers are arranged (for example, patents) Reference 2).

特開平7−128454(段落番号0013及び図3)JP-A-7-128454 (paragraph number 0013 and FIG. 3) 特開平4−303787(段落番号0011、0012及び図1)JP-A-4-303787 (paragraph numbers 0011 and 0012 and FIG. 1)

放射線検出器の振動源は、周辺設備のモータの振動であったり、放射線検出器に人や物が接触することにより発生する振動であったりさまざまであるが、振動により半導体素子の電極に電荷の移動が誘導される。また、10のマイナス15乗クーロンオーダの微小な信号を取り扱う放射線検出器は、帯電している人や物が接触すると電撃により半導体素子の電極に電荷の移動が誘導される。特に上記施設内の放射線レベルを常時監視しているエリアモニタの検出値が上昇すると徹底した原因調査が行われるが、一過性の振動が原因の場合は原因調査が難航することが多く、半導体素子を使用した放射線検出器の振動対策及び静電気対策が課題となっている。   The source of vibration of a radiation detector can be a vibration of a motor of a peripheral facility or a vibration generated when a person or an object contacts the radiation detector. Movement is guided. In addition, a radiation detector that handles a minute signal on the order of 10 15th Coulomb order, when a charged person or object comes into contact, induces charge movement to the electrode of the semiconductor element by electric shock. In particular, if the detection value of the area monitor that constantly monitors the radiation level in the above facilities rises, a thorough investigation of the cause is performed, but if the cause is a transient vibration, the cause investigation is often difficult, and the semiconductor Vibration countermeasures and static electricity countermeasures of radiation detectors using elements have become issues.

本発明は、上記のような問題点を解決して、振動や静電気の影響を軽減して信頼性の高い半導体センサ、放射線検出器及び放射線モニタを得ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to obtain a highly reliable semiconductor sensor, radiation detector, and radiation monitor by reducing the influence of vibration and static electricity.

この発明に係る半導体センサにおいては、一方の面に負電極を反対側の面に正電極を有し放射線を検出して電気信号を出力する半導体素子と、負電極及び正電極の表面に設けられた絶縁物と、絶縁物の表面に設けられ外部と電気的に接続しうるようにされた導電層とを備えたものである。   In the semiconductor sensor according to the present invention, a negative electrode is provided on one surface, a positive electrode is provided on the opposite surface, a semiconductor element that detects radiation and outputs an electrical signal, and is provided on the surfaces of the negative electrode and the positive electrode. And an electrically conductive layer provided on the surface of the insulator so as to be electrically connected to the outside.

この発明に係る放射線検出器においては、上記半導体センサと、コモン電位部を有し半導体センサの出力する電気信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、半導体センサと増幅器とを収容し物理的電気的に保護するシールドケースとを備え、半導体センサの導電層と増幅器のコモン電位部とシールドケースとを接続して検出器共通電位部とされたものである。 In the radiation detector according to the present invention, the semiconductor sensor, the amplifier having the common potential portion, amplifying the electric signal output from the semiconductor sensor and outputting the amplified signal, the semiconductor sensor and the amplifier are housed and physically accommodated. A shield case for electrical protection is provided, and the conductive layer of the semiconductor sensor, the common potential portion of the amplifier, and the shield case are connected to form a detector common potential portion.

この発明に係る放射線モニタにおいては、上記放射線検出器と、測定部共通電位部を有し放射線検出器の出力する増幅信号に基づいて放射線を測定する測定部と、電気的遮蔽体を有するものであって放射線検出器と測定部とを収容し物理的電気的に保護する保護筐体とを備え、保護筐体の電気的遮蔽体と放射線検出器の検出器共通電位部と測定部の測定部共通電位部とを接続するとともに1点接地するようにされたものである。   The radiation monitor according to the present invention includes the radiation detector, a measurement unit having a measurement unit common potential unit and measuring radiation based on an amplified signal output from the radiation detector, and an electrical shield. A protective housing that houses the radiation detector and the measurement unit and physically and electrically protects the electrical shield, the detector common potential unit of the radiation detector, and the measurement unit of the measurement unit The common potential portion is connected and one point is grounded.

