JP5152950B2 - Microchannel plate, gas proportional counter, and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロチャネルプレート、ガス比例計数管、及び撮像装置に関する。   The present invention relates to a microchannel plate, a gas proportional counter, and an imaging device.

近年、マイクロチャネルプレート(Micro Chanel Plate;MCP)として機能する鉛ガラス製キャピラリープレートを撮像型のガス比例計数管(Capillary Gas Proportional Counter;CGPC)として動作させる新しいタイプの検出器が開発されている(非特許文献1〜8参照)。また、最近では、X線等の二次元位置検出が可能な別の放射線検出器として、ガス・エレクトロン・マルチプライアー(Gas Electron Multiplier;GEM)が注目を浴びている(非特許文献10〜12参照)。   In recent years, a new type of detector has been developed in which a lead glass capillary plate that functions as a micro channel plate (MCP) is operated as an imaging type gas proportional counter (CGPC). Non-patent documents 1 to 8). Recently, as another radiation detector capable of detecting a two-dimensional position of X-rays or the like, a gas electron multiplier (GEM) has attracted attention (see Non-Patent Documents 10 to 12). ).

さらに、本発明者は、従来のCGPCを更に改良し、ノイズレベルを十分に低減できるキャピラリープレートとそれを用いた新しいCGPC(特許文献1)、及び、GEMに比して耐衝撃性及び取扱性に優れると共に、感度分布の一様性をより高めたCGCP(特許文献2)を提案している。
H. Sakurai et al., "A new type of proportional counter using a capillary plate", Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. A374(1996)341-344. H. Sakurai et al., "Characteristics of capillary gas proportional counter", SPIE Proceedings Reprint, vol.2806(1996)569-576. H. Sakurai et al., "Detection of photoabsorption point with capillary imaging gas proportional counter", IEEE Trans on Nucl. Sci. vol.49, No.3, (2002). M. Tsukahara et al., "The development of a new type of imaging X-ray detector with a capillary plate", IEEE Trans on Nucl. Sci. vol.49, No.3, (1997)679-682. H. Sakurai et al., "The form of X-ray photoelectron tracks in a capillary gas proportional counter", IEEE Trans on Nucl. Sci. vol.46, No.3, (1999)333-337. H. Sakurai, "Imaging gas proportional counter with capillary plate", 放射線 vol.25, No.1, (1999)27-37. H. Sakurai et al., "New type of imaging X-ray detector using a capillary plate", SPIE Proceedings Reprint, vol.3114(1997)481-487. T. Masuda et al., "Optical imaging capillary gas proportional counter with penning mixtures", IEEE Trans on Nucl. Sci. vol.49, No.2, (2002)553-558. Nishi,Yu.; Tanimori,Y.; Ochi,A.; Nishi,Ya.; Toyokawa,H., "Development of a hybrid MSGC with a conductive capillary plate.", SPIE, vol.3774(1999)87-96. F. Sauli, Nucl. Instr. And Meth. A 368(1977)531. F. A. F. Fraga, et al., Nucl. Instr. And Meth. A 442(2000)417. D. Mormann, et al., Nucl. Instr. And Meth. A 504(2003)93. 特開2004−241298号公報 特開2005−32634号公報
Furthermore, the present inventor has further improved the conventional CGPC, a capillary plate capable of sufficiently reducing the noise level, a new CGPC using the capillary plate (Patent Document 1), and impact resistance and handleability compared to GEM. And CGCP (Patent Document 2) with improved uniformity of sensitivity distribution.
H. Sakurai et al., "A new type of proportional counter using a capillary plate", Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. A374 (1996) 341-344. H. Sakurai et al., "Characteristics of capillary gas proportional counter", SPIE Proceedings Reprint, vol. 2806 (1996) 569-576. H. Sakurai et al., "Detection of photoabsorption point with capillary imaging gas proportional counter", IEEE Trans on Nucl. Sci. Vol. 49, No. 3, (2002). M. Tsukahara et al., "The development of a new type of imaging X-ray detector with a capillary plate", IEEE Trans on Nucl.Sci.vol.49, No.3, (1997) 679-682. H. Sakurai et al., "The form of X-ray photoelectron tracks in a capillary gas proportional counter", IEEE Trans on Nucl.Sci.vol.46, No.3, (1999) 333-337. H. Sakurai, "Imaging gas proportional counter with capillary plate", Radiation vol.25, No.1, (1999) 27-37. H. Sakurai et al., "New type of imaging X-ray detector using a capillary plate", SPIE Proceedings Reprint, vol. 3114 (1997) 481-487. T. Masuda et al., "Optical imaging capillary gas proportional counter with penning mixture", IEEE Trans on Nucl.Sci.vol.49, No.2, (2002) 553-558. Nishi, Yu .; Tanimori, Y .; Ochi, A .; Nishi, Ya .; Toyokawa, H., "Development of a hybrid MSGC with a conductive capillary plate.", SPIE, vol.3774 (1999) 87-96 . F. Sauli, Nucl. Instr. And Meth. A 368 (1977) 531. FAF Fraga, et al., Nucl. Instr. And Meth. A 442 (2000) 417. D. Mormann, et al., Nucl. Instr. And Meth. A 504 (2003) 93. JP 2004-241298 A JP 2005-32634 A

ここで、CGCPを用いた撮像装置の概略構成を、撮像型X線検出装置を例にとって説明する。撮像型X線検出装置は、通常、CGCPの後段に光学系及び撮像系が順に連設された構成を有している。CGCPは、X線等の電磁波が入射するベリリウム窓が一方端に設けられ且つ他方端に光透過窓が設けられたチャンバの内部に設置されている。CPは、中空状を成す100μm径程度の鉛ガラス製キャピラリーが複数集積された薄板状部材であり、その両面には、薄膜電極が形成されている。さらに、CPの前段(光電面側)には、電源と設置電位に接続された整形リングが設けられていて、ドリフト領域が画成されている。チャンバ内には、主成分であるArガスやCH4ガス等にペニング効果(Penning Effect)を奏するトリメチルアミン(TMA)等が添加された混合ガスが封入されている。 Here, a schematic configuration of an imaging apparatus using CGCP will be described taking an imaging X-ray detection apparatus as an example. The imaging X-ray detection apparatus usually has a configuration in which an optical system and an imaging system are connected in sequence in the subsequent stage of the CGCP. The CGCP is installed inside a chamber in which a beryllium window into which electromagnetic waves such as X-rays are incident is provided at one end and a light transmission window is provided at the other end. CP is a thin plate member in which a plurality of hollow lead glass capillaries having a diameter of about 100 μm are integrated, and thin film electrodes are formed on both surfaces thereof. Further, a shaping ring connected to the power supply and the installation potential is provided in the front stage (photocathode side) of CP, and a drift region is defined. In the chamber, a mixed gas in which trimethylamine (TMA) or the like having a Penning Effect is added to Ar gas or CH 4 gas as a main component is enclosed.

このように構成された撮像型X線装置に、ベリリウム窓を通してX線が入射すると、ベリリウム窓とそれに対向するCPの一方面(CPIN)との間に存在するガス分子とX線が相互作用し、光電効果によって高エネルギーの一次電子(X線光電子)が放出される。この一次電子は、他のガスにエネルギーを付与しながら進み、その飛跡中に電子−イオン対を生じて電子雲が形成され、その電子雲がCPの一方面(CPIN)からキャピラリー内に入射する。キャピラリーの内部には、例えば104V/cm以上の電場が形成されており、電子がガス分子と次々に衝突してガスの放電及び励起発光が引き起こされ、電子増殖(例えば103〜104倍)及び光増殖が行われる。増幅光は、光透過窓を透過して光学系に入射し、撮像系へ導光される。 When X-rays are incident on the imaging X-ray apparatus configured as described above through the beryllium window, the X-rays interact with gas molecules existing between the beryllium window and one surface (CP IN ) of the CP facing the beryllium window. Then, high energy primary electrons (X-ray photoelectrons) are emitted by the photoelectric effect. The primary electrons travel while applying energy to another gas, and an electron-ion pair is generated in the track to form an electron cloud that enters the capillary from one side of the CP (CP IN ). To do. An electric field of, for example, 10 4 V / cm or more is formed inside the capillary. Electrons collide with gas molecules one after another to cause gas discharge and excitation light emission, and electron multiplication (for example, 10 3 to 10 4). Times) and photoproliferation. The amplified light passes through the light transmission window, enters the optical system, and is guided to the imaging system.

本発明者は、このような撮像型X線検出装置を使用する際には、CGCPの特性を利用して、いわゆる高輝度モードと高解像度モードという二種類の異なるモードを用途に応じて適宜選択して操作している。   When using such an imaging X-ray detection apparatus, the present inventor appropriately selects two different modes, a so-called high luminance mode and a high resolution mode, according to the application, using the characteristics of CGCP. Are operating.

