JP6081138B2 - 放射線検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検知装置に関わり、特に、高エネルギーの放射線を検出する放射線検知装置に関する。

低エネルギーの放射線（例えば、ガンマ線）を用いた放射線検知装置は、医療用途等において、広く使用されている。このような放射線検知装置においては、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム：Cadmium Telluride）素子等の半導体素子を使って、低エネルギーの放射線（例えば、６００ｋｅＶ以下）を検出することができる。

特開２０１０−１８５７５３号公報

特許文献１には、放射線を検出可能な半導体素子と、該半導体素子をその両面に搭載した基板と、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）とを備えた放射線検出器（放射線検知装置）が開示されている。そして、当該ＦＰＣは、半導体素子を基板と挟み込むように設け、素子用電極に接続する接続パターンを有し、かつ可撓性を有する。
特許文献１の記載の従来の放射線検知装置では、６００［ｋｅＶ］以上の放射線エネルギーまで検出することができなかった。
本発明の目的は、放射線のエネルギーが６００［ｋｅＶ］以上の高エネルギーであっても検出可能な放射線検知装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の放射線検知装置は、放射線を検出可能な半導体素子が前記放射線の入射方向に複数個並べて、プリント配線基板の表面及び裏面それぞれに搭載され、前記半導体素子が検出した放射線を当該検出したエネルギーに応じた電気信号に変換して出力する変換部を具備した前記入射方向に長い短冊状の検出素子実装基板と、前記検出素子実装基板を前記入射方向に直交する第１の方向に複数個並べて搭載した板状の放射線検出モジュールと、前記入射方向及び前記第１の方向に直交する第２の方向に複数個並べて搭載された前記放射線検出モジュールを含み、前記放射線検出モジュールを防塵しかつ遮光する外壁を備えたセル部と、前記セル部の下方に設けられ、前記検出素子実装基板それぞれが出力する電気信号を集計するベース部と、を備える。

本発明によれば、高エネルギーの放射線を検出可能な放射線検知装置を実現できる。

本発明の一実施例の放射線検知装置の回路構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の放射線検知装置の放射線検出モジュールの構成例の詳細を示す図である。 本発明の一実施例の放射線検知装置の制御基板１２１の一実施例の構成の詳細を示す図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの構成を説明するための図であって、放射線検出モジュールを表面から見た図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの構成を説明するための図であって、放射線検出モジュールを裏面から見た図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールのサイドフレーム４０１を説明する斜視図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの検出素子実装基板本体を示す図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例に使用するＣｄＴｅ素子を説明するための図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例に使用する検出素子実装基板４０２に使用するＦＰＣを示す図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例に使用する基板同士を接続する基板接続用ＦＰＣを示す図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの検出素子実装基板を示す図である。 本発明の放射線検出モジュール１０１を放射線検知装置に挿入した状態での部分断面図である。 本発明の放射線検知装置１００のベース部の一実施例であって、放射線検出モジュール１０１を挿入して取付けることを説明するための斜視図である。 本発明の一実施例の放射線検知装置のダストパーテションを示す斜視図である。 本発明の一実施例の放射線検知装置において、ベース部にダストパーテションを取付けることを説明するための斜視図である。 本発明の一実施例の放射線検知装置において、ベース部にダストパーテションを取付けた後、さらにセル部を被せ、放射線検出モジュールを覆う様子を説明するための斜視図である。 本発明の放射線検知装置の一実施例の外観を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。