この発明に係る放射線モニタにおいては、上記放射線検出器と、測定部共通電位部を有し放射線検出器の出力する増幅信号に基づいて放射線を測定する測定部と、電気的遮蔽体を有するものであって放射線検出器と測定部とを収容し物理的電気的に保護する保護筐体とを備え、保護筐体の電気的遮蔽体を放射線検出器近傍において1点接地するとともに、放射線検出器の検出器共通電位部と測定部の測定部共通電位部とを接続するとともに1点接地するようにされたものである。   The radiation monitor according to the present invention includes the radiation detector, a measurement unit having a measurement unit common potential unit and measuring radiation based on an amplified signal output from the radiation detector, and an electrical shield. A protective housing that houses the radiation detector and the measurement unit and protects it physically and electrically, and grounds the electrical shield of the protective housing at one point in the vicinity of the radiation detector. The detector common potential section and the measurement section common potential section of the measurement section are connected and grounded at one point.

この発明に係る半導体センサにおいては、一方の面に負電極を反対側の面に正電極を有し放射線を検出して電気信号を出力する半導体素子と、負電極及び正電極の表面に設けられた絶縁物と、絶縁物の表面に設けられ外部と電気的に接続しうるようにされた導電層とを備えたものであるので、導電層を外部例えばシールドケースと接続することにより半導体センサが振動してもシールドケースと同電位に保たれるので、両者間の浮遊容量が小さくなるため、振動により正負各電極への電荷の出入りが小さくなって振動ノイズの発生が軽減されるため、振動の影響をなくすことができる。   In the semiconductor sensor according to the present invention, a negative electrode is provided on one surface, a positive electrode is provided on the opposite surface, a semiconductor element that detects radiation and outputs an electrical signal, and is provided on the surfaces of the negative electrode and the positive electrode. And a conductive layer provided on the surface of the insulator so as to be electrically connected to the outside. By connecting the conductive layer to the outside, for example, a shield case, the semiconductor sensor Even if it vibrates, it is kept at the same potential as the shield case, so the stray capacitance between the two is reduced, so that vibrations reduce the generation of vibration noise by reducing the flow of charges into and out of the positive and negative electrodes. The influence of can be eliminated.

この発明に係る放射線検出器においては、上記半導体センサと、コモン電位部を有し半導体センサの出力する電気信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、半導体センサと増幅器とを収容し物理的電気的に保護するシールドケースとを備え、半導体センサの導電層と増幅器のコモン電位部とシールドケースとを接続して検出器共通電位部とされたものであるので、半導体センサの導電層とシールドケースとを接続することにより半導体センサが振動してもシールドケースと同電位に保たれるので、両者間の浮遊容量がなくなり、振動により正負各電極への電荷の出入りが小さくなって振動ノイズの発生が軽減されるため、振動の影響をなくすことができる。 In the radiation detector according to the present invention, the semiconductor sensor, the amplifier having the common potential portion, amplifying the electric signal output from the semiconductor sensor and outputting the amplified signal, the semiconductor sensor and the amplifier are housed and physically accommodated. A shield case for electrical protection, and a common potential portion of the semiconductor sensor, the common potential portion of the amplifier, and the shield case are connected to form a detector common potential portion. Even if the semiconductor sensor vibrates by connecting the case, it is kept at the same potential as the shield case, so there is no stray capacitance between them. Since the occurrence is reduced, the influence of vibration can be eliminated.

この発明に係る放射線モニタにおいては、上記放射線検出器と、測定部共通電位部を有し放射線検出器の出力する増幅信号に基づいて放射線を測定する測定部と、電気的遮蔽体を有するものであって放射線検出器と測定部とを収容し物理的電気的に保護する保護筐体とを備え、保護筐体の電気的遮蔽体と放射線検出器の検出器共通電位部と測定部の測定部共通電位部とを接続するとともに1点接地するようにされたものであるので、振動の影響をなくすことができるとともに、保護筐体により静電気の影響を軽減できる。   The radiation monitor according to the present invention includes the radiation detector, a measurement unit having a measurement unit common potential unit and measuring radiation based on an amplified signal output from the radiation detector, and an electrical shield. A protective housing that houses the radiation detector and the measurement unit and physically and electrically protects the electrical shield, the detector common potential unit of the radiation detector, and the measurement unit of the measurement unit Since it is connected to the common potential portion and grounded at one point, the influence of vibration can be eliminated and the influence of static electricity can be reduced by the protective housing.