すなわち、高輝度モードとは、ベリリウム窓とCPINとの間のドリフト領域において、電子雲がCP側に引き込まれる方向に移動(ドリフト)するように順バイアス電圧を印加する通常の操作モードである。この場合、一次電子によって生じた電子雲全体がCPに入射し得るので、極めて高い輝度(感度、X線検出効率)が達成される。ただし、電子雲が、ガス中を進む際に拡散される確率が高くなるので、X線の入射位置情報が喪失され易く、解像度特性(位置分解能)にやや劣る傾向にある。 That is, the high luminance mode is a normal operation mode in which a forward bias voltage is applied so that the electron cloud moves (drifts) in the direction in which the electron cloud is drawn toward the CP side in the drift region between the beryllium window and CP IN. . In this case, since the entire electron cloud generated by the primary electrons can enter the CP, extremely high brightness (sensitivity, X-ray detection efficiency) is achieved. However, since the probability that the electron cloud is diffused when traveling in the gas increases, the X-ray incident position information tends to be lost, and the resolution characteristics (position resolution) tend to be slightly inferior.

一方、高解像度モードとは、ドリフト領域において、高輝度モードとは反対に、電子雲がベリリウム窓側へ斥けられるように移動(ドリフト)する方向に逆バイアス電圧を印加する操作モードである。本発明者の知見によれば、このような逆バイアス電圧の印加によって高解像度が達成できる理由は、以下のように推定される。   On the other hand, the high resolution mode is an operation mode in which a reverse bias voltage is applied in a direction in which the electron cloud moves (drifts) in the drift region so that the electron cloud moves toward the beryllium window, as opposed to the high luminance mode. According to the knowledge of the present inventors, the reason why high resolution can be achieved by applying such a reverse bias voltage is estimated as follows.

つまり、ドリフト領域で生じた飛程の長い一次電子、及びその進行途中で生じた電子雲は、逆バイアス電圧によってCPへ入射することが妨げられるので、CPのキャピラリー内には、CPIN近傍で生じた電子雲が入射して電子・光増殖に関与する。そして、CPIN近傍で生じた電子雲は、CPまでの距離が短いので、ガス中で殆ど拡散されず、生じた位置に近いキャピラリー内に入射し得る。このように、実質的に、殆ど拡散せずにX線の入射位置情報を保持した電子雲のみがキャピラリー内での電子・光増殖に寄与するので、位置分解能は、キャピラリーの径そのものによって決定され得る。 In other words, a long primary electrons projected range generated in the drift region, and the electron cloud generated in the course progression thereof, so are prevented to enter the CP by a reverse bias voltage, within the capillary CP, with CP IN vicinity The generated electron cloud enters and participates in electron / photoproliferation. Since the electron cloud generated in the vicinity of CP IN has a short distance to the CP, the electron cloud is hardly diffused in the gas and can enter the capillary near the position where the electron cloud is generated. As described above, since only the electron cloud that holds the X-ray incident position information substantially without diffusing contributes to the electron / photo multiplication in the capillary, the position resolution is determined by the capillary diameter itself. obtain.

しかし、このように逆バイアス電圧を印加する高解像度モードは、解像度特性に優れるものの、ドリフト領域で生じる多量の電子(雲)がキャピラリー内へ入射しないので、キャピラリー内での電子・光増殖に寄与する電子数が少なくなって輝度(感度、X線検出効率)が低下してしまう傾向にある。   However, the high-resolution mode that applies reverse bias voltage in this way is excellent in resolution characteristics, but a large amount of electrons (clouds) generated in the drift region do not enter the capillary, contributing to electron / photoreproduction in the capillary. The number of electrons to be reduced tends to decrease the brightness (sensitivity, X-ray detection efficiency).

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高輝度と高解像度の両方を同時に達成できる優れた特性を有するMCP、ガス比例計数管、及び撮像装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an MCP, a gas proportional counter, and an imaging device having excellent characteristics capable of simultaneously achieving both high luminance and high resolution. And

上記課題を解決するために、本発明によるMCPは、複数の貫通孔が設けられ且つ絶縁性を有する基体を備えており、主として不活性ガスを含むガス雰囲気中に配置されて比例計数管を構成するものであって、基体が、少なくとも前記複数の貫通孔の内壁上に設けられた光電変換部を有するものである。ここで、光電変換部は、貫通孔の内壁上(つまり、貫通孔の内面)に形成されていれば、例えば貫通孔の開口端の周囲の基体表面にも設けられていてもよい。   In order to solve the above problems, the MCP according to the present invention includes a base having a plurality of through holes and having an insulating property, and is mainly disposed in a gas atmosphere containing an inert gas to constitute a proportional counter. The substrate has a photoelectric conversion part provided on at least the inner walls of the plurality of through holes. Here, as long as the photoelectric conversion unit is formed on the inner wall of the through hole (that is, the inner surface of the through hole), for example, the photoelectric conversion unit may be provided also on the surface of the base around the open end of the through hole.

このように構成されたMCPでは、基体の両端面に電圧が印加されて電場が形成された状態において、複数の貫通孔が電子・光増殖を行うマイクロチャネルとして機能する。本発明者は、このような構成を有するMCPを試作し、例えば特許文献1に記載された撮像型X線検出装置のCPの代わりに用い、上述した逆バイアス電圧を印加する'高解像度モード'で運転したところ、十分な解像度特性が得られつつ、しかも、上述した'高輝度モード'に匹敵する輝度が達成されることが確認された。   In the MCP configured as described above, a plurality of through-holes function as microchannels for performing electron / photo multiplication in a state where an electric field is formed by applying a voltage to both end faces of the substrate. The inventor makes an MCP having such a configuration as a prototype, and uses it instead of the CP of the imaging X-ray detection apparatus described in Patent Document 1, for example, and applies the above-described reverse bias voltage to the “high resolution mode” As a result, it was confirmed that a luminance comparable to that of the above-described “high luminance mode” was achieved while sufficient resolution characteristics were obtained.

また、このMCPの構成をモデル化し、EGS4コード(The EGS4 Code System by W. R. Nelson, H. Hirayama and D. W. O. Rogers, SLAC-265, Stanford Linear Accelerator Center, 1985)を用いて、X線と、ガス及びCPの材料物質との相互作用モンテカルロシミュレーションを行い、検出効率とパルス波高スペクトル(分布)を評価した。   In addition, this MCP configuration is modeled and X-rays, gas, and CP are used using the EGS4 code (The EGS4 Code System by WR Nelson, H. Hirayama and DWO Rogers, SLAC-265, Stanford Linear Accelerator Center, 1985). Monte Carlo simulation of interaction with material materials was performed to evaluate detection efficiency and pulse height spectrum (distribution).

その結果、少なくとも複数の貫通孔の内壁上(貫通孔の内面)に設けられた光電変換部を有するMCPを用いた場合、そのような光電変換部を有しないMCPに比して、特に10keV以上のエネルギーを有するX線に対する検出効率が有意に高められることが確認された。   As a result, when an MCP having a photoelectric conversion part provided on at least the inner walls of the plurality of through holes (inner surfaces of the through holes) is used, in particular, 10 keV or more as compared with an MCP having no such photoelectric conversion part. It was confirmed that the detection efficiency with respect to X-rays having the following energy is significantly increased.

さらに、本発明者は、MCPの三次元構成をモデル化し、Maxwell 3-D Field Simulator(Commercial Finite Element Computation Package, Ansoft Co. Pittsburg, PA, USA.)及び Garfield(R. Veenhof, Nucl. Instr. and Meth. A 419 (1998) 726. HYPERLINK "http://garfield.web.cern.ch/garfield/" http://garfield.web.cern.ch/garfield/)コードを用いて電場及び電子挙動のシミュレーションを実施した。なお、Maxwellにて電場計算を行い、Garfieldによりガス中の電子の運動を計算した。その結果、少なくとも貫通孔の内壁上(貫通孔の内面)に設けられた光電変換部を有するその貫通孔の内部には、貫通孔の前方のドリフト領域で生じた電子雲が入射し難い傾向にあることが判明した。   Furthermore, the present inventor has modeled the three-dimensional configuration of MCP, and has developed Maxwell 3-D Field Simulator (Commercial Finite Element Computation Package, Ansoft Co. Pittsburg, PA, USA.) And Garfield (R. Veenhof, Nucl. Instr. and Meth. A 419 (1998) 726. HYPERLINK "http://garfield.web.cern.ch/garfield/" http://garfield.web.cern.ch/garfield/) The simulation of was carried out. The electric field was calculated with Maxwell, and the motion of electrons in the gas was calculated with Garfield. As a result, the electron cloud generated in the drift region in front of the through hole tends not to enter the inside of the through hole having the photoelectric conversion portion provided on at least the inner wall of the through hole (the inner surface of the through hole). It turned out to be.

これらより、少なくとも前記複数の貫通孔の内壁上(貫通孔の内面)に設けられた光電変換部を有するMCPでは、その外部で生じた電子雲が貫通孔内に入射することが十分に抑制される一方で、その光電変換部において高効率で生じた一次電子が、貫通孔内の電子・光増殖に実質的に寄与するものと推定される。ただし、作用機序はこれに限定されない。   Thus, in the MCP having the photoelectric conversion portion provided on at least the inner walls of the plurality of through holes (inner surfaces of the through holes), it is sufficiently suppressed that the electron cloud generated outside the through holes enters the through holes. On the other hand, it is presumed that the primary electrons generated with high efficiency in the photoelectric conversion part substantially contribute to the electron / photo multiplication in the through hole. However, the mechanism of action is not limited to this.

