JP6428318B2 - ガス増幅を用いた放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明は、ピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出器に関する。

ガス増幅を利用した放射線検出器として、従来、ピクセル型の放射線検出器が用いられてきた。この放射線検出器は、例えば両面プリント基板の表面にストリップ状陰極電極が形成されるとともに、裏面に陽極ストリップが形成され、ストリップ状陰極電極には、一定間隔に開口部が形成されるとともに、開口部の中心には背面の陽極ストリップと接続されている円柱状陽極電極、すなわちピクセル電極が形成されたような構成を採っている。

なお、上記放射線検出器は、例えばＨｅとメタンとの混合ガス中に配置される。また、上記ピクセル電極には例えば＋６００Ｖの電圧が印加されている。

上記放射線検出器においては、所定の放射線が検出器内に入射すると、ガスが電離して電子（一次電子）を生成し、この電子は、上記ストリップ状陰極電極と上記ピクセル電極との間に印加された大電圧、及び上記ピクセル電極の点電極としての形態（形状異方性）に起因して生成される強力な電場によって、電子雪崩増幅を引き起こす。一方、電子雪崩増幅によって生じた正イオンは、周囲のストリップ状陰極電極に向けてドリフトする。

この結果、対象となるストリップ状陰極電極及びピクセル電極に、それぞれ正イオンと電子（電子雪崩増幅によって生成した電子：二次電子）とがチャージされる。したがって、このようにして電荷が生成されたストリップ状陰極電極及びピクセル電極の位置を検出することによって、放射線の検出器における入射位置を特定することができ、放射線の検出が可能となる（特許文献１）。

上述した放射線検出器では、ピクセル電極に印加する電圧を大きくすると、生成される電場の強度も増大し、上述した電子雪崩増幅が顕著になるので、ストリップ状陰極電極及びピクセル電極に生成される電荷量が増大して、放射線の感度（ガス増幅率）が向上する。一方、ピクセル電極に印加する電圧を大きくすると、ピクセル電極の形状や雰囲気中の異物に起因した異常放電によって、ピクセル電極を破損してしまう場合がある。また、ピクセル電極に印加する電圧を小さくすると、上述した異常放電は減少するが、上述した電子雪崩増幅の度合いも小さくなり、放射線の検出感度が低下してしまう。

かかる観点より、ピクセル電極に印加する電圧を大きくする代わりに、ピクセル電極を狭小化して、生成する電場の強度を向上させることが試みられている。しかしながら、ピクセル電極はプリント基板内に形成した貫通孔内にビアフィルメッキによって形成するため、ピクセル電極を狭小化するためには、貫通孔も狭小化する必要がある。一方、貫通孔を狭小化すると、貫通孔内に均一にビアフィルメッキを行うことができず、均一なピクセル電極を形成できずに、ピクセル電極において異常放電や絶縁破壊や感度ばらつき（低感度のピクセルが増える恐れ）などの問題が生じる。したがって、ピクセル電極の狭小化は、その製造方法に依存して自ずと制限されてしまう（特許文献２）。

同様に、ピクセル電極に印加する電圧を大きくする代わりに、放射線検出器にGEM（Gas Electron Multiplier;ガス電子増幅器）を取り付けることも試みられているが、GEMの煩雑な設置に起因した増幅のばらつきが発生してしまい、安定的に放射線検出を行うことができないという問題もあった。

この結果、現状では、上記ピクセル型の放射線検出器の感度（ガス増幅率）を十分に向上させることができないという問題があった。

特開２００２−６０４７号 特開２０１２−１３４８３号

本発明は、十分高い感度（ガス増幅率）を有するピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出器を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極層と、
前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材の前記第２の面から前記第１の面に向けて形成された複数の貫通孔内それぞれに形成された複数のビア導体層を有し、それぞれの上端面が前記第１の電極層の前記複数の開口部の中心部に露出した第２の電極層と、
前記第２の電極層の、前記上端面の周囲に磁場を生成するための磁場発生手段と、
を具えることを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器に関する。

本発明によれば、ガス増幅を用いた放射線検出器（以下、「放射線検出器」という場合がある）が磁場発生手段を有し、当該磁場発生手段によって、放射線検出器を構成する第２の電極層の、ビア導体層の上端面周囲に磁場を生成するようにしている。

