JPH0329256A - 放射線検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射線検出器、特に走査電子顕ｖ！ｌ鏡に好敵
な電子線検出器に関する。

〔従来の技術〕

従来，電子線検出器については、マイクロビームアナリ
シス（１９８５年）第１４１頁から第１７２頁において
論じられている。走査電子顕微鏡の検出器には、シンチ
レータと光電子増倍管方式，半導体検出器、あるいはマ
イクロチャネルプレート検出器が使用されている。シン
チレータと光電子増倍管方式は，電子をシンチレータ（
螢光体）により光に変換し、光電子増倍管により電気信
号１こ変換する方式であり、高利得，低ノイズのすぐれ
た方式で一番広く使用されている。半導体検出器は、ｐ
ｎ接合を持つ半導体で電子を電気信号に変換するもので
ある。マイクロチャネルプレート検出器は、チャネル型
電子増倍管を多数束ねたものであり、チャネル型電子増
倍管で電子を増倍し出力信号を得る．半導体検出器とマ
イクロチャネルプレート検出器は、反射電子の検出にシ
ンチレータと光電子増倍管方式に代わって使用されるこ
とがある． 〔発明が解決し−ようとする課題〕 上記検出器のうち、シンチレータと光電子増倍管方式は
、シンチレータの残光時間，光電子増倍管の応答速度お
よび光電子増倍管の出力電流を増幅するヘッドアンプの
応答速度により検出系全体の応答速度が決定される。光
電子増倍管とヘッドアンプは応答速度の優れたものが入
手できるが、シンチレータの残光時間の短いものがなく
、この方式の検出器の応答速度はシンチレータで制限さ
れる。残光時間の短いシンチレータとしては、プラスチ
ックシンチレータと液体シンチレータがあるが、両者と
も寿命が数時間と短いという欠点がある。走査電子顕微
鏡の検出器にプラスチックシンチレータを使用した例は
あるが，頻繁に交換する必要があり実用的ではなかった
。

また、半導体検出器は特性上応答速度を高くできない。

マイクロチャネルプレート検出器は応答速度は優れてい
るが、検出できる電子のエネルギが限定されていること
と利得が低いことが欠点である。

本発明の目的は、応答速度に優れており、寿命が長く、
かつ高利得な電子線等の放射線検出器を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、残光時間の短い液体シンチ
レータを入れる容器と、液体シンチレータから発光した
光を検出する光電子増倍管と、液体シンチレータから発
光した光を光電子増倍管に導くライトガイドで構成され
る検出器とする。

液体シンチレータは寿命が短いため、容器中の古い液体
シンチレータを新しい液体シンチレータと交換する機構
を設けることで、液体シンチレータの寿命と無関係に長
時間使用できる検出器を得る。

電子はＸｇに比べ物質透過能力に劣るため、容器に吸収
され液体シンチレータまで到達しないので液体シンチレ
ータが発光しない。このため、電子線を検出するには、
容器の電子線検出面を、電子をＸ線に変換する材質とし
、Ｘ線に発光する液体シンチレータを用いる。Ｘ線（γ
線）を検出するときは、Ｘ線（γ線）の物質透過能力が
優れているため容器による吸収を考慮する必要はない。

〔作用〕

電子線を検出する場合について説明する。電子線が液体
シンチレータを入れた容器に入射すると制動放射等の現
像によるＸ線が発生する。Ｘ線は電子線に比べ物質透過
能力が高いため容器を透過し、液体シンチレータを発光
させる。発光した光はライトガイドで光電子増倍管に導
かれ、光電子増倍管で電気信号に変換される。液体シン
チレー夕は残光時間が短いため、この検出器は応答特性
が優れている。また、液体シンチレータの寿命は短いが
、連続的あるいは間欠的に容器内の液体シンチレータを
新品と交換することで、液体シンチレータの寿命に左右
されず長時間使用できる検出器となる。また、光電子増
倍管の増幅率は大きいので、この検出器は高利得である
。

