JPH02257557A - 中性粒子を位置決めする高分解能の方法及び装置 - Google Patents
中性粒子を位置決めする高分解能の方法及び装置Info
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- JPH02257557A JPH02257557A JP1278304A JP27830489A JPH02257557A JP H02257557 A JPH02257557 A JP H02257557A JP 1278304 A JP1278304 A JP 1278304A JP 27830489 A JP27830489 A JP 27830489A JP H02257557 A JPH02257557 A JP H02257557A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
- H01J47/06—Proportional counter tubes
- H01J47/062—Multiwire proportional counter tubes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
- G01T1/2935—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using ionisation detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J47/02—Ionisation chambers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、特に、粒子源によって放射されそして平均方
向に対して定められた限定されたアパーチャの立体角内
を伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を検出
し、位置決めする装置において、上記平均方向に対して
かすめて入射するように配置された実質的に平らなソリ
ッドコンバータであって、上記中性粒子が当ったときに
電荷を形成するのに適したコンバータと、上記電荷をコ
ンバータの電荷とは異なる電位まで上昇させそして周囲
ガスの刺激イオン化によって電荷を増幅するための電荷
増幅手段と、互いに電気的に絶縁され、互いに且つ上記
コンバータに対して実質的に平行にされ、そして上記フ
ラックスの平均方向とでもって上記コンバータに対して
実質的に垂直な平面を各々形成するような細長い導線よ
り成る電荷収集手段と、上記中性粒子を透過することが
でき、上記コンバータと、電荷増幅手段と、電荷収集手
段と、ガスとを含んでいる包囲体とを具備する装置に係
る。
向に対して定められた限定されたアパーチャの立体角内
を伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を検出
し、位置決めする装置において、上記平均方向に対して
かすめて入射するように配置された実質的に平らなソリ
ッドコンバータであって、上記中性粒子が当ったときに
電荷を形成するのに適したコンバータと、上記電荷をコ
ンバータの電荷とは異なる電位まで上昇させそして周囲
ガスの刺激イオン化によって電荷を増幅するための電荷
増幅手段と、互いに電気的に絶縁され、互いに且つ上記
コンバータに対して実質的に平行にされ、そして上記フ
ラックスの平均方向とでもって上記コンバータに対して
実質的に垂直な平面を各々形成するような細長い導線よ
り成る電荷収集手段と、上記中性粒子を透過することが
でき、上記コンバータと、電荷増幅手段と、電荷収集手
段と、ガスとを含んでいる包囲体とを具備する装置に係
る。
従来の技術
この形式の装置は、ヨーロッパ特許第0228933号
に開示されている。
に開示されている。
この公知装置は、サイズが大きく且つ密度の高い物体で
あって、X線光子や、ガンマ線光子や、中性子のような
中性粒子の粒子源によって照射される物体の非常に高品
質な像を得ることができる。
あって、X線光子や、ガンマ線光子や、中性子のような
中性粒子の粒子源によって照射される物体の非常に高品
質な像を得ることができる。
上記の物体は、粒子源と装置との間に配置されて走査さ
れる。
れる。
特に、この公知の装置は、これまでに得られなかったコ
ントラストレベルで照射された物体の像を得ることがで
きる。
ントラストレベルで照射された物体の像を得ることがで
きる。
発明が解決しようとする課題
この公知装置において像を形成する当業者によって示さ
れている著しい関心は、非常に大きく且つ密度の高い物
体の像を形成するときだけではなく、サイズの小さな物
体の像を形成するときにも他の公知システムに比べてこ
の公知装置に決定的な高品質を与えるような最適な手段
を求めることである。このようにサイズの小さい物体の
像を形成する用途は、公知装置において既に考えられる
が、このような用途においては、分解能が従来システム
よりも甚だしい制約を受ける。
れている著しい関心は、非常に大きく且つ密度の高い物
体の像を形成するときだけではなく、サイズの小さな物
体の像を形成するときにも他の公知システムに比べてこ
の公知装置に決定的な高品質を与えるような最適な手段
を求めることである。このようにサイズの小さい物体の
像を形成する用途は、公知装置において既に考えられる
が、このような用途においては、分解能が従来システム
よりも甚だしい制約を受ける。
課題を解決するための手段
本発明は、このような目的についてなされたもので、公
知装置に対する改良をその全ての用途に適応できるとい
う付加的な効果をもたらすものである。
知装置に対する改良をその全ての用途に適応できるとい
う付加的な効果をもたらすものである。
本発明によれば、粒子源によって放射されそして平均方
向に対して定められた限定されたアパーチャの立体角内
を伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を検出
し、位置決めする装置であって、この装置は、上記平均
方向に対してかすめて入射するように配置された実質的
に平らなソリッドコンバータであって、上記中性粒子が
当ったときに電荷を形成するのに適したコンバータと、
上記電荷をコンバータの電荷とは異なる電位まで上昇さ
せそして周囲ガスの刺激イオン化によって電荷を増幅す
るための電荷増幅手段と、互いに電気的に絶縁され、互
いに且つ上記コンバータに対して実質的に平行にされ、
そして上記フラックスの平均方向とでもって上記コンバ
ータに対して実質的に垂直な平面を各々形成するような
細長い導線より成る電荷収集手段と、上記中性粒子を透
過することができ、上記コンバータと、電荷増幅手段と
、電荷収集手段と、ガスとを含んでいる包囲体とを具備
する装置において、上記電荷増幅手段は、上記電荷収集
導線とは別々の導電性ラインを備えていると共に、上記
電荷収集導線は上記コンバータの電位に近い電位に接続
されることを特徴とする装置が提供される。
向に対して定められた限定されたアパーチャの立体角内
を伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を検出
し、位置決めする装置であって、この装置は、上記平均
方向に対してかすめて入射するように配置された実質的
に平らなソリッドコンバータであって、上記中性粒子が
当ったときに電荷を形成するのに適したコンバータと、
上記電荷をコンバータの電荷とは異なる電位まで上昇さ
せそして周囲ガスの刺激イオン化によって電荷を増幅す
るための電荷増幅手段と、互いに電気的に絶縁され、互
いに且つ上記コンバータに対して実質的に平行にされ、
そして上記フラックスの平均方向とでもって上記コンバ
ータに対して実質的に垂直な平面を各々形成するような
細長い導線より成る電荷収集手段と、上記中性粒子を透
過することができ、上記コンバータと、電荷増幅手段と
、電荷収集手段と、ガスとを含んでいる包囲体とを具備
する装置において、上記電荷増幅手段は、上記電荷収集
導線とは別々の導電性ラインを備えていると共に、上記
電荷収集導線は上記コンバータの電位に近い電位に接続
されることを特徴とする装置が提供される。
[コンバータの電位に近い電位Jという用語は、ここで
は、コンバータの電位と同等であるがいかなる場合にも
電荷増幅手段の電位よりもそれに近い電位を指すのに用
いられる。刺激イオン化によって増幅された電荷が負で
ある限り、収集される電荷は正であり、電荷収集導体は
カソードとして働く。
は、コンバータの電位と同等であるがいかなる場合にも
電荷増幅手段の電位よりもそれに近い電位を指すのに用
いられる。刺激イオン化によって増幅された電荷が負で
ある限り、収集される電荷は正であり、電荷収集導体は
カソードとして働く。
公知装置の細長い電荷収集導体は電荷増幅にも使用され
るが、本発明の装置では、完全に別々の増幅手段及び電
荷増幅手段が設けられている。
るが、本発明の装置では、完全に別々の増幅手段及び電
荷増幅手段が設けられている。
適用される設計上の制約を先ず第1に電荷増幅手段とそ
して第2に電荷収集手段とに分離することにより、この
ような構成では、公知システムの分解能を制限するよう
な兼ね合いをなくすことができる。
して第2に電荷収集手段とに分離することにより、この
ような構成では、公知システムの分解能を制限するよう
な兼ね合いをなくすことができる。
より詳細には、タウンゼントのアバランシェ(電子なだ
れ)のような刺激イオン化現象を得るためにコンバータ
に対して若干大きな電位に電荷増幅手段を入れ、そして
増幅現象の利用に適合するように印加電界が分布するよ
う確保するために電荷増幅導体ラインを互いに若干離す
ことを必要とするときには、ライン間の最小距離につい
ての制約がシステムの分解能を直接制限することになる
。というのは、これらのラインは電荷の収集にも使用さ
れ、それらの間隔がシステムの分解能を決定するからで
ある。
れ)のような刺激イオン化現象を得るためにコンバータ
に対して若干大きな電位に電荷増幅手段を入れ、そして
増幅現象の利用に適合するように印加電界が分布するよ
う確保するために電荷増幅導体ラインを互いに若干離す
ことを必要とするときには、ライン間の最小距離につい
ての制約がシステムの分解能を直接制限することになる
。というのは、これらのラインは電荷の収集にも使用さ
れ、それらの間隔がシステムの分解能を決定するからで
ある。
電荷収集導体間の距離を減少でき°るようにこの凱約を
免れることにより、本発明は、公知装置の分解能範囲を
その技術によって課せられる範囲まで延ばすことができ
る。
免れることにより、本発明は、公知装置の分解能範囲を
その技術によって課せられる範囲まで延ばすことができ
る。
本発明の装置の特定の実施例では、電荷収集導体がコン
バータの少なくとも1つの面の至近に配置され、絶縁材
料の層によってそこから分離される。
バータの少なくとも1つの面の至近に配置され、絶縁材
料の層によってそこから分離される。
別の実施例においては、コンバータが上記電荷収集導体
を構成する同一平面素子で構成される。
を構成する同一平面素子で構成される。
好ましくは、上記電荷増幅ラインは、電荷収集導体が延
びる方向に対して各々実質的に横方向に延びるコンバー
タの平面に実質的に平行な少なくとも1つの平面内に配
置される。
びる方向に対して各々実質的に横方向に延びるコンバー
タの平面に実質的に平行な少なくとも1つの平面内に配
置される。
「実質的に横方向」という用語は、ここでは、「はゾ平
行ではない」の同意語であり、換言すれば、垂直又は例
えば20°未溝の角度で斜めに延びることを意味する。
行ではない」の同意語であり、換言すれば、垂直又は例
えば20°未溝の角度で斜めに延びることを意味する。
この装置が小さな体積の物体の像を形成するのに用いら