したがって、電子雪崩増幅によって生成した電子（二次電子）が、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されてその飛距離が増大することになる。このため、電子雪崩がさらに増幅されることになり、これによって当該電子雪崩によって生成される正イオン及び電子（二次電子）の数がさらに増大し、これらの正イオン及び二次電子は、第１の電極層及び第２の電極層の電位の極性に応じて、第１の電極層及び第２の電極層あるいは第２の電極層及び第１の電極層に向けてドリフトする。この結果、第１の電極層及び第２の電極層あるいは第２の電極層及び第１の電極層に、それぞれ正イオンと二次電子とがチャージされる。

すなわち、電子雪崩のさらなる増幅によって生成される正イオン及び二次電子の数が増大し、第１の電極層及び第２の電極層あるいは第２の電極層及び第１の電極層にチャージされる正イオン及び二次電子の数が増大するので、放射線検出器の検出感度を増大させることができる。また、ある程度の検出感度を保持した状態で、第１の電極層及び第２の電極層間に印加する電圧（両者の電位差）を減少させることができる。

また、放射線が放射線検出器内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子は、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されて、放射線検出器の、対向する第１の電極層及び第２の電極層のビア導体層に垂直に入射するようになる。すなわち、一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

本発明において、磁場発生手段は、放射線検出器を構成する絶縁部材内に配設された磁性体とすることができる。この場合、磁場発生手段を、放射線検出器の検出面側に設けないので、上記放射線検出器の大きさが増大するのを抑制することができる。また、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。さらには、上述した本発明の作用効果、すなわち放射線検出器の広範囲に亘る検出感度の増大を図ることができる。

なお、磁性体は、前記複数のビア導体層のそれぞれを囲むようにして円形状に形成することができる。これによって、放射線検出器を構成する第２の電極層の、ビア導体層の上端面周囲により効率的に磁場を生成することができるので、電子雪崩の増幅度合を均一化することができ、その結果、放射線検出器の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。この場合、磁性体の表裏において分極していれば、表裏のいずれがＳ極でもＮ極でも構わない。

本発明において、磁場発生手段は、放射線検出器を構成する絶縁部材内に配設された複数の配線層、及び複数の配線層間を接続する複数の層間接続体からなるらせん状のコイルとすることができる。この場合も、磁場発生手段を、放射線検出器の検出面側に設けないので、上記放射線検出器の大きさが増大するのを抑制することができる。さらに、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。

また、コイルに流す電流の大きさや向き、あるいはコイルの巻回方向によって、生成する磁場の大きさや向きを自由に制御することができるので、上述した本発明の作用効果の自由度、具体的には、電子雪崩のさらなる増幅度合を自由に制御することができる。したがって、第１の電極層及び第２の電極層あるいは第２の電極層及び第１の電極層にチャージされる正イオン及び二次電子の数の増大の程度を自由に制御することができるので、放射線検出器の検出感度の増大を自由に制御することができる。

さらに、放射線が放射線検出器内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

なお、コイルは、前記複数の配線層が、前記複数のビア導体層のそれぞれを囲むようにして形成することができる。これによって、放射線検出器を構成する第２の電極層の、ビア導体層の上端面周囲により効率的に磁場を生成することができる。この結果、電子雪崩の増幅度合を均一化することができ、放射線検出器の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。この場合、上述のように、コイルの巻回方向は右巻き及び左巻きのいずれでもよい。また、コイルに流す電流の大きさや向きも必要に応じて任意に設定することができる。

本発明において、磁場発生手段は、放射線検出器を構成する絶縁部材の下方であって、当該放射線検出器の第２の電極層の下方に配設された磁性体とすることができる。この場合も、磁場発生手段を、放射線検出器の検出面側に設けないので、上記放射線検出器の大きさが増大するのを抑制することができる。さらに、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。

また、磁性体を絶縁部材中に配設する必要がないので、磁性体の配設自由度が増大する。また、磁性体の位置や種類等を変化させるのみで、生成する磁場の大きさや向きを自由に制御することができるので、上述した本発明の作用効果の自由度、具体的には、電子雪崩のさらなる増幅度合を自由に制御することができる。したがって、第１の電極層及び第２の電極層あるいは第２の電極層及び第１の電極層にチャージされる正イオン及び二次電子の数の増大の程度を自由に制御することができるので、放射線検出器の検出感度の増大を自由に制御することができる。