また、光電変換部の材料は、目的とする測定対象の電磁波、粒子線等と相互作用し、その結果、電磁波、粒子線等を生成する物質を含むものであれば特に制限されず、例えば、遷移金属、重金属、貴金属の他に、アルカリ金属電子を含むもの、測定対象との反応断面積が大きいもの等が挙げられる。より具体的には、例えば、測定対象が可視光(波長約400nm〜800nm)の場合、後述する複数種類のアルカリ金属を含むマルチアルカリが好ましく、特に波長約300nm〜600nmの可視光に対してはバイアルカリがより好ましい。また、波長が約200nmより短い真空紫外光の場合、CsIが更に好ましく、より短波長のX線からγ線に対しては、AuやCs等を好ましい金属として例示できる。さらに、測定対象が中性子線の場合には、BやGd等を含むものが好適である。このように、アルカリ金属電子を含むものは、測定対象が電磁波である場合に光電変換部の材料として特に有用である。   Further, the material of the photoelectric conversion part is not particularly limited as long as it includes a substance that interacts with an electromagnetic wave, a particle beam, or the like of a target measurement object, and as a result, generates an electromagnetic wave, a particle beam, etc. In addition to transition metals, heavy metals, and noble metals, those containing alkali metal electrons and those having a large reaction cross-section with the object to be measured are included. More specifically, for example, when the measurement target is visible light (wavelength of about 400 nm to 800 nm), a multi-alkali containing a plurality of types of alkali metals described later is preferable, particularly for visible light having a wavelength of about 300 nm to 600 nm. Bialkali is more preferable. In addition, in the case of vacuum ultraviolet light having a wavelength shorter than about 200 nm, CsI is more preferable, and Au, Cs, and the like can be exemplified as preferable metals for shorter wavelength X-rays to γ-rays. Furthermore, when the measurement object is a neutron beam, one containing B, Gd, or the like is preferable. Thus, the thing containing an alkali metal electron is especially useful as a material of a photoelectric conversion part, when a measuring object is electromagnetic waves.

本発明者は、アルカリ金属原子を含む光電変換部を設けたMCPを試作し、例えば特許文献1に記載された撮像型X線検出装置のCPの代わりに用い、上述した逆バイアス電圧を印加する'高解像度モード'で運転したところ、この場合にも、十分な解像度特性が得られつつ、しかも、上述した'高輝度モード'に匹敵する輝度が達成されることが確認された。また、パルス波高スペクトルの評価から、アルカリ金属とX線との相互作用によって生じた光電子の寄与が明らかとなった。これらの結果より、光電変換部に含まれるアルカリ金属等の金属原子とX線との相互作用によって生じる光電子が、貫通孔内における電子・光増殖の電子源(すなわち一次電子)となることが強く示唆される。さらに、Maxwell & Garfieldによる電場シミュレーションにおいて、アルカリ金属原子を含む光電変換部を貫通孔の端部内壁の周方向に設けた場合にも、MCPの外部で生じた電子雲が貫通孔内に入射し難いことが確認された。   The inventor makes a prototype of an MCP provided with a photoelectric conversion unit including an alkali metal atom, and uses the reverse bias voltage described above, for example, instead of the CP of the imaging X-ray detection apparatus described in Patent Document 1. As a result of driving in the “high resolution mode”, it was confirmed that in this case as well, sufficient resolution characteristics were obtained, and the luminance equivalent to the above “high luminance mode” was achieved. In addition, the evaluation of the pulse wave height spectrum revealed the contribution of photoelectrons generated by the interaction between the alkali metal and the X-ray. From these results, the photoelectrons generated by the interaction between the X-rays and the metal atoms such as alkali metals contained in the photoelectric conversion part are strongly electron and photoproliferation electron sources (that is, primary electrons) in the through holes. It is suggested. Furthermore, in the electric field simulation by Maxwell & Garfield, even when a photoelectric conversion part containing alkali metal atoms is provided in the circumferential direction of the inner wall of the end of the through hole, an electron cloud generated outside the MCP is incident on the through hole. It was confirmed that it was difficult.

さらに、Maxwell & Garfieldによる電場シミュレーションにおいて、貫通孔の内壁上(端部内壁の周方向)に設けた光電変換部の高さ(貫通孔の軸方向に沿う長さ;つまり、光電変換部が貫通孔内部へ入り込んでいる深さ)を種々変化させたところ、その長さがある程度以上になると、MCPの外部で生じた電子雲の殆どが貫通孔内での電子・光増殖に関与しないことが確認された。   Furthermore, in the electric field simulation by Maxwell & Garfield, the height (the length along the axial direction of the through hole) of the photoelectric conversion unit provided on the inner wall of the through hole (the circumferential direction of the inner wall of the end); When the length of the depth of penetration into the hole is varied to some extent, when the length exceeds a certain level, most of the electron cloud generated outside the MCP may not be involved in electron / photo multiplication in the through hole. confirmed.

すなわち、光電変換部は、下記式(1);
Lcp×0.1<La …(1)、
で表される関係を満たすものであるとより好ましい。式中、Lcpは、貫通孔の軸方向長さを示し、Laは、貫通孔の軸方向に沿う光電変換部の長さを示す。
That is, the photoelectric conversion unit has the following formula (1);
Lcp × 0.1 <La (1),
It is more preferable that the relationship represented by In the formula, Lcp represents the axial length of the through hole, and La represents the length of the photoelectric conversion unit along the axial direction of the through hole.

また、光電変換部は、貫通孔の両端に所定の電圧を印加するための電極を兼ねるものであると一層有用である。こうすれば、紫外光から近赤外光の波長領域に至る幅広い波長範囲において高い感度を達成し易くなる。また、X線のようなより短い波長の電磁波に対して、貫通口の端部で生じる電子数を増加させることができる。よって、幅広い波長領域に対して高い感度を簡易に実現できる。   Further, it is more useful that the photoelectric conversion unit also serves as an electrode for applying a predetermined voltage to both ends of the through hole. If it carries out like this, it will become easy to achieve high sensitivity in the wide wavelength range from the wavelength range of ultraviolet light to near-infrared light. In addition, the number of electrons generated at the end of the through hole can be increased with respect to electromagnetic waves having a shorter wavelength such as X-rays. Therefore, high sensitivity can be easily realized over a wide wavelength range.

具体的には、光電変換部は、複数種類のアルカリ金属原子を含むものであるとより好ましい。こうすれば、光電変換効率が一層高められ、例えばX線の場合であれば、貫通口の端部で生じる電子数をより一層増加させることができる。   Specifically, it is more preferable that the photoelectric conversion unit includes a plurality of types of alkali metal atoms. In this way, the photoelectric conversion efficiency can be further increased. For example, in the case of X-rays, the number of electrons generated at the end of the through hole can be further increased.

より具体的には、複数の貫通孔は、内壁断面が略直状をなすものである。   More specifically, the plurality of through-holes have an inner wall section that is substantially straight.

また、本発明によるガス比例計数管は、主として不活性ガスを含む検出用ガスが充填されており、電磁波又は電離放射線が入射する窓を有するチャンバと、チャンバ内に配置された本発明によるMCPとを備えるものである。なお、「比例計数管」は、管状部材に限られず、比例計数領域で作動する計数装置全般を意味するものとする。   The gas proportional counter according to the present invention is mainly filled with a detection gas containing an inert gas, and includes a chamber having a window for receiving electromagnetic waves or ionizing radiation, and the MCP according to the present invention disposed in the chamber. Is provided. The “proportional counter tube” is not limited to a tubular member, but means a general counting device that operates in a proportional counter region.

さらに、検出用ガスが分子中にハロゲン原子を含む有機系ガスを含有するものであると好適である。   Furthermore, it is preferable that the detection gas contains an organic gas containing a halogen atom in the molecule.

前述したArガス及びCH4ガス等を主成分とするガスにTMAやTEAといったアミン系ガスが添加された混合ガスを用いた場合には、例えば、Arの励起発光である波長127nmがTMAによって波長変換されて波長290nmの光が発光する。よって、通常の撮像装置では、可視光への変換が必要となる。これに対し、検出用ガスが、分子中にハロゲン原子を含む有機系ガス(例えば、CF4等のハロゲン化アルカンといった少なくとも一つの水素原子がフッ素原子で置換された炭化水素ガス)を含有するものであれば、従来よりも長波長である可視光(CF4を含む場合、発光領域400〜900nm程度、ピーク波長は約620nm)を高効率で発光させることができる。 In the case where a mixed gas in which an amine gas such as TMA or TEA is added to the above-described gas mainly composed of Ar gas and CH 4 gas, for example, the wavelength of 127 nm, which is excitation light of Ar, is emitted by TMA. After conversion, light having a wavelength of 290 nm is emitted. Therefore, in a normal imaging device, conversion to visible light is necessary. In contrast, the detection gas contains an organic gas containing a halogen atom in the molecule (for example, a hydrocarbon gas in which at least one hydrogen atom such as a halogenated alkane such as CF 4 is substituted with a fluorine atom). If so, visible light having a longer wavelength than conventional ones (when CF 4 is included, light emission region of about 400 to 900 nm, peak wavelength of about 620 nm) can be emitted with high efficiency.

