JPH08321631A - 広域型放射線検出器 - Google Patents
広域型放射線検出器Info
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- JPH08321631A JPH08321631A JP7231423A JP23142395A JPH08321631A JP H08321631 A JPH08321631 A JP H08321631A JP 7231423 A JP7231423 A JP 7231423A JP 23142395 A JP23142395 A JP 23142395A JP H08321631 A JPH08321631 A JP H08321631A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高エネルギ領域の放射線を感度よく検出する
広域型放射線検出器を得る。 【解決手段】 半導体素子を積層して、放射線の電離作
用により生成した電荷を各半導体素子を並列に配線して
その電荷の和をとる。この電荷の和を出力信号として取
り出し、放射線のエネルギーを検出する。
広域型放射線検出器を得る。 【解決手段】 半導体素子を積層して、放射線の電離作
用により生成した電荷を各半導体素子を並列に配線して
その電荷の和をとる。この電荷の和を出力信号として取
り出し、放射線のエネルギーを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、広範囲のエネル
ギ領域の放射線を検出する広域型放射線検出器に係り、
特に高エネルギ領域の放射線を感度よく検出するもので
ある。
ギ領域の放射線を検出する広域型放射線検出器に係り、
特に高エネルギ領域の放射線を感度よく検出するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１７は従来の広域型放射線検出器の構
成を示すブロック図である。図において、１は半導体素
子、２、３、４はこの半導体素子１に入射される放射
線、５は半導体素子１にて吸収された放射線のエネルギ
に比例した波高の出力パルスを取り出し増幅する前置増
幅器、６はこの前置増幅器５に接続された主増幅器、７
はこの主増幅器６に接続されたアナログデジタル変換
器、８はこのアナログデジタル変換器７に接続されたマ
ルチチャンネル波高分析器である。
成を示すブロック図である。図において、１は半導体素
子、２、３、４はこの半導体素子１に入射される放射
線、５は半導体素子１にて吸収された放射線のエネルギ
に比例した波高の出力パルスを取り出し増幅する前置増
幅器、６はこの前置増幅器５に接続された主増幅器、７
はこの主増幅器６に接続されたアナログデジタル変換
器、８はこのアナログデジタル変換器７に接続されたマ
ルチチャンネル波高分析器である。
【０００３】次いで上記のように構成された広域型放射
線検出器の動作について説明する。まず、半導体素子１
に放射線２、３、４が入射される。そして、放射線２は
半導体素子１内で全エネルギが吸収され、また、放射線
３は半導体素子１を素通りしてしまい、また、放射線４
は半導体素子１内にて例えばコンプトン散乱をおこし放
射線４ａのエネルギは吸収されるが、放射線４ｂのエネ
ルギは吸収されずに半導体素子１外に放出されている。
線検出器の動作について説明する。まず、半導体素子１
に放射線２、３、４が入射される。そして、放射線２は
半導体素子１内で全エネルギが吸収され、また、放射線
３は半導体素子１を素通りしてしまい、また、放射線４
は半導体素子１内にて例えばコンプトン散乱をおこし放
射線４ａのエネルギは吸収されるが、放射線４ｂのエネ
ルギは吸収されずに半導体素子１外に放出されている。
【０００４】よって、放射線２、４ａのエネルギに比例
した波高のそれぞれの出力パルスのみが半導体素子１か
ら出力される。そして、これら出力パルスは前置増幅器
５および主増幅器６にて増幅され、アナログデジタル変
換器７にてアナログ信号からデジタル信号に変換され、
マルチチャンネル波高分析器８にて波高値別にカウント
される。そして、マルチチャンネル波高分析器８の分析
結果より半導体素子１に入射される放射線のエネルギ分
布および線量率を測定している。
した波高のそれぞれの出力パルスのみが半導体素子１か
ら出力される。そして、これら出力パルスは前置増幅器
５および主増幅器６にて増幅され、アナログデジタル変
換器７にてアナログ信号からデジタル信号に変換され、
マルチチャンネル波高分析器８にて波高値別にカウント