さらに、放射線が放射線検出器内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

本発明において、磁場発生手段は、追加の絶縁部材内に配設された複数の配線層、及び複数の配線層間を接続する複数の層間接続体からなるらせん状のコイルであって、放射線検出器を構成する絶縁部材の下方であって、当該放射線検出器を構成する第２の電極層の下方に配設することができる。

この場合も、磁場発生手段を、放射線検出器の検出面側に設けないので、上記放射線検出器の大きさが増大するのを抑制することができる。さらに、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。

また、コイルを別途設けた追加の絶縁部材中に配設し、放射線検出器を構成する絶縁部材中に配設していないので、コイルの配設自由度が増大する。さらに、追加の絶縁部材の位置、コイルに流す電流の大きさや向き、あるいはコイルの巻回方向によって、生成する磁場の大きさや向きを自由に制御することができるので、上述した本発明の作用効果の自由度、具体的には、電子雪崩のさらなる増幅度合を自由に制御することができる。したがって、第１の電極層及び第２の電極層あるいは第２の電極層及び第１の電極層にチャージされる正イオン及び二次電子の数の増大の程度を自由に制御することができるので、放射線検出器の検出感度の増大を自由に制御することができる。

さらに、放射線が放射線検出器内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、十分高い感度（ガス増幅率）を有するピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出器を提供することができる。

第１の実施形態におけるガス増幅を利用した放射線検出器の概略構成を示す斜視図である。 図１に示すピクセル型放射線検出器を拡大して示す図である。 ピクセル型放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。 第１の実施形態における放射線検出器の磁性体の概略構成を示す図である。 第１の実施形態における放射線検出器の磁性体の概略構成を示す図である。 第１の実施形態における放射線検出器の磁性体の概略構成を示す図である。 第１の実施形態における放射線検出器の磁性体の概略構成を示す図である。 第２の実施形態における放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。 第２の実施形態におけるコイルの概略構成を示す平面図である。 第３の実施形態における放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。 第４の実施形態における放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の特徴及びその他の利点について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の放射線検出器の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１に示すピクセル型放射線検出器を拡大して示す図であり、図３は、ピクセル型放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の放射線検出器１０は、ピクセル型放射線検出器２０を含むとともに図示しない電流検出回路等を含む。図２に示すように、ピクセル型放射線検出器２０は、検出パネル２１と、この検出パネル２１の上方において相対向するようにして設けられた電極板２２とを含んでいる。

図２に示すように、検出パネル２１は、絶縁部材２１１の主面２１１Ａ上に形成された、円形状の複数の開口部２１２Ａを有する第１の電極層２１２と、絶縁部材２１１の裏面２１１Ｂ上に形成された第２の電極層２１３とを含んでいる。第２の電極層２１３は、絶縁部材２１１を貫通し、第１の電極層２１２の開口部２１２Ａの略中心部に先端が露出してなるビア導体層２１４を有する。なお、ビア導体層２１４はピクセル電極を構成する。

また、図３に示すように、検出パネル２１を構成する絶縁部材２１１の内部には磁性体３１が配設されている。なお、磁性体３１は、ビア導体層２１４を囲むようにして円形状に形成することができる。磁性体３１は、例えば図４に示すように連続した磁性体として形成することもできるし、図５に示すように、複数の磁性体片の集合体として形成することもできる。さらに、図６に示すように、磁性体３１は平板な形状の他、例えば断面が三角形状のような突状の形状とすることもできる。

磁性体３１が、図３〜図６に示すような構成で配設されることにより、検出パネル２１を構成する第２の電極層２１３の、ビア導体層２１４の上端面２１４Ａ周囲により効率的に磁場を生成することができる。この場合、磁性体３１の表裏において分極していれば、表裏のいずれがＳ極でもＮ極でも構わない。

なお、図２に示すピクセル型放射線検出器２０の検出パネル２１では、簡略化して、第１の電極層２１２において合計８個の開口部２１２Ａが形成され、４個づつ２列に配列されるとともに、各開口部２１２Ａ内に上記ビア導体層２１４の上端面２１４Ａが露出し、これによって合計８個の検出電極が形成されるようにしている。しかしながら、検出電極の数及び配列方法（第１の電極層２１２における開口部２１２Ａ及びビア導体層２１４の数及び配列方法）は、必要に応じて任意に設定することができる。