また、本発明による撮像装置は、本発明による比例計数管と、チャンバの後段に配置された光検出器とを備えるものである。なお、これまでの経緯を考慮して換言すれば、本発明によるMCPは、複数の貫通孔が設けられ且つ絶縁性を有する基体を備えており、主として不活性ガスを含むガス雰囲気中に配置されて比例計数管を構成するものであって、基体が、貫通孔の開口端の周囲に設けられたアルカリ金属原子を含む光電変換部を有するものと言い表すことも可能であり、光電変換部が複数の貫通孔の内壁上に設けられたものであると好ましい。   The imaging apparatus according to the present invention includes the proportional counter according to the present invention and a photodetector arranged at the rear stage of the chamber. In other words, in consideration of the circumstances so far, the MCP according to the present invention includes a substrate having a plurality of through holes and having an insulating property, and is mainly disposed in a gas atmosphere containing an inert gas. It is also possible to express that the base has a photoelectric conversion unit including an alkali metal atom provided around the opening end of the through hole, and a plurality of photoelectric conversion units are included. It is preferable that it is provided on the inner wall of the through hole.

本発明のMCP、ガス比例計数管、及び撮像装置によれば、MCPに形成された貫通孔の開口端の周囲に設けられたアルカリ金属原子を含む光電変換部により、MCPの外部で生じた電子雲が貫通孔内に入射することが抑制される一方で、その光電変換部において高効率で生じた一次電子が、貫通孔内の電子・光増殖に実質的に寄与するので、高輝度と高解像度の両方を同時に達成できるという優れた特性を実現できる。   According to the MCP, the gas proportional counter, and the imaging device of the present invention, electrons generated outside the MCP by the photoelectric conversion unit including alkali metal atoms provided around the opening end of the through hole formed in the MCP. While the cloud is suppressed from entering the through-hole, the primary electrons generated with high efficiency in the photoelectric conversion part substantially contribute to the electron / photo multiplication in the through-hole, so that high brightness and high An excellent characteristic that both resolutions can be achieved simultaneously can be realized.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

図1は、本発明によるMCPの好適な一実施形態を模式的に示す平面図であり、図2は図1におけるII−II線に沿う断面図である。MCP1は、板状を成す絶縁性の多孔プレート11(基体)の周囲に外周枠12が接合されたものである。多孔プレート11は、その厚み方向に沿ってチャネル13(貫通孔)が複数設けられたものであり、その材質は特に制限されず、例えば、特許文献1等に記載されたガラス枠に接合されたキャピラリープレートからなるチャネルガラス(鉛を含んでいてもいなくてもよい)、特許文献2に記載された樹脂枠内に複数の樹脂製の中空糸管が配置されたもの、等が挙げられる。   FIG. 1 is a plan view schematically showing a preferred embodiment of the MCP according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. The MCP 1 is obtained by bonding an outer peripheral frame 12 around a plate-like insulating perforated plate 11 (substrate). The perforated plate 11 is provided with a plurality of channels 13 (through holes) along its thickness direction, and the material is not particularly limited. For example, the perforated plate 11 is bonded to a glass frame described in Patent Document 1 or the like. Examples thereof include channel glass made of a capillary plate (which may or may not contain lead), a resin frame described in Patent Document 2 in which a plurality of resin hollow fiber tubes are arranged, and the like.

多孔プレート11に設けられたこれらのチャネル13は、各々独立した電子・光増倍器を構成するものである。さらに、多孔プレート11の両面には、例えば真空蒸着等によって形成された遷移金属合金(例えば、インコネル等)やアルカリ金属原子を含む金属等からなる薄膜を含む電極1a(光電変換部)、及び電極1bが設けられている。   These channels 13 provided in the perforated plate 11 constitute independent electron / photomultipliers. Furthermore, on both surfaces of the perforated plate 11, for example, an electrode 1a (photoelectric conversion unit) including a thin film made of a transition metal alloy (for example, Inconel) formed by vacuum deposition or the like, a metal containing an alkali metal atom, or the like, and an electrode 1b is provided.

この電極1a,1bに用いられるアルカリ金属原子を含む金属材料としては、例えば、バイアルカリ化合物、マルチアルカリ化合物、バイアルカリ及びアンチモン若しくはテルルの化合物、又は、マルチアルカリ及びアンチモン若しくはテルルの化合物等が挙げられ、電極1a,1bは、カーボンナノチューブ等からなる他の層を更に有していてもよく、さらに、例えば中性子線の吸収断面積(中性子との反応断面積)が大きな核種を含めてもよい。   Examples of the metal material containing an alkali metal atom used for the electrodes 1a and 1b include bialkali compounds, multialkali compounds, bialkali and antimony or tellurium compounds, or multialkali and antimony or tellurium compounds. The electrodes 1a and 1b may further include other layers made of carbon nanotubes or the like, and may include nuclides having a large neutron absorption cross section (reaction cross section with neutrons), for example. .

ここで、図3は、図2の要部拡大図であり、チャネル13及びその周囲を模式的に示す断面図である。チャネル13は、細長い直孔状すなわち内壁13aが直状で内径が延在軸Gに沿って略一定に形成されている。なお、図示において、チャネル13は、バイアス角度(多孔プレート11の面に垂直な方向と延在軸Gとがなす角度)が略0°となっているが、例えば5〜15°程度のバイアス角度となるようにしてもよい。   Here, FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2, and is a cross-sectional view schematically showing the channel 13 and its periphery. The channel 13 is formed in an elongated straight hole shape, that is, an inner wall 13a is straight, and an inner diameter thereof is substantially constant along the extending axis G. In the figure, the channel 13 has a bias angle (an angle formed between the direction perpendicular to the plane of the perforated plate 11 and the extending axis G) of approximately 0 °, but for example, a bias angle of about 5 to 15 °. You may make it become.

また、電極1a,1bは、チャネル13の開口端の周囲を覆うように設けられており、且つ、チャネル13の開口端からその内部に入り込むように、つまりチャネル13の端部の内壁13a上まで延設されている。   The electrodes 1a and 1b are provided so as to cover the periphery of the open end of the channel 13, and so as to enter the inside from the open end of the channel 13, that is, up to the top of the inner wall 13a at the end of the channel 13. It is extended.

さらに、一方の電極1a(後述するように、MCP1が撮像装置に設けられたときにX線等の電磁波が入射する側CPINに設けられた電極)は、好ましくは下記式(1);
Lcp×0.1<La …(1)、
より好ましくは、
Lcp×0.2≦La≦Lcp×0.5 …(2)、
で表される関係を満たすように設けられている。
Further, one electrode 1a (as will be described later, MCP1 is provided on the side CP IN electromagnetic waves incident X-rays such as when provided in the image pickup device electrodes) is preferably represented by the following formula (1);
Lcp × 0.1 <La (1),
More preferably,
Lcp × 0.2 ≦ La ≦ Lcp × 0.5 (2),
It is provided to satisfy the relationship represented by

ここで、Lcpは、チャネル13の延在軸G方向の全長(多孔プレート11の厚さ)を示し、Laは、チャネル13の延在軸G方向に沿う電極1aの長さ(チャネル13の内部における電極1aの高さ)を示す。   Here, Lcp indicates the total length of the channel 13 in the extending axis G direction (thickness of the porous plate 11), and La indicates the length of the electrode 1a along the extending axis G direction of the channel 13 (inside the channel 13). The height of the electrode 1a in FIG.

このように構成されたMCP1において、電極1a,1b間すなわち各チャネル13の両端に電圧が印加されると、チャネル13内に延在軸G方向の電界が発生する。このとき、一方端からチャネル13内に電極1aでの光電効果によって生じた電子(一次電子)が入射すると、その入射電子はチャネル13内に形成された強電界からエネルギーを付与され、チャネル13内のガス原子との電離・励起衝突が多重(雪崩式)に繰り返されて、電子及び光(励起発光)が指数関数的に激増することにより電子・光増殖が行われる。   In the MCP 1 configured as described above, when a voltage is applied between the electrodes 1 a and 1 b, that is, both ends of each channel 13, an electric field in the extending axis G direction is generated in the channel 13. At this time, when electrons (primary electrons) generated by the photoelectric effect at the electrode 1 a are incident on the channel 13 from one end, the incident electrons are given energy from the strong electric field formed in the channel 13. The ionization / excitation collisions with the gas atoms are repeated in multiple (avalanche style), and the electrons and light (excitation light emission) increase exponentially and electron / photo multiplication is performed.

図4は、MCP1を備える本発明のガス比例計数管(CGPC)を用いた撮像装置の好適な一実施形態を示す斜視図(一部破断図)である。また、図5は、その要部を模式的に示す断面図である。   FIG. 4 is a perspective view (partially broken view) showing a preferred embodiment of an imaging apparatus using a gas proportional counter (CGPC) of the present invention provided with MCP1. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the main part.