される。そして、マルチチャンネル波高分析器８の分析
結果より半導体素子１に入射される放射線のエネルギ分
布および線量率を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の広域型放射線検
出器は以上のように構成されているので、高エネルギ領
域の放射線は放射線３のように半導体素子１を素通りし
たり、放射線４のようにコンプトン散乱などをおこして
全エネルギが吸収されず半導体素子１外に放出され、放
射線を正確に検出することができない。そこで上記問題
点を解消するために以下のことが考えられる。まず、半
導体素子１自体の厚みを増加させることにより、高エネ
ルギ領域の放射線に対応させるという考えがある。しか
しながら、半導体素子１の厚みを高エネルギ領域の放射
線に対応する程に厚く形成することは、従来の半導体技
術では非常に困難である。また、半導体素子１自体の面
積を増加させ、放射線の入射方向を半導体素子１の長手
方向と平行にし、高エネルギ領域の放射線に対応させる
という考えがある。しかしながら、高エネルギ領域の放
射線は検出されるものの、半導体素子１の厚み方向が入
射部となるため、検出部が非常に狭くなり利用できな
い。またもう一つの問題点は、電荷キャリアの移動度が
小さいと生成した電荷が収集電極まで到達できない場合
があり、電荷収集が不十分になる。そのため、放射線が
素子に付与したエネルギのすべてを外部回路に伝達でき
ないということである。
出器は以上のように構成されているので、高エネルギ領
域の放射線は放射線３のように半導体素子１を素通りし
たり、放射線４のようにコンプトン散乱などをおこして
全エネルギが吸収されず半導体素子１外に放出され、放
射線を正確に検出することができない。そこで上記問題
点を解消するために以下のことが考えられる。まず、半
導体素子１自体の厚みを増加させることにより、高エネ
ルギ領域の放射線に対応させるという考えがある。しか
しながら、半導体素子１の厚みを高エネルギ領域の放射
線に対応する程に厚く形成することは、従来の半導体技
術では非常に困難である。また、半導体素子１自体の面
積を増加させ、放射線の入射方向を半導体素子１の長手
方向と平行にし、高エネルギ領域の放射線に対応させる
という考えがある。しかしながら、高エネルギ領域の放
射線は検出されるものの、半導体素子１の厚み方向が入
射部となるため、検出部が非常に狭くなり利用できな
い。またもう一つの問題点は、電荷キャリアの移動度が
小さいと生成した電荷が収集電極まで到達できない場合
があり、電荷収集が不十分になる。そのため、放射線が
素子に付与したエネルギのすべてを外部回路に伝達でき
ないということである。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高エネルギ領域の放射線を感度
よく検出できる広域型放射線検出器を提供することを目
的とする。
ためになされたもので、高エネルギ領域の放射線を感度
よく検出できる広域型放射線検出器を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
の広域型放射線検出器は、検出部が複数個の半導体素子
が絶縁膜を介して積層されて成るものである。
の広域型放射線検出器は、検出部が複数個の半導体素子
が絶縁膜を介して積層されて成るものである。
【０００８】また、この発明に係る請求項２の広域型放
射線検出器は、請求項１において、検出部への放射線の
入射経路に低エネルギ放射線吸収材を備えたものであ
る。
射線検出器は、請求項１において、検出部への放射線の
入射経路に低エネルギ放射線吸収材を備えたものであ
る。
【０００９】また、この発明に係る請求項３の広域型放
射線検出器は、請求項１または請求項２において、検出
部の後方に高エネルギ放射線反射材を備えたものであ
る。
射線検出器は、請求項１または請求項２において、検出
部の後方に高エネルギ放射線反射材を備えたものであ
る。
【００１０】また、この発明に係る請求項４の広域型放
射線検出器は、請求項１ないし請求項３のいずれかにお
いて、検出部への放射線の入射方向を半導体素子の長手
方向に対して平行としたものである。
射線検出器は、請求項１ないし請求項３のいずれかにお
いて、検出部への放射線の入射方向を半導体素子の長手
方向に対して平行としたものである。
【００１１】また、この発明に係る請求項５の広域型放
射線検出器は、請求項１ないし請求項４のいずれかにお
いて、各半導体素子を並列に配線することにより、上記