また、図では特に明示していないが、第２の電極層２１３も、第１の電極層２１２の配列方向と略垂直となるような方向において、ストリップ状にパターニングされている。但し、第２の電極層２１３は、第１の電極層２１２と平行でなければ、いずれの方向にパターニングされていてもよい。

なお、磁性体３１を図３に示すような連続した磁性体として形成する場合であって、当該磁性体を図２に示すような複数のビア導体層２１４に対して適用する場合は、図７に示すように、板状の磁性体を用意し、ビア導体層２１４に相当する箇所に、開口部３１Ａを有するような構成の磁性体３１とすることができる。

検出パネル２１を構成する絶縁部材２１１は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シクロオレフィン樹脂等のプリント配線基板に使用される樹脂等から構成することができ、必要に応じてフィラーやガラス繊維を含有することもできる。

また、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３は、銅、金、銀、ニッケル、アルミニウム等の導電性部材から構成することができる。

さらに、磁性体３１は、フェライト磁石やアルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石等の、汎用の永久磁石等から構成することができる。

本実施形態では、放射線検出器１０、具体的には放射線検出器１０の検出パネル２１が当該検出パネル２１を構成する絶縁部材２１１内に磁性体３１を有し、当該磁性体３１によって、検出パネル２１を構成する第２の電極層２１３の、ビア導体層２１４の上端面２１４Ａの周囲に磁場を生成するようにしている。

したがって、電子雪崩増幅によって生成した電子（二次電子）が、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されてその飛距離が増大することになる。このため、電子雪崩がさらに増幅されることになり、これによって当該電子雪崩によって生成される正イオン及び電子（二次電子）の数がさらに増大し、これらの正イオン及び二次電子は、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３の電位の極性に応じて、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３あるいは第２の電極層２１３及び第１の電極層２１２に向けてドリフトする。この結果、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３あるいは第２の電極層２１３及び第１の電極層２１２に、それぞれ正イオンと二次電子とがチャージされる。

すなわち、電子雪崩のさらなる増幅によって生成される正イオン及び二次電子の数が増大し、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３あるいは第２の電極層２１３及び第１の電極層２１２にチャージされる正イオン及び二次電子の数が増大するので、放射線検出器１０の検出感度を増大させることができる。また、ある程度の検出感度を保持した状態で、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３間に印加する電圧（両者の電位差）を減少させることができる。

また、放射線が放射線検出器１０内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子は、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されて、対向する第１の電極層２１２及びビア導体層２１４に垂直に入射するようになる。すなわち、一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器１０の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器１０の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、ビア導体層２１４を囲むようにして円形状に形成しているので、電子雪崩の増幅度合をさらに均一化することができ、放射線検出器のより広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

また、本実施形態では、磁性体３１を、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１を構成する絶縁部材２１１内に配設するようにしている。この場合、磁場発生手段を、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１の検出面側に設けないので、検出パネル２１、すなわち放射線検出器１０の大きさが増大するのを抑制することができる。また、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。さらには、上述した本実施形態の作用効果、すなわち放射線検出器の広範囲に亘る検出感度の増大を図ることができる。

本実施形態の一例として、例えば、絶縁部材２１１の厚さｔ１を２０μｍ〜１００μｍとし、開口部２１２Ａの直径Ｄ１を８０μｍ〜３００μｍとし、ビア導体層２１４の先端２１４Ａの端面と、第１の電極層２１２の開口部２１２Ａの端面との距離Ｄ２を２０μｍ〜１３０μｍとし、ビア導体層２１４の上端面２１４Ａの直径ｄ２を１５μｍ〜７０μｍとした場合、ビア導体層２１４の上端面２１４Ａ近傍での磁束密度が数mT[ミリテスラ]〜数T[テスラ]となるように、磁性体３１の種類、大きさ及び配設位置を調整する。

なお、磁性体３１は、例えば第２の電極層２１３が形成された絶縁部材の、当該第２の電極層２１３が形成された面と反対側の面に磁性体３１を配設し、その後、第１の電極層２１２（あるいは第１の電極層２１２となる金属箔）が形成された絶縁部材を積層することにより、絶縁部材２１１内に配設することができる。その後のビア導体層２１４の形成手法等は従来と同様に、絶縁部材２１１に貫通孔を形成した後、ビアフィルメッキ等を行うことによって形成することができる。