れたときには、中性粒子源を装置により接近することが
でき、この場合、電荷収集導体は、互いに実質的に平行
に保たれる間に、それらの方向が中性粒子源に向かって
収斂する向きにされるのが効果的である。
れたときには、中性粒子源を装置により接近することが
でき、この場合、電荷収集導体は、互いに実質的に平行
に保たれる間に、それらの方向が中性粒子源に向かって
収斂する向きにされるのが効果的である。
電荷収集導体がもはや互いに厳密に平行ではなく、はゾ
平行であるようなこの特定の配置では、粒子源と装置を
互いに接近するように移動し、視差の問題を回避するこ
とができる。このように互いに近づけることにより、装
置に到達する粒子の数が増加され、形成される像に良好
なコントラストを得ることができる。更に、接近した粒
子源には拘りなく、この配置により、視差の影響を受け
ない大型の検出器を形成することができる。本発明によ
れば、この配置は非常に容易になされる。
平行であるようなこの特定の配置では、粒子源と装置を
互いに接近するように移動し、視差の問題を回避するこ
とができる。このように互いに近づけることにより、装
置に到達する粒子の数が増加され、形成される像に良好
なコントラストを得ることができる。更に、接近した粒
子源には拘りなく、この配置により、視差の影響を受け
ない大型の検出器を形成することができる。本発明によ
れば、この配置は非常に容易になされる。
というのは、電荷収集導体は、電荷増幅ラインに拘りな
いので、アバランシェにより生じる電界における分布の
問題を招くことなくこれら導体の配置を選択できるから
である。
いので、アバランシェにより生じる電界における分布の
問題を招くことなくこれら導体の配置を選択できるから
である。
本発明の装置を工業的に実施する場合、絶縁材料はポリ
マーシートでありそして上記電荷収集導体は、上記ポリ
マーシートにエツチングされた銅のトラックにより構成
されるのが好ましい。
マーシートでありそして上記電荷収集導体は、上記ポリ
マーシートにエツチングされた銅のトラックにより構成
されるのが好ましい。
又、本発明によれば、粒子源によって放射されそして平
均方向に対して定められた限定されたアパーチャの立体
角内を伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を
検出しそして位置決めする方法であって、上記粒子フラ
ックスの平均方向に対してかすめて入射するように配置
された実質的に平らなソリッドコンバータにより上記粒
子を受け取って上記中性粒子から電荷を形成し、上記電
荷を周囲ガスの刺激イオン化によって増幅し、そして上
記粒子フラックスの平均方向に対して実質的に平行な方
向に沿って離間された種々の位置において上記コンバー
タに実質的に平行な少なくとも1つの平面に存在する電
荷を収集する段階を具備する方法において、上記電荷を
収集する動作は、イオン化によって増幅された電荷の極
性とは逆の極性を持つ電荷を収集することを含むことを
特徴とする方法が提供される。
均方向に対して定められた限定されたアパーチャの立体
角内を伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を
検出しそして位置決めする方法であって、上記粒子フラ
ックスの平均方向に対してかすめて入射するように配置
された実質的に平らなソリッドコンバータにより上記粒
子を受け取って上記中性粒子から電荷を形成し、上記電
荷を周囲ガスの刺激イオン化によって増幅し、そして上
記粒子フラックスの平均方向に対して実質的に平行な方
向に沿って離間された種々の位置において上記コンバー
タに実質的に平行な少なくとも1つの平面に存在する電
荷を収集する段階を具備する方法において、上記電荷を
収集する動作は、イオン化によって増幅された電荷の極
性とは逆の極性を持つ電荷を収集することを含むことを
特徴とする方法が提供される。
像を形成するのに特に適したこの方法の態様においては
、電荷が電荷収集トラックに沿って収集され、これらの
トラックは、粒子フラックスの平均方向に実質的に垂直
な方向に沿って互いに離間されており、そしてこれらの
トラックは、中性粒子源に向かって収斂することができ
る。
、電荷が電荷収集トラックに沿って収集され、これらの
トラックは、粒子フラックスの平均方向に実質的に垂直
な方向に沿って互いに離間されており、そしてこれらの
トラックは、中性粒子源に向かって収斂することができ
る。
電荷増幅は、コンバータに平行な平面内で複数のライン
に沿ってコンバータとは異なる少なくとも1つの電位を
確立することを含み、上記ラインは、電荷収集トラック
に対して実質的に横方向に延びるのが好ましい。
に沿ってコンバータとは異なる少なくとも1つの電位を
確立することを含み、上記ラインは、電荷収集トラック
に対して実質的に横方向に延びるのが好ましい。
この配置は、コンバータから導出される各々のイオン化
粒子に対し、刺激イオン化によって発生された電荷が2
つの隣接する電位線に沿って分散され、しかも、検出さ
れた電荷(即ち、トラックに収集された逆極性の対応す
る電荷)が2つの別々の電荷収集トラックに到達する必
要がないという点で特に効果的である。各トラックがラ
インに対して横方向に配置されているので、これは複数
のラインに対応する。それ故、この配置は、装置の分解
能を改善するように寄与する。
粒子に対し、刺激イオン化によって発生された電荷が2
つの隣接する電位線に沿って分散され、しかも、検出さ
れた電荷(即ち、トラックに収集された逆極性の対応す
る電荷)が2つの別々の電荷収集トラックに到達する必
要がないという点で特に効果的である。各トラックがラ
インに対して横方向に配置されているので、これは複数
のラインに対応する。それ故、この配置は、装置の分解
能を改善するように寄与する。
本発明の他の特徴及び効果は、添付図面を参照した以下