各半導体素子からの出力信号を加算するものである。
射線検出器は、請求項１ないし請求項４のいずれかにお
いて、各半導体素子を並列に配線することにより、上記
各半導体素子からの出力信号を加算するものである。
【００１２】また、この発明に係る請求項６の広域型放
射線検出器は、請求項５において、加算された各半導体
素子からの出力信号からセシウム１３４およびセシウム
１３７に対応する定量値をそれぞれ算出し、両定量値を
比較する比較部を備えたものである。
射線検出器は、請求項５において、加算された各半導体
素子からの出力信号からセシウム１３４およびセシウム
１３７に対応する定量値をそれぞれ算出し、両定量値を
比較する比較部を備えたものである。
【００１３】また、この発明に係る請求項７の広域型放
射線検出器は、請求項５において、加算された各半導体
素子からの出力信号からエネルギが５１１ｋｅＶの放射
線の信号を抽出する陽電子検出器を備えたものである。
射線検出器は、請求項５において、加算された各半導体
素子からの出力信号からエネルギが５１１ｋｅＶの放射
線の信号を抽出する陽電子検出器を備えたものである。
【００１４】また、この発明に係る請求項８の広域型放
射線検出器は、請求項５において、加算された各半導体
素子からの出力信号からアルゴン４１に対応する定量値
を算出する定量部を備えたものである。
射線検出器は、請求項５において、加算された各半導体
素子からの出力信号からアルゴン４１に対応する定量値
を算出する定量部を備えたものである。
【００１５】また、この発明に係る請求項９の広域型放
射線検出器は、請求項１または請求項２または請求項５
または請求項７のいずれかにおいて、各半導体素子の放
射線の入射面の陰電極を抵抗性電極とし、放射線に対し
て抵抗性電極の両端から検出される第１の出力パルス
と、半導体素子の陽電極から検出される第２の出力パル
スとを比較して放射線の抵抗性電極内における入射位置
を検出する位置検出部を各半導体素子にそれぞれ備え、
各位置検出器の信号から放射線の検出部における入射位
置を検出する放射線位置検出部を備えたものである。
射線検出器は、請求項１または請求項２または請求項５
または請求項７のいずれかにおいて、各半導体素子の放
射線の入射面の陰電極を抵抗性電極とし、放射線に対し
て抵抗性電極の両端から検出される第１の出力パルス
と、半導体素子の陽電極から検出される第２の出力パル
スとを比較して放射線の抵抗性電極内における入射位置
を検出する位置検出部を各半導体素子にそれぞれ備え、
各位置検出器の信号から放射線の検出部における入射位
置を検出する放射線位置検出部を備えたものである。
【００１６】さらに、この発明に係わる請求項１０の広
域型放射線検出器は、検出部が複数個の半導体素子がそ
の間に原子番号の小さい気体または真空を介して積層さ
れて成り、それぞれの半導体素子に生じる電荷の和を出
力としたものである。
域型放射線検出器は、検出部が複数個の半導体素子がそ
の間に原子番号の小さい気体または真空を介して積層さ
れて成り、それぞれの半導体素子に生じる電荷の和を出
力としたものである。
【００１７】また、この発明に係わる請求項１１の広域
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０におい
て、半導体素子からの出力パルスのうち、立ち上がり時
間の速いパルスだけを弁別して取り出すものである。
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０におい
て、半導体素子からの出力パルスのうち、立ち上がり時
間の速いパルスだけを弁別して取り出すものである。
【００１８】また、この発明に係わる請求項１２の広域
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０または請
求項１１において、半導体素子の厚みを、電荷キャリア
のうち移動度の小さい方の平均移動距離程度としたもの
である。
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０または請
求項１１において、半導体素子の厚みを、電荷キャリア
のうち移動度の小さい方の平均移動距離程度としたもの
である。
【００１９】また、この発明に係わる請求項１３の広域
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０ないし請
求項１２のいずれかにおいて、積層する半導体素子に印
加する電界の向きを正負交互にしたものである。