この発明に係る放射線モニタにおいては、上記放射線検出器と、測定部共通電位部を有し放射線検出器の出力する増幅信号に基づいて放射線を測定する測定部と、電気的遮蔽体を有するものであって放射線検出器と測定部とを収容し物理的電気的に保護する保護筐体とを備え、保護筐体の電気的遮蔽体を放射線検出器近傍において1点接地するとともに、放射線検出器の検出部共通電位部と測定部の測定部共通電位部とを接続するとともに1点接地するようにされたものであるので、振動の影響をなくすことができるとともに、保護筐体により静電気の影響を軽減できる。   The radiation monitor according to the present invention includes the radiation detector, a measurement unit having a measurement unit common potential unit and measuring radiation based on an amplified signal output from the radiation detector, and an electrical shield. A protective housing that houses the radiation detector and the measurement unit and protects it physically and electrically, and grounds the electrical shield of the protective housing at one point in the vicinity of the radiation detector. Since the detection unit common potential unit and the measurement unit common potential unit of the measurement unit are connected and grounded at one point, the influence of vibration can be eliminated, and the influence of static electricity can be prevented by the protective housing. Can be reduced.

実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1である放射線モニタの構成を示す断面図である。図1において、放射線検出器10は半導体センサ1と前置増幅器2を備え、半導体センサ1は放射線を検出して電流パルス信号を出力し、前置増幅器2は上記電流パルスを電圧パルスに変換増幅する。シールドケース3は、半導体センサ1と前置増幅器2を一緒に収容して外来ノイズから電気的に遮蔽する。半導体センサ1は、半導体素子11と絶縁物15と導電層16a,16bを有する。半導体素子11は、片方の表面に負電極12aが、反対側の表面に正電極12bが設けられており、負電極12aと正電極12bにはそれぞれ導電性接着剤13a,13bでリード線14a,14bが接着されて引き出されている。半導体素子11の表面全体は、防湿のため負電極12aと正電極12bの表面を含めて絶縁物15を密着させて設けることにより密閉され、半導体素子11の負電極12a及び正電極12bの表面に設けられた絶縁物15の表面には、絶縁物15を介して負電極12aと正電極12bnとが対向するようにしてそれぞれ導電層16a,16bがリード線14a,14bの引き出し箇所を除き絶縁物に密着して設けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a radiation monitor according to Embodiment 1 for carrying out the present invention. In FIG. 1, a radiation detector 10 includes a semiconductor sensor 1 and a preamplifier 2. The semiconductor sensor 1 detects radiation and outputs a current pulse signal. The preamplifier 2 converts and amplifies the current pulse into a voltage pulse. To do. The shield case 3 houses the semiconductor sensor 1 and the preamplifier 2 together to electrically shield them from external noise. The semiconductor sensor 1 includes a semiconductor element 11, an insulator 15, and conductive layers 16a and 16b. The semiconductor element 11 is provided with a negative electrode 12a on one surface and a positive electrode 12b on the opposite surface. The negative electrode 12a and the positive electrode 12b are respectively connected with lead wires 14a, 13a and 13b by conductive adhesives 13a, 13b. 14b is adhered and pulled out. The entire surface of the semiconductor element 11 is hermetically sealed by providing an insulator 15 including the surfaces of the negative electrode 12a and the positive electrode 12b so as to prevent moisture, and is formed on the surfaces of the negative electrode 12a and the positive electrode 12b of the semiconductor element 11. On the surface of the provided insulator 15, the conductive layers 16 a and 16 b are insulated except for the lead wires 14 a and 14 b where the negative electrode 12 a and the positive electrode 12 bn face each other with the insulator 15 therebetween. It is provided in close contact with.