撮像型X線検出装置200(撮像装置)は、撮像系210に、電源系34、並びにCAMCAユニット及び表示装置が組み込まれた制御系35(測定回路系を兼ねる。)が接続されたものである。撮像系210は、略筒状をなし上方端がベリリウム窓21(窓)で覆われ且つ側壁に排気口22a及び吸気口22bが設けられたチャンバ22と、X線Pv(電磁波)の入射方向に対してチャンバ22の後段に接合されたチャンバ23とを有している。   The imaging X-ray detection apparatus 200 (imaging apparatus) is configured by connecting an imaging system 210 to a power supply system 34 and a control system 35 (also serving as a measurement circuit system) in which a CAMCA unit and a display device are incorporated. . The imaging system 210 has a substantially cylindrical shape, the upper end of which is covered with a beryllium window 21 (window) and the side wall is provided with an exhaust port 22a and an intake port 22b, and an X-ray Pv (electromagnetic wave) incident direction. On the other hand, it has a chamber 23 joined to the rear stage of the chamber 22.

チャンバ22内には、X線Pvの入射方向に沿うように、その上流側から中空状の整形リング(シェイピングリング)215,216、及び前述したMCP1が同軸状に設けられている。これらの整形リング215,216は、電源系34及び接地電位に接続されており、電源系34からの高電圧と接地との間が抵抗分割されてそれぞれに適切なドリフト電圧が印加されるようになっている。これらの整形リング215,216によって、MCP1の前方空間にドリフト領域が画成されている。   In the chamber 22, hollow shaping rings (shaping rings) 215 and 216 and the above-described MCP 1 are coaxially provided from the upstream side along the incident direction of the X-ray Pv. These shaping rings 215 and 216 are connected to the power supply system 34 and the ground potential, so that a high voltage from the power supply system 34 and the ground are resistance-divided so that an appropriate drift voltage is applied to each. It has become. These shaping rings 215 and 216 define a drift region in the front space of MCP1.

また、MCP1の電極1a,1bは、それぞれ電源系34に接続されており、電極1aには所定のカソード電圧が印加されて陽極として作用し、電極1bには所定のアノード電圧が印加されて陰極として機能する。   The electrodes 1a and 1b of the MCP 1 are connected to the power supply system 34, respectively. A predetermined cathode voltage is applied to the electrode 1a to act as an anode, and a predetermined anode voltage is applied to the electrode 1b to form a cathode. Function as.

また、チャンバ22,23の境界には開口部が設けられており、そこにFOP2がチャンバ22側を封止するように嵌合設置されている。このように閉止されたチャンバ22内の空間には、主ガス成分であるHeガス、Arガス、Xeガス、CH4ガス等に、分子中に好ましくはハロゲン原子、より好ましくはフッ素原子を含むCF4等のハロゲン化アルカンといった有機系ガスが添加され、更に必要に応じてクエンチングガスが加えられた検出用ガス217が封入されている。検出用ガス217は、排気口22a及び吸気口22bを用いて適宜排気及び吸気される。 Further, an opening is provided at the boundary between the chambers 22 and 23, and the FOP 2 is fitted and installed therein so as to seal the chamber 22 side. In the space in the chamber 22 thus closed, the main gas components such as He gas, Ar gas, Xe gas, CH 4 gas, and the like preferably contain a halogen atom, more preferably a fluorine atom in the molecule. An organic gas such as a halogenated alkane such as 4 is added, and a detection gas 217 to which a quenching gas is added as necessary is enclosed. The detection gas 217 is appropriately exhausted and sucked using the exhaust port 22a and the intake port 22b.

CF4等の有機系ガスの添加量は、ガスの種類に応じて適宜選択することができるものの、検出用ガス217の全量に対して好ましくは1〜10体積%程度、より好ましくは数体積%とされる。このように、ベリリウム窓21、チャンバ22、整形リング215,216、MCP1、及び検出用ガス217から本発明の比例計数管が構成されている。 The addition amount of an organic gas such as CF 4 can be appropriately selected according to the type of gas, but is preferably about 1 to 10% by volume, more preferably several volume% with respect to the total amount of the detection gas 217. It is said. Thus, the proportional counter of the present invention is constituted by the beryllium window 21, the chamber 22, the shaping rings 215 and 216, the MCP 1, and the detection gas 217.

さらに、チャンバ23の底壁上には、MCP1及びFOP2と同軸状に光位置検出器3(光検出器)が設置されており、その周囲には、光位置検出器3を駆動させるための駆動回路ボード4が設けられている。光位置検出器3としては、二次元の位置検出が可能な光検出器が好ましく、例えば、CMOSセンサアレイ、イメージインテンシファイファ(I.I.)、CCD、ICCD、PMT、又は陽極ボードを用いた撮像用センサ等が挙げられる。   Further, on the bottom wall of the chamber 23, an optical position detector 3 (photo detector) is installed coaxially with the MCP 1 and the FOP 2, and a drive for driving the optical position detector 3 is provided around the optical position detector 3. A circuit board 4 is provided. As the optical position detector 3, an optical detector capable of two-dimensional position detection is preferable. For example, a CMOS sensor array, an image intensifier (II), a CCD, an ICCD, a PMT, or an anode board is used. Examples include the imaging sensor used.

またさらに、先述した電源系34は、チャンバ23の側壁に設けられた電源端子24を介して整形リング215,216及びMCP1に接続されると共に、電源端子24を介して駆動回路ボード4及び光位置検出器3にも駆動電力を供給するようになっている。さらにまた、制御系35は、チャンバ23の側壁に設けられた信号端子25を介して駆動回路ボード4と接続されている。   Furthermore, the power supply system 34 described above is connected to the shaping rings 215 and 216 and the MCP 1 via the power supply terminal 24 provided on the side wall of the chamber 23, and is connected to the drive circuit board 4 and the optical position via the power supply terminal 24. Driving power is also supplied to the detector 3. Furthermore, the control system 35 is connected to the drive circuit board 4 via a signal terminal 25 provided on the side wall of the chamber 23.

このように構成されたMCP1を備えるガス比例計数管を用いた撮像型X線検出装置200においては、ベリリウム窓21を通してチャンバ22内に入射したX線Pvが、ベリリウム窓21とMCP1との間に画成された領域(ドリフト領域)のガス分子と相互作用し、光電効果によって高エネルギーの一次電子(X線光電子)が放出される。この一次電子は、他のガス分子にエネルギーを付与しながら進行し、その飛跡中に電子−イオン対を生じて、電子雲が形成される。   In the imaging X-ray detection apparatus 200 using the gas proportional counter including the MCP 1 configured as described above, the X-ray Pv incident into the chamber 22 through the beryllium window 21 is between the beryllium window 21 and the MCP 1. It interacts with gas molecules in the defined region (drift region), and high energy primary electrons (X-ray photoelectrons) are emitted by the photoelectric effect. The primary electrons travel while applying energy to other gas molecules, and generate electron-ion pairs in the tracks, thereby forming an electron cloud.

ドリフト領域には、従来の高輝度モードと同様の順バイアス電圧が印加され、一次電子によって生じた電子雲は、その順バイアス電圧によって形成される電場(例えば100V/cm程度の強度)により、MCP1側へ移動(ドリフト)する。このようにMCP1側へ移動した電子は、従来の装置ではMCPのチャネル内に入射するが、本発明のMCP1では、チャネル13内への進入が妨げられる。   A forward bias voltage similar to that in the conventional high brightness mode is applied to the drift region, and an electron cloud generated by primary electrons is generated by an electric field (for example, an intensity of about 100 V / cm) formed by the forward bias voltage. Move (drift) to the side. The electrons that have moved to the MCP 1 side in this way enter the channel of the MCP in the conventional device, but the MCP 1 of the present invention is prevented from entering the channel 13.

ここで、そのような電子の挙動を解明するために本発明者が行ったMaxwell & Garfield 三次元シミュレーションコードを用いた電場シミュレーションの結果を説明する。シミュレーションに用いたMCP1近傍の構造モデルの概略は以下のとおりである。なお、チャネル13の形状は基本的に図3に示すものと同等であり、また、以下の符号は、図3における符号である。
・チャネル13の全長Lcp:500μm
・チャネル13の内径D:50μm
・電極1aと前方電位点Vtopとの距離Ltop:500μm
・電極1aと後方電位点Vbotとの距離Lbot:500μm
・電極1aのチャネル13内における長さLa:25,50,100μm
・電極1bのチャネル13内における長さLb:50μm
・上方電位点の電位:+45.8V
・電極1aの電位:+50V
・電極1bの電位:+1050V
・下方電位点の電位:+1045V
Here, the result of the electric field simulation using the Maxwell & Garfield three-dimensional simulation code performed by the present inventor in order to elucidate the behavior of such electrons will be described. The outline of the structural model near the MCP 1 used in the simulation is as follows. The shape of the channel 13 is basically the same as that shown in FIG. 3, and the following symbols are the symbols in FIG.
-Total length Lcp of channel 13: 500 μm
-Inner diameter D of channel 13: 50 μm
Distance electrode 1a and the front potential point V top L top: 500μm
-Distance Lbot between electrode 1a and rear potential point Vbot : 500 [ mu] m
-Length La in the channel 13 of the electrode 1a: 25, 50, 100 μm
The length Lb in the channel 13 of the electrode 1b: 50 μm
-Upper potential point potential: + 45.8V
-Potential of electrode 1a: + 50V
-Potential of electrode 1b: + 1050V
-Potential at the lower potential point: + 1045V

このモデルにおいては、電極1aの前方のドリフト領域の電場強度は100V/cmであり、チャネル13内の電場強度は2×104V/cm以上である。 In this model, the electric field strength in the drift region in front of the electrode 1a is 100 V / cm, and the electric field strength in the channel 13 is 2 × 10 4 V / cm or more.