の説明から明らかであろうが、本発明はこれに限定され
るものではない。
の説明から明らかであろうが、本発明はこれに限定され
るものではない。
実施例
第1図において、参照番号1は、例えばX線、ガンマ線
光子又は中性子のような中性粒子の粒子源を示している
。本発明の典型的な用途において、この粒子源1は、2
50keVないし750ke■の範囲のエネルギを有す
るX線源である。
光子又は中性子のような中性粒子の粒子源を示している
。本発明の典型的な用途において、この粒子源1は、2
50keVないし750ke■の範囲のエネルギを有す
るX線源である。
この線源によって放射された粒子のフラックスは第1コ
リメータ2によって電気ビーム3に変換され、このビー
ムはフレーム5に支持された1組の検出器4に一般的に
向けられる。
リメータ2によって電気ビーム3に変換され、このビー
ムはフレーム5に支持された1組の検出器4に一般的に
向けられる。
放射された中性粒子を透過しない材料、例えばX線を用
いるときには鉛で形成さ九た1つ以上のプレート6が線
源lと検出器4との間で検出器の至近に配置され、各プ
レートには直線状のスロット7が設けられており、その
各々は対応する検出器4に対して特定のコリメータを構
成する。
いるときには鉛で形成さ九た1つ以上のプレート6が線
源lと検出器4との間で検出器の至近に配置され、各プ
レートには直線状のスロット7が設けられており、その
各々は対応する検出器4に対して特定のコリメータを構
成する。
矢印9で示された方向に沿って移動するのに適したキャ
リッジ8によって表わされた並進移動手段は、励起ビー
ム3を通して進むように設けられており、検査を受ける
物体10が並進移動中にビーム3を通過するようにこの
物体を支持する。
リッジ8によって表わされた並進移動手段は、励起ビー
ム3を通して進むように設けられており、検査を受ける
物体10が並進移動中にビーム3を通過するようにこの
物体を支持する。
コリメートスロット7は、矢印9で示された並進移動方
向に対して垂直に延びている。
向に対して垂直に延びている。
第3図は検出器4の1つを詳細に示している。
この検出器は、本発明の装置を構成するのに適したもの
であり、前記ヨーロッパ特許に既に開示されているのと
同様に、中性粒子を透過するガス収容包囲体11と、ブ
ラケット13に支持された検出組立体12とを備えてい
る。
であり、前記ヨーロッパ特許に既に開示されているのと
同様に、中性粒子を透過するガス収容包囲体11と、ブ
ラケット13に支持された検出組立体12とを備えてい
る。
ガスは、ガスの刺激イオン化により、例えば当業者に良
く知られている“タウンゼントアバランシェ′”現象の
出現により、電荷増幅をもたらすのに適したガスの混合
体によって構成される。このため、ガスは70%アルゴ
ンと30%エタンの混合体で構成され、エタンは冷却物
質を構成する。
く知られている“タウンゼントアバランシェ′”現象の
出現により、電荷増幅をもたらすのに適したガスの混合
体によって構成される。このため、ガスは70%アルゴ
ンと30%エタンの混合体で構成され、エタンは冷却物
質を構成する。
ガスの圧力は約1バールである。第4図及び第5図につ
いて詳細に述べる検出組立体12は、その形状が本質的
に平らなものである。検出組立体12は、中性粒子のフ
ラックスをかすめて入射する角度でさえぎるようにブラ
ケット13によって支持され、中性粒子のフラックスは
物体3及びコリメートスロット7を通り、平らなシート
14の形態で伝播する。
いて詳細に述べる検出組立体12は、その形状が本質的
に平らなものである。検出組立体12は、中性粒子のフ
ラックスをかすめて入射する角度でさえぎるようにブラ
ケット13によって支持され、中性粒子のフラックスは
物体3及びコリメートスロット7を通り、平らなシート
14の形態で伝播する。
検出組立体12及びシートフラックス14の両方は、対
応するスロットコリメータの直線上スロット7に垂直な
平面に対して垂直であるのが好ましい。
応するスロットコリメータの直線上スロット7に垂直な
平面に対して垂直であるのが好ましい。
第3図に示すようにシートフラックス14は、コリメー
トスロット7によってアパーチャが定められるような立
体角度内を伝播し、この立体角度は、スロット7の中心
を通る粒子の軌道に対応する平均方向15の周りに延び
るものである。
トスロット7によってアパーチャが定められるような立
体角度内を伝播し、この立体角度は、スロット7の中心
を通る粒子の軌道に対応する平均方向15の周りに延び
るものである。
物体10の1部分を通過するシートフラックス14は、
粒子が通過した材料の特性及び厚みを表すその伝播方向
に対して垂直な方向に粒子強度分布を有しており、検出
組立体12の機能はこの強度分布を検出することである
。
粒子が通過した材料の特性及び厚みを表すその伝播方向
に対して垂直な方向に粒子強度分布を有しており、検出
組立体12の機能はこの強度分布を検出することである
。
第2図に示すように、検出器はオーバラップ構成で配置
され、励起ビーム3が照射する物体1Oの各部分が少な
くとも1つの検出器で観察されるようになっている。
され、励起ビーム3が照射する物体1Oの各部分が少な
くとも1つの検出器で観察されるようになっている。
上記した部分に加えて、各検出器4には、ガ・スを導入
するためのバルブ(図示せず)が設けられていると共に
、外部電位子Vを検出組立体12に供給しそして組立体
により発生された電気信号を包囲体から取り出すための
シールされたフィードスルー(図示せず)も設けられて
おり、上記の信号は、シートフラックスにおける粒子強
度分布、ひいては、フラックスが送られる材料の特性及
び厚みを表しており、そしてこの信号は導体16によっ
て搬送される。
するためのバルブ(図示せず)が設けられていると共に
、外部電位子Vを検出組立体12に供給しそして組立体
により発生された電気信号を包囲体から取り出すための
