JPH0734481B2 - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
- Publication number
- JPH0734481B2 JPH0734481B2 JP61161307A JP16130786A JPH0734481B2 JP H0734481 B2 JPH0734481 B2 JP H0734481B2 JP 61161307 A JP61161307 A JP 61161307A JP 16130786 A JP16130786 A JP 16130786A JP H0734481 B2 JPH0734481 B2 JP H0734481B2
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- Japan
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- semiconductor
- rays
- radiation
- detector
- radiation detector
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、α線，β線，γ線，中性子線等の放射線の検
出器に係るものである。
出器に係るものである。
従来の技術 半導体放射線検出器として、従来、シリコン，ゲルマニ
ウム，ヒ化ガリウム，テルル化カドミウム，沃化第２水
銀などの半導体材料が使用されてきた。これらの半導体
材料を用いて、放射線の線量測定を行なうためパルス波
高弁別やフィルター構成などにより、エネルギーの均一
化をはかっていた。
ウム，ヒ化ガリウム，テルル化カドミウム，沃化第２水
銀などの半導体材料が使用されてきた。これらの半導体
材料を用いて、放射線の線量測定を行なうためパルス波
高弁別やフィルター構成などにより、エネルギーの均一
化をはかっていた。
ダイヤモンドは、比較的生体に近い半導体であるが高価
であるため実用化はなされていない。
であるため実用化はなされていない。
発明が解決しようとする問題点 従来の半導体放射線検出器では、放射線の測定、特に、
照射線量や線量当量の測定を行なう場合、半導体材料と
生体との元素組成が異なるため、前記したような特殊な
補正手段を用いなければならない。このため高精度の測
定を行なうためには、複雑な処理が必要であるため、高
価であった。
照射線量や線量当量の測定を行なう場合、半導体材料と
生体との元素組成が異なるため、前記したような特殊な
補正手段を用いなければならない。このため高精度の測
定を行なうためには、複雑な処理が必要であるため、高
価であった。
本発明は、放射線の測定を安価に、かつ高精度に行なう
手段を提供するものである。
手段を提供するものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、放射線検出部を、非晶質カーボン（ａ−ｃと
略す）半導体で構成する。
略す）半導体で構成する。
作用 放射線がａ−ｃ半導体部に入ると放射線の一部又は全部
が吸収され、吸収されたエネルギー量に比例した電荷を
発生する。ここで発生する電荷は、放射線の線種（Ｘ
線，γ線，β線，α線，中性子線など）とエネルギーと
吸収された材料の密度と実効原子番号で決まるため、人
体と近似な組成を有するａ−ｃ半導体には、人体で発生
するのと同等の電荷を発生する。中性子線は生体内では
主として、水素と反応し、電荷を発生させる。ａ−ｃ半
導体においては、含有した水素が、中性子と反応し、人
体と近似した電荷を発生する。このように、ａ−ｃ半導
体においては、あらゆる種類の放射線線種に対して、生
体と同等の電荷を発生するため、この電荷を測定するこ
とにより、高精度な線量測定が出来る。
が吸収され、吸収されたエネルギー量に比例した電荷を
発生する。ここで発生する電荷は、放射線の線種（Ｘ
線，γ線，β線，α線，中性子線など）とエネルギーと
吸収された材料の密度と実効原子番号で決まるため、人
体と近似な組成を有するａ−ｃ半導体には、人体で発生
するのと同等の電荷を発生する。中性子線は生体内では
主として、水素と反応し、電荷を発生させる。ａ−ｃ半
導体においては、含有した水素が、中性子と反応し、人
体と近似した電荷を発生する。このように、ａ−ｃ半導
体においては、あらゆる種類の放射線線種に対して、生
体と同等の電荷を発生するため、この電荷を測定するこ
とにより、高精度な線量測定が出来る。
実施例 第１図は本発明のａ−ｃ半導体放射線検出器の一実施例
を示す。第１図において、１はａ−ｃ半導体を形成する
ための基板を示す。基板は導電性材料、例えばアルミニ
ウムなどの金属材料やシリコンなどの半導体材料などの
他に、導電電極を形成した絶縁性材料などが使用され
る。精度の高い線量測定においては、放射線検出部のみ
でなく、検出部の周囲の材料による効果が大きく表われ
る。このため、基板１は、生体等価な材料が望ましい。
この一例として、チッ化ホウ素や酸化ベリリウムセラミ
ック基板や、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂やエポ
キシ系樹脂などのプラスチック基板や、黒鉛基板などが
ある。また、骨材と同一な、リン酸カルシウム系セラミ
ック基板なども使用される。２はａ−ｃ半導体で、少な
くとも、水素またはハロゲン原子Ｘを含有する非晶質カ
ーボン（以下、ａ−ｃ（:H:X）と略記する。但し、Ｘ＝
F,Cl,Br又はＩ）からなる。さらに、ａ−ｃ半導体内に
少くとも窒素，燐または硫黄のいずれかを含有させるこ
とにより、ａ−ｃ（:H:X）をさらに生体等価なものとす
ることができる。以下、製法の一例について記述する。
を示す。第１図において、１はａ−ｃ半導体を形成する
ための基板を示す。基板は導電性材料、例えばアルミニ
ウムなどの金属材料やシリコンなどの半導体材料などの
他に、導電電極を形成した絶縁性材料などが使用され
る。精度の高い線量測定においては、放射線検出部のみ
でなく、検出部の周囲の材料による効果が大きく表われ
る。このため、基板１は、生体等価な材料が望ましい。
この一例として、チッ化ホウ素や酸化ベリリウムセラミ
ック基板や、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂やエポ
キシ系樹脂などのプラスチック基板や、黒鉛基板などが
ある。また、骨材と同一な、リン酸カルシウム系セラミ
ック基板なども使用される。２はａ−ｃ半導体で、少な
くとも、水素またはハロゲン原子Ｘを含有する非晶質カ
ーボン（以下、ａ−ｃ（:H:X）と略記する。但し、Ｘ＝
F,Cl,Br又はＩ）からなる。さらに、ａ−ｃ半導体内に
少くとも窒素，燐または硫黄のいずれかを含有させるこ
とにより、ａ−ｃ（:H:X）をさらに生体等価なものとす
ることができる。以下、製法の一例について記述する。
ａ−ｃ半導体の作成には、CH4，C2H6，C3H8，C4H10，C2
H4，C3H6，C4H8，C2H2，C3H4，C4H6，C6H6などの炭化水
素、CH3F，CH3Cl，CH3Br，CH3I，C2H5Cl，C2H5Br，C2H5
Iなどのハロゲン化アルキル、C3H5F，C3H5Cl，C3H5Brな
どのハロゲン化アリル、CClF3，CF4，CHF3，C2F6，C3F8
などのフロンガス、C6H6-mFm（ｍ＝１〜６）の弗化ベン
ゼンなどのＣ原子の原料ガスを用いたプラズマCVD法、
またはグラファイトをターゲットとし、Ar,H2，F2，C
l2，CH4，C2H4，C2H2中での反応性スパッタ法が使用さ
れる。また、ａ−ｃ半導体内に、窒素，酸素，燐または
硫黄を添加する方法として、PH3，P2H4，PF3，PF5，PCl
3，PCl5，PBr3，PBr5，PI3，O2,NO,NO2，N2O3，N2O4，N
2O5，NO3，N2，NH3，N2NNH2，HN3，NH4N3，F3N，F4N2，
H2S，SO2，CS2，SF6，CH3SH，C2H5SH，C4H4S，(CH3)
2S，(C2H5)2Sなどのガスを、プラズマCVD法では膜形成
時に上記のＣ原子の原料ガスに混合すれば良く、反応性
スパッタ法ではAr,H2，F2，Cl2などのガスに混合すれば
良い。
H4，C3H6，C4H8，C2H2，C3H4，C4H6，C6H6などの炭化水
素、CH3F，CH3Cl，CH3Br，CH3I，C2H5Cl，C2H5Br，C2H5
Iなどのハロゲン化アルキル、C3H5F，C3H5Cl，C3H5Brな
どのハロゲン化アリル、CClF3，CF4，CHF3，C2F6，C3F8
などのフロンガス、C6H6-mFm（ｍ＝１〜６）の弗化ベン
ゼンなどのＣ原子の原料ガスを用いたプラズマCVD法、
またはグラファイトをターゲットとし、Ar,H2，F2，C
l2，CH4，C2H4，C2H2中での反応性スパッタ法が使用さ
れる。また、ａ−ｃ半導体内に、窒素，酸素，燐または
硫黄を添加する方法として、PH3，P2H4，PF3，PF5，PCl
3，PCl5，PBr3，PBr5，PI3，O2,NO,NO2，N2O3，N2O4，N
2O5，NO3，N2，NH3，N2NNH2，HN3，NH4N3，F3N，F4N2，
H2S，SO2，CS2，SF6，CH3SH，C2H5SH，C4H4S，(CH3)
2S，(C2H5)2Sなどのガスを、プラズマCVD法では膜形成
時に上記のＣ原子の原料ガスに混合すれば良く、反応性
スパッタ法ではAr,H2，F2，Cl2などのガスに混合すれば
良い。
ａ−ｃ半導体は、水素の含有量により、密度を自由に制
御出来る。水素含有量は０〜50〔atomic％〕程度まで制
御出来、密度も１〜2.5〔g/cm3〕まで制御出来る。この
ため、生体組織に応じた組成を実現出来るため、測定の
高精度化がはかれる。
御出来る。水素含有量は０〜50〔atomic％〕程度まで制
御出来、密度も１〜2.5〔g/cm3〕まで制御出来る。この
ため、生体組織に応じた組成を実現出来るため、測定の
高精度化がはかれる。
また、厚さは150μｍ程度までに形成することが可能で
ある。
ある。
３は取出し電極を示す。ａ−ｃ半導体内に発生した電荷
を外部信号として取出すための電極である。第１図で
は、対向電極を形成した構造であるが、第２図における
ように、同一面上に電極を形成する構造も可能である。