（第２の実施形態）
図８は、本実施形態の放射線検出器の概略構成を示す図であって、第１の実施形態における図３に相当する断面図である。また、図９は、図７に示す放射線検出器内に配設されたらせん状コイルの概略構成を示す平面図である。なお、図１〜図７に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素については同一の符号を用いている。

図８に示すように、検出パネル２１は、絶縁部材２１１の主面２１１Ａ上に形成された、円形状の複数の開口部２１２Ａを有する第１の電極層２１２と、絶縁部材２１１の裏面２１１Ｂ上に形成された第２の電極層２１３とを含んでいる。第２の電極層２１３は、絶縁部材２１１を貫通し、第１の電極層２１２の開口部２１２Ａの略中心部に先端が露出してなるビア導体層２１４を有する。なお、ビア導体層２１４はピクセル電極を構成する。

また、絶縁部材２１１内には、ビア導体層２１４を囲むようにして下側から順に第１の配線層４１１、第２の配線層４１２、第３の配線層４１３及び第４の配線層４１４が配設されている。第１の配線層４１１及び第２の配線層４１２間は第１の層間接続体４１６で電気的に接続されており、第２の配線層４１２及び第３の配線層４１３間は第２の層間接続体４１７で電気的に接続されており、第３の配線層４１３及び第４の配線層４１４間は第３の層間接続体４１８で電気的に接続されている。したがって、第１の配線層４１１〜第４の配線層４１４及び第１の層間接続体４１６〜第３の層間接続体４１８は、図９に示すように、絶縁部材２１１内に配設された左巻きのらせん状のコイル４１を構成することになる。

なお、図８及び図９から明らかなように、第１の配線層４１１は、コイルに対して電流を導入するための端子として機能するので、絶縁部材４１１の表面に露出するようにして延在させる必要がある。

また、本実施形態では、コイル４１を構成する第１の配線層４１１等をＬ字型に形成しているが、半円形状等の曲線状であってもよい。

本実施形態では、らせん状のコイル４１が、ビア導体層２１４を囲むように配設されているので、検出パネル２１を構成する第２の電極層２１３の、ビア導体層２１４の上端面２１４Ａ周囲により効率的に磁場を生成することができる。

本実施形態では、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１を構成する絶縁部材２１１内に第１の配線層４１１〜第４の配線層４１４、及び第１の層間接続体４１６〜第３の層間接続体４１８からなるらせん状のコイル４１を配設している。したがって、磁場発生手段を、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１の検出面側に設けないので、検出パネル２１、すなわち放射線検出器１０の大きさが増大するのを抑制することができる。さらに、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。

また、コイル４１に流す電流の大きさや向きによって、生成する磁場の大きさや向きを自由に制御することができるので、上述した本発明の作用効果の自由度、具体的には、電子雪崩のさらなる増幅度合を自由に制御することができる。したがって、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３あるいは第２の電極層２１３及び第１の電極層２１２にチャージされる正イオン及び二次電子の数の増大の程度を自由に制御することができるので、放射線検出器１０の検出感度の増大を自由に制御することができる。

さらに、放射線が放射線検出器１０内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子は、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されて、対向する第１の電極層２１２及びビア導体層２１４に垂直に入射するようになる。すなわち、一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器１０の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器１０の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

また、本実施形態では、らせん状のコイル４１が、ビア導体層２１４を囲むように配設されているので、電子雪崩の増幅度合をさらに均一化することができ、放射線検出器のより広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

なお、本実施形態では、コイル４１の巻回数、すなわち配線層の数が固定されているが、コイル４１の巻回数を増減させることによっても当然に生成する磁場の大きさを制御すすることができる。

また、本実施形態では、コイル４１の巻回方向を左巻きとしているが、巻回方向を変えることによっても生成する磁場の向きを制御することができる。

なお、コイル４１は、上述のように第１の配線層４１１等から構成されているので、汎用の多層配線基板の製造方法を適用することによって絶縁部材４１１内に配設することができる。その後のビア導体層２１４の形成手法等は従来と同様に、絶縁部材２１１に貫通孔を形成した後、ビアフィルメッキ等を行うことによって形成することができる。