シールされたフィードスルー(図示せず)も設けられて
おり、上記の信号は、シートフラックスにおける粒子強
度分布、ひいては、フラックスが送られる材料の特性及
び厚みを表しており、そしてこの信号は導体16によっ
て搬送される。
第4図は、検出組立体12を詳細に示している。
この組立体は、ソリッドコンバータと、電荷増幅手段と
、電荷収集手段とを備えている。
、電荷収集手段とを備えている。
コンバータは、フラックス14に対してかすめて通る入
射角で配置された平坦プレート17の形態であり、入射
角は、0ではなく、例えば10度未満でありそして約1
度であるのが好ましい。
射角で配置された平坦プレート17の形態であり、入射
角は、0ではなく、例えば10度未満でありそして約1
度であるのが好ましい。
X線を用いるときには、このコンバータは、例えば、厚
みが50ミクロンないし200ミクロンのタンタルのプ
レートで構成される。
みが50ミクロンないし200ミクロンのタンタルのプ
レートで構成される。
コンバータの機能は、フラックス14から受け取った中
性粒子が当ったときに包囲体内にイオン化粒子を形成す
ることである。イオン化粒子の軌跡が第4図に一点鎖線
T1で概略的に示されている。
性粒子が当ったときに包囲体内にイオン化粒子を形成す
ることである。イオン化粒子の軌跡が第4図に一点鎖線
T1で概略的に示されている。
電荷増幅手段は、例えば、外部電源に接続された非常に
細いワイヤの形態で好ましくは構成された導電性ライン
18を備えており、上記外部電源は上記ワイヤを例えば
約3000ボルトのような正の電位子Vに維持する。上
記ワイヤ18は、例えば、ステンレススチール又は金メ
ツキタングステンで形成される。これらのワイヤは直径
が50ミクロンであり、互いにほぼ平行に配置され、そ
してコンバータにほぼ平行であってそこから約2mm離
された平面内において互いに約2.5mm離間される。
細いワイヤの形態で好ましくは構成された導電性ライン
18を備えており、上記外部電源は上記ワイヤを例えば
約3000ボルトのような正の電位子Vに維持する。上
記ワイヤ18は、例えば、ステンレススチール又は金メ
ツキタングステンで形成される。これらのワイヤは直径
が50ミクロンであり、互いにほぼ平行に配置され、そ
してコンバータにほぼ平行であってそこから約2mm離
された平面内において互いに約2.5mm離間される。
また、これらワイヤは、中性粒子の平均伝播方向15に
対して一般的に横カ行に延びる。
対して一般的に横カ行に延びる。
TIに沿って伝播する粒子のようなイオン化粒子は、包
囲体11内に収容されたガスの分子から電荷を引き出し
、より詳細には、負に荷電された電子と正のイオンとを
引き出す。
囲体11内に収容されたガスの分子から電荷を引き出し
、より詳細には、負に荷電された電子と正のイオンとを
引き出す。
電子は、正の電位子Vに接続された電気的ラインに向け
て強く引き寄せられ、次いで、例えばアバランシェ作用
により電荷を生じ、全ての負の電荷はライン18に引き
寄せられる。ライン18によって引き寄せられる負の電
荷のこの現象は、第4図に、T2のような実線の矢印で
概略的に示されている。
て強く引き寄せられ、次いで、例えばアバランシェ作用
により電荷を生じ、全ての負の電荷はライン18に引き
寄せられる。ライン18によって引き寄せられる負の電
荷のこの現象は、第4図に、T2のような実線の矢印で
概略的に示されている。
上記したコンバータ及び電荷増幅手段に加えて、本発明
による各々の検出組立体12は、電荷収集手段も備えて
いる。
による各々の検出組立体12は、電荷収集手段も備えて
いる。
″電荷収集手段′″という用語は、負の電荷を収集する
ライン18にこれまで適応されているが、この用語はこ
こではこれらラインとは異なったものを指すのに用いる
。
ライン18にこれまで適応されているが、この用語はこ
こではこれらラインとは異なったものを指すのに用いる
。
特に、電荷収集手段は、上記導体16に接続されるか又
は上記導体によって構成されたトラック19を含む。
は上記導体によって構成されたトラック19を含む。
トラック19は、コンバータの電位に近い電位、換言す
れば、ライン18の電位子Vに対して負の電位に接続さ
れた電気導体によって構成される。これらトラック19
は、同じ電位にあるか又は同様の電位にあるが、互いに
且つコンバータから電気的に絶縁される。コンバータは
浮動電位を用いるように電気的に絶縁できるが、コンバ
ータをアース電位に接続し、そしてトラック19を例え
ばキャパシタ25を経てアース電位に接続するのが好ま
しい。
れば、ライン18の電位子Vに対して負の電位に接続さ
れた電気導体によって構成される。これらトラック19
は、同じ電位にあるか又は同様の電位にあるが、互いに
且つコンバータから電気的に絶縁される。コンバータは
浮動電位を用いるように電気的に絶縁できるが、コンバ
ータをアース電位に接続し、そしてトラック19を例え
ばキャパシタ25を経てアース電位に接続するのが好ま
しい。
これらの状態のもとで、トラックは電荷増幅のみを行な
うライン18とは同様に作用しないが、電荷の収集につ
いては対称的に作用し、より詳細には、カソードとして
作用する。アバランシェ現象によって形成された正のイ
オンは、トラック12に対して負の電位によって吸引さ
れ、トラックによって収集される。この現象は、第4図
においてT3のような破線矢印で概略的に示されている
。
うライン18とは同様に作用しないが、電荷の収集につ
いては対称的に作用し、より詳細には、カソードとして
作用する。アバランシェ現象によって形成された正のイ
オンは、トラック12に対して負の電位によって吸引さ
れ、トラックによって収集される。この現象は、第4図
においてT3のような破線矢印で概略的に示されている
。
トラック19は、例えば、少なくとも互いに若干平行に
配置され、そしてコンバータに対してほぼ平行な平面内