図１は、本発明の一実施例の放射線検知装置の回路構成を示すブロック図である。１００は本発明の一実施例の放射線検知装置である。放射線検知装置１００において、１０１−０〜１０１−１４は放射線検出モジュール、１２１は制御基板、１４１はＤＣ電源基板、１６１は高電圧電源基板、１８１は１２［Ｖ］のＤＣ電力を制御基板１２１に供給する電源、１８２はコンソールＰＣ（Personal Computer）である。また、１０９は各種信報線である。各種信号線１０９の信号には、例えば、１０２はＲｅｓｅｔ信号、１０３はＣＳ信号、１０４はＳＣＫ信号、１０５はＳＤＤ信号、１０６はＳＤＩ信号、１０７はバッファステータス信号、１０８はリードビジー信号がある。放射線検出モジュール１０１−０及び１０１−１４は、各種信号線１０９によって制御基板１２１と電気的に接続している。図１では、放射線検出モジュール１０１−１〜１０１−１３を図示していないが、放射線検出モジュール１０１−０及び１０１−１４と同一の接続である。

図１において、放射線検出モジュール１０１−０〜１０１−１４は、それぞれ、入射してきたガンマ線を、ガンマ線のエネルギーに応じた電気信号に変換して制御基板１２１に出力する。制御基板１２１は、放射線検出モジュール１０１−０〜１０１−１４のそれぞれから入力された電気信号を集計し、ＵＳＢケーブルを介して、集計した情報をコンソールＰＣ１８２に出力する。
コンソールＰＣ１８２は、入力された情報を取り込み、かつ外部機器等に出力する。即ち、コンソールＰＣ１８２は、入力されたエネルギーの情報を、直接あるいはネットワークを介して、モニタ、プリンタ、記憶装置、等の外部機器に出力する。また、コンソールＰＣ１８２は、エネルギーの情報を自機に内蔵されたメモリに格納することや自機に装備されたモニタ画面に表示するようにしても良い。
なお、制御基板１２１が外部機器に出力するためのインタフェースの方式は、ＵＳＢ２．０方式であってもＵＳＢ３．０方式でも良く、また、ＵＳＢ方式ではなく、他の方式のインタフェースを用いて外部機器等に出力しても良い。

なお、電源１８１は、ＤＣ電源基板１４１に電力を供給し、ＤＣ電源基板１４１上のＤＣ−ＤＣコンバータ１４２は、供給された電力から、所定のＤＣ電圧を生成し、制御基板１２１や高電圧電源基板１６１に供給する。即ち、制御基板１２１及び高電圧電源基板１６１は、ＤＣ電源基板１４１から所定の電源が供給されることによって動作可能となる。
また、高電圧電源基板１６１の電源部１６２は、ＤＣ電源基板１４１から供給された電源（電圧Ｄ＋５［Ｖ］）から−５００〜−１０００［Ｖ］の高電圧ＨＶを生成し、ＨＶスイッチ１６２に出力する。ＨＶスイッチ１６２は、制御基板１２１から入力される制御信号に応じて、−５００〜−１０００［Ｖ］の高電圧ＨＶを放射線検出モジュール１０１−０〜１０１−１４に供給する。

図２は、図１の放射線検出モジュール１０１−０〜１０１−１４の１つの構成例の詳細を示す図である。以降の説明において、放射線検出モジュール１０１−０〜１０１−１４を総称して、放射線検出モジュール１０１として説明する場合がある。
図２の放射線検出モジュール１０１において、１０１１は検出素子実装基板、１０１２はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）基板である。また、検出素子実装基板１１０１において、１１１は３２個のＣｄＴｅ素子を含む素子ブロック、１１２は素子ブロック１１１を構成するＣｄＴｅ回路である。１つの素子ブロック１１１は、３２個のＣｄＴｅ回路によって構成される。３２個のＣｄＴｅ回路は、それぞれ、高電圧電源基板１６１から電力ＨＶを供給される。また、検出素子実装基板１１０１は、３組の素子ブロック１１１で構成される。