図6〜8は、それぞれLaが25,50,100μmにおけるチャネル13の開口部近傍における等電線(電位の等高線)分布の計算結果を示す図である。電極の長さLaが大きいほど、等電線間隔が密になる部位がチャネル13内部のより深い位置へ変化することが確認された。   6 to 8 are diagrams showing calculation results of contour lines (potential contour lines) distribution in the vicinity of the opening of the channel 13 when La is 25, 50, and 100 μm, respectively. It was confirmed that as the electrode length La was larger, the portion where the equiwire interval was denser changed to a deeper position inside the channel 13.

また、図9〜11は、それぞれLaが25,50,100μmにおけるチャネル13内の電場強度の計算結果を示す図である。電極1aの長さが25,50,100μmと変化すると、チャネル13内の電場が、最大23,24.5,28kV/cmと増大することが確認された。このように、電極1aの長さが増大すると、チャネル13内の電場強度が高められ、逆に言えば、電極1aの長さが大きいほど、低電圧で同じ電場強度を得ることが可能であることが判明した。   Moreover, FIGS. 9-11 is a figure which shows the calculation result of the electric field strength in the channel 13 in La, respectively 25, 50, and 100 micrometers. When the length of the electrode 1a was changed to 25, 50, and 100 μm, it was confirmed that the electric field in the channel 13 increased to a maximum of 23, 24.5, and 28 kV / cm. Thus, when the length of the electrode 1a is increased, the electric field strength in the channel 13 is increased. Conversely, as the length of the electrode 1a is larger, the same electric field strength can be obtained at a lower voltage. It has been found.

さらに、図12〜14は、電極1aの前方にガスが存在しない条件で、それぞれLaが25,50,100μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動(ドリフト)状態の計算結果を示す図である。電極1aの前方にある電子Eは、電極1aの長さが大きくなるほど、チャネル13の内部に入射し難くなることが確認された。   Further, FIGS. 12 to 14 are diagrams showing calculation results of electron movement (drift) states in the channel 13 and the vicinity thereof when La is 25, 50, and 100 μm under the condition that no gas exists in front of the electrode 1a. is there. It has been confirmed that the electrons E in front of the electrode 1a are less likely to enter the channel 13 as the length of the electrode 1a increases.

またさらに、図15〜17は、電極1aの前方にガスが存在する条件で、それぞれLaが25,50,100μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動(ドリフト)状態の計算結果を示す図である。この場合にも、電極1aの前方にある電子Eは、電極1aの長さが大きくなるほど、チャネル13の内部に入射し難くなることが判明した。   15 to 17 are diagrams showing calculation results of electron movement (drift) states in the channel 13 and the vicinity thereof when La is 25, 50, and 100 μm, respectively, under the condition that gas exists in front of the electrode 1a. It is. Also in this case, it has been found that the electrons E in front of the electrode 1a are less likely to enter the channel 13 as the length of the electrode 1a increases.

さらにまた、電極1aから前方電位点Vtop側へ400μmの距離で且つチャネル13の延在軸G上の位置に仮想電子1000個を配置し、それらの挙動、及びチャネル13の内部でガスとの相互作用により電子増殖に寄与(関与)した電子の割合を計算評価した。結果を表1にまとめて示す。 Furthermore, 1000 virtual electrons are arranged at a distance of 400 μm from the electrode 1 a to the front potential point V top side and at a position on the extending axis G of the channel 13, their behavior, and the gas inside the channel 13. The percentage of electrons that contributed (participated) to electron proliferation by interaction was calculated and evaluated. The results are summarized in Table 1.

これらの結果より、電極1aの長さが長くなるほど、電極1aで停止する電子数が多くなり、それによりチャネル13内に到達する電子数が減少すると共に、さらに、チャネル13内で電子増殖に寄与する電子の割合が低下することが確認された。特に、電極1aの長さLaが50μm(すなわちLa=Lcp×0.1)より大きいと、電極1aの前方のドリフト領域で発生した電子Eがチャネル13内での電子増殖に寄与する割合が格段に減少し、Laが100μm(すなわちLa=Lcp×0.2)以上になると、その寄与率は実質的に無視できるほど小さくなることが理解される。   From these results, as the length of the electrode 1a becomes longer, the number of electrons stopped at the electrode 1a increases, thereby reducing the number of electrons reaching the channel 13 and further contributing to electron multiplication in the channel 13. It was confirmed that the percentage of electrons to be reduced. In particular, when the length La of the electrode 1a is larger than 50 μm (that is, La = Lcp × 0.1), the proportion of the electrons E generated in the drift region in front of the electrode 1a contributing to the electron multiplication in the channel 13 is remarkably high. It is understood that when La becomes 100 μm (ie, La = Lcp × 0.2) or more, the contribution ratio becomes substantially negligible.

このように、電極1a前方のドリフト領域にある電子Eがチャネル13内に入射し難いのは、図6〜8に示されるように、電極の長さLaが大きいほど、等電線間隔が密になる部位がチャネル13内部のより深い位置へ変化することにより、チャネル13の開口端に入射しつつある電子が、電極1aに入射するように移動する(図12〜14参照)ことが理由の一つと推定される。ただし、作用はこれに限定されない。   As described above, the electrons E in the drift region in front of the electrode 1a are less likely to enter the channel 13 as shown in FIGS. One of the reasons is that the electrons that are entering the open end of the channel 13 move so as to enter the electrode 1a (see FIGS. 12 to 14) by changing the part to a deeper position inside the channel 13. One is estimated. However, the action is not limited to this.

こうしてドリフト領域で生成した電子雲は、チャネル13内に入射し難くなると共に、チャンバ22内に入射したX線Pvのなかには、ガス分子との相互作用によって電子に変換されずにMCP1に到達するものがある。このX線Pvが電極1aに入射すると、電極1aとの相互作用によって光電変換が引き起こされ、光電子を生じ得る。このとき、電極1aには、光電変換の反応断面積が大きいアルカリ金属原子が含まれているので、光電子の発生効率が高められる。   Thus, the electron cloud generated in the drift region becomes difficult to enter the channel 13 and some of the X-rays Pv incident into the chamber 22 reach the MCP 1 without being converted into electrons due to the interaction with the gas molecules. There is. When this X-ray Pv enters the electrode 1a, photoelectric conversion is caused by the interaction with the electrode 1a, and photoelectrons can be generated. At this time, since the electrode 1a contains an alkali metal atom having a large reaction cross-sectional area for photoelectric conversion, the generation efficiency of photoelectrons is increased.

電極1aから生じる光電子は、チャネル13の開口部近傍又はチャネル13の内部で発生するので、チャネル13内へ直ちに入射する。チャネル13の内部には、電極1a,1bに印加された電圧によって、ガスの放電及び励起発光を引き起こすのに十分な例えば104V/cm以上の電場が形成されており、電子がガス分子と次々に衝突して電子増殖及び光増殖が行われる。 Photoelectrons generated from the electrode 1a are generated in the vicinity of the opening of the channel 13 or inside the channel 13, and therefore enter the channel 13 immediately. An electric field of, for example, 10 4 V / cm or more sufficient to cause gas discharge and excitation light emission is formed inside the channel 13 by the voltage applied to the electrodes 1a and 1b. Collisions occur one after another, and electron multiplication and photo multiplication are performed.

この際、種々の素反応が引き起こされ、なかでも励起されたCF4分子が基底状態に遷移する際に、そのエネルギー遷移に特有な波長を有する光が発せられる(CF4 *→CF4+hν)。この励起発光の波長領域は、可視光から赤外光領域にかけた広いもの(400〜900nm程度)であり、そのピーク波長は約620nmである。この発光波長は、上述した光位置検出器3の具体的なデバイスのうち、CCDの感度に最もよく合致する傾向にある。 At this time, various elementary reactions are caused, and in particular, when the excited CF 4 molecule transitions to the ground state, light having a wavelength peculiar to the energy transition is emitted (CF 4 * → CF 4 + hν). . The wavelength region of the excitation light emission is a wide one (about 400 to 900 nm) from visible light to infrared light region, and its peak wavelength is about 620 nm. This emission wavelength tends to best match the sensitivity of the CCD among the specific devices of the optical position detector 3 described above.