に存在する。第4図及び第5図に示す実施例では、これ
らのトラックは、例えば、コンバータから約15ミクロ
ンの距離においてコンバータの各面の至近位置に配置さ
れる。これらトラックは、中性粒子の平均伝播方向15
にコンバータ17上の突起に対して一般的に平行に延び
る。更に、これらのトラックは、上記突起に対して実質
的に垂直な方向に且つ隣接するライン18間の間隔より
も実質的に小さな間隔で(例えば、1mm未満)互いに
離間される。
配置され、そしてコンバータに対してほぼ平行な平面内
に存在する。第4図及び第5図に示す実施例では、これ
らのトラックは、例えば、コンバータから約15ミクロ
ンの距離においてコンバータの各面の至近位置に配置さ
れる。これらトラックは、中性粒子の平均伝播方向15
にコンバータ17上の突起に対して一般的に平行に延び
る。更に、これらのトラックは、上記突起に対して実質
的に垂直な方向に且つ隣接するライン18間の間隔より
も実質的に小さな間隔で(例えば、1mm未満)互いに
離間される。
各トラック19は、包囲体11を通る導体16を経て増
幅器として表わされた電子装置20に接続され、この電
子装置は、それが接続されたトラックによって受け取ら
れる全電荷を更に増幅しそして測定するのに適したもの
である。
幅器として表わされた電子装置20に接続され、この電
子装置は、それが接続されたトラックによって受け取ら
れる全電荷を更に増幅しそして測定するのに適したもの
である。
各トラック19は、それに対して特定な電子装置20に
個々に接続されてもよいし、又はトラック19は単一の
電子装置20に接続されるように通常のやり方でマルチ
プレクスされ、この単一の電子装置が各々のトラックに
より順次に受け取られる電荷を測定するようにしてもよ
い。
個々に接続されてもよいし、又はトラック19は単一の
電子装置20に接続されるように通常のやり方でマルチ
プレクスされ、この単一の電子装置が各々のトラックに
より順次に受け取られる電荷を測定するようにしてもよ
い。
20のような電子装置は、当業者に良く知られたもので
あり、これ以上詳細には説明しない。
あり、これ以上詳細には説明しない。
それらの機能は、スクリーン上に可視表示を得ることが
できるようにすると共に、種々のトラック19によって
受け取られた電荷に対応する1組の電気信号を表すよう
に適当な電子メモリに記憶を行なえるようにするのが好
ましい。上記電荷それ自体は、ライン18の方向に沿っ
てコンバータ17の種々の位置に到達する中性粒子が通
過した材料の特性及び厚みを表すものである。
できるようにすると共に、種々のトラック19によって
受け取られた電荷に対応する1組の電気信号を表すよう
に適当な電子メモリに記憶を行なえるようにするのが好
ましい。上記電荷それ自体は、ライン18の方向に沿っ
てコンバータ17の種々の位置に到達する中性粒子が通
過した材料の特性及び厚みを表すものである。
トラック19を互いに厳密に平行に配置するのではなく
、本発明によれば、各ライン19が線源1の方向を向く
ように配置することができ且つそのようにするのが効果
的である。この配置によれば、2つの隣接するトラック
は、非常にわずかな角度だけ、例えば10分の1度だけ
厳密な平行状態からずれるが、視差のエラーを招くこと
なく検出器4と線源lとを互いに近づけることができ、
更に、検出器と線源との間の距離が大きい場合に受け取
れる以上の多量の中性粒子を線源lから検出器に受け取
ることができる。
、本発明によれば、各ライン19が線源1の方向を向く
ように配置することができ且つそのようにするのが効果
的である。この配置によれば、2つの隣接するトラック
は、非常にわずかな角度だけ、例えば10分の1度だけ
厳密な平行状態からずれるが、視差のエラーを招くこと
なく検出器4と線源lとを互いに近づけることができ、
更に、検出器と線源との間の距離が大きい場合に受け取
れる以上の多量の中性粒子を線源lから検出器に受け取
ることができる。
検出組立体12は第5図に示すように形成される。
検出組立体12は、コンバータ17によって構成された
その中間層に対して実質的に対称的なスタックを備えて
いる。第5図に示した構成においてコンバータの上下に
配置される機能的に同等の部分は同じ参照番号で示され
ておりそして文字゛S (上級=上部)及び“i″
(下級=下部)で区別されている。
その中間層に対して実質的に対称的なスタックを備えて
いる。第5図に示した構成においてコンバータの上下に
配置される機能的に同等の部分は同じ参照番号で示され
ておりそして文字゛S (上級=上部)及び“i″
(下級=下部)で区別されている。
例えば、Kaptonと言う商標で販売されている材料
のシートである絶縁材料のシート21S又は21iは、
プレス機において適当なポリマー化のりによってコンバ
ータ17の各mlに熱間固定される。これらのシートは
厚さが12ミクロンであり、各シートの外面は通常のや
り方で厚み5ミクロンの銅の層が最初に被覆される。
のシートである絶縁材料のシート21S又は21iは、
プレス機において適当なポリマー化のりによってコンバ
ータ17の各mlに熱間固定される。これらのシートは
厚さが12ミクロンであり、各シートの外面は通常のや
り方で厚み5ミクロンの銅の層が最初に被覆される。
これらシートがコンバータにのり付けされた後に、各々
の銅の層は写真平版によってエツチングされ、トラック
19を構成するまっすぐなトラックを残すようにされる
。明瞭化のために、少数の(4個の)著しく収斂するト
ラックのみが第5図に示されているが、実際には殆ど収
斂しない多数のトラック(例えば256個)が設けられ
るのが好ましく、収斂の程度は検出器と線源との間の距
離によって決まる。
の銅の層は写真平版によってエツチングされ、トラック
19を構成するまっすぐなトラックを残すようにされる
。明瞭化のために、少数の(4個の)著しく収斂するト