前置増幅器2にはマイナス電圧線4とプラス電圧線5が接続されて直流電圧が印加され、半導体素子11にはフィルタ6a、高抵抗7aを通して負電極12aにマイナス電圧が印加され、フィルタ6b、高抵抗7bを通して正電極12bにプラス電圧が印加される。また、前置増幅器2のコモン電位部である0V電圧線81がシールドケース3に接続されている。導電層16a,16bにはそれぞれ導電性接着剤13c、13dでリード線14c、14dが接着されて引き出され、それぞれ対地電圧が0Vであるシールドケース3に接続され、前置増幅器2のコモン電位部である0V電圧線81、シールドケース3、導電層16a,16bは同じ電位に固定され、これらが放射線検出器10の検出器共通電位部となっている。なお、導電層16a,16bは、リード線14a,14bの引き出し箇所を除いて一体に形成したものであってもよい。   A negative voltage line 4 and a positive voltage line 5 are connected to the preamplifier 2 and a DC voltage is applied thereto. A negative voltage is applied to the negative electrode 12a through the filter 6a and the high resistance 7a to the semiconductor element 11, and the filter 6b, A positive voltage is applied to the positive electrode 12b through the high resistance 7b. A 0 V voltage line 81 that is a common potential portion of the preamplifier 2 is connected to the shield case 3. Lead wires 14c and 14d are bonded to the conductive layers 16a and 16b with conductive adhesives 13c and 13d, respectively, and are connected to the shield case 3 having a ground voltage of 0 V. The common potential portion of the preamplifier 2 The 0V voltage line 81, the shield case 3, and the conductive layers 16 a and 16 b are fixed at the same potential, and these are the detector common potential portion of the radiation detector 10. The conductive layers 16a and 16b may be integrally formed except for the lead wires 14a and 14b.

上記のように負電極12aと正電極12bは、それぞれの表面に絶縁物15を介して対向するようにして絶縁物15に密着固定して導電層16a,16bが設けられているため負電極12aと導電層16aとの間隔が固定され、同様に正電極12bと導電層16bとの間隔が固定され、シールドケース3と導電層16a,16bが0V電圧で同電位に固定されることによりシールドケース3と導電層16a,16b間に浮遊容量が存在しなくなる。従って、半導体センサ1が振動して振動でシールドケース3と導電層16a,16bとの間隔が微量に変化しても半導体センサ1の対地浮遊容量の変動が軽減されるため、振動ノイズの影響の少ない信頼性の高い放射線検出器10を得ることができる。また、半導体センサ1と前置増幅器2はシールドケース3に収容されているので、外部の電磁ノイズの影響を低減できる。   As described above, the negative electrode 12a and the positive electrode 12b are provided with the conductive layers 16a and 16b in close contact with and fixed to the insulator 15 so as to face each other with the insulator 15 interposed therebetween. Between the positive electrode 12b and the conductive layer 16b is fixed, and the shield case 3 and the conductive layers 16a and 16b are fixed at the same potential with 0V voltage to thereby provide a shield case. 3 and no stray capacitance exist between the conductive layers 16a and 16b. Therefore, even if the semiconductor sensor 1 vibrates and the distance between the shield case 3 and the conductive layers 16a and 16b changes by a minute amount due to the vibration, the fluctuation of the floating capacitance to the ground of the semiconductor sensor 1 is reduced. A low-reliability radiation detector 10 with high reliability can be obtained. Moreover, since the semiconductor sensor 1 and the preamplifier 2 are accommodated in the shield case 3, the influence of external electromagnetic noise can be reduced.

実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2である半導体センサの構成を示す断面図である。図2において、導電層としての金属シート26a,26bは実施の形態1の導電層16a.16bと同様に機能するもので、例えば容易に入手できかつ安価なアルミニュウムシートを用いる。金属シート26a,26bは、接着剤27a,27bで絶縁物15に密着して固定する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor sensor according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the metal sheets 26a and 26b as the conductive layers are the conductive layers 16a. It functions in the same way as 16b. For example, an easily available and inexpensive aluminum sheet is used. The metal sheets 26a and 26b are fixed in close contact with the insulator 15 with adhesives 27a and 27b.

この実施の形態によれば、容易に入手できかつ安価な金属シート26a,26bを接着材27a,27bで絶縁物15に接着することにより、低コストで振動ノイズのない信頼性の高い半導体センサを得ることができる。   According to this embodiment, a highly reliable semiconductor sensor with low vibration and no vibration noise can be obtained by adhering easily available and inexpensive metal sheets 26a and 26b to the insulator 15 with the adhesive materials 27a and 27b. Obtainable.

実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3である半導体センサの構成を示す断面図である。図3において、導電層としての粘着金属シート36a,36bは実施の形態1の導電層16a.16bと同様に機能するもので、例えば容易に入手できる粘着アルミニュウムシートを用いる。そして、粘着金属シート36a,36bの周辺部が剥がれないように接着材38a,38bで補強するとよい。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor sensor according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the adhesive metal sheets 36a and 36b as the conductive layers are the same as the conductive layers 16a. For example, a readily available adhesive aluminum sheet is used. And it is good to reinforce with adhesive material 38a, 38b so that the peripheral part of adhesion metal sheet 36a, 36b may not peel off.

