JP7030640B2 - 放射線検出器および放射線検出装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器および放射線検出装置に関する。

放射線を吸収して熱に変換する吸収体と、吸収体と熱的に接触した熱浴と、吸収体の温度変化により抵抗が変化する抵抗体と、を備えた放射線検出器が知られている。このような放射線検出器では、入射した放射線のエネルギーを吸収体で熱に変換し、吸収体の温度変化に応じた抵抗体の抵抗変化を用いて、放射線を検出する。また、超伝導体を抵抗体として用いることが開示されている。

超伝導体を抵抗体として用いた放射線検出器は、超伝導体が超伝導転移する際の大きな抵抗変化を利用するため、高いエネルギー分解能と高い計数率を両立させる技術として期待されている。しかし、従来の放射線検出器では、吸収体の僅かな温度変化を正確に検出する必要があり、その僅かな温度変化に対する熱雑音の影響を排除するために、熱浴を１Ｋ以下などの極低温に保つ必要があった。このため、従来技術では、検出精度が低下する場合があった。

特許第５５４０３２１号公報 特許第４３１４９２１号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放射線の検出精度の向上を図ることができる、放射線検出器および放射線検出装置を提供することを目的とする。

実施形態の放射線検出器は、複数の吸収体と、抵抗体と、熱浴部材と、を備える。吸収体は、放射線を吸収する。抵抗体は、吸収体の温度変化により抵抗が変化する。熱浴部材は、抵抗体の抵抗が特定抵抗値となる温度に保持され、抵抗体に熱的に接触配置されている。複数の吸収体は、抵抗体に熱的に接触配置され、且つ、互いに間隔を隔てて配置されてなる。前記抵抗体は、放射線の入射面に沿って長いライン状であり、複数の前記吸収体は、前記抵抗体の長手方向に沿って間隔を隔てて配列されてなる。

放射線検出器の模式図。 放射線検出器の断面図。 放射線検出器の断面図。 放射線検出器の断面図。 放射線検出器の断面図。 抵抗体の抵抗値の変化を示す線図。 放射線検出装置の模式図。 放射線検出装置の模式図。 放射線検出装置の模式図。

以下に添付図面を参照して、本実施の形態の詳細を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態の放射線検出器１０の一例を示す模式図である。

放射線検出器１０は、抵抗体１２と、吸収体１４と、熱浴部材１６と、を備える。

抵抗体１２は、温度変化により抵抗が変化する。抵抗とは、電気抵抗を示す。

抵抗体１２の形状は限定されない。本実施の形態では、抵抗体１２は、放射線検出器１０における放射線Ｌの入射面Ｑに沿った長いライン状であることが好ましく、入射面Ｑに沿ったメアンダライン状であることが更に好ましい。

入射面Ｑは、放射線検出器１０における放射線Ｌの入射方向に交差する二次元平面である。なお、図１には、一例として、抵抗体１２側から吸収体１４側に向かって放射線Ｌが入射する場合を一例として示した。しかし、放射線Ｌの入射方向は、放射線検出器１０における、吸収体１４から抵抗体１２に向かう方向であってもよい。

なお、本実施の形態では、入射面Ｑは、放射線検出器１０の厚み方向（矢印Ｚ方向）に交差する二次元平面（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向によって規定される二次元平面）である場合を一例として説明する。

抵抗体１２は、温度変化により抵抗が変化する材料で構成されている。例えば、抵抗体１２は、超伝導体や、金属絶縁転移する材料で構成する。

抵抗体１２の構成材料として用いる超伝導体は、特定の温度のもとで電気抵抗がゼロとなる性質を有する材料である。特定の温度は、超伝導転移温度未満の温度である。超伝導体は、具体的には、Ｎｂ、Ｂｉ、Ｐｂ、ＰｂＢｉ合金、ＮｂＮ、Ｎｂ_３Ｓｎ、Ｎｂ_３Ａｌ、ＭｇＢ_２、ＹＢａＣｕＯ化合物、ＢｉＳｒＣａＣｕＯ化合物等である。これらの中でも、超伝導転移温度が高いこと、吸収体材料との接合の容易さの理由から、ＹＢａＣｕＯ化合物、ＢｉＳｒＣａＣｕＯ化合物が好ましく、ＢｉＳｒＣａＣｕＯ化合物が特に好ましい。