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０ないし請
求項１２のいずれかにおいて、積層する半導体素子に印
加する電界の向きを正負交互にしたものである。
【００２０】また、この発明に係わる請求項１４の広域
型放射線検出器は、請求項１３において、半導体素子と
半導体素子の間の空間を全くなくし、半導体素子で電極
を挟む構造にしたものである。
型放射線検出器は、請求項１３において、半導体素子と
半導体素子の間の空間を全くなくし、半導体素子で電極
を挟む構造にしたものである。
【００２１】また、この発明に係わる請求項１５の広域
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０ないし請
求項１４のいずれかにおいて、積層する半導体素子の形
状を同軸円筒型としたものである。
型放射線検出器は、請求項１または請求項１０ないし請
求項１４のいずれかにおいて、積層する半導体素子の形
状を同軸円筒型としたものである。
【００２２】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図につい
て説明する。図１はこの発明の実施の形態１における広
域型放射線検出器の構成を示すブロック図である。図に
おいて、９は第１および第２の半導体素子１０、１１が
絶縁膜１２を介して積層された検出部、１３、１４、１
５は両半導体素子１０、１１のいずれかにそれぞれ入射
される放射線、１６は両半導体素子１０、１１にて入射
された放射線１３、１４、１５のエネルギを吸収し、こ
れらに比例した波高の各出力パルスの和からなる各出力
パルスを取り出し増幅する前置増幅器、１７はこの前置
増幅器１６に接続された主増幅器、１８はこの主増幅器
１７に接続されたアナログデジタル変換器、１９はこの
アナログデジタル変換器１８に接続されたマルチチャン
ネル波高分析器である。尚、絶縁膜１２は原子番号およ
び密度が低い材質で、且つ薄く形成されており、入射さ
れる放射線に影響が生じることはない。また、両半導体
素子１０、１１はこのような絶縁膜１２でも十分に絶縁
されている。
て説明する。図１はこの発明の実施の形態１における広
域型放射線検出器の構成を示すブロック図である。図に
おいて、９は第１および第２の半導体素子１０、１１が
絶縁膜１２を介して積層された検出部、１３、１４、１
５は両半導体素子１０、１１のいずれかにそれぞれ入射
される放射線、１６は両半導体素子１０、１１にて入射
された放射線１３、１４、１５のエネルギを吸収し、こ
れらに比例した波高の各出力パルスの和からなる各出力
パルスを取り出し増幅する前置増幅器、１７はこの前置
増幅器１６に接続された主増幅器、１８はこの主増幅器
１７に接続されたアナログデジタル変換器、１９はこの
アナログデジタル変換器１８に接続されたマルチチャン
ネル波高分析器である。尚、絶縁膜１２は原子番号およ
び密度が低い材質で、且つ薄く形成されており、入射さ
れる放射線に影響が生じることはない。また、両半導体
素子１０、１１はこのような絶縁膜１２でも十分に絶縁
されている。
【００２３】次いで上記のように構成された実施の形態
１の広域型放射線検出器の動作について説明する。ここ
で、放射線はエネルギ範囲の広いガンマ線として説明す
るが、この放射線検出器は高エネルギのベータ線の検出
にも適用できるものである。まず、検出部９に放射線１
３、１４、１５が入射される。そして、放射線１３は第
１の半導体素子１０内で全エネルギが吸収され、また、
放射線１４は第１の半導体素子１０を素通りしてしま
い、また、放射線１５は第１の半導体素子１０内にて例
えばコンプトン散乱をおこし放射線１５ａのエネルギは
吸収されるが、放射線１５ｂ、１５ｃのエネルギは吸収
されずに第１の半導体素子１０外に放出されている。
１の広域型放射線検出器の動作について説明する。ここ
で、放射線はエネルギ範囲の広いガンマ線として説明す
るが、この放射線検出器は高エネルギのベータ線の検出
にも適用できるものである。まず、検出部９に放射線１
３、１４、１５が入射される。そして、放射線１３は第
１の半導体素子１０内で全エネルギが吸収され、また、
放射線１４は第１の半導体素子１０を素通りしてしま
い、また、放射線１５は第１の半導体素子１０内にて例
えばコンプトン散乱をおこし放射線１５ａのエネルギは
吸収されるが、放射線１５ｂ、１５ｃのエネルギは吸収
されずに第１の半導体素子１０外に放出されている。
【００２４】次に、放射線１４は第２の半導体素子１１
内で全エネルギが吸収され、また、放射線１５の残りの
エネルギを有する放射線１５ｂ、１５ｃも第２の半導体
素子１１内で全エネルギが吸収される。よって、両半導
体素子１０、１１からの各出力パルスの和を取る前置増
幅器１６では各放射線１３、１４、１５に対応する各出
力パルスがそれぞれ検出される。
内で全エネルギが吸収され、また、放射線１５の残りの
エネルギを有する放射線１５ｂ、１５ｃも第２の半導体
素子１１内で全エネルギが吸収される。よって、両半導
体素子１０、１１からの各出力パルスの和を取る前置増
幅器１６では各放射線１３、１４、１５に対応する各出
力パルスがそれぞれ検出される。
【００２５】そして、以下は従来の場合と同様にこれら
出力パルスが前置増幅器１６および主増幅器１７にて増
幅され、アナログデジタル変換器１８にてアナログ信号
からデジタル信号に変換され、マルチチャンネル波高分
析器１９にて波高値別にカウントされる。そして、マル
チチャンネル波高分析器１９の分析結果より検出部９に
入射される放射線のエネルギ分布および線量率を測定し
ている。
出力パルスが前置増幅器１６および主増幅器１７にて増
幅され、アナログデジタル変換器１８にてアナログ信号
からデジタル信号に変換され、マルチチャンネル波高分
析器１９にて波高値別にカウントされる。そして、マル
チチャンネル波高分析器１９の分析結果より検出部９に
入射される放射線のエネルギ分布および線量率を測定し
ている。
【００２６】上記のように構成された実施の形態１の広
域型放射線検出器は検出部９を、第１および第２の半導
体素子１０、１１を絶縁膜１２を介して積層させ形成し
ているので、第１の半導体素子１０、また第２の半導体
素子１１のいずれかの単体のみでは検出されないような
高エネルギ領域の放射線１４、１５に対しても検出でき
るようにしているため、広域の放射線の検出の感度を向
上することができる。
域型放射線検出器は検出部９を、第１および第２の半導
体素子１０、１１を絶縁膜１２を介して積層させ形成し
ているので、第１の半導体素子１０、また第２の半導体
素子１１のいずれかの単体のみでは検出されないような
高エネルギ領域の放射線１４、１５に対しても検出でき
るようにしているため、広域の放射線の検出の感度を向
上することができる。
【００２７】以下、上記のように構成された実施の形態
１の広域型放射線検出器の従来の場合との比較を示すた
めに図１および図２を交えて説明する。まず、第１およ
び第２の半導体素子１０、１１をＣｄＴｅ（カドミウム
テルル）から成る幅２ｍｍ、厚さ２ｍｍの立方体とす
る。そして、ｒ線をそのエネルギを順次変化させて入射
させた際の、第１の半導体素子１０のみの場合（従来の
場合とする）を１とした時の今回の実施の形態１におけ
る相対感度を、電子光子輸送モンテカルロ計算コードＥ
ＧＳ４を用いてシミュレーションし、このシミュレーシ
ョン計算結果を図２に示す。図２からも明らかなよう
に、０．５ＭｅＶを越えるエネルギ領域では相対感度は
２を超え、検出部９の体積増加以上の感度の向上が確認
された。
１の広域型放射線検出器の従来の場合との比較を示すた
めに図１および図２を交えて説明する。まず、第１およ
び第２の半導体素子１０、１１をＣｄＴｅ（カドミウム
テルル）から成る幅２ｍｍ、厚さ２ｍｍの立方体とす
る。そして、ｒ線をそのエネルギを順次変化させて入射
させた際の、第１の半導体素子１０のみの場合（従来の
場合とする）を１とした時の今回の実施の形態１におけ
る相対感度を、電子光子輸送モンテカルロ計算コードＥ
ＧＳ４を用いてシミュレーションし、このシミュレーシ
ョン計算結果を図２に示す。図２からも明らかなよう
に、０．５ＭｅＶを越えるエネルギ領域では相対感度は
２を超え、検出部９の体積増加以上の感度の向上が確認
された。
【００２８】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２における広域型放射線検出器の構成を示すブロック
図である。図において、２０は第１および第２の半導体
素子２１、２２が絶縁膜２３を介して積層されて成る検
出部、２１ａ、２２ａは両半導体素子２１、２２は陰電
極で、ここでは抵抗性電極、２１ｂ、２２ｂは両半導体
素子２１、２２の陽電極、２４は検出部２０に入射する
放射線、２５、２６、２７、２８は各抵抗性電極２１
ａ、２２ａの両端にそれぞれ接続された前置増幅器で、
一端側の各前置増幅器２６、２８は接地されている。２
９、３０は陽電極２１ｂ、２２ｂから出力される出力パ
ルス（第２の出力パルスとする）を検出し増幅する前置
増幅器である。
態２における広域型放射線検出器の構成を示すブロック
図である。図において、２０は第１および第２の半導体
素子２１、２２が絶縁膜２３を介して積層されて成る検
出部、２１ａ、２２ａは両半導体素子２１、２２は陰電
極で、ここでは抵抗性電極、２１ｂ、２２ｂは両半導体
素子２１、２２の陽電極、２４は検出部２０に入射する
放射線、２５、２６、２７、２８は各抵抗性電極２１
ａ、２２ａの両端にそれぞれ接続された前置増幅器で、
一端側の各前置増幅器２６、２８は接地されている。２
９、３０は陽電極２１ｂ、２２ｂから出力される出力パ
ルス（第２の出力パルスとする）を検出し増幅する前置
増幅器である。
【００２９】３１、３２、３３、３４は各前置増幅器２
５、２９、２７、３０にそれぞれ接続された主増幅器、
３５、３６は主増幅器３１、３２および主増幅器３３、
３４にそれぞれ接続され、各主増幅器３１、３２および
３３、３４の第１および第２の出力パルスを比較する位
置検出部としての割算回路、３７は各割算回路３５、３
６の信号から放射線２４の入射位置を検出する放射線位
置検出部としての論理和回路、３８はこの論理和回路３
７に接続されたアナログデジタル変換器、３９はこのア
ナログデジタル変換器３８に接続されたマルチチャンネ
ル波高分析器である。
５、２９、２７、３０にそれぞれ接続された主増幅器、
３５、３６は主増幅器３１、３２および主増幅器３３、
３４にそれぞれ接続され、各主増幅器３１、３２および
３３、３４の第１および第２の出力パルスを比較する位
置検出部としての割算回路、３７は各割算回路３５、３
６の信号から放射線２４の入射位置を検出する放射線位
置検出部としての論理和回路、３８はこの論理和回路３
７に接続されたアナログデジタル変換器、３９はこのア
ナログデジタル変換器３８に接続されたマルチチャンネ
ル波高分析器である。
【００３０】次いで上記のように構成された実施の形態
２の広域型放射線検出器の動作について説明する。ま
ず、検出部２０の第１の半導体素子２１に放射線２４が
入射されると、抵抗性電極２１ａでは一端側の接地され
ている前置増幅器２６と、もう一端側の前置増幅器２５
の両方に出力パルスが生じ、前置増幅器２５には、抵抗
性電極２１ａの先端（前置増幅器２６が接続されている
箇所）から放射線２４の抵抗性電極２１ａへの入射位置
の距離に比例した電荷値が第１の出力パルスとして検出
される。そして、前置増幅器２９には、放射線２４の全
電荷値が第２の出力パルスとして検出される。
２の広域型放射線検出器の動作について説明する。ま
ず、検出部２０の第１の半導体素子２１に放射線２４が
入射されると、抵抗性電極２１ａでは一端側の接地され
ている前置増幅器２６と、もう一端側の前置増幅器２５
の両方に出力パルスが生じ、前置増幅器２５には、抵抗
性電極２１ａの先端（前置増幅器２６が接続されている
箇所）から放射線２４の抵抗性電極２１ａへの入射位置
の距離に比例した電荷値が第１の出力パルスとして検出
される。そして、前置増幅器２９には、放射線２４の全
電荷値が第２の出力パルスとして検出される。
【００３１】次に、主増幅器３１、３２にて第１および
第２の出力パルスを増幅し、割算回路３５にて、第１の
出力パルスの値と第２の出力パルスの値との割算を行
い、放射線２４の入射位置をパルスの波高として検出す
る。以上と同様の動作が第２の半導体素子２２側でも行
われる。そして、各割算回路３５、３６の各出力の論理
和を論理和回路３７にて取り、これを制御信号として検
出部２０に対する放射線２４の入射位置が検出されるこ
ととなる。そして、この信号をアナログデジタル変換器
３８にてアナログ信号をデジタル信号に変換し、マルチ
チャンネル波高分析器３９にて波高値別にカウントす
る。
第２の出力パルスを増幅し、割算回路３５にて、第１の
出力パルスの値と第２の出力パルスの値との割算を行
い、放射線２４の入射位置をパルスの波高として検出す
る。以上と同様の動作が第２の半導体素子２２側でも行
われる。そして、各割算回路３５、３６の各出力の論理
和を論理和回路３７にて取り、これを制御信号として検
出部２０に対する放射線２４の入射位置が検出されるこ
ととなる。そして、この信号をアナログデジタル変換器
３８にてアナログ信号をデジタル信号に変換し、マルチ
チャンネル波高分析器３９にて波高値別にカウントす
る。
【００３２】上記のように構成された実施の形態２の広
域型放射線検出器は上記実施の形態１と同様に高エネル
ギ領域の放射線も検出され、検出部２０に対する入射位
置を検出することができるようにしているため、広域の
放射線に対する入射位置の検出の感度を向上することが
できる。尚、各陽電極２１ｂ、２２ｂ側の出力パルスの
和を取り出す別回路を上記実施の形態１と同様に形成
し、上記実施の形態１と同様の放射線のエネルギ分布お
よび線量率の検出を同時に行えるようにしてもよいこと
はいうまでもない。
域型放射線検出器は上記実施の形態１と同様に高エネル
ギ領域の放射線も検出され、検出部２０に対する入射位
置を検出することができるようにしているため、広域の
放射線に対する入射位置の検出の感度を向上することが
できる。尚、各陽電極２１ｂ、２２ｂ側の出力パルスの
和を取り出す別回路を上記実施の形態１と同様に形成
し、上記実施の形態１と同様の放射線のエネルギ分布お
よび線量率の検出を同時に行えるようにしてもよいこと
はいうまでもない。
【００３３】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
構成図である。図において、上記実施の形態１と同様の
部分は同一符号を付して個々の説明は省略する。４０は
低エネルギ領域の放射線を吸収する例えばアルミニウム
からなる低エネルギ放射線吸収材で、検出部９を囲むよ
うに形成されている。４１、４２は放射線である。上記
のように構成された実施の形態３の広域型放射線検出器
は低エネルギ放射線吸収材４０にて低エネルギ領域の放
射線４１を吸収させ、それ以外の例えば高エネルギ領域
の放射線４２などを検出部９に入射するようにしている
ので、低エネルギ領域の放射線４１などの線量率過多に
よる、検出部９の窒息現象を低減することができる。よ
って、一層高エネルギ領域の放射線４２の検出が確実と
なる。
態３における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
構成図である。図において、上記実施の形態１と同様の
部分は同一符号を付して個々の説明は省略する。４０は
低エネルギ領域の放射線を吸収する例えばアルミニウム
からなる低エネルギ放射線吸収材で、検出部９を囲むよ
うに形成されている。４１、４２は放射線である。上記
のように構成された実施の形態３の広域型放射線検出器
は低エネルギ放射線吸収材４０にて低エネルギ領域の放
射線４１を吸収させ、それ以外の例えば高エネルギ領域
の放射線４２などを検出部９に入射するようにしている
ので、低エネルギ領域の放射線４１などの線量率過多に
よる、検出部９の窒息現象を低減することができる。よ
って、一層高エネルギ領域の放射線４２の検出が確実と
なる。
【００３４】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
ブロック図である。図において、上記各実施の形態と同
様の部分は同一符号を付して個々の説明を省略する。図
において、４３は高エネルギ領域の放射線を後方散乱さ
せる例えば鉛からなる高エネルギ放射線反射材で、検出
部９の後方に形成されている。４４は放射線である。
態４における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
ブロック図である。図において、上記各実施の形態と同
様の部分は同一符号を付して個々の説明を省略する。図
において、４３は高エネルギ領域の放射線を後方散乱さ
せる例えば鉛からなる高エネルギ放射線反射材で、検出
部９の後方に形成されている。４４は放射線である。
【００３５】上記のように構成された実施の形態４の広
域型放射線検出器は、検出部９の近傍でその入射経路か
ら外れた高エネルギ領域の放射線４４ａ、および検出部
９で相互作用せず透過した高エネルギ放射線４４ｂを高
エネルギ放射線反射材４３にて反射、そして、後方散乱
させ、検出部９に入射させるようにしているので、検出
可能な放射線の入射領域（面積）が検出部９自体の領域
より拡大する。よって、高エネルギ領域の放射線４４の
検出が一層確実となる。
域型放射線検出器は、検出部９の近傍でその入射経路か
ら外れた高エネルギ領域の放射線４４ａ、および検出部
９で相互作用せず透過した高エネルギ放射線４４ｂを高
エネルギ放射線反射材４３にて反射、そして、後方散乱
させ、検出部９に入射させるようにしているので、検出
可能な放射線の入射領域（面積）が検出部９自体の領域
より拡大する。よって、高エネルギ領域の放射線４４の
検出が一層確実となる。
【００３６】実施の形態５．図６はこの発明の実施の形
態５における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