ラックのみが第5図に示されているが、実際には殆ど収
斂しない多数のトラック(例えば256個)が設けられ
るのが好ましく、収斂の程度は検出器と線源との間の距
離によって決まる。
16s及び16iのような互いに対向した導体は同じ電
子装置20に接続される。
子装置20に接続される。
トラック19の各平面上には、22s又は221のよう
なスペーサフレームがある。これらフレームの各々はコ
ンバータ17と同様に長方形をしており、2つの機能を
果たす。即ち、第1に、コンバータをできるだけ平らに
保持できるように支持し、そして第2に、第5図の垂直
方向においてトラック19の平面と検出器のより遠い層
との間の間隔を定める。
なスペーサフレームがある。これらフレームの各々はコ
ンバータ17と同様に長方形をしており、2つの機能を
果たす。即ち、第1に、コンバータをできるだけ平らに
保持できるように支持し、そして第2に、第5図の垂直
方向においてトラック19の平面と検出器のより遠い層
との間の間隔を定める。
各フレーム22s、22iは厚みが例えば約1・ 5m
mであ0・グラスファイバ〈でづ虫イヒされたエポキシ
樹脂又はステンレスチールのいずれかで構成される。
mであ0・グラスファイバ〈でづ虫イヒされたエポキシ
樹脂又はステンレスチールのいずれかで構成される。
しかしながら、ステンレススチールを用いる場合には、
トラック19とフレーム22s及び221は、フレーム
を介して種々のトラックを短絡するのを防止するために
絶縁材で分離される。更に、下部フレーム22iの前縁
は、コンバータに対して影を作るのを防止するように中
性粒子を著しく透過する材料で作られる。
トラック19とフレーム22s及び221は、フレーム
を介して種々のトラックを短絡するのを防止するために
絶縁材で分離される。更に、下部フレーム22iの前縁
は、コンバータに対して影を作るのを防止するように中
性粒子を著しく透過する材料で作られる。
各フレーム22s、22iの上には、長方形のフレーム
と同様の支持平面23s又は23iがあり、これらは、
例えば、グラスファイバで強化されたエポキシ樹脂で形
成される。ワイヤ18は、隣接するフレーム22s及び
22iから離間された各支持体の面上に貼られ、そして
これらワイヤは互いに電気的に接続されると共に包囲体
11の外部の電位源子Vに接続される。
と同様の支持平面23s又は23iがあり、これらは、
例えば、グラスファイバで強化されたエポキシ樹脂で形
成される。ワイヤ18は、隣接するフレーム22s及び
22iから離間された各支持体の面上に貼られ、そして
これらワイヤは互いに電気的に接続されると共に包囲体
11の外部の電位源子Vに接続される。
更に別の平面カソード24s又は24iが各支持体23
s又は23iの上に配置され、例えば24pのような適
当な絶縁スタッドによってワイヤ18から電気的に絶縁
され、そして各カソードはコンバータ17と実質的に同
じ電位をとる。このようなカソードは任意なものである
が、これらはワイヤ18の周りに対称的な電界を確立す
るように働き、ひいては、装置の性能を改善するように
作用する。
s又は23iの上に配置され、例えば24pのような適
当な絶縁スタッドによってワイヤ18から電気的に絶縁
され、そして各カソードはコンバータ17と実質的に同
じ電位をとる。このようなカソードは任意なものである
が、これらはワイヤ18の周りに対称的な電界を確立す
るように働き、ひいては、装置の性能を改善するように
作用する。
絶縁プレート25は、カソード24sをそれが固定され
るブラケット13から絶縁するために、上部の更に別の
カソード24s上に配置される。
るブラケット13から絶縁するために、上部の更に別の
カソード24s上に配置される。
カソード及びブラケットの電位を互いに且つ例えばアー
ス電位に等しく選択できる限り、プレート25は任意で
ある。
ス電位に等しく選択できる限り、プレート25は任意で
ある。
第5図に示された種々の層で構成されたスタックは、例
えばナイロンのスクリューによってブラケット15に固
定され、1つの層から別の層への電位の伝達が回避され
る。
えばナイロンのスクリューによってブラケット15に固
定され、1つの層から別の層への電位の伝達が回避され
る。
第5図について述べた実施例は対称的な組立体に関する
ものであるが、当業者に明らかなように、この実施例に
よる検出器は、第5図のコンパ−タ17の上下に現われ
る全ての素子を削除して構成することもできる。
ものであるが、当業者に明らかなように、この実施例に
よる検出器は、第5図のコンパ−タ17の上下に現われ
る全ての素子を削除して構成することもできる。
第6図は本発明の別の実施例を示しており、この場合、
コンバータ17は、例えば、タンタルのプレートを切断
することによって得た同一平面素子17a、17b及び
17cによって構成され、これらの素子は、コンバータ
として働くだけでなく、第4図について述べた1組の収
集トラック19としても働く。
コンバータ17は、例えば、タンタルのプレートを切断
することによって得た同一平面素子17a、17b及び
17cによって構成され、これらの素子は、コンバータ
として働くだけでなく、第4図について述べた1組の収
集トラック19としても働く。
従って、17a、17b及び17cのような同一平面素
子は、第4図及び第5図のトラック19について述べた
のと同じ配置を占有し、これらは互いに電気的に絶縁さ
れ、その各々は25のような各キャパシタを経てアース
電位に個々に接続され、そしてその各々は20のような
少なくとも1つの電子回路に個々に接続されるか又はマ
ルチプレクス手段を介して接続される。
子は、第4図及び第5図のトラック19について述べた
のと同じ配置を占有し、これらは互いに電気的に絶縁さ
れ、その各々は25のような各キャパシタを経てアース
電位に個々に接続され、そしてその各々は20のような
少なくとも1つの電子回路に個々に接続されるか又はマ