抵抗体１２の構成材料として用いる金属絶縁体転移する材料は、特定の温度のもとで金属－絶縁体転移と称される相転移が生じ、金属－絶縁体転移を示す温度の近傍において、大きな抵抗変化を示す材料である。すなわち、金属絶縁体転移する材料は、特定の温度近傍において、僅かな温度変化に対して、電気抵抗が極めて大きく変化する性質を有する。極めて大きな抵抗変化とは、具体的には、数度の温度変化に対して、抵抗率にして２倍から３倍以上の変化である。特定の温度とは、金属から絶縁体へと相転移する金属絶縁体転移温度未満の温度である。金属絶縁体転移する材料は、具体的には、ＳｍＮｉＯ_３、ＮｄＮｉＯ_３、ＰｒＮｉＯ_３、ＶＯ_２、Ｃａ_２ＲｕＯ_４－ｙ、等である。これらの中でも、原料元素の数が少なく製造する上で制御し易い理由から、ＶＯ_２が特に好ましい。

次に、吸収体１４について説明する。吸収体１４は、放射線Ｌを吸収し、吸収した放射線Ｌのエネルギーを熱に変換する。すなわち、吸収体１４は、吸収した放射線Ｌのエネルギー量に応じてその温度が上昇する。

吸収体１４が吸収する放射線Ｌの種類は、限定されない。例えば、放射線Ｌは、β線、重粒子線、α線、中性子線、および、γ線の少なくとも一種である。

本実施の形態では、放射線検出器１０は、複数の吸収体１４を備える。

図２は、図１に示す放射線検出器１０のＡ－Ａ’断面図である。図３は、図１に示す放射線検出器１０のＢ－Ｂ’断面図である。

図２および図３に示すように、複数の吸収体１４は、抵抗体１２に熱的に接触配置され、且つ、互いに間隔を隔てて配置されている。

抵抗体１２に熱的に接触配置されている、とは、吸収体１４が抵抗体１２に熱的に接触して配置されていることを意味する。すなわち、吸収体１４は、吸収体１４で変換した熱を抵抗体１２に伝導可能な位置に配置されていればよい。本実施の形態では、複数の吸収体１４は、それぞれ、抵抗体１２に物理的に接触配置されている場合を一例として説明する。

なお、吸収体１４と抵抗体１２とは、物理的に面接触するように配置されていることが好ましい。具体的には、図１～図３に示すように、抵抗体１２における吸収体１４との対向面と、吸収体１４における抵抗体１２との対向面と、が面接触するように、複数の吸収体１４が配置されていることが好ましい。

上述したように、複数の吸収体１４は互いに間隔を隔てて配置されている。詳細には、複数の吸収体１４は、抵抗体１２の長手方向に沿って、間隔を隔てて配置されている。このため、ライン状に形成された抵抗体１２には、複数の吸収体１４が、該抵抗体１２の長手方向に沿って間隔を隔てて接触配置された状態となっている。

吸収体１４の形状は、限定されない。但し、吸収体１４を抵抗体１２に対して面接触するように配置することが好ましい観点から、吸収体１４は、抵抗体１２との対向面が平面状の形状であることが好ましい。

具体的には、吸収体１４の形状は、図１～図３に示すように、柱状である。柱状である場合、吸収体１４の形状は、例えば、円柱状や、多角形を底面とする柱状である。

なお、図２に示すように、吸収体１４が、柱状である場合、吸収体１４を放射線検出器１０の厚み方向（矢印Ｚ方向）に沿って切断した矩形状の切断面のアスペクト比（長さＤ１／長さＤ２）は、１以上であることが好ましい。なお、長さＤ１は、吸収体１４の厚み方向（矢印Ｚ方向）の長さである。長さＤ２は、吸収体１４の幅方向（矢印Ｙ方向または矢印Ｘ方向）の最大長である。

なお、吸収体１４の形状は限定されず、他の形状であってもよい。図４および図５は、図１に示す放射線検出器１０のＢ－Ｂ’断面図の一例である。例えば、吸収体１４の形状は半球状（図４参照）や、三角錐状（図５参照）であってもよい。

図３に戻り説明を続ける。なお、放射線検出器１０に設けられた複数の吸収体１４は、互いに同じ体積であることが好ましい。また、複数の吸収体１４の形状は、互いに同じ形状であることが好ましい。