第２図においては、電極の一例として、平行対の形とし
たが、くし形など、電荷集収特性を向上させた構造も可
能である。
を外部信号として取出すための電極である。第１図で
は、対向電極を形成した構造であるが、第２図における
ように、同一面上に電極を形成する構造も可能である。
第２図においては、電極の一例として、平行対の形とし
たが、くし形など、電荷集収特性を向上させた構造も可
能である。
信号取出し法については、従来の半導体検出器で用いら
れる方式がすべて可能である。電極の一方に高電圧を印
加し、発生した電荷を外部に取出す方式が一般的である
が、無バイアスで動作させる方式も用いられる。
れる方式がすべて可能である。電極の一方に高電圧を印
加し、発生した電荷を外部に取出す方式が一般的である
が、無バイアスで動作させる方式も用いられる。
Ｘ線やγ線など高エネルギー光子線の測定は、検出体あ
るいはその周囲の材料で発生した２次電子の測定により
なされる。このため、生体内でのＸ線やγ線の影響の測
定を行なうためには、前述したように、検出体の周囲は
生体等価な材料で構成される。一例としては、アクリル
系樹脂やエポキシ系樹脂などが用いられる。線量測定に
おいては、表面線量（Srin Dose）や全身線量（Whole B
ody Dose）などが法律上で規定されている。全身線量は
従来から比較的容易に測定がなされてきたが、表面線量
は、国際放射防護委員会（ICRP）のICRP−No.26勧告で
は、生体表面より50〜100mg/cm2（＝1g/cm3の密度で50
〜100〔μｍ〕）の深さの線量と決められており、従
来、このような微小な部分での線量測定は、熱ルミネッ
センス線量計（TLD）の一部のものでのみ、近似的に可
能であった。しかし、本発明のａ−ｃ半導体検出器で
は、生体等価材料の薄膜体であるため高精度で、高感度
な測定が可能となる。
るいはその周囲の材料で発生した２次電子の測定により
なされる。このため、生体内でのＸ線やγ線の影響の測
定を行なうためには、前述したように、検出体の周囲は
生体等価な材料で構成される。一例としては、アクリル
系樹脂やエポキシ系樹脂などが用いられる。線量測定に
おいては、表面線量（Srin Dose）や全身線量（Whole B
ody Dose）などが法律上で規定されている。全身線量は
従来から比較的容易に測定がなされてきたが、表面線量
は、国際放射防護委員会（ICRP）のICRP−No.26勧告で
は、生体表面より50〜100mg/cm2（＝1g/cm3の密度で50
〜100〔μｍ〕）の深さの線量と決められており、従
来、このような微小な部分での線量測定は、熱ルミネッ
センス線量計（TLD）の一部のものでのみ、近似的に可
能であった。しかし、本発明のａ−ｃ半導体検出器で
は、生体等価材料の薄膜体であるため高精度で、高感度
な測定が可能となる。
α線やβ線など荷電粒子放射線についても、前記と同様
に高精度な測定が可能となる。
に高精度な測定が可能となる。
中性子線の測定においては、ａ−ｃ半導体は従来の半導
体検出器には不可能な測定が行なえる。つまり、含有さ
れた水素と中性子との反応による反跳陽子の測定が行な
えるからである。また、生体内での反跳陽子の作用と同
一の条件での測定が、生体等価な検出器であるａ−ｃ半
導体検出器でなされるため、非常に高精度な測定が可能
となる。微量な不純物として、生体内に微量に存在する
元素（例えば窒素，酸素，燐，硫黄）を添加することに
より、放射化による生体の影響までも測定することが出
来る。
体検出器には不可能な測定が行なえる。つまり、含有さ
れた水素と中性子との反応による反跳陽子の測定が行な
えるからである。また、生体内での反跳陽子の作用と同
一の条件での測定が、生体等価な検出器であるａ−ｃ半
導体検出器でなされるため、非常に高精度な測定が可能
となる。微量な不純物として、生体内に微量に存在する
元素（例えば窒素，酸素，燐，硫黄）を添加することに
より、放射化による生体の影響までも測定することが出
来る。
その他、中性微子や重粒子など、従来、生体への影響を
正確に測定出来なかった放射線についても、高精度に測
定出来る。
正確に測定出来なかった放射線についても、高精度に測
定出来る。
以上は、単一の検出器の実施例について記述したが、本
発明のａ−ｃ半導体は、非常に広い面積の検出器も容易
に形成出来るため、取出し電極をアレイ状やマトリック
ス状に配置し、ライン状検出器や、マトリックス状検出
器を構成することも可能である。また、円筒状や球状の
基板の内面や、外面に検出層を形成し、種々の用途に適
用出来る。
発明のａ−ｃ半導体は、非常に広い面積の検出器も容易
に形成出来るため、取出し電極をアレイ状やマトリック
ス状に配置し、ライン状検出器や、マトリックス状検出
器を構成することも可能である。また、円筒状や球状の
基板の内面や、外面に検出層を形成し、種々の用途に適
用出来る。
発明の効果 本発明により、従来成し得なかった程高精度にかつ、安
価に、Ｘ線，γ線，α線，β線や中性子線などあらゆる
放射線の線量測定が可能となり、放射線作業の安全性の
向上や、医学における治療線量測定精度の向上による治