この実施の形態によれば、容易に入手できかつ安価な粘着金属シート36a,36bを用いて導電層を構成することにより、低コストで振動ノイズのない信頼性の高い半導体センサを得ることができる。   According to this embodiment, a highly reliable semiconductor sensor free from vibration noise can be obtained at low cost by configuring the conductive layer using easily available and inexpensive adhesive metal sheets 36a and 36b. .

実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4である半導体センサの構成を示す断面図である。図4において、導電層としての金属薄膜46は絶縁物15に蒸着により金属膜を強固に密着してして形成したものである。金属薄膜46に導電性接着材13cでリード線14eが接着されて引き出され、0V電圧線81に接続されている。
Embodiment 4 FIG.
4 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor sensor according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 4, a metal thin film 46 as a conductive layer is formed by firmly adhering a metal film to the insulator 15 by vapor deposition. A lead wire 14 e is bonded to the metal thin film 46 with a conductive adhesive 13 c and drawn out, and is connected to a 0 V voltage line 81.

この実施の形態によれば、絶縁物15に金属を蒸着して金属薄膜46を形成することにより、絶縁物15に強固に密着した経年的に安定な導電層が得られるので、信頼性の高い長寿命の半導体センサを得ることができる。   According to this embodiment, by depositing a metal on the insulator 15 to form the metal thin film 46, it is possible to obtain a conductive layer that is firmly adhered to the insulator 15 over time, and thus has high reliability. A long-lived semiconductor sensor can be obtained.

実施の形態5.
図5は、実施の形態5である放射線モニタの構成を示すブロック図である。図5において、放射線モニタ500は放射線検出器10と測定部8と保護筐体としての保護ケース50から構成されている。測定部8は、放射線検出器10から出力された検出器信号を入力して放射線量を測定し、保護ケース50は、放射線検出器10と測定部8とを収容してこれらを物理的かつ電気的に保護する。保護ケース50は、樹脂製ケース501と遮蔽導電層としての金属層502を有し、樹脂製ケース501の内面に金属層502が密着して設けられている。保護ケース50の遮蔽導電層としての金属層502及び放射線検出器10の検出器共通電位部である0V電圧線81を、測定部8の測定部共通電位部である0V電圧線82経由で接地電極91に1点接地する。金属層502は、例えばアルミニュウム、銅等の金属シートを用い、これを図示しない接着剤にて樹脂製ケース501に接着する。あるいは、アルミニュウム、銅等の金属を樹脂製ケース501に蒸着して形成する。金属層502は、接地電極91に接続されている。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a radiation monitor according to the fifth embodiment. In FIG. 5, the radiation monitor 500 includes a radiation detector 10, a measurement unit 8, and a protective case 50 as a protective housing. The measurement unit 8 inputs the detector signal output from the radiation detector 10 and measures the radiation dose, and the protective case 50 accommodates the radiation detector 10 and the measurement unit 8 and physically and electrically stores them. Protect. The protective case 50 includes a resin case 501 and a metal layer 502 as a shielding conductive layer. The metal layer 502 is provided in close contact with the inner surface of the resin case 501. The metal layer 502 as the shielding conductive layer of the protective case 50 and the 0V voltage line 81 which is the detector common potential portion of the radiation detector 10 are connected to the ground electrode via the 0V voltage line 82 which is the measurement portion common potential portion of the measurement portion 8. 91 is grounded at one point. The metal layer 502 is made of, for example, a metal sheet such as aluminum or copper, and is bonded to the resin case 501 with an adhesive (not shown). Alternatively, a metal such as aluminum or copper is deposited on the resin case 501 and formed. The metal layer 502 is connected to the ground electrode 91.