さらに、ＡＳＩＣ基板１０１２は、３組のＡＳＩＣ回路１１３で構成され、ＡＳＩＣ回路１１３は、それぞれ、６４組のアナログ回路ブロック１１３１で構成される。また、それぞれのＡＳＩＣ回路１１３の出力には、Ａ／Ｄコンバータ１１５が接続され、出力アナログ信号をデジタル信号に変換して、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１１７−１または１１７−２に出力する。
ＡＳＩＣ回路１１３とＦＰＧＡ１１７−１または１１７−２間には、各種信号線１１４が接続される。各種信号線１１４は、例えば、Ｒｅｓｅｔ信号線、ＳＣＩ信号線、Ｔｒｉｇｇｅｒ信号線、及びＣｏｎｔｒｏｌ信号線である。なお、２組のＡＳＩＣ回路１１３は、ＦＰＧＡ１１７−１と接続され、もう１組のＡＳＩＣ回路１１３は、ＦＰＧＡ１１７−２と接続される。さらに、ＦＰＧＡ１１７−２には、Ｐｕｌｌ−ｕｐ／ｄｏｗｎ回路１１６が接続される。

その他、ＦＰＧＡ１１７−１及び１１７−２は、それぞれ、制御基板１２１と各種信号線１０９で接続される。各種信号線１０９によって、制御基板１２１から放射線検出モジュール１０１に、それぞれ、Ｒｅｓｅｔ信号１０２、ＣＳ信号１０３、ＳＣＫ信号１０４、及びＳＤＤ信号１０５が出力される。同様に、放射線検出モジュール１０１から制御基板１２１に、ＳＤＩ信号１０６、バッファステータス信号１０７、及びリードビジー信号１０８が出力される。また、ＦＰＧＡ１１７−１及び１１７−２には、それぞれ、ＥＥＰＲＯＭ１１９が接続され、さらにＦＰＧＡ１１７−１には温度データを格納したメモリが接続される。

図３は、図１の制御基板１２１の一実施例の構成の詳細を示す図である。制御基板１２１において、１２１１はＦＰＧＡ_Ａ、１２１２はＦＰＧＡ_Ｂ、１２１３は温度センサ、１２１４は湿度センサ、１２１５は電圧センサ、１２１６はＵＳＢ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒである。また、ＦＰＧＡ_Ｂ１２１２において、１２１７と１２１８はデータバス、１３１はＦＰＧＡ_Ａ１２１１それぞれとＦＰＧＡ_Ｂ１２１２間の各機器とデータバス１２１７を介して通信するためのインタフェース部である。また、１３２は放射線モジュール１０１を制御するためのモジュール制御装置、１３３はアクイジションコントローラ（Acquisition Controller）、１３４はイベントバッファ（Event Buffer）である。さらに、１３５は温度センサ１２１３、湿度センサ１２１４、及び電圧センサ１２１５とＦＰＧＡ＿Ｂ１２１２間の各機器とデータバス１２１８を介して通信するためのインタフェース部である。また、１３６はＨＶ制御部、１３７はコマンドデコーダ、１３８はＵＳＢ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１２１６とコマンドデコーダ１３７間で通信するためのインタフェース部である。

図１〜図３で説明したように、本発明の放射線検知装置１００は、ＣｄＴｅ回路１１２を１４４０個搭載する。即ち、ＣｄＴｅ素子を１４４０個搭載する。図１において、１組の放射線検出モジュール１０１には、３組の素子ブロック１１１を有し、１組の素子ブロック１１１には、３２個のＣｄＴｅ素子を有する。合計すると、１組の放射線検出モジュール１０１は、３２個×３組＝９６個のＣｄＴｅ素子を有する。その結果、放射線検知装置１００は、１５組の放射線検出モジュール１０１が搭載されているので、９６個×１５組＝１４４０個のＣｄＴｅ素子を有する。

製品の組み立て完了後の結果から、正常に動作しない（不良の）場合には、不良のＣｄＴｅ素子を正常なＣｄＴｅ素子に交換する必要がある。しかし、従来の製品構造では、不良のＣｄＴｅ素子が搭載された放射線検出モジュール１０１１組毎に交換する必要があり、例え、不良のＣｄＴｅ素子が１個だけしかない場合でも、不良のＣｄＴｅ素子だけ交換することができなかった。