物質透過能力の高い放射線、例えばＸ線を検出する場合
は、放射線が液体シンチレータを入れた容器を透過し、
液体シンチレータを発行させる。

その以後は上述した機構により、電気信号に変換される
． 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。タン
クｌに新しい液体シンチレータが貯蔵されており、管３
で容器４に導かれている。さらに容器４は管３でボンプ
５につながっており、ポンプ５が動作することで、容器
４内の液体シンチレ一夕２が新品と交換される。ポンプ
５は連続的に動作させてもよいし、間欠的に動作させて
もよい。

この機構により容器４内の液体シンチレータを常に新鮮
な状態に保つことができる。電子線６が入射する容器４
の面は、金属薄膜７であり、電子線６が当たると）［８
が発生する。Ｘ線８は金属薄ｊ漠７を透過し、液体シン
チレータ２を発光させる。

液体シンチレータ２で発光した光９は容器４の一面であ
る透明窓１０を通り、ライトガイド１１を通って、光電
子増倍管１２に導びかれる。光電子増倍管１２で光９は
電子に変換され増倍されて電流信号となる。さらにヘッ
ドアンプ１３で電流電圧変換して、出力信号１４を得る
。液体シンチレー夕の残光時間は３ｎＳ程度であり、走
査電子顕微鏡の検出器のシンチレータとして広く用いら
れているＰ４６蛍光体の残光時間８０ｎＳに比べ、大幅
に短い。このため応答速度の極めてよい検出器となる。

液体シンチレータの寿命は数時間と短いが、ボンプ５で
容器４内の液体シンチレータを絶えず新品と交換してい
るので、液体シンチレー夕の寿命とは無関係に検出器の
使用時間を伸ばすことができる。

本発明の他の実施例を第２図により説明する。

この実施例は容器４以外は第｛図で示した実施例と同一
であるため、容器４の違いのみを説明する。

ｘａなどの物質透過能力の高い放射線１５は容器４を透
過し、直接液体シンチレータ２を発光させる。このため
、容器４の一面を特に金属薄膜とする必要はない。

次に本発明を走査電子顕微鎖に組み込んだ例を第３図に
より説明する。電子銃２０で発生し加速された電子線２
１を電子レンズ２２で試料２３上に集束させ、偏向回路
２５で廓動される走査コイル２４により試料２３上の顕
微鏡視野内を偏向走査する。試料からの２次電子、反射
電子、透過電子を検出することで、２次電子像、反射電
子像，透過電子像が得られる。２次電子の検出は，スイ
ッチ３０を閉じ、電源２９でグリノド２８をプラス印加
し、２次電子を集め、第１図で説明した電子線検出器で
検出する。検出信号は同期回路２６により偏向信号と同
期させ、ＣＲＴ２７に表示、２次電子像を得る。このと
き、グリッド２８に電圧を印加する代わりに、容器４に
印加してもよい。

反射電子は、スイッチ３０を開けグリッド２８を印加し
ない状態で、第１図で説明した電子線検出器で検出する
。検出信号をＣＲＴ２７に表示して反射電子像とする。

透過電子は、試料２３下に配置した、第１図で説明した
電子線検出器で検出する。検出信号は、スイノチ３１を
切替え、ＣＲＴ２７に表示、透過電子像を得る。容器４
内の液体シンチレータ２は、タンク１より￥ｆ３を通し
て、ボンプ５を動作させることで、新品と交換される．
〔発明の効果〕 本発明によれば、残光時間の短い液体シンチレー夕を交
換し、常に新しい液体シンチレータで放射線を検出でき
るので，検出器の応答速度向上と長寿命化の効果がある
。

また、液体シンチレータの容器の検出面で電子線をＸａ
に変換できるので、電子線を検出できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構Ｉ戊図、第２図は他の実
施例の構成図、第３図は、本発明を適用した走査電子顕
微鏡の構成図である。 １・・・タンク， ２・・・液体シンチレータ、 ３・・・管、 ４・・・容器、 ５・・ポンプ ７・・金属薄膜、 ｌＯ・・・透明窓、 １１・・・ライトガイド， ｌ２・・・光電子増倍管、 ｌ３・・・ヘッドアンプ。 第　１　　図 ノ↑く′二，，フ０ｓ 第２図 −３５４一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シンチレータと光検出器より成る放射線検出器にお
   いて、シンチレータとして液体シンチレータを用い、液
   体シンチレータを補給または交換する手段を設けたこと
   を特徴とする放射線検出器。