上記のように構成することにより、帯電した人や物が金属層502に直接接触することがなくなり、上記半導体センサの電極に電荷の出入りが誘導されることがなくなるため、帯電現象に対しても信頼性の高い放射線検出器を提供できる。すなわち、保護ケース50の表面側を絶縁物の樹脂製ケース501で構成することにより、帯電した人や物と保護ケース50との間の放電が発生しにくくなる。また、軽微な放電が発生しても放電に伴い発生する誘導ノイズは、接地された樹脂内面の金属層502により、内部への侵入が軽減される。また、保護ケース50の金属層502と放射線検出器10のシールドケース5の0V電圧線81を接地電極91に1点接地してループをつくらないようにすることにより、外来のノイズが侵入しににくなる。これらの相乗作用により、放射線検出器10へのノイズの誘導が一層抑制されるため、帯電現象に対しても信頼性の高い放射線モニタを得ることができる。   By configuring as described above, a charged person or object is not directly in contact with the metal layer 502, and the entrance and exit of charges is not induced to the electrode of the semiconductor sensor. A highly reliable radiation detector can be provided. That is, by forming the surface side of the protective case 50 with the insulating resin case 501, it becomes difficult for electric discharge between the charged person or object and the protective case 50 to occur. In addition, even if a slight discharge occurs, the inductive noise generated along with the discharge is reduced by the metal layer 502 on the inner surface of the resin grounded. Further, by making one point grounding of the metal layer 502 of the protective case 50 and the 0V voltage line 81 of the shield case 5 of the radiation detector 10 to the ground electrode 91 so as not to form a loop, external noise can be prevented from entering. It becomes. By these synergistic actions, the induction of noise to the radiation detector 10 is further suppressed, so that a highly reliable radiation monitor can be obtained for the charging phenomenon.

実施の形態6.
図6は、実施の形態6である放射線モニタの構成を示すブロック図である。図6において、放射線モニタ600は放射線検出器10と測定部8と保護筐体としての保護ケース40と検出器ケーブル65から構成されている。保護ケース60は、放射線検出器10を収容して物理的かつ電気的に保護し、検出器ケーブル65は、放射線検出器10から出力された検出器信号を測定部8に遠隔伝送する。保護ケース60は、樹脂製ケース601とその内面に密着して設けられた遮蔽導電層としての金属層602を有し、遮蔽導電層としての金属層602は放射線検出器10の近傍の接地電極91に1点接地され、放射線検出器10の検出器共通電位部である0V電圧線81は、検出器ケーブル65を経由し、測定部8の測定部共通電位部である0V電圧線82経由で測定部8近傍の接地電極92に1点で接地される。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a radiation monitor according to the sixth embodiment. In FIG. 6, the radiation monitor 600 includes a radiation detector 10, a measurement unit 8, a protective case 40 as a protective housing, and a detector cable 65. The protective case 60 accommodates and protects the radiation detector 10 physically and electrically, and the detector cable 65 transmits the detector signal output from the radiation detector 10 to the measurement unit 8 remotely. The protective case 60 has a resin case 601 and a metal layer 602 as a shielding conductive layer provided in close contact with the inner surface thereof. The metal layer 602 as the shielding conductive layer is a ground electrode 91 in the vicinity of the radiation detector 10. The 0V voltage line 81 that is grounded at one point and is a common potential portion of the radiation detector 10 is measured via the detector cable 65 and the 0V voltage line 82 that is the common potential portion of the measurement portion 8. The ground electrode 92 near the portion 8 is grounded at one point.

上記のように構成することにより、実施の形態5と同等の効果を奏することに加えて、樹脂製ケース601の内面に金属層602を密着して設け、金属層602を放射線検出器10の近傍の接地電極91に1点接地し、放射線検出器10の0V電圧線82を測定部8近傍の接地電極92に1点接地し、接地を分けて放射線検出器10周辺のノイズ環境から共通電位部の0V電圧線81,82の電位を安定させることにより、帯電現象に対して更に信頼性の高い放射線モニタを得ることができる。   By configuring as described above, in addition to achieving the same effect as that of the fifth embodiment, the metal layer 602 is provided in close contact with the inner surface of the resin case 601, and the metal layer 602 is provided in the vicinity of the radiation detector 10. The grounding electrode 91 is grounded at one point, the 0V voltage line 82 of the radiation detector 10 is grounded at one point to the grounding electrode 92 in the vicinity of the measuring unit 8, and grounding is divided to remove the ground potential from the noise environment around the radiation detector 10. By stabilizing the potentials of the 0V voltage lines 81 and 82, a radiation monitor with higher reliability against the charging phenomenon can be obtained.