こうして増殖された光はFOP2を透過し、再度光電変換されることなく光位置検出器3に入射する。光位置検出器3からは、光が入射した二次元位置情報と各入射位置での光強度に基づく電気信号が駆動回路ボード4を通して制御系35へ出力され、そこで、三次元X線発光画像が構成されて表示装置等に出力される。   The light thus propagated passes through the FOP 2 and enters the optical position detector 3 without being photoelectrically converted again. From the optical position detector 3, an electrical signal based on the two-dimensional position information on which light is incident and the light intensity at each incident position is output to the control system 35 through the drive circuit board 4, where a three-dimensional X-ray emission image is generated. It is comprised and output to a display apparatus etc.

ここで、図20〜図22は、チャネル13の内径Dが100μmであり、電極1a,1bとしてInconel 600(インコネル600)を用いたMCP1を製作し、図19に示すテストパターン(アパーチャ)をベリリウム窓21の前に載置し逆バイアス電圧を印加する高解像度モードでX線を照射しながら撮像を行った結果を示す写真である。なお、チャンバ23内には、所定圧力のAr+CF4混合ガスを封入した。図20〜図22は、その混合ガスの圧力が、それぞれ1気圧、0.5気圧、及び0.25気圧の場合の結果を示す。また、図20〜図22に表示されている数値が大きいほど、その隣に写し出された直線が緻密であることを表す。 20 to 22, MCP1 using Inconel 600 (Inconel 600) as the electrodes 1a and 1b is manufactured with the inner diameter D of the channel 13 being 100 μm, and the test pattern (aperture) shown in FIG. 19 is beryllium. It is a photograph which shows the result of having imaged, irradiating X-ray | X_line in the high resolution mode which mounts in front of the window 21 and applies a reverse bias voltage. The chamber 23 was filled with an Ar + CF 4 mixed gas having a predetermined pressure. 20 to 22 show the results when the pressure of the mixed gas is 1 atmosphere, 0.5 atmosphere, and 0.25 atmosphere, respectively. Moreover, the larger the numerical value displayed in FIG. 20 to FIG. 22, the denser the straight line projected next to it.

これらの結果より、本発明によるMCP1及びそれを備えるガス比例計数管を用いた撮像型X線検出装置200は、極めて位置分解能に優れた高解像度モードにおいても十分な撮像感度を有することが確認された。また、順バイアスを印加する高輝度モードでの運転では、通常、チャンバ内のガス圧が小さくなるほど電子の飛跡長が増大するので、ガス圧が小さくなるほど解像度が劣化する傾向にあるのに対し、図20〜図22から明らかなように、本発明によるMCP1及びそれを備えるガス比例計数管を用いた撮像型X線検出装置200では、そのようなチャンバ内のガス圧が変化しても解像度の劣化は認められないことが判明した。   From these results, it was confirmed that the imaging X-ray detection apparatus 200 using the MCP 1 according to the present invention and the gas proportional counter equipped with the MCP 1 has sufficient imaging sensitivity even in a high resolution mode with extremely excellent position resolution. It was. In addition, in the operation in the high brightness mode in which the forward bias is applied, since the track length of the electrons usually increases as the gas pressure in the chamber decreases, the resolution tends to deteriorate as the gas pressure decreases. As apparent from FIGS. 20 to 22, in the imaging X-ray detection apparatus 200 using the MCP 1 and the gas proportional counter equipped with the MCP 1 according to the present invention, the resolution can be improved even if the gas pressure in the chamber changes. It was found that no deterioration was observed.

このように構成されたMCP1を備えるガス比例計数管を用いた撮像型X線検出装置200によれば、電極1aに含まれるアルカリ金属原子とX線Pvとの相互作用によって高い効率で生じた電子が、チャネル13内での電子・光増殖の電子源となるので、高輝度(高感度)での撮像が可能となる。また、ドリフト領域で生じた電子雲は、ガス中で拡散されながらMCP1側へ移動するが、それらはMCP1内への入射が妨げられると共に、チャネル13の開口部近傍及びその内部で生じた光電子は、ガス中での拡散が殆どないので、X線Pvが入射した位置の情報をより正確に保持している。そして、これらの光電子が、チャネル13内での電子・光増殖の電子源となるので、チャネル13の内径で決定される優れた位置分解能を実現することができる。こうして、高輝度且つ高解像度でのX線撮像が実現される。   According to the imaging X-ray detection apparatus 200 using the gas proportional counter including the MCP 1 configured as described above, electrons generated with high efficiency due to the interaction between the alkali metal atom contained in the electrode 1a and the X-ray Pv. However, since it becomes an electron source for electron and photoreproduction within the channel 13, imaging with high luminance (high sensitivity) becomes possible. In addition, the electron cloud generated in the drift region moves to the MCP 1 side while being diffused in the gas. However, they are prevented from entering the MCP 1 and the photoelectrons generated in the vicinity of the channel 13 and in the inside thereof are Since there is almost no diffusion in the gas, the information of the position where the X-ray Pv is incident is held more accurately. Since these photoelectrons serve as the electron source for photoelectron multiplication in the channel 13, excellent position resolution determined by the inner diameter of the channel 13 can be realized. In this way, X-ray imaging with high brightness and high resolution is realized.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、MCP1の形状は円板状に制限されず、例えば角板状等でもよい。図18は、このような本発明のMCPの他の一例を模式的に示す斜視図である。MCP10は、矩形の外周枠212を備え、その内側に、チャネル13が多数併設された例えばガラスや樹脂等の絶縁性部材で構成された基体211が設けられたものである。さらに、MCP1,10は、外周枠12,212を有しなくともよい。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, the shape of the MCP 1 is not limited to a disc shape, and may be a square plate shape, for example. FIG. 18 is a perspective view schematically showing another example of such an MCP of the present invention. The MCP 10 includes a rectangular outer peripheral frame 212, and a base body 211 made of an insulating member such as glass or resin and provided with a large number of channels 13 is provided inside the MCP 10. Further, the MCPs 1 and 10 may not have the outer peripheral frames 12 and 212.

またさらに、検出用ガス217には、CF4ガスに替えて又は加えてTMAやTEA等の他のペニング効果を奏するガスが添加されていてもよいが、励起光波長が上述の如く可視域となる点でCF4等のハロゲン化アルカン等の有機系ガスがより好ましい。さらにまた、FOP2の代わりに従来の光透過窓及び光学系の組み合わせを用いてもよいし、バンドル状の光ファイバーを用いても構わない。加えて、電極1bにはアルカリ金属原子が含まれていなくともよい。 Still further, the gas for detection 217 may be added with a gas exhibiting other Penning effects such as TMA and TEA instead of or in addition to the CF 4 gas, but the excitation light wavelength is in the visible region as described above. Therefore, an organic gas such as a halogenated alkane such as CF 4 is more preferable. Furthermore, a combination of a conventional light transmission window and an optical system may be used instead of FOP2, or a bundle-shaped optical fiber may be used. In addition, the electrode 1b may not contain alkali metal atoms.

また、上述した実施形態では、X線の検出・撮像について説明したが、検出対象はX線に限定されず、本発明によるMCN、ガス比例計数管、及び撮像装置は、他の電磁波及び電離放射線の検出に用いることができる。特に、光電変換部がアルカリ金属原子を含むので、紫外領域から近赤外領域の波長を有する光にも高い感度を有し、その場合にも上述した優れた位置分解能を実現することができる。   In the above-described embodiment, the detection and imaging of X-rays have been described. However, the detection target is not limited to X-rays, and the MCN, the gas proportional counter, and the imaging device according to the present invention may include other electromagnetic waves and ionizing radiation. It can be used for detection. In particular, since the photoelectric conversion portion contains an alkali metal atom, it has high sensitivity to light having a wavelength from the ultraviolet region to the near infrared region, and in that case, the above-described excellent position resolution can be realized.

またさらに、電極1aに、中性子線の吸収断面積(中性子との反応断面積)が大きな核種(例えば10B)を含む層を設けてもよく、この場合には、中性子の検出装置としても機能する。すなわち、この場合、電極1aでは、下記式(3);
10B+n→4He+7Li+2.78MeV …(3)
で表される核反応が生じる。このとき放出される4He(α線)と7Liは、チャネル13内でガスにエネルギーを付与して一次電子雲を生じ、この一次電子雲がチャネル13内での電子・光増殖の源となり得る。これにより、中性子検出においてμmオーダーの位置分解能を達成することができる。通常の、ガスを用いた中性子検出器の位置分解能はcmオーダーであることから、本発明のMCN、ガス比例計数管、及び撮像装置によれば、中性子検出における位置分解能を従来よりも1000倍程度改善することが可能となる。
Furthermore, the electrode 1a may be provided with a layer containing a nuclide (for example, 10 B) having a large neutron absorption cross section (reaction cross section with neutrons). In this case, it also functions as a neutron detection device. To do. That is, in this case, in the electrode 1a, the following formula (3);
10 B + n → 4 He + 7 Li + 2.78 MeV (3)
A nuclear reaction represented by The 4 He (α-ray) and 7 Li released at this time give energy to the gas in the channel 13 to generate a primary electron cloud, and this primary electron cloud becomes a source of electron / photo multiplication in the channel 13. obtain. Thereby, position resolution of the order of μm can be achieved in neutron detection. Since the position resolution of a normal neutron detector using gas is in the order of centimeters, according to the MCN, gas proportional counter, and imaging device of the present invention, the position resolution in neutron detection is about 1000 times that of the prior art. It becomes possible to improve.