療効果の向上などが実現出来る。
価に、Ｘ線，γ線，α線，β線や中性子線などあらゆる
放射線の線量測定が可能となり、放射線作業の安全性の
向上や、医学における治療線量測定精度の向上による治
療効果の向上などが実現出来る。
第１図は本発明の一実施例における放射線検出器を示す
斜視図、第２図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 １……基板、２……非晶質カーボン、３……取出し電
極。
斜視図、第２図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 １……基板、２……非晶質カーボン、３……取出し電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大森 康以知 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】放射線検出部が非晶質カーボンで構成され
ていることを特徴とする放射線検出器。 - 【請求項２】非晶質カーボンが、少なくとも水素または
ハロゲン原子を含有する非晶質カーボンからなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射線検出器。 - 【請求項３】非晶質カーボンが、少くとも窒素，酸素，
燐および硫黄原子のうち、いずれかを含有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項のいずれか
に記載の放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161307A JPH0734481B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161307A JPH0734481B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 放射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316675A JPS6316675A (ja) | 1988-01-23 |
| JPH0734481B2 true JPH0734481B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=15732615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61161307A Expired - Fee Related JPH0734481B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734481B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100376034C (zh) * | 2004-06-25 | 2008-03-19 | 清华大学 | 非晶碳膜/n型硅双向电压诱导开关 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07120812B2 (ja) * | 1986-12-17 | 1995-12-20 | 三田工業株式会社 | 電子写真用感光体及びその製造方法 |
| JPH02260466A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体放射線検出器 |
| JPH0517497U (ja) * | 1991-08-01 | 1993-03-05 | 稲垣鋳物材料株式会社 | 誘導溶解炉の坩堝 |
| JPH06326347A (ja) * | 1993-05-17 | 1994-11-25 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体光センサ |
| JP2001264442A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像記録媒体 |
| JP4548732B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2010-09-22 | 富士電機システムズ株式会社 | 中性子検出器および中性子線量計 |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP61161307A patent/JPH0734481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100376034C (zh) * | 2004-06-25 | 2008-03-19 | 清华大学 | 非晶碳膜/n型硅双向电压诱导开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316675A (ja) | 1988-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |