JPH0675052A - 放射線検出方法 - Google Patents
放射線検出方法Info
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- JPH0675052A JPH0675052A JP5163834A JP16383493A JPH0675052A JP H0675052 A JPH0675052 A JP H0675052A JP 5163834 A JP5163834 A JP 5163834A JP 16383493 A JP16383493 A JP 16383493A JP H0675052 A JPH0675052 A JP H0675052A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】バイアス電圧を休止した場合においても、分解
能や検出効率が低下することのない放射線検出方法を提
供する。 【構成】高抵抗ＣｄＴｅ半導体と、該半導体の一表面上
に形成され正孔の注入を防ぐ障壁を有するアノード電極
と、該半導体の他の表面上に形成され電子の注入を防ぐ
障壁を有するカソード電極とからなる半導体検出器を用
いて放射線を検出する方法において、(ａ)アノード電極
・カソード電極間に直流のバイアス電圧を印加して放射
線の検出を開始し、(ｂ)バイアス電圧の電圧値をＥ
（Ｖ）、アノード電極・カソード電極間の半導体の厚さ
をｄ（ｃｍ）とした際に、ｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定
められる時間ｔ（秒）以下の時間、放射線の検出を連続
し、(ｃ)その後、前記バイアス電圧の印加を停止するも
のである。
能や検出効率が低下することのない放射線検出方法を提
供する。 【構成】高抵抗ＣｄＴｅ半導体と、該半導体の一表面上
に形成され正孔の注入を防ぐ障壁を有するアノード電極
と、該半導体の他の表面上に形成され電子の注入を防ぐ
障壁を有するカソード電極とからなる半導体検出器を用
いて放射線を検出する方法において、(ａ)アノード電極
・カソード電極間に直流のバイアス電圧を印加して放射
線の検出を開始し、(ｂ)バイアス電圧の電圧値をＥ
（Ｖ）、アノード電極・カソード電極間の半導体の厚さ
をｄ（ｃｍ）とした際に、ｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定
められる時間ｔ（秒）以下の時間、放射線の検出を連続
し、(ｃ)その後、前記バイアス電圧の印加を停止するも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣｄＴｅ放射線検出器
を用いた放射線検出方法に関するものである。ＣｄＴｅ
放射線検出器は、放射線に起因してＣｄＴｅ半導体内に
生じる光電流をその表面に設けた電極により測定するも
のである。ＣｄＴｅは、バンドギャップが広いため室温
での動作が可能であり、また構成元素の原子番号が大き
いためＸ線、γ線などの放射線の吸収係数が大きく、高
い感度が得られる。このような検出器は、放射線使用施
設のモニター、スペクトルサーベイメータなどに用いら
れている。また、検出器の小型化、アレイ化が可能であ
り、医療用診断機器、産業用の非破壊検査装置などにア
レイ化した検出器が応用され始めている。
を用いた放射線検出方法に関するものである。ＣｄＴｅ
放射線検出器は、放射線に起因してＣｄＴｅ半導体内に
生じる光電流をその表面に設けた電極により測定するも
のである。ＣｄＴｅは、バンドギャップが広いため室温
での動作が可能であり、また構成元素の原子番号が大き
いためＸ線、γ線などの放射線の吸収係数が大きく、高
い感度が得られる。このような検出器は、放射線使用施
設のモニター、スペクトルサーベイメータなどに用いら
れている。また、検出器の小型化、アレイ化が可能であ
り、医療用診断機器、産業用の非破壊検査装置などにア
レイ化した検出器が応用され始めている。
【０００２】
【従来の技術】ＣｄＴｅ放射線検出器による測定では、
電極間に比較的高電圧のバイアス電圧を印加し、放射線
の入射に起因した電流パルスを読みだしている。電流パ
ルスの高さとして入射した放射線のエネルギーを、また
電流パルスの頻度としてその強度を測定している。
電極間に比較的高電圧のバイアス電圧を印加し、放射線
の入射に起因した電流パルスを読みだしている。電流パ
ルスの高さとして入射した放射線のエネルギーを、また
電流パルスの頻度としてその強度を測定している。
【０００３】このような放射線測定方法において１５分
間程度の比較的長時間の連続測定では、同一放射線の入
力においても読みだした電流パルスの高さや頻度が低下
するという経時変化が生じることが知られていた。バイ
アス電圧の印加を数秒間休止することで、このような劣
化を回復することができる。（R.O.Bell et al.;NUCLEA
R INSTRUMENTS AND METHODS,vol.117(1974)pp.267）
間程度の比較的長時間の連続測定では、同一放射線の入
力においても読みだした電流パルスの高さや頻度が低下
するという経時変化が生じることが知られていた。バイ
アス電圧の印加を数秒間休止することで、このような劣
化を回復することができる。（R.O.Bell et al.;NUCLEA
R INSTRUMENTS AND METHODS,vol.117(1974)pp.267）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイア
ス電圧を休止した場合、連続的にバイアスを印加した場
合の初期状態と比較して、電流パルスの高さがばらつく
ための分解能の低下や、パルスの頻度が低下して検出効
率が低下することがあった。また、バイアス電圧を休止
している期間は、放射線を検出できないために検出効率
が低下していた。
ス電圧を休止した場合、連続的にバイアスを印加した場
合の初期状態と比較して、電流パルスの高さがばらつく
ための分解能の低下や、パルスの頻度が低下して検出効
率が低下することがあった。また、バイアス電圧を休止
している期間は、放射線を検出できないために検出効率
が低下していた。
【０００５】本発明は上記の課題を解決したもので、本
発明の目的は、バイアス電圧を休止した場合において
も、分解能や検出効率が低下することのない放射線検出
方法を提供するものである。
発明の目的は、バイアス電圧を休止した場合において
も、分解能や検出効率が低下することのない放射線検出
方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、高抵抗ＣｄＴ
ｅ半導体と、該半導体の一表面上に形成され正孔の注入
を防ぐ障壁を有するアノード電極と、該半導体の他の表
面上に形成され電子の注入を防ぐ障壁を有するカソード
電極とからなる半導体検出器を用いて放射線を検出する
方法において、(ａ)アノード電極・カソード電極間に直
流のバイアス電圧を印加して放射線の検出を開始し、
(ｂ)バイアス電圧の電圧値をＥ（Ｖ）、アノード電極・
カソード電極間の半導体の厚さをｄ（ｃｍ）とした際
に、ｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められる時間ｔ（秒）
以下の時間、放射線の検出を連続し、(ｃ)その後、前記
バイアス電圧の印加を停止するものである。
ｅ半導体と、該半導体の一表面上に形成され正孔の注入
を防ぐ障壁を有するアノード電極と、該半導体の他の表
面上に形成され電子の注入を防ぐ障壁を有するカソード
電極とからなる半導体検出器を用いて放射線を検出する
方法において、(ａ)アノード電極・カソード電極間に直
流のバイアス電圧を印加して放射線の検出を開始し、
(ｂ)バイアス電圧の電圧値をＥ（Ｖ）、アノード電極・
カソード電極間の半導体の厚さをｄ（ｃｍ）とした際
に、ｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められる時間ｔ（秒）
以下の時間、放射線の検出を連続し、(ｃ)その後、前記
バイアス電圧の印加を停止するものである。
【０００７】アノード電極としては、真空蒸着法により
形成したインジウム、錫などの正孔に対する障壁の高さ
が比較的高い（０．５ｅＶ以上）金属からなる電極を、
また、カソード電極としては、無電解めっきにより形成
した白金、金などの電子に対する障壁の高さが比較的高
い（０．５ｅＶ以上）金属からなる電極を用いることが
できる。
形成したインジウム、錫などの正孔に対する障壁の高さ
が比較的高い（０．５ｅＶ以上）金属からなる電極を、
また、カソード電極としては、無電解めっきにより形成
した白金、金などの電子に対する障壁の高さが比較的高
い（０．５ｅＶ以上）金属からなる電極を用いることが
できる。
【０００８】放射線検出を連続する時間は、１．０ｔ以
下のなるべく長い時間とすることが望ましい。連続する
時間が０．１ｔ未満となると、測定時間に較べてバイア
ス電圧の休止により測定が不能となる時間が長くなるた
めは、実質的な検出効率が低下する。また、バイアス電
圧印加直後の動作不安定を避けるため、０．５秒以上と
することが望ましく。バイアス電圧の印加を停止する時
間は、０．１秒程度以上あれば経時変化前の状態に戻す
ことができる。
下のなるべく長い時間とすることが望ましい。連続する
時間が０．１ｔ未満となると、測定時間に較べてバイア
ス電圧の休止により測定が不能となる時間が長くなるた
めは、実質的な検出効率が低下する。また、バイアス電
圧印加直後の動作不安定を避けるため、０．５秒以上と
することが望ましく。バイアス電圧の印加を停止する時
間は、０．１秒程度以上あれば経時変化前の状態に戻す
ことができる。
【０００９】
【作用および効果】本発明によれば、バイアス電圧の印
加を継続する時間をｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められ
る時間ｔ（秒）以下の時間としているので、分解能の劣
化や検出効率の低下を生ずることなく連続的な測定が可
能であり、電極として正孔の注入を防ぐ障壁を有するア
ノード電極と電子の注入を防ぐ障壁を有するカソード電
極とを用いているのでバイアス電圧を高めてもリーク電
流が増えない。したがって、放射線検出において、高い
検出効率と高い分解能を得ることができる。
加を継続する時間をｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められ
る時間ｔ（秒）以下の時間としているので、分解能の劣
化や検出効率の低下を生ずることなく連続的な測定が可
能であり、電極として正孔の注入を防ぐ障壁を有するア
ノード電極と電子の注入を防ぐ障壁を有するカソード電
極とを用いているのでバイアス電圧を高めてもリーク電
流が増えない。したがって、放射線検出において、高い
検出効率と高い分解能を得ることができる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例としてγ線検出方法につい
て以下詳細に説明する。半導体検出器は、２ｍｍ角で厚
さ１ｍｍの塩素ド−プの高抵抗ＣｄＴｅ半導体単結晶の
対向する主面に電極を形成したものである。カソード電
極は無電解めっきにより形成したＰｔ（白金）電極であ
り、電子に対してオーミック特性を示すアノード電極は
真空蒸着により形成されたＩｎ（インジウム）電極であ
る。カソード、アノード電極の正孔に対する障壁の高さ
は、それぞれ０．６ｅＶ、１．４ｅＶである。また、カ
ソード、アノード電極の電子に対する障壁の高さは、そ
れぞれ０．９ｅＶ、０．１ｅＶである。
て以下詳細に説明する。半導体検出器は、２ｍｍ角で厚
さ１ｍｍの塩素ド−プの高抵抗ＣｄＴｅ半導体単結晶の
対向する主面に電極を形成したものである。カソード電
極は無電解めっきにより形成したＰｔ（白金）電極であ
り、電子に対してオーミック特性を示すアノード電極は
真空蒸着により形成されたＩｎ（インジウム）電極であ
る。カソード、アノード電極の正孔に対する障壁の高さ
は、それぞれ０．６ｅＶ、１．４ｅＶである。また、カ
ソード、アノード電極の電子に対する障壁の高さは、そ
れぞれ０．９ｅＶ、０．１ｅＶである。
【００１１】本実施例で用いるγ線検出装置の構成を図
１に示す。半導体検出器１のカソード電極は接地され、
アノード電極はリレー２に入力されている。３接点のリ
ードリレーからなるリレー２は、半導体検出器１のアノ
ード電極をバイアス回路または接地状態に切り換えてい
る。バイアス回路側は、バイアス電源３から＋３００Ｖ
の直流バイアス電圧が印加され、コンデンサを介してプ
リアンプ４に信号が入力されている。プリアンプ４の出
力信号は、パルス高分析器５により解析される。リレー
２は、９．８秒間はバイアス回路に接続し、その後０．
２秒間は接地するようにリレー駆動回路６により制御さ
れる。リレー２の切り換え状態は、測定の同期信号とし
てパルス高分析器５にも入力される。
１に示す。半導体検出器１のカソード電極は接地され、
アノード電極はリレー２に入力されている。３接点のリ
ードリレーからなるリレー２は、半導体検出器１のアノ
ード電極をバイアス回路または接地状態に切り換えてい
る。バイアス回路側は、バイアス電源３から＋３００Ｖ
の直流バイアス電圧が印加され、コンデンサを介してプ
リアンプ４に信号が入力されている。プリアンプ４の出
力信号は、パルス高分析器５により解析される。リレー
２は、９．８秒間はバイアス回路に接続し、その後０．
２秒間は接地するようにリレー駆動回路６により制御さ
れる。リレー２の切り換え状態は、測定の同期信号とし
てパルス高分析器５にも入力される。
【００１２】本実施例による測定手順は、(ａ)リレーを
切り換えてバイアス回路に接続して＋３００Ｖの直流バ
イアス電圧を印加し、放射線により生じる電流パルスの
検出を開始し、(ｂ)９．８秒間、電流パルスの検出を連
続し、(ｃ)リレーを切り換えてアノード電極を接地する
ことで、０．２秒間、バイアス電圧の印加を停止する。
その後、再びリレーを切り換えて上記（ａ）の状態とす
るものである。
切り換えてバイアス回路に接続して＋３００Ｖの直流バ
イアス電圧を印加し、放射線により生じる電流パルスの
検出を開始し、(ｂ)９．８秒間、電流パルスの検出を連
続し、(ｃ)リレーを切り換えてアノード電極を接地する
ことで、０．２秒間、バイアス電圧の印加を停止する。
その後、再びリレーを切り換えて上記（ａ）の状態とす
るものである。
【００１３】本実施例による測定結果を図２に示す。こ
の測定は、放射性同位元素241Ａｍから放射される６０
ＫｅＶのγ線のエネルギースペクトルに対応した電流パ
ルスの高さ分布を示している。横軸のチャンネルが電流
パルスの高さ、縦軸のカウントが電流パルスの頻度を示
している。この結果から明らかなように、エネルギー分
解能は半値幅で２．８ＫｅＶと良好な結果が得られた。
の測定は、放射性同位元素241Ａｍから放射される６０
ＫｅＶのγ線のエネルギースペクトルに対応した電流パ
ルスの高さ分布を示している。横軸のチャンネルが電流
パルスの高さ、縦軸のカウントが電流パルスの頻度を示
している。この結果から明らかなように、エネルギー分
解能は半値幅で２．８ＫｅＶと良好な結果が得られた。
【００１４】
【比較例１】比較例１として、半導体検出器のアノー
ド、カソード電極を共に無電解めっきにより形成したＰ
ｔ（白金）電極を用い、それ以外は上記実施例と同様に
して測定を行った。比較例１による測定結果を図３に示
す。この場合、バイアス電圧を高めると正孔注入による
暗電流が増大するために、バイアス電圧を５０Ｖを超え
て印加することができず、バイアス電圧を５０Ｖとし
た。この場合、エネルギー分解能は半値幅で４．０Ｋｅ
Ｖと悪化し、また、電流パルスの継続時間である応答時
間も１０倍程度に悪化した。
ド、カソード電極を共に無電解めっきにより形成したＰ
ｔ（白金）電極を用い、それ以外は上記実施例と同様に
して測定を行った。比較例１による測定結果を図３に示
す。この場合、バイアス電圧を高めると正孔注入による
暗電流が増大するために、バイアス電圧を５０Ｖを超え
て印加することができず、バイアス電圧を５０Ｖとし
た。この場合、エネルギー分解能は半値幅で４．０Ｋｅ
Ｖと悪化し、また、電流パルスの継続時間である応答時
間も１０倍程度に悪化した。
【００１５】
【比較例２】比較例２として、直流バイアス電圧の印加
を１０秒以上継続して連続的に測定を行い、それ以外は
上記実施例と同様にして測定を行った。図４は、電流パ
ルスの高さ分布でのピークカウントの相対値を縦軸と
し、直流バイアス電圧（３００Ｖ）印加後の経時変化を
示す。１０秒後にカウントピーク数の相対値が１％低下
し、その後も低下が継続することがわかる。直流バイア
ス電圧を変えて、カウントピーク数の相対値が１％低下
するまでの時間を安定時間として測定して、図５にまと
めた。この図から実験的に明らかなように、このような
安定時間ｔは、平均電界強度Ｅ／ｄの２乗に比例し、ｔ
＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められる。（ただし、バイア
ス電圧の電圧値をＥ（Ｖ）、アノード電極・カソード電
極間の半導体の厚さをｄ（ｃｍ）とする。）
を１０秒以上継続して連続的に測定を行い、それ以外は
上記実施例と同様にして測定を行った。図４は、電流パ
ルスの高さ分布でのピークカウントの相対値を縦軸と
し、直流バイアス電圧（３００Ｖ）印加後の経時変化を
示す。１０秒後にカウントピーク数の相対値が１％低下
し、その後も低下が継続することがわかる。直流バイア
ス電圧を変えて、カウントピーク数の相対値が１％低下
するまでの時間を安定時間として測定して、図５にまと
めた。この図から実験的に明らかなように、このような
安定時間ｔは、平均電界強度Ｅ／ｄの２乗に比例し、ｔ
＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められる。（ただし、バイア
ス電圧の電圧値をＥ（Ｖ）、アノード電極・カソード電
極間の半導体の厚さをｄ（ｃｍ）とする。）
【００１６】したがって、この安定時間ｔ以下の時間の
み、直流バイアス電圧の印加を継続して測定を行えば、
検出感度の相当する電流パルスのカウント数を低下させ
ることはない。なお、放射線の検出は、電流パルスの数
をカウントする以外に、電流パルスを積分して平均電流
値として測定することもできる。
み、直流バイアス電圧の印加を継続して測定を行えば、
検出感度の相当する電流パルスのカウント数を低下させ
ることはない。なお、放射線の検出は、電流パルスの数
をカウントする以外に、電流パルスを積分して平均電流
値として測定することもできる。
【図１】本実施例で用いるγ線検出装置の構成を説明す
るための概念図である。
るための概念図である。
【図２】本実施例によるγ線のエネルギースペクトルに
対応した電流パルスの高さ分布を示す図である。
対応した電流パルスの高さ分布を示す図である。
【図３】比較例１によるγ線のエネルギースペクトルに
対応した電流パルスの高さ分布を示す図である。
対応した電流パルスの高さ分布を示す図である。
【図４】電流パルスの高さ分布でのカウントピーク数の
相対値の経時変化を示す図である。
相対値の経時変化を示す図である。
【図５】半導体検出器内での平均電界強度と安定時間の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
１ 半導体検出器 ２ リレー ３ バイアス電源 ４ プリアンプ ５ パルス高分析器 ６ リレー駆動回路
Claims (1)
- 【請求項１】 高抵抗ＣｄＴｅ半導体と、該半導体の一
表面上に形成され正孔の注入を防ぐ障壁を有するアノー
ド電極と、該半導体の他の表面上に形成され電子の注入
を防ぐ障壁を有するカソード電極とからなる半導体検出
器を用いて放射線を検出する方法において、 (ａ)アノード電極・カソード電極間に直流のバイアス電
圧を印加して放射線の検出を開始し、 (ｂ)バイアス電圧の電圧値をＥ（Ｖ）、アノード電極・
カソード電極間の半導体の厚さをｄ（ｃｍ）とした際
に、ｔ＝（Ｅ／ｄ）2／１０6で定められる時間ｔ（秒）
以下の時間、放射線の検出を連続し、 (ｃ)その後、前記バイアス電圧の印加を停止する ことを特徴とする放射線検出方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16383493A JP3151487B2 (ja) | 1992-06-23 | 1993-06-10 | 放射線検出方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-187418 | 1992-06-23 | ||