そこで、本発明の放射線検知装置１００は、以下に述べるような構成とした。
即ち、放射線モジュール１０１をフレーム構造とし、短冊状の基板の両面に縦方向に４個（合計８個）のＣｄＴｅ素子を搭載する。この短冊状の基板を放射線検出モジュール１０１のフレームの上下で固定するようにして取付けるようにしたものである。この結果、放射線検出モジュール１０１毎に交換せずに、不良のＣｄＴｅ素子があった場合には、短冊状の検出素子実装基板単位で、不良品を交換可能とした。
以下、図面を使って、本発明の放射線検知装置１００について説明する。放射線検知装置の回路構成は、図１を用いる。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの構成を説明するための図である。図４Ａは、放射線検出モジュールの一方の面（本書では、表面と称する）を示す図であり、図４Ｂは、放射線検出モジュールの他方の面（本書では、裏面と称する）を示す図である。また、図４Ｃは、サイドフレーム４０１を説明する斜視図である。
４０１はサイドフレーム、４０２は検出素子実装基板、４０３は検出素子実装基板４０２をサイドフレーム４０１の上辺に固定するためのネジ、４０４はＦＰＣ、４０５は検出素子実装基板４０２とＦＰＣ４０４の接続部である。また、４０６は櫛状のフィン８３に貼ったガスケット８２を接触させる梁、４０７はサイドフレーム４０１と梁４０６とを固定するネジ、１０１２はＡＳＩＣ基板、４０９はＡＳＩＣ基板１０１２の下側に取り付けられたピンヘッダである。さらに、４１０はネジ、４１１はガイド、４１２は位置決めピン、４２は検出素子実装基板４０２の取付け方向、４４１〜４４９、４４ａ、４４ｂ、４４ｃは検出素子実装基板４０２の上部取付け穴、４５１、４５ｃは検出素子実装基板４０２の下部取付け穴、４１は空間（開口部）である。

図４Ａ及び図４Ｂにおいて、サイドフレーム４０１は、中央部に検出素子実装基板４０２を取付けるための空間を設けている（図４Ｄの空間４１参照。）。従って、検出素子実装基板４０２の１つは、サイドフレーム４０１の上下に設けられた上部取付け穴４４１と下部取付け穴４５１に、ネジ４０３によって垂直に取り付けられる（図４Ｃの取付け方向４２参照。）。同様に、上部取付け穴４４２と下部取付け穴４５２にも別の検出素子実装基板が取り付けられ、・・・、上部取付け穴４４ｃと下部取付け穴４５ｃにも別の検出素子実装基板が取り付けられ、合計１２個の検出素子実装基板が１つの板状の放射線検出モジュール１０１に搭載される。ここで、検出素子実装基板４０２の本体（後述する図５Ａ参照）は、プリント配線基板であり、検出素子実装４０２を上下方向に垂直（放射線の入射方向に平行）に保持するための剛性を有するガラスエポキシ基板等のリジッド基板である。
なお、検出素子実装基板４０２には、サイドフレーム４０１に固定するためのネジ穴の他に、上部と下部の両側に２つの位置決め用の凹部４４２が設けられている。位置決め用凹部４４２が、サイドフレーム４０１に設けられた位置決めピン４１２に嵌合することによって、検出素子実装基板４０２はサイドフレーム４０１に位置決めされる。

次に、検出素子実装基板４０２の詳細について、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図５Ｅを用いて説明する。図５Ａは、本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの検出素子実装基板本体を示す図である。図５Ｂは、本発明の放射線検知装置の一実施例に使用するＣｄＴｅ素子を説明するための図である。図５Ｃは、本発明の放射線検知装置の一実施例に使用する検出素子実装基板４０２に使用するＦＰＣを示す図である。図５Ｄは、本発明の放射線検知装置の一実施例に使用する基板同士を接続する基板接続用ＦＰＣを示す図である。図５Ｅは、本発明の放射線検知装置の一実施例の放射線検出モジュールの検出素子実装基板４０２を示す図である。
５０は検出素子実装基板本体、５２はＣｄＴｅ素子、５４はＦＰＣ、５６は検出素子実装基板４０２とＡＳＩＣ基板との所定の電極同士を電気的に接続するための基板接続用ＦＰＣである。

図５Ａ〜図５Ｅにおいて、ＣｄＴｅ素子５２は、電極パッド５０１〜５０４によって、検出素子実装基板本体５０に機械的及び電気的に接続される。ＦＰＣ５４の電極５４５は、コネクタ５０５によって検出素子実装基板本体５０の所定の電極と電気的に接続され、多端は、ＦＰＣ５４の電極５４１〜５４４のいずれか１つに接続される。また、基板接続用ＦＰＣ５６の一方の電極５６１は、コネクタ５０６によって、検出素子実装基板本体５０の所定の電極と接続され、多方の電極５６２は、ＡＳＩＣ基板１０１２の所定の電極と電気的に接続される。
検出素子実装基板本体５０には、上述の部品が搭載される他に、電気的に動作させるための電子部品５０９が搭載される。

次に、図５Ｂに示すように、ＣｄＴｅ素子５２は、略直方体の形状を有し、正面図から見た形状５２１も長方形である（例えば、幅ｄｗ＝１０［ｍｍ］、長さｄｈ＝１５［ｍｍ］）。また、側面から見た形状５２２も長方形である（例えば、幅ｄｗ＝８．０［ｍｍ］、厚みｄｔ＝２［ｍｍ］）。また、形状５２２を拡大表示した形状５３２で示すように、ＣｄＴｅ素子５２は、素子本体５２３の上面にカソード電極５２４を備え、下面にアノード電極５２５を備える。アノード電極５２５は、検出素子実装基板本体５０の電極パッド５０１乃至５０４のいずれかに接続される。そして、カソード電極５２４は、ＦＰＣ５４の電極５４１乃至５４４のいずれかに接続される。
例えば、電極パッド５０１にアノード電極５２５が接続された場合には、当該ＣｄＴｅ素子のカソード電極は、ＦＰＣ５４の電極５４１と接続される。そして、電極パッド５０２と電極５４２は、同じＣｄＴｅ素子の当該アノード電極及びカソード電極が接続される。同様に、電極パッド５０３と電極５４３が同じＣｄＴｅ素子の当該アノード電極及びカソード電極が接続され、電極パッド５０４と電極５４４が同じＣｄＴｅ素子の当該アノード電極及びカソード電極が接続される。
上述のように、検出素子実装基板４０２は、放射線検出モジュール１０１のサイドフレーム４０１にネジ等の固定具で固定されるが、不良品であった場合には、固定具を着脱することによって、個々に、別の検出素子実装基板と交換可能である。

図６は、図４Ａ〜図４Ｃ、及び図５Ａ〜図５Ｅで説明した本発明の放射線検出モジュール１０１を放射線検知装置に挿入した状態での部分断面図である。
図６は、ＡＳＩＣ基板１０１２のＢ面を検出素子実装基板４０２のＢ面より０．３［ｍｍ］浮かせた場合の間隔を数値（単位：ｍｍ）で示した図である。検出素子実装基板４０２がＡＳＩＣ基板１０１２のＡ面とＢ面とに均等に振り分けられる。また、放射線検出モジュール１０１間の間隔は、６．８［ｍｍ］である。

図７は、本発明の放射線検知装置１００のベース部の一実施例であって、放射線検出モジュール１０１を挿入して取付けることを説明するための斜視図である。
図７において、放射線検出モジュール１０１は、そのサイドフレーム４０１の両辺（両端）が、下部ガイドレール７１に沿って挿入され、ピンヘッダ４０９が、ベース部７０１の制御基板１２１のコネクタ７２に嵌合され、両者は電気的及び機械的に接続される。
１５組の放射線検出モジュール１０１は、端から順にガイドに沿って挿入される。これらの放射線検出モジュール１０１間の隙間の保持は、下部ガイドレール７１がサイドフレーム４０１の両端を挟み込むことで実現される。またその他に、放射線検出モジュール１０１のサイドフレーム４０１に設けられ、上下に板状に伸びて間隔方向に突きだしたガイド４１１が、放射線検出モジュール１０１間の間隔を保持する機能を有する。
上述のように、ガイド４１１及び下部ガイドレール７１は、放射線検出モジュール１０１を、放射線の入射方向に平行にガイドする。

図８は、本発明の一実施例の放射線検知装置のダストパーテションを示す斜視図である。また、図９は、本発明の一実施例の放射線検知装置におけるダストパーテションについて説明するための斜視図である。図８は、構成が分かり易いように上下を逆にして描いている。
図７では、ベース部７０１に１５組の放射線検出モジュール１０１を１５組挿入することについて説明した。その後、図８に示すようなストパーテション８１を図９に示すように、ベース部７０１に１５組の放射線検出モジュール１０１の下部に挿入する。即ち、図９に示すように、ダストパーテション８１の櫛状のフィン８３をモジュール１０１間に挿入する。
ダストパーテション８１は、下方からの塵埃及び光の侵入を防ぐためのものである。また、ダストパーテション８１の、少なくとも櫛状のフィン８３及びその隣の部分（全面でも良い）の下面には、導電性のガスケット８２が貼りつけられ、密閉性及び遮光性を増す効果と共に、放射線検出モジュールとダストパーテション、ケースとの導通を図り、検出信号のノイズを低減させるようにしている。
ダストパーテション８１の挿入部分は、図２に示した放射線検出モジュール１０１の、検出素子実装基板１０１１とＡＳＩＣ基板１０１２の間である。

図１０は、図９で説明したように、ベース部７０１にダストパーテション８１を取付けた後、さらにセル部７０３を被せ、放射線検出モジュール１０１を覆う様子説明するための斜視図である。図１０は、構成が分かり易いように上下を逆にして描いている。
図１０において、セル部７０２は、箱状であり、下方の１面（図１０では、上面）だけが空いている。その空いた面から、２個の上部ガイドレール９１を箱の底の面の両端に対向して配置し、ネジ９２によってセル部７０２に固定する。固定後のセル部を、セル７０３と称する。この上部ガイドレール９１のガイド方向は、下方にある下部ガイドレール７１のガイド方向と同じで、かつ、放射線検出モジュール１０１が上下２つのガイドレール７１と９１に垂直に挿入可能に設けられる。上部ガイドレール９１もまた、放射線検出モジュール１０１を放射線の入射方向に沿って平行にガイドする。
このセル部７０３を、図９で説明したダストパーテション８１がすでに取り付けられているベース部７０１に被せて取付ける（後述の図１１参照。）。
この時、上部ガイドレール９１と下部ガイドレール７１は、放射線検出モジュール１０１が上下２つのガイドレール７１と９１に垂直に挿入され、保持されるように、上下２つのガイドレールが対向するように設けられる。
このセル部７０３の上部をガイドして固定する。この結果、１５組の放射線検出モジュール１０１は、すべて、上下２つのガイドレール７１と９１で固定することができるため、耐振動性が向上する。

図１１は、本発明の放射線検知装置の一実施例の外観を示す斜視図である。図１１の放射線検知装置１００において、ベース部７０１の側面には、冷却ファン７４が設けられ、その反対側の面には、吸気口が設けられて、ベース部７０１内を空冷している。なお、空冷媒体の流れる方向は、放射線検出モジュール１０１の検出素子実装基板４０２が搭載される面と平行になるように設けるのが望ましい。この結果、効率的に冷却が可能となる。