その他の特徴については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

（第３の実施形態）
図１０は、本実施形態の放射線検出器の概略構成を示す図であって、第１の実施形態にける図３及び第２の実施形態における図８に相当する断面図である。なお、図１〜図９に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素については同一の符号を用いている。

図１０に示すように、検出パネル２１は、絶縁部材２１１の主面２１１Ａ上に形成された、円形状の複数の開口部２１２Ａを有する第１の電極層２１２と、絶縁部材２１１の裏面２１１Ｂ上に形成された第２の電極層２１３とを含んでいる。第２の電極層２１３は、絶縁部材２１１を貫通し、第１の電極層２１２の開口部２１２Ａの略中心部に先端が露出してなるビア導体層２１４を有する。なお、ビア導体層２１４はピクセル電極を構成する。

また、本実施形態では、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１を構成する絶縁部材２１１の下方であって、第２の電極層２１３の下方において磁性体３１を配設している。したがって、磁場発生手段である磁性体３１を、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１の検出面側に設けないので、検出パネル２１、すなわち放射線検出器１０の大きさが増大するのを抑制することができる。さらに、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。

また、磁性体３１を絶縁部材２１１中に配設する必要がないので、磁性体３１の配設自由度が増大する。また、磁性体３１の位置や種類等を変化させるのみで、生成する磁場の大きさや向きを自由に制御することができるので、上述した本発明の作用効果の自由度、具体的には、電子雪崩のさらなる増幅度合を自由に制御することができる。したがって、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３あるいは第２の電極層２１３及び第１の電極層２１２にチャージされる正イオン及び二次電子の数の増大の程度を自由に制御することができるので、放射線検出器１０の検出感度の増大を自由に制御することができる。

さらに、放射線が放射線検出器１０内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子は、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されて、対向する第１の電極層２１２及びビア導体層２１４に垂直に入射するようになる。すなわち、一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器１０の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器１０の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

その他の特徴については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

（第４の実施形態）
図１１は、本実施形態の放射線検出器の概略構成を示す図であって、第１の実施形態にける図３、第２の実施形態における図８及び第３の実施形態における図１０に相当する断面図である。なお、図１〜図１０に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素については同一の符号を用いている。

図１１に示すように、検出パネル２１は、絶縁部材２１１の主面２１１Ａ上に形成された、円形状の複数の開口部２１２Ａを有する第１の電極層２１２と、絶縁部材２１１の裏面２１１Ｂ上に形成された第２の電極層２１３とを含んでいる。第２の電極層２１３は、絶縁部材２１１を貫通し、第１の電極層２１２の開口部２１２Ａの略中心部に先端が露出してなるビア導体層２１４を有する。なお、ビア導体層２１４はピクセル電極を構成する。

本実施形態では、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１の下方に追加の絶縁部材５１を配設し、当該絶縁部材５１内に、下から順に第１の配線層４１１、第２の配線層４１２、第３の配線層４１３及び第４の配線層４１４を形成し、第１の配線層４１１及び第２の配線層４１２間を第１の層間接続体４１６で電気的に接続し、第２の配線層４１２及び第３の配線層４１３間を第２の層間接続体４１７で電気的に接続し、第３の配線層４１３及び第４の配線層４１４間を第３の層間接続体４１８で電気的に接続して、図９に示すような左巻きのらせん状のコイル４１を形成している。

この場合、磁場発生手段を、放射線検出器の検出面側に設けないので、上記放射線検出器の大きさが増大するのを抑制することができる。さらに、入射した放射線が磁場発生手段によって妨害されたり吸収されたりするのを防止することができる。

また、コイル４１を別途設けた追加の絶縁部材５１中に配設し、放射線検出器１０、すなわち検出パネル２１を構成する絶縁部材４１１中に配設していないので、コイル４１の配設自由度が増大する。さらに、追加の絶縁部材５１の位置、コイル４１に流す電流の大きさや向きによって、生成する磁場の大きさや向きを自由に制御することができるので、上述した作用効果の自由度、具体的には、電子雪崩のさらなる増幅度合を自由に制御することができる。したがって、第１の電極層２１２及び第２の電極層２１３あるいは第２の電極層２１３及び第１の電極層２１２にチャージされる正イオン及び二次電子の数の増大の程度を自由に制御することができるので、放射線検出器１０の検出感度の増大を自由に制御することができる。