実施の形態7.
図7は、実施の形態7である保護ケースの構造を示す。図7において、保護筐体としての保護ケース70は導電層としての炭素繊維701に所定の性状の樹脂702を含浸成型させた炭素繊維強化樹脂成形品にて製作される。炭素繊維701は、表面が炭素繊維701に含浸された樹脂702で絶縁されており、保護ケース70の内面を削って露出した炭素繊維701にリード線14hが導電性接着材13hで接着され、接地電極91に接続されている。このような保護ケース70は、例えば図5における保護ケース50の代わりに用いられる。なお、図6の保護ケース60の代わりにこのような構成の保護ケースを用いることもできる。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 shows the structure of a protective case according to the seventh embodiment. In FIG. 7, a protective case 70 as a protective casing is manufactured by a carbon fiber reinforced resin molded product obtained by impregnating and molding a resin 702 having a predetermined property to a carbon fiber 701 as a conductive layer. The surface of the carbon fiber 701 is insulated by a resin 702 impregnated with the carbon fiber 701. The lead wire 14h is bonded to the exposed carbon fiber 701 by scraping the inner surface of the protective case 70 with the conductive adhesive 13h, and grounding is performed. It is connected to the electrode 91. Such a protective case 70 is used instead of the protective case 50 in FIG. 5, for example. Note that a protective case having such a configuration may be used instead of the protective case 60 of FIG.

この実施の形態によれば、保護ケース70を炭素繊維701で強化した炭素繊維強化樹脂成形品で構成することにより、実施の形態5及び実施の形態6に比べて樹脂製ケース501,601の内面に金属層502、602を密着させる工数が削減できるため、低コストで保護ケース70を製作できる。また、同一強度で保護ケース70の単位面積当たりの質量を低減できるので、入射するγ線の減衰を小さくできるため、低エネルギーのγ線まで精度よく測定できる。   According to this embodiment, by forming the protective case 70 with a carbon fiber reinforced resin molded product reinforced with carbon fibers 701, the inner surfaces of the resin cases 501 and 601 compared to the fifth and sixth embodiments. Since the number of steps for bringing the metal layers 502 and 602 into close contact with each other can be reduced, the protective case 70 can be manufactured at a low cost. Further, since the mass per unit area of the protective case 70 can be reduced with the same intensity, the attenuation of the incident γ-ray can be reduced, so that even low-energy γ-ray can be measured with high accuracy.

実施の形態1である放射線検出器の断面図である。1 is a cross-sectional view of a radiation detector that is Embodiment 1. FIG. 実施の形態2である半導体センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor sensor which is Embodiment 2. FIG. 実施の形態3である半導体センサの断面図である。6 is a sectional view of a semiconductor sensor according to a third embodiment. FIG. 実施の形態4である半導体センサの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor sensor which is Embodiment 4. FIG. 実施の形態5である放射線モニタの構成を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a configuration of a radiation monitor according to a fifth embodiment. 実施の形態6である放射線モニタの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the radiation monitor which is Embodiment 6. 実施の形態7である保護ケースの構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a protective case according to a seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,201,301,401 半導体センサ、2 前置増幅器、3 シールドケース、
4 マイナス電圧線、5 プラス電圧線、8 測定部、10 放射線検出器、
11 半導体素子、12a 負電極、12b 正電極、15 絶縁物、
16a,16b 導電層、26a,26b 金属シート、27a,27b 接着材、
36a,36b 粘着金属シート、46 金属薄膜、81,82 0V電圧線、
91,92 接地点、50,60 保護ケース、501 樹脂製ケース、
502 金属層、601 樹脂製ケース、602 金属層、65 検出器ケーブル、
500,600 放射線モニタ、70炭素繊維強化樹脂、701 炭素繊維、
702 樹脂。
1, 201, 301, 401 Semiconductor sensor, 2 preamplifier, 3 shield case,
4 negative voltage line, 5 positive voltage line, 8 measuring section, 10 radiation detector,
11 Semiconductor element, 12a Negative electrode, 12b Positive electrode, 15 Insulator,
16a, 16b conductive layer, 26a, 26b metal sheet, 27a, 27b adhesive,
36a, 36b adhesive metal sheet, 46 metal thin film, 81,820V voltage line,
91,92 grounding point, 50,60 protective case, 501 resin case,
502 metal layer, 601 resin case, 602 metal layer, 65 detector cable,
500,600 radiation monitor, 70 carbon fiber reinforced resin, 701 carbon fiber,
702 resin.