複数の吸収体１４間の間隔Ｐは限定されない。例えば、複数の吸収体１４の間隔Ｐは、互いに同じ間隔Ｐであってもよいし、異なる間隔Ｐであってもよい。吸収体１４間の間隔Ｐとは、抵抗体１２の長手方向に沿って配列された複数の吸収体１４における、該長手方向（図３では矢印Ｘ方向）における、隣接する吸収体１４の間の距離を示す。

また、抵抗体１２における、吸収体１４に向かい合う方向の面の総面積（以下、第１総面積と称する）は、複数の吸収体１４における抵抗体１２に向かい合う方向の面の総面積（第２総面積と称する）より大きいことが好ましい。

吸収体１４の構成材料は、放射線Ｌを吸収し、吸収した放射線Ｌのエネルギーを熱に変換する材料であればよい。

例えば、吸収体１４の構成材料は、Ｐｂ、Ｐｂ合金、Ｂｉ、Ｂｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ化合物、Ａｇ、Ａｇ化合物等に加え、前記抵抗体と同じ組成の材料などである。これらの中でも、放射線吸収効率の理由から、Ｐｂ、Ｐｂ合金、Ｂｉ，Ｂｉ合金等が特に好ましい。

図１に戻り説明を続ける。次に、熱浴部材１６について説明する。

熱浴部材１６は、一定の温度に保持される部材である。詳細には、熱浴部材１６は、抵抗体１２の抵抗（電気抵抗）が特定抵抗値となる温度に保持される部材である。熱浴部材１６は、冷却機能を有する外部の装置等によって、抵抗体１２が特定抵抗値となる温度に保持されればよい。抵抗体１２の構成材料が超伝導体である場合、特定抵抗値は、ゼロΩまたは１Ω未満の電気抵抗値を示す。なお、この場合の特定抵抗値は、その抵抗値がゼロΩ、または検出限界以下であることが好ましい。抵抗体１２の構成材料が金属絶縁転移する材料である場合、特定抵抗値は、１ｋΩ未満の電気抵抗値を示す。なお、特定抵抗値は、抵抗値１ｋΩ未満であり、且つ、１０Ω以上の範囲の値であることが好ましい。

抵抗体１２の抵抗（電気抵抗）が特定抵抗値となる温度は、抵抗体１２の構成材料に応じて規定される。抵抗体１２の構成材料が超伝導体である場合、抵抗体１２の抵抗（電気抵抗）が特定抵抗値となる温度は、該抵抗体１２を構成する超伝導体の超伝導転移温度未満の温度である。また、抵抗体１２の構成材料が金属絶縁転移する材料である場合、抵抗体１２の抵抗（電気抵抗）が特定抵抗値となる温度は、該抵抗体１２を構成する金属絶縁転移する材料の金属絶縁転移温度未満の温度である。

熱浴部材１６は、抵抗体１２に熱的に接触配置されている。熱的に接触配置の定義は上記と同様である。本実施の形態では、熱浴部材１６Ｇは、抵抗体１２の少なくとも一部の領域に物理的に接触して配置されている。

例えば、図２に示すように、熱浴部材１６は、抵抗体１２における吸収体１４との対向面側に物理的に接触するように配置されている。なお、熱浴部材１６は、熱浴部材１６の少なくとも一部の領域が抵抗体１２に接触配置されていればよい。

熱浴部材１６は、抵抗体１２および吸収体１４に対して、少なくとも一部が接触配置されていることが好ましい。また、熱浴部材１６は、抵抗体１２および吸収体１４の全体を外側から覆うように接触配置されていてもよい。

熱浴部材１６の構成材料は、上記温度を保持することの可能な材料で構成すればよく、その構成材料は限定されない。熱浴部材１６の構成材料は、例えば、アルミナ、ＭｇＯ、サファイヤ、などであり、アルミナが特に好ましい。

次に、放射線検出器１０の作製方法の一例を説明する。

例えば、熱浴部材１６としてのアルミナ基板に、直径０．５ｕｍ深さ０．５ｕｍの複数の穴を、０．５ｕｍ以下の間隔Ｐを隔てて複数形成する。そして、この穴に、例えばＰｂを挿入することで吸収体１４を形成する。