ルチプレクス手段を介して接続される。
本発明の別の実施例においては、24sのような更に別
のカソードの少なくとも1つは、コンバータの至近位置
に配置されるか又はコンバータによって直接構成された
電荷収集トラックに代わって又はそれに加えて電荷収集
トラック19の平面によって構成される。
のカソードの少なくとも1つは、コンバータの至近位置
に配置されるか又はコンバータによって直接構成された
電荷収集トラックに代わって又はそれに加えて電荷収集
トラック19の平面によって構成される。
第1図は、本発明の方法を実施するシステムの前面図、
第2図は、第1図のシステムを第1図の矢印2に沿って
見た側面図、 第3図は、第1図のシステムに使用できる検出装置の斜
視図、 第4図は、本発明の方法及び第3図の装置の第1次指令
の動作を説明する理論的な図、第5図は、第3図の装置
の検出サブ組立体の分解図、そして 第6図は、第4図と同様の理論的な図であって、第3図
装置の第2の実施例の作用を示す図である。 1・・・中性粒子源 2・・・第1コリメータ 3・・・励起ビーム 4 ・ 5 ・ 6 ・ 7 ・ 8 ・ 検出器 フレーム プレート スロット キャリッジ ・物体 ・ガス収容包囲体 ・検出組立体 ・ブラケット ・平面シート(フラックス) ・導体 ・平面プレート ・ワイヤ ・トラック ・電子装置 Fl(3,1 yTl FI6.6
見た側面図、 第3図は、第1図のシステムに使用できる検出装置の斜
視図、 第4図は、本発明の方法及び第3図の装置の第1次指令
の動作を説明する理論的な図、第5図は、第3図の装置
の検出サブ組立体の分解図、そして 第6図は、第4図と同様の理論的な図であって、第3図
装置の第2の実施例の作用を示す図である。 1・・・中性粒子源 2・・・第1コリメータ 3・・・励起ビーム 4 ・ 5 ・ 6 ・ 7 ・ 8 ・ 検出器 フレーム プレート スロット キャリッジ ・物体 ・ガス収容包囲体 ・検出組立体 ・ブラケット ・平面シート(フラックス) ・導体 ・平面プレート ・ワイヤ ・トラック ・電子装置 Fl(3,1 yTl FI6.6
Claims (11)
- (1)粒子源によって放射されそして平均方向(15)
に対して定められた限定されたアパーチャの立体角内を
伝播する中性粒子のフラックスに含まれた粒子を検出し
、位置決めする装置であって、上記平均方向に対してか
すめて入射するように配置された実質的に平らなソリッ
ドコンバータ(17)であって、上記中性粒子が当った
ときに電荷を形成するのに適したコンバータと、 上記電荷をコンバータの電荷とは異なる電位まで上昇さ
せそして周囲ガスの刺激イオン化によって電荷を増幅す
るための電荷増幅手段と、互いに電気的に絶縁され、互
いに且つ上記コンバータに対して実質的に平行にされ、
そして上記フラックスの平均方向とでもって上記コンバ
ータに対して実質的に垂直な平面を各々形成するような
細長い導線(19)より成る電荷収集手段と、上記中性
粒子を透過することができ、上記コンバータと、電荷増
幅手段と、電荷収集手段と、ガスとを含んでいる包囲体
(11)とを具備する装置において、 上記電荷増幅手段は、上記電荷収集導線とは別々の導電
性ライン(18)を備えていると共に、上記電荷収集導
線(19)は上記コンバータの電位に近い電位に接続さ
れることを特徴とする装置。 - (2)上記電荷収集導線は、上記コンバータの少なくと
も1つの面の至近に配置され、絶縁材料の層(21)に
よってそこから分離された請求項1に記載の装置。 - (3)上記コンバータは、上記電荷収集導線を構成する
同一平面素子から作られる請求項1に記載の装置。 - (4)上記電荷増幅ラインは、上記コンバータの平面に
実質的に平行な少なくとも1つの平面内に配置され、そ
の各々は、上記電荷収集導線が延びる方向に対して実質
的に横方行に延びている請求項のいずれかに記載の装置
。 - (5)上記電荷収集導線は、中性粒子源(1)に向かっ
て収斂する請求項のいずれかに記載の装置。 - (6)上記絶縁材料はポリマーシートより成りそして上
記電荷収集導線は、上記ポリマーシートにエッチングさ
れた銅のトラックによって構成される請求項2と前記各
項の組み合わせによる装置。 - (7)粒子源によって放射されそして平均方向に対して
定められた限定されたアパーチャの立体角内を伝播する
中性粒子のフラックスに含まれた粒子を検出し、位置決
めする方法であって、上記粒子フラックスの平均方向に
対してかすめて入射するように配置された実質的に平ら
なソリッドコンバータ(17)により上記粒子を受け取
って上記中性粒子から電荷を形成し、 上記電荷を周囲ガスの刺激イオン化によって増幅し、そ
して上記粒子フラックスの平均方向(15)に対して実
質的に平行な方向に沿って離間された種々の位置におい
て上記コンバータに実質的に平行な少なくとも1つの平
面に存在する電荷を収集する段階を具備する方法におい
て、 上記電荷を収集する動作は、イオン化によって増幅され
た電荷の極性とは逆の極性を持つ電荷を収集することを
含むことを特徴とする方法。 - (8)上記電荷は、粒子フラックスの平均方向に実質的
に垂直な方向に沿って互いに離間された電荷収集トラッ
ク(19)に沿って収集される請求項7に記載の方法。 - (9)上記電荷は、中性粒子の粒子源(1)に向かって
収斂する電荷収集トラックに沿って収集される請求項7
又は8に記載の方法。 - (10)上記電荷増幅は、上記コンバータに平行な平面
内で複数のラインに沿ってコンバータの電位とは異なる
少なくとも1つの電位(+V)を確立することを含む請
求項7ないし9のいずれかに記載の方法。 - (11)上記確立された電位にある上記ライン(18)
は、上記電荷収集トラック(19)が延びる方向に対し
て実質的に横方行に延びる請求項10に記載の方法。
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