Claims (9)

一方の面に負電極を反対側の面に正電極を有し放射線を検出して電気信号を出力する半導体素子と、上記負電極及び上記正電極の表面に設けられた絶縁物と、上記絶縁物の表面に設けられ外部と電気的に接続しうるようにされた導電層とを備えた半導体センサ。 A semiconductor element having a negative electrode on one side and a positive electrode on the opposite side and detecting radiation to output an electrical signal, an insulator provided on the negative electrode and the surface of the positive electrode, and the insulation A semiconductor sensor comprising a conductive layer provided on a surface of an object and adapted to be electrically connected to the outside. 上記絶縁物は、上記半導体素子の全表面を覆ったものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体センサ。 The semiconductor sensor according to claim 1, wherein the insulator covers the entire surface of the semiconductor element. 上記導電層は、金属シートを上記絶縁物の表面に接着したものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体センサ。 The semiconductor sensor according to claim 1, wherein the conductive layer is formed by bonding a metal sheet to a surface of the insulator. 上記導電層は、金属薄膜を上記絶縁物の表面に蒸着形成したものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体センサ。 The semiconductor sensor according to claim 1, wherein the conductive layer is formed by depositing a metal thin film on the surface of the insulator. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体センサと、コモン電位部を有し上記半導体センサの出力する電気信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、上記半導体センサと上記増幅器とを収容し物理的電気的に保護するシールドケースとを備え、上記半導体センサの上記導電層と上記増幅器の上記コモン電位部と上記シールドケースとを接続して検出器共通電位部とされた放射線検出器。 5. The semiconductor sensor according to claim 1, an amplifier having a common potential portion and amplifying an electric signal output from the semiconductor sensor and outputting an amplified signal, the semiconductor sensor and the amplifier, And a shield case for physically and electrically protecting the radiation sensor, wherein the conductive layer of the semiconductor sensor, the common potential portion of the amplifier, and the shield case are connected to form a detector common potential portion. vessel. 請求項5に記載の放射線検出器と、測定部共通電位部を有し上記放射線検出器の出力する増幅信号に基づいて放射線を測定する測定部と、電気的遮蔽体を有するものであって上記放射線検出器と上記測定部とを収容し物理的電気的に保護する保護筐体とを備え、上記保護筐体の上記電気的遮蔽体と上記放射線検出器の上記検出器共通電位部と上記測定部の上記測定部共通電位部とを接続するとともに1点接地するようにされた放射線モニタ。 6. The radiation detector according to claim 5, a measurement unit having a measurement unit common potential unit and measuring radiation based on an amplified signal output from the radiation detector, and an electrical shield, A protective housing that houses the radiation detector and the measurement unit and physically and electrically protects the electrical shield, the detector common potential unit of the radiation detector, and the measurement; A radiation monitor connected to the common potential section of the measurement section and grounded at one point. 請求項5に記載の放射線検出器と、測定部共通電位部を有し上記放射線検出器の出力する増幅信号に基づいて放射線を測定する測定部と、電気的遮蔽体を有するものであって上記放射線検出器と上記測定部とを収容し物理的電気的に保護する保護筐体とを備え、上記保護筐体の上記電気的遮蔽体を上記放射線検出器近傍において1点接地するとともに、上記放射線検出器の上記検出器共通電位部と上記測定部の上記測定部共通電位部とを接続するとともに1点接地するようにされた放射線モニタ。 6. The radiation detector according to claim 5, a measurement unit having a measurement unit common potential unit and measuring radiation based on an amplified signal output from the radiation detector, and an electrical shield, A protective housing that houses the radiation detector and the measurement unit and physically and electrically protects the electrical shield, and grounds the electrical shield of the protective housing in the vicinity of the radiation detector; A radiation monitor configured to connect the detector common potential section of the detector and the measurement section common potential section of the measurement section and to ground one point. 上記保護筐体は、樹脂製の筐体本体部とこの筐体本体部の内面側に設けられた電気的遮蔽体としての遮蔽導電層を有するものであることを特徴とする請求項6または7に記載の放射線モニタ。 8. The protective casing includes a casing body made of resin and a shielding conductive layer as an electrical shield provided on the inner surface side of the casing body. The radiation monitor described in 1. 上記保護筐体は、電気的遮蔽体としての炭素繊維に樹脂を含浸して形成されたものであることを特徴とする請求項6または7に記載の放射線モニタ。 The radiation monitor according to claim 6 or 7, wherein the protective housing is formed by impregnating a carbon fiber as an electrical shield with a resin.
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