さらに、多孔プレート11の材質は特に制限されないが、ガラスを用いれば、電極1aに含まれるアルカリ金属原子と酸素との反応を抑止できるので、電極1aの経時的な劣化を防止する観点から好ましい。   Furthermore, the material of the perforated plate 11 is not particularly limited, but if glass is used, the reaction between alkali metal atoms and oxygen contained in the electrode 1a can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of preventing deterioration of the electrode 1a with time.

以上説明したように、本発明のマイクロチャネルプレート、ガス比例計数管、及び撮像装置によれば、高輝度と高解像度の両方を同時に達成できるので、位置検出をはじめとする電磁波又は電離放射線の種々の測定に広く利用することができる。   As described above, according to the microchannel plate, the gas proportional counter, and the imaging device of the present invention, both high luminance and high resolution can be achieved at the same time. Therefore, various electromagnetic waves or ionizing radiation including position detection can be achieved. It can be widely used for measurement.

本発明によるMCPの好適な一実施形態を模式的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a preferred embodiment of an MCP according to the present invention. 図1におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIG. 図2の要部拡大図であり、チャネル13及びその周囲を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2, and is a cross-sectional view schematically showing a channel 13 and its periphery. MCP1を備える本発明のガス比例計数管を用いた撮像装置の好適な一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows suitable one Embodiment of the imaging device using the gas proportional counter of this invention provided with MCP1. 図4に示す撮像装置の要部を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the principal part of the imaging device shown in FIG. 電極1aの長さLaが25μmにおけるチャネル13の開口部近傍における等電線分布の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the equal electric wire distribution in the opening part vicinity of the channel 13 when length La of the electrode 1a is 25 micrometers. 電極1aの長さLaが50μmにおけるチャネル13の開口部近傍における等電線分布の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the equal electric wire distribution in the opening part vicinity of the channel 13 when length La of the electrode 1a is 50 micrometers. 電極1aの長さLaが100μmにおけるチャネル13の開口部近傍における等電線分布の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the equal electric wire distribution in the opening part vicinity of the channel 13 when length La of the electrode 1a is 100 micrometers. 電極1aの長さLaが25μmにおけるチャネル13内の電場強度の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the electric field strength in the channel 13 when length La of the electrode 1a is 25 micrometers. 電極1aの長さLaが50μmにおけるチャネル13内の電場強度の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the electric field strength in the channel 13 in case the length La of the electrode 1a is 50 micrometers. 電極1aの長さLaが100μmにおけるチャネル13内の電場強度の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the electric field strength in the channel 13 when length La of the electrode 1a is 100 micrometers. 電極1aの前方にガスが存在しない条件で、電極1aの長さLaが25μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動状態の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the movement state of the electron in the channel 13 and the vicinity in case the length La of the electrode 1a is 25 micrometers on condition that the gas does not exist ahead of the electrode 1a. 電極1aの前方にガスが存在しない条件で、電極1aの長さLaが50μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動状態の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the movement state of the electron in the channel 13 and the vicinity in case the length La of the electrode 1a is 50 micrometers in the conditions where gas does not exist ahead of the electrode 1a. 電極1aの前方にガスが存在しない条件で、電極1aの長さLaが100μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動状態の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the movement state of the electron in the channel 13 and its vicinity in case the length La of the electrode 1a is 100 micrometers on condition that the gas does not exist ahead of the electrode 1a. 電極1aの前方にガスが存在する条件で、電極1aの長さLaが25μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動状態の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the movement state of the electron in the channel 13 and the vicinity in case the length La of the electrode 1a is 25 micrometers on the conditions that gas exists ahead of the electrode 1a. 電極1aの前方にガスが存在する条件で、電極1aの長さLaが50μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動状態の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the movement state of the electron in the channel 13 and its vicinity in the length La of the electrode 1a on condition that the gas exists ahead of the electrode 1a. 電極1aの前方にガスが存在する条件で、電極1aの長さLaが100μmにおけるチャネル13及びその近傍での電子の移動状態の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the movement state of the electron in the channel 13 and the vicinity in case the length La of the electrode 1a is 100 micrometers on the conditions that gas exists ahead of the electrode 1a. 本発明のMCPの他の一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically another example of MCP of this invention. テストパターンを示す平面写真である。It is a plane photograph which shows a test pattern. MCP1を高解像モードで運転してテストパターンをX線で撮像した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having drive | operated MCP1 in high-resolution mode and having imaged the test pattern by the X-ray. MCP1を高解像モードで運転してテストパターンをX線で撮像した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having drive | operated MCP1 in high-resolution mode and having imaged the test pattern by the X-ray. MCP1を高解像モードで運転してテストパターンをX線で撮像した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having drive | operated MCP1 in high-resolution mode and having imaged the test pattern by the X-ray.

符号の説明Explanation of symbols

1,10…MCP、1a…電極(光電変換部)、1b…電極、3…光位置検出器、4…駆動回路ボード、11…多孔プレート(基体)、12,212…外周枠、13…チャネル(貫通孔)、13a…内壁、21…ベリリウム窓、22,23…チャンバ、22b…吸気口、22a…排気口、24…電源端子、25…信号端子、34…電源系、35…制御系、200…撮像型X線検出装置(撮像装置)、210…撮像系、211…基体、215,216…整形リング、217…検出用ガス、D…内径、E…電子、G…延在軸、Pv…X線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 ... MCP, 1a ... Electrode (photoelectric conversion part), 1b ... Electrode, 3 ... Optical position detector, 4 ... Drive circuit board, 11 ... Perforated plate (base | substrate), 12, 212 ... Outer frame, 13 ... Channel (Through hole), 13a ... inner wall, 21 ... beryllium window, 22, 23 ... chamber, 22b ... intake port, 22a ... exhaust port, 24 ... power supply terminal, 25 ... signal terminal, 34 ... power supply system, 35 ... control system, DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Imaging type X-ray detection apparatus (imaging apparatus), 210 ... Imaging system, 211 ... Base | substrate, 215, 216 ... Shaping ring, 217 ... Detection gas, D ... Inner diameter, E ... Electron, G ... Extension axis, Pv ... X-ray.

Claims (7)

複数の貫通孔が設けられ且つ絶縁性を有する基体を備えており、
前記複数の貫通孔は、内壁断面が略直状をなすものであり、かつ、前記基体の平面方向に垂直であり、
前記基体は、前記複数の貫通孔の両端部に所定の電圧を印加するための一対の電極を有しており、
前記一対の電極は、前記複数の貫通孔の両端部の内壁上に離間して設けられており、
前記一対の電極の少なくともいずれか一方は、光電変換部として機能するものである、
マイクロチャネルプレート。
A plurality of through-holes and an insulating base;
The plurality of through-holes have an inner wall cross section that is substantially straight, and is perpendicular to the planar direction of the base body,
The base has a pair of electrodes for applying a predetermined voltage to both ends of the plurality of through holes,
The pair of electrodes are provided separately on the inner walls of both end portions of the plurality of through holes,
At least one of the pair of electrodes functions as a photoelectric conversion unit.
Microchannel plate.
前記光電変換部は、アルカリ金属原子を含むものである、
請求項1記載のマイクロチャネルプレート。
The photoelectric conversion part includes an alkali metal atom.
The microchannel plate according to claim 1.
前記光電変換部は、下記式(1);
Lcp×0.1<La …(1)、
Lcp:前記貫通孔の軸方向長さ、
La: 前記貫通孔の軸方向に沿う前記光電変換部の長さ、
で表される関係を満たすものである、
請求項2記載のマイクロチャネルプレート。
The photoelectric conversion unit has the following formula (1);
Lcp × 0.1 <La (1),
Lcp: axial length of the through hole,
La: The length of the photoelectric conversion unit along the axial direction of the through hole,
Satisfying the relationship represented by
The microchannel plate according to claim 2.
前記光電変換部は、複数種類のアルカリ金属原子を含むものである、
請求項1〜のいずれか一項に記載のマイクロチャネルプレート。
The photoelectric conversion part includes a plurality of types of alkali metal atoms.
The microchannel plate according to any one of claims 1 to 3 .
主として不活性ガスを含む検出用ガスが充填されており、電磁波又は電離放射線が入射する窓を有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置された請求項1〜のいずれか一項に記載のマイクロチャネルプレートと、
を備えるガス比例計数管。
A chamber which is filled with a detection gas containing mainly an inert gas and has a window for receiving electromagnetic waves or ionizing radiation;
The microchannel plate according to any one of claims 1 to 4 , which is disposed in the chamber;
Gas proportional counter with.
前記検出用ガスが分子中にハロゲン原子を含む有機系ガスを含有するものである、
請求項記載のガス比例計数管。
The detection gas contains an organic gas containing a halogen atom in the molecule.
The gas proportional counter according to claim 5 .
請求項又はに記載のガス比例計数管と、
前記チャンバの後段に配置された光検出器と、
を備える撮像装置。
A gas proportional counter according to claim 5 or 6 ,
A photodetector disposed downstream of the chamber;
An imaging apparatus comprising:
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