| JP18741892 | 1992-06-23 | ||
| JP16383493A JP3151487B2 (ja) | 1992-06-23 | 1993-06-10 | 放射線検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675052A true JPH0675052A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3151487B2 JP3151487B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=26489166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16383493A Expired - Fee Related JP3151487B2 (ja) | 1992-06-23 | 1993-06-10 | 放射線検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151487B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661289A (en) * | 1995-03-28 | 1997-08-26 | Tamura Electric Works, Ltd. | Card and card check method |
| US5714743A (en) * | 1995-03-28 | 1998-02-03 | Tamura Electric Works, Ltd. | Card and card issuing apparatus |
| JP2006513406A (ja) * | 2002-12-13 | 2006-04-20 | オイ アジャト， リミテッド | 放射線撮像装置用のスイッチング／脱分極電源装置 |
| JP2008304420A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Acrorad Co Ltd | 半導体放射線検出装置 |
| WO2009101772A1 (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-20 | Ishida Co., Ltd. | Ｘ線検査装置 |
| WO2009122665A1 (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | 株式会社イシダ | Ｘ線検査装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3699973B1 (ja) | 2004-12-28 | 2005-09-28 | 株式会社日立製作所 | 核医学診断装置 |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP16383493A patent/JP3151487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661289A (en) * | 1995-03-28 | 1997-08-26 | Tamura Electric Works, Ltd. | Card and card check method |
| US5714743A (en) * | 1995-03-28 | 1998-02-03 | Tamura Electric Works, Ltd. | Card and card issuing apparatus |
| JP2006513406A (ja) * | 2002-12-13 | 2006-04-20 | オイ アジャト， リミテッド | 放射線撮像装置用のスイッチング／脱分極電源装置 |
| JP2008304420A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Acrorad Co Ltd | 半導体放射線検出装置 |
| WO2009101772A1 (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-20 | Ishida Co., Ltd. | Ｘ線検査装置 |
| WO2009122665A1 (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | 株式会社イシダ | Ｘ線検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3151487B2 (ja) | 2001-04-03 |
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