さらに、放射線が放射線検出器１０内に入射し、ガスを電離することによって生成した一次電子は、上記磁場の影響を受けるとともに当該磁場に拘束されて、対向する第１の電極層２１２及びビア導体層２１４に垂直に入射するようになる。すなわち、一次電子が対向する電極単位に入射する割合が増し、隣接する電極単位にドリフトしてしまう割合が減少するようになる。このため、放射線検出器１０の広い範囲に亘って高い電子雪崩増幅を均一に生ぜしめることができ、放射線検出器１０の広い範囲に亘って検出感度の増大及び均一化を図ることができる。

なお、本実施形態では、コイル４１の巻回数、すなわち配線層の数が固定されているが、コイル４１の巻回数を増減させることによっても当然に生成する磁場の大きさを制御することができる。

また、本実施形態では、コイル４１の巻回方向を左巻きとしているが、巻回方向を変えることによっても生成する磁場の向きを制御することができる。

その他の特徴については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。

１０ 放射線検出器
２０ ピクセル型放射線検出器
２１ 検出パネル
２２ 電極板
２１１ 絶縁部材
２１２ 第１の電極層
２１２Ａ 第１の電極層の円形状開口部
２１３ 第２の電極層
２１４ 第２の電極層のビア導体層
２１４Ａ 第２の電極層のビア導体層の上端面
３１ 磁性体
４１ らせん状のコイル
４１１ 第１の配線層
４１２ 第２の配線層
４１３ 第３の配線層
４１４ 第４の配線層
４１６ 第１の層間接続体
４１７ 第２の層間接続体
４１８ 第３の層間接続体
５１ 追加の絶縁部材

Claims (6)

1. 絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極層と、
   前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材の前記第２の面から前記第１の面に向けて形成された複数の貫通孔内それぞれに形成された複数のビア導体層を有し、それぞれの上端面が前記第１の電極層の前記複数の開口部の中心部に露出した第２の電極層と、
   前記第２の電極層の、前記上端面の周囲に磁場を生成するための磁場発生手段と、
   を備え、
   前記磁場発生手段は、前記絶縁部材内に配設された磁性体であることを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器。
2. 前記磁性体は、前記複数のビア導体層のそれぞれを囲むようにして円形状に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のガス増幅を用いた放射線検出器。
3. 絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極層と、
   前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材の前記第２の面から前記第１の面に向けて形成された複数の貫通孔内それぞれに形成された複数のビア導体層を有し、それぞれの上端面が前記第１の電極層の前記複数の開口部の中心部に露出した第２の電極層と、
   前記第２の電極層の、前記上端面の周囲に磁場を生成するための磁場発生手段と、
   を備え、
   前記磁場発生手段は、前記絶縁部材内に配設された複数の配線層、及び前記複数の配線層間を接続する複数の層間接続体からなるらせん状のコイルであることを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器。
4. 前記コイルは、前記複数の配線層が、前記複数のビア導体層のそれぞれを囲むようにして形成されたことを特徴とする、請求項３に記載のガス増幅を用いた放射線検出器。
5. 絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極層と、
   前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材の前記第２の面から前記第１の面に向けて形成された複数の貫通孔内それぞれに形成された複数のビア導体層を有し、それぞれの上端面が前記第１の電極層の前記複数の開口部の中心部に露出した第２の電極層と、
   前記第２の電極層の、前記上端面の周囲に磁場を生成するための磁場発生手段と、
   を備え、
   前記磁場発生手段は、前記絶縁部材の下方であって、前記第２の電極層の下方に配設された磁性体であることを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器。
6. 絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極層と、
   前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材の前記第２の面から前記第１の面に向けて形成された複数の貫通孔内それぞれに形成された複数のビア導体層を有し、それぞれの上端面が前記第１の電極層の前記複数の開口部の中心部に露出した第２の電極層と、
   前記第２の電極層の、前記上端面の周囲に磁場を生成するための磁場発生手段と、
   を備え、
   前記磁場発生手段は、追加の絶縁部材内に配設された複数の配線層、及び前記複数の配線層間を接続する複数の層間接続体からなるらせん状のコイルであって、前記絶縁部材の下方において前記第２の電極層の下方に配設されたことを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器。

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