次に、セル部７０３は、外界から塵埃が侵入しないよう、かつ、光が漏れこまないように、密閉構造の外壁を備える。また、機械的強度を保つ必要もある。このため、セル部７０３やベース部７０１の外壁は、ジュラルミン等の軽量金属または金属合金を組み合わせて構成している。しかし、軽量化やコスト低減のために、所定の強度が保持可能であるならば、一部または全部に、プラスチック系モールド、木、あるいは紙を用いても良い。ただし、セル部７０３の外壁は、光が漏れないように、遮光性を持たせた材料を使用する。
また、例えば、本発明の放射線検知装置は、セル部７０３の上部の面７７にガンマ線等の放射線を入射させて、入射した放射線のエネルギーを測定するものである。このことから、この面７７だけを、ある程度強度があって、遮光性があって、かつ軽量で、塵埃の侵入を防ぐことが可能な材料を使用するようにしても良い。即ち、好ましくは、機械的強度が確保可能であるならば、面７７をできるだけ薄い板で構成し、入射する放射線を妨げない（面７７を構成する材料が放射線を吸収しない）ようにする。

なお、上述の実施例では、放射線の測定方向（入射する面７７）を上向きとして説明した。しかし、本発明の放射線検知装置を回転させ、入射する面７７をどの方向に向けても良いことは自明である。

上述の実施例によれば、製品の組み立て完了後の結果から、正常に動作しない不良のＣｄＴｅ素子があっても、放射線検知装置全体または放射線検出モジュール谷でＣｄＴｅ素子を交換する必要はなく、検出素子実装基板単位でＣｄＴｅ素子を交換することができるため、製造コストを大幅に低減することができる。

上述の実施例によれば、小型で高エネルギーの放射線を測定可能な多くの長所を有する放射線検知装置を実現できる。
特に、ＣｄＴｅ素子はシンチレーション効率による検出ロスがなく、Ｃｄ、Ｔｅそれぞれの原子の原子量が比較的大きいため、放射線の検出効率が高い。
また、ＣｄＴｅ素子は、ワイドギャップ・エネルギー半導体として分類されるので、室温でも性能を維持することが可能である。

さらに、上述の実施例によれば、小さな容積に多数のＣｄＴｅ素子を搭載できるので、非常に高い計数率で放射線を検出することができる。同様に、多数のＣｄＴｅ素子は、全容積が大きく、高エネルギー（例えば、６［ＭｅＶ］まで）の放射線を検出することができる。
また、本発明の放射線検知装置では、多チャネルの入力ポートを有したＡＳＩＣを用いて、多数のＣｄＴｅ素子からの信号を同時に処理することができるようにした。即ち、本発明の放射線検知装置は、非常に高レートで放射線を検出可能である。

また、上述の実施例によれば、６０〜７０℃までＣｄＴｅ素子の性能を維持することができ、液体窒素のような低温冷却装置で冷やす必要がない。上述の実施例では、空冷ファンを使用しているが、ＡＳＩＣやＦＰＧＡのような電子機器の部品を冷やすために使用されているだけであり、ＣｄＴｅ素子の冷却は不要としている。

以上、本発明を実施例によって詳細に説明した。しかし、本発明は、上述の実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。
また、上記実施例では、ガンマ線を検出するためにＣｄＴｅ素子を使用したが、他の半導体素子であっても良いことは自明である。さらに、ガンマ線以外の放射線を、ＣｄＴｅ素子あるいは他の素子を使って検出するような放射線検知装置にも適用可能である。