次に、吸収体１４の形成された熱浴部材１６の二次元平面上に、線幅１ｕｍのＮｂ電極をメアンダライン形状に形成することで、抵抗体１２を形成する。このとき、抵抗体１２の長尺方向に沿って吸収体１４が間隔を隔てて複数配置され、且つ、複数の吸収体１４の各々に接触するように、抵抗体１２を形成する。これらの工程により、図１に示す放射線検出器１０を作製する。

次に、上記構成の放射線検出器１０の作用を説明する。

放射線検出器１０に放射線Ｌが入射すると、複数の吸収体１４の内の少なくとも１つが入射した放射線Ｌのエネルギーを熱に変換する。吸収体１４の熱は、抵抗体１２における該吸収体１４との接触領域を介して抵抗体１２に伝導される。このため、抵抗体１２における、発熱した吸収体１４に接した領域の電気抵抗値が変化する。

そして、抵抗体１２の電気抵抗値の変化を検出することで、放射線Ｌが検出される。

また、熱浴部材１６は、抵抗体１２に熱的に接触配置されている。このため、吸収体１４からの熱伝達により抵抗値の変化した抵抗体１２が、変化前の特定抵抗値に戻るまでの時間の短縮を図ることができる。

ここで、本実施の形態では、複数の吸収体１４が、抵抗体１２に接触配置され、且つ、互いに間隔を隔てて配置されている。

このため、吸収体１４の熱容量を従来の構成に比べて小さくすることができる。吸収体１４の熱容量が小さくなると、同じエネルギーの放射線Ｌを吸収した場合であっても、熱容量の大きい従来の吸収体に比べて、吸収体１４の温度変化を大きくすることができる。すなわち、本実施の形態の放射線検出器１０では、従来に比べて、放射線Ｌのエネルギーを吸収する吸収体１４の温度上昇幅を大きくすることができる。

吸収体１４の温度上昇幅が大きくなると、大きな温度変化による熱を抵抗体１２へ伝導することができるため、抵抗体１２の抵抗値の変化も大きくなる。このため、放射線検出器１０は、高精度に放射線Ｌを検出することができる。

なお、抵抗体１２と吸収体１４の構成材料は、同じ構成材料であることが好ましい。

図６は、放射線検出器１０に放射線Ｌが入射したときの、抵抗体１２の抵抗値の変化を示す線図である。線図２０Ａは、抵抗体１２と吸収体１４が同じ構成材料である放射線検出器１０に放射線Ｌが入射したときの、抵抗体１２の抵抗値の変化を示す線図である。線図２０Ｂは、抵抗体１２と吸収体１４が異なる構成材料である放射線検出器１０に、放射線Ｌが入射したときの、抵抗体１２の抵抗値の変化を示す線図である。

図６に示すように、抵抗体１２と吸収体１４を同じ構成材料とした場合、抵抗体１２と吸収体１４とが異なる構成材料である場合に比べて、吸収体１４の温度変化に対する抵抗体１２の抵抗値変化の応答速度を早くすることができる。また、抵抗体１２の抵抗値が変化した後に変化前の抵抗値（Ｒ_Ｂ）に戻るまでの時間も短くすることができる。

このため、放射線検出器１０における、放射線Ｌの分解能の向上を図ることができ、更に高精度に放射線Ｌを検出することができる。

以上説明したように、放射線検出器１０は、抵抗体１２と、複数の吸収体１４と、熱浴部材１６と、を備える。吸収体１４は、放射線Ｌを吸収する。抵抗体１２は、吸収体１４の温度変化により抵抗が変化する。熱浴部材１６は、抵抗体１２の抵抗が特定抵抗値となる温度に保持され、抵抗体１２に熱的に接触配置されている。複数の吸収体１４は、抵抗体１２に接触配置され、且つ、互いに間隔を隔てて配置されてなる。

このため、本実施の形態の放射線検出器１０では、吸収体１４の熱容量の低下を図ることができる。

従って、本実施の形態の放射線検出器１０は、高精度に放射線Ｌを検出することができる。

ここで、従来における超伝導転移を利用した熱変換型検出器では、吸収体の僅かな温度変化を正確に検出する必要があった。このため、この僅かな温度変化に対する熱雑音の影響を排除するために、従来では、熱浴部材を1K以下の極低温に保って稼動する必要があった。

一方、上述したように、本実施の形態の放射線検出器１０では、従来に比べて、放射線Ｌのエネルギーを吸収する吸収体１４の温度上昇幅を大きくすることができる。

このため、本実施の形態の放射線検出器１０は、上記効果に加えて、熱雑音による影響を小さくすることができ、高いエネルギー分解能を維持しつつ、より高い温度で熱浴部材１６を運用することが出来る。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記実施の形態の放射線検出器１０を搭載した放射線検出装置を説明する。

図７は、放射線検出装置３０Ａの一例の模式図である。放射線検出装置３０Ａは、放射線検出装置３０の一例である。

放射線検出装置３０Ａは、放射線検出素子１１と、容器３２と、冷却部材３４と、接続部３６と、冷凍機３８と、検出部４０と、出力部４２と、を備える。

容器３２は、容器３２内の空間Ｓを真空とした真空チャンパ―である。容器３２には、放射線Ｌを透過する導入窓Ｗが設けられており、放射線Ｌは、導入窓Ｗを介して容器３２内に入射する。

容器３２内には、冷却部材３４および放射線検出素子１１が配置されている。放射線検出素子１１は、放射線検出器１０を備える。本実施の形態では、放射線検出素子１１は、１つの放射線検出器１０から構成される場合を一例として説明する。

また、容器３２内に配置する放射線検出器１０は、吸収体１４がＰｂによって構成され、抵抗体１２が超伝導体であるＮｂによって構成されている場合を想定する。また、抵抗体１２は、線幅１μｍのＮｂ電極をメアンダライン形状に形成したものであり、吸収体１４は、熱浴部材１６としてのアルミナ基板に直径０．５μｍ深さ０．５μｍの複数の穴を０．５ｕｍ以下の間隔Ｐを隔てて形成したものであり、これらの吸収体１４は抵抗体１２に接触配置されている。

冷却部材３４は、放射線検出器１０の熱浴部材１６を冷却するための部材である。放射線検出器１０は、放射線検出器１０の熱浴部材１６が冷却部材３４に接するように容器３２内に配置される。このため、冷却部材３４は、放射線検出器１０の熱浴部材１６を冷却する。

冷却部材３４は、容器３２の外部に設けられた冷凍機３８によって接続部３６を介して冷却される。本実施の形態では、冷却部材３４は、Ｎｂで構成された抵抗体１２の超伝導転移温度未満の温度である１０Ｋ程度に冷却される。そして、１０Ｋ程度に冷却された冷却部材３４に接触配置されることで、放射線検出器１０の熱浴部材１６は、１０Ｋ程度（すなわち、抵抗体１２の超伝導転移温度未満の温度）に保持される。

検出部４０は、放射線検出器１０の抵抗体１２に電気的に接続されている。検出部４０は、放射線検出器１０の抵抗体１２の抵抗変化を示す抵抗信号を検出する。

例えば、抵抗体１２の構成材料が超伝導体である場合、検出時の抵抗変化は、例えば、１ｍΩから１０Ωへと変化する。また、例えば、抵抗体１２の構成材料が金属絶縁転移する材料である場合、検出時の抵抗変化は、例えば１０Ωから１Ωへと変化する。検出部４０は、これらの抵抗変化を示す抵抗信号を検出する。

例えば、放射線Ｌとして、１ＭｅＶ程度のガンマ線フォトンが、複数の吸収体１４の内の１つに吸収されたと仮定する。すると、吸収体１４の温度が、１５Ｋ程度まで上昇する。この結果、超伝導状態であったＮｂからなる抵抗体１２の一部が、常伝導状態に転移し、抵抗が発生する。検出部４０は、この抵抗変化を示す抵抗信号を、放射線Ｌの検出結果として検出する。

出力部４２は、検出部４０の検出結果を出力する。出力部４２は、例えば、検出結果を表示する表示装置、検出結果を示す音を出力するスピーカ、検出結果を示す情報を外部装置へ通信する通信装置、などである。出力部４２によって、検出部４０の検出結果が出力される。

このように、本実施の形態の放射線検出装置３０Ａは、放射線検出器１０で検出された抵抗変化を放射線Ｌの検出結果として検出する。

従って、本実施の形態の放射線検出装置３０Ａは、高精度に放射線Ｌを検出することができる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態では、上記実施の形態の放射線検出器１０を搭載した放射線検出装置を説明する。

図８は、放射線検出装置３０Ｂの一例の模式図である。放射線検出装置３０Ｂは、放射線検出装置３０の一例である。

放射線検出装置３０Ｂは、放射線検出素子１１と、容器３２と、ペルチェ素子４４と、ペルチェ素子放熱部４８と、検出部４０と、出力部４２と、を備える。

容器３２は、容器３２内の空間Ｓを真空とした真空チャンパ―である。なお、容器３２は、容器３２内の熱を容器３２の外部から遮断する断熱機能を更に備えていることが好ましい。第２の実施の形態と同様に、容器３２には、放射線Ｌを透過する導入窓Ｗが設けられており、放射線Ｌは、導入窓Ｗを介して容器３２内に入射する。

容器３２内には、ペルチェ素子４４および放射線検出素子１１が配置されている。放射線検出素子１１は、放射線検出器１０を備える。本実施の形態では、放射線検出素子１１は、１つの放射線検出器１０から構成される場合を一例として説明する。

また、本実施の形態では、容器３２内に配置する放射線検出器１０は、吸収体１４がＰｂによって構成され、抵抗体１２が常温で金属絶縁体転移する材料であるＳｍＮｉＯ_３によって構成されている場合を想定する。また、なお、抵抗体１２の構成や形状、および吸収体１４の形状や配置は、第２の実施の形態と同様である。

ペルチェ素子４４は、放射線検出器１０の熱浴部材１６を３００Ｋに冷却するための部材である。放射線検出器１０は、放射線検出器１０の熱浴部材１６がペルチェ素子４４に接するように容器３２内に配置される。このため、ペルチェ素子４４は、放射線検出器１０の熱浴部材１６を冷却する。また、ペルチェ素子４４には、ペルチェ素子４４を放熱するためのペルチェ素子放熱部４８が接触配置されている。一方、図８に示す構成とすることで、放射線検出器１０で検出された放射線Ｌの抵抗変化を精度良く検出することができる。また、放射線検出器１０の温度を、常温（３００Ｋ程度）で運用することが可能となる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態では、上記実施の形態の放射線検出器１０を三次元配列した放射線検出素子１１を備えた構成の放射線検出装置３０を説明する。

図９は、放射線検出装置３０Ｃの一例の模式図である。放射線検出装置３０Ｃは、放射線検出装置３０の一例である。

放射線検出装置３０Ｃは、放射線検出素子１１と、容器３２と、冷却部材３４と、冷凍機３８と、検出部４０と、出力部４２と、を備える。容器３２、冷却部材３４、冷凍機３８、検出部４０、および出力部４２は、第２の実施の形態と同様である（図７参照）。

本実施の形態では、放射線検出素子１１は、複数の放射線検出器１０を備える。詳細には、放射線検出素子１１は、複数の放射線検出器１０を、三次元配列してなる。

具体的には、図９に示すように、複数の放射線検出器１０は、放射線検出器１０の厚み方向（矢印Ｚ方向）と、放射線Ｌの入射面（図１の入射面Ｑ参照）に沿った二次元平面（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向からなる二次元平面）と、の双方に沿って、三次元に複数配列されている。

このような構成である場合、放射線検出素子１１を構成する複数の放射線検出器１０の内、容器３２の導入窓Ｗを介して入射する放射線Ｌの運動方向（放射線Ｌ１～放射線Ｌ３）の各々の方向に沿って配列された放射線検出器１０が、放射線Ｌを検出することとなる。

このため、検出部４０を、放射線検出素子１１を構成する複数の放射線検出器１０の各々の抵抗体１２に電気的に接続し、放射線検出器１０で検出された放射線Ｌの抵抗変化を検出すると共に、放射線Ｌを検出した放射線検出器１０の位置を特定することで、入射する放射線Ｌの運動方向を検出することができる。また、放射線検出器１０の厚み方向（矢印Ｚ方向）に交差する二次元方向（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向）の何れの位置の放射線検出器１０が放射線Ｌを検出したかを特定することで、放射線Ｌの検出位置を特定することも可能となる。

従って、本実施の形態の放射線検出装置３０Ｃは、高精度に放射線Ｌを検出することができると共に、放射線Ｌの入射方向を検出することができる。

なお、本実施の形態では、放射線検出素子１１は、複数の放射線検出器１０を三次元配列してなる場合を一例として説明した。しかし、放射線検出素子１１は、複数の放射線検出器１０を二次元配列してなる構成であってもよい。

この場合、放射線検出素子１１は、放射線Ｌの入射面（図１の入射面Ｑ参照）に沿った二次元平面（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向からなる二次元平面）に沿って、二次元（矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向）に複数の放射線検出器１０を配置した構成とすればよい。

この場合、検出部４０が、放射線検出器１０の厚み方向（矢印Ｚ方向）に交差する二次元方向（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向）の何れの位置の放射線検出器１０が放射線Ｌを検出したかを特定することで、放射線Ｌの検出位置を特定することができる。

なお、上記実施の形態で説明した放射線検出器１０の適用範囲は、限定されない。例えば、放射線検出器１０は、放射線Ｌを検出する各種の装置に適用可能である。具体的には、放射線検出器１０は、サーベイメータなどに適用できる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 放射線検出器
１２ 抵抗体
１４ 吸収体
１６ 熱浴部材
４０ 検出部

Claims (16)

1. 放射線を吸収する複数の吸収体と、
   前記吸収体の温度変化により抵抗が変化する抵抗体と、
   前記抵抗体の抵抗が特定抵抗値となる温度に保持され、前記抵抗体に熱的に接触配置された熱浴部材と、
   を備え、
   複数の前記吸収体は、前記抵抗体に熱的に接触配置され、且つ、互いに間隔を隔てて配置されてなり、
   前記抵抗体は、
   放射線の入射面に沿って長いライン状であり、
   複数の前記吸収体は、
   前記抵抗体の長手方向に沿って間隔を隔てて配列されてなる、
   放射線検出器。
2. 複数の前記吸収体は、
   互いに同じ体積である、請求項１に記載の放射線検出器。
3. 複数の前記吸収体は、
   互いに同じ形状である、請求項１または請求項２に記載の放射線検出器。
4. 前記抵抗体は、前記入射面に沿ったメアンダライン形状である、請求項１に記載の放射線検出器。
5. 前記抵抗体は、超伝導体からなる、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の放射線検出器。
6. 前記抵抗体の抵抗が前記特定抵抗値となる温度は、前記抵抗体を構成する超伝導体の超伝導転移温度未満の温度である、請求項５に記載の放射線検出器。
7. 前記抵抗体は、金属絶縁体転移する材料からなる、請求項１～請求項４の何れか１項に記載の放射線検出器。
8. 前記抵抗体の抵抗が前記特定抵抗値となる温度は、前記抵抗体を構成する材料の金属絶縁体転移温度未満の温度である、請求項７に記載の放射線検出器。
9. 前記吸収体と前記抵抗体の構成材料が同じである、請求項１～請求項８の何れか１項に記載の放射線検出器。
10. 請求項１～請求項９の何れか１項に記載の放射線検出器を有する検出素子と、
    前記放射線検出器の前記抵抗体の抵抗変化を示す抵抗信号を検出する検出部と、
    を備える放射線検出装置。
11. 前記検出素子は、
    複数の前記放射線検出器を二次元配列してなる、
    請求項１０に記載の放射線検出装置。
12. 前記検出素子は、
    複数の前記放射線検出器を三次元配列してなる、
    請求項１０に記載の放射線検出装置。
13. 前記吸収体は、前記熱浴部材に接触配置され、
    前記吸収体と前記抵抗体との接触面積は、前記吸収体と前記熱浴部材との接触面積より小さい、
    請求項１に記載の放射線検出器。
14. 前記熱浴部材は、
    間隔を隔てて配置された複数の穴を有し、
    前記吸収体は、
    複数の前記穴の各々に形成されてなる、
    請求項１に記載の放射線検出器。
15. 前記吸収体は、前記熱浴部材に接触配置され、
    前記吸収体と前記抵抗体との接触面積は、前記吸収体と前記熱浴部材との接触面積より小さい、
    請求項１０に記載の放射線検出装置。
16. 前記熱浴部材は、
    間隔を隔てて配置された複数の穴を有し、
    前記吸収体は、
    複数の前記穴の各々に形成されてなる、
    請求項１０に記載の放射線検出装置。

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