４１：空間、 ４２：取付け方向、 ５０：検出素子実装基板本体、 ５２：ＣｄＴｅ素子、 ５４：ＦＰＣ、 ５６：基板接続用ＦＰＣ、 ７１：下部ガイドレール、 ７２：コネクタ、 ７４：冷却ファン、 ７７： ８１：ダストパーテション、 ８２：導電性のガスケット、 ８３：櫛状のフィン、 ９１：上部ガイドレール、 ９２：ネジ、 １００：放射線検知装置、 １０１、１０１−０〜１０１−１４：放射線検出モジュール、 １０２：Ｒｅｓｅｔ信号、 １０３：ＣＳ信号、 １０４：ＳＣＫ信号、 １０５：ＳＤＤ信号、 １０６：ＳＤＩ信号、 １０７：バッファステータス信号、 １０８：リードビジー信号、 １０９：各種信号線、 １１１：素子ブロック、 １１２：ＣｄＴｅ回路、 １１３：ＡＳＩＣ回路、 １１４：各種信号線、 １１６：Ｐｕｌｌ−ｕｐ／ｄｏｗｎ回路、 １１７−１、１１７−２：ＦＰＧＡ、 １２１：制御基板、 １３１、１３５、１３７：インタフェース部、 １３２：モジュール制御装置、 １３３： アクイジションコントローラ、 １３４：イベントバッファ、 １３６：ＨＶ制御部、 １４１：ＤＣ電源基板、 １６１：高電圧電源基板、 １８１：電源、 １８２：コンソールＰＣ、 ４０１：サイドフレーム、 ４０２：検出素子実装基板、 ４０３：ネジ、 ４０４：ＦＰＣ、 ４０５：接続部、 ４０６：梁、 ４０７：ネジ、 ４０９：ピンヘッダ、 ４１０：ネジ、 ４１１：ガイド、 ４１２：位置決めピン、 ４４１〜４４９、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ：上部取付け穴、 ４５１、４５２、４５ｃ：下部取付け穴、 ５０１〜５０４：電極パッド、 ５０５、５０６：コネクタ、 ５０９：電子部品、 ５２１、５２２、５２３：ＣｄＴｅ素子の形状、 ５４１〜５４４：電極、 ５４５、５６１、５６２：電極、 ７０１：ベース部、 ７０２、７０３：セル部、 ７１０：ガンマ線、 １０１１：検出素子実装基板、 １０１２：ＡＳＩＣ基板、 １１３１：アナログ回路ブロック、 １２１１：ＦＰＧＡ＿Ａ、 １２１２：ＦＰＧＡ＿Ｂ、 １２１３：温度センサ、 １２１４：湿度センサ、 １２１５：電圧センサ、 １２１６：ＵＳＢ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ。

Claims (5)

1. 放射線を検出可能な半導体素子が前記放射線の入射方向に複数個並べて、プリント配線基板の表面及び裏面それぞれに搭載され、前記半導体素子が検出した放射線を当該検出したエネルギーに応じた電気信号に変換して出力する、前記入射方向に長い短冊状の検出素子実装基板と、
   前記検出素子実装基板を前記入射方向に直交する第１の方向に複数個並べて搭載した板状の放射線検出モジュールと、
   前記入射方向及び前記第１の方向に直交する第２の方向に複数個並べて搭載された前記放射線検出モジュールを含み、前記放射線検出モジュールを防塵しかつ遮光する外壁を備えたセル部と、
   前記セル部の下方に設けられ、前記検出素子実装基板それぞれが出力する電気信号を集計するベース部と、を備え、
   前記検出素子実装基板は、コネクタを備え、前記半導体素子が搭載される検出素子実装基板本体と、前記検出素子実装基板本体の前記コネクタに接続される基板接続用ＦＰＣとからなる
   ことを特徴とする放射線検知装置。
2. 請求項１記載の放射線検知装置において、
   前記基板は、前記放射線検出モジュールにネジ等の固定具で固定され、個々に別の検出素子実装基板と交換可能である
   ことを特徴とする放射線検知装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射線検知装置において、
   前記ベース部は、前記放射線検出モジュールの両端下部を前記入射方向に沿ってガイドする第１のガイドレールと、前記放射線検出モジュールのそれぞれと前記ベース部とを電気的に接続するコネクタを有し、前記入射方向に沿って前記放射線検出モジュールを着脱可能とした
   ことを特徴とする放射線検知装置。
4. 請求項３記載の放射線検知装置において、
   前記セル部は、前記放射線検出モジュールの両端上部を前記入射方向に沿ってガイドする第２のガイドレールを有した
   ことを特徴とする放射線検知装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放射線検知装置において、
   前記セル部は、前記ベース部との境界部に、前記ベース部からの塵埃の侵入を防ぐためのダストパーテションが挿入される
   ことを特徴とする放射線検知装置。

Images