斜視図である。図において、４５は第１および第２の半
導体素子４６、４７が絶縁膜４８を介して積層されてな
る検出部で、両半導体素子４６、４７は面積を製造可能
範囲内で極力大きくしたものである。４９は放射線であ
る。
態５における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
斜視図である。図において、４５は第１および第２の半
導体素子４６、４７が絶縁膜４８を介して積層されてな
る検出部で、両半導体素子４６、４７は面積を製造可能
範囲内で極力大きくしたものである。４９は放射線であ
る。
【００３７】上記のように構成された実施の形態５の広
域型放射線検出器は放射線４９の検出部４５への入射方
向を、両半導体素子４６、４７の長手方向に対して平行
とし、放射線４９の両半導体素子４６、４７内における
経路を長くする。よって、同じ２個の半導体素子４６、
４７で高エネルギ領域の放射線４９の検出効率を向上さ
せることができる。よって、高エネルギ領域の放射線４
９の検出が一層容易となる。
域型放射線検出器は放射線４９の検出部４５への入射方
向を、両半導体素子４６、４７の長手方向に対して平行
とし、放射線４９の両半導体素子４６、４７内における
経路を長くする。よって、同じ２個の半導体素子４６、
４７で高エネルギ領域の放射線４９の検出効率を向上さ
せることができる。よって、高エネルギ領域の放射線４
９の検出が一層容易となる。
【００３８】実施の形態６．図７はこの発明の実施の形
態６における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
斜視図である。図において、５０は各半導体素子５１
ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ……が絶縁膜（図示せず）
をそれぞれに介して三次元的に積層された検出部、５２
は放射線である。上記のように構成された実施の形態６
の広域型放射線検出器は上記各実施の形態より検出部５
０の体積が一層増加するため、放射線５２の入射方向が
特定されなくとも（例えばエリアモニタとしての使
用）、高エネルギ領域の放射線の検出部５０内での経路
が長くなり、高エネルギ領域の放射線の検出効率を向上
させることができる。よって、高エネルギ領域の放射線
５２の検出が一層容易となる。
態６における広域型放射線検出器の検出部の構成を示す
斜視図である。図において、５０は各半導体素子５１
ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ……が絶縁膜（図示せず）
をそれぞれに介して三次元的に積層された検出部、５２
は放射線である。上記のように構成された実施の形態６
の広域型放射線検出器は上記各実施の形態より検出部５
０の体積が一層増加するため、放射線５２の入射方向が
特定されなくとも（例えばエリアモニタとしての使
用）、高エネルギ領域の放射線の検出部５０内での経路
が長くなり、高エネルギ領域の放射線の検出効率を向上
させることができる。よって、高エネルギ領域の放射線
５２の検出が一層容易となる。
【００３９】実施の形態７．実施の形態７の広域型放射
線検出器においては、上記各実施の形態にて検出された
結果からセシウム１３４（核分裂生成物より二次的に生
成される）に対応するエネルギ６０５ｋｅＶまたは７９
６ｋｅＶと、セシウム１３７（ウランの核分裂より生成
される）に対応するエネルギ６６２ｋｅＶとの定量値を
それぞれ求め、セシウム１３４とセシウム１３７との両
定量値を比較する比較部を備えている。従って、例えば
使用済核燃料の測定を行うようにすれば、この比較部の
信号から使用済核燃料の燃焼度を高感度に求めることが
できる。よって、使用済核燃料の燃焼度を非破壊により
検出できコストの低減をはかることが可能となる。
線検出器においては、上記各実施の形態にて検出された
結果からセシウム１３４（核分裂生成物より二次的に生
成される）に対応するエネルギ６０５ｋｅＶまたは７９
６ｋｅＶと、セシウム１３７（ウランの核分裂より生成
される）に対応するエネルギ６６２ｋｅＶとの定量値を
それぞれ求め、セシウム１３４とセシウム１３７との両
定量値を比較する比較部を備えている。従って、例えば
使用済核燃料の測定を行うようにすれば、この比較部の
信号から使用済核燃料の燃焼度を高感度に求めることが
できる。よって、使用済核燃料の燃焼度を非破壊により
検出できコストの低減をはかることが可能となる。
【００４０】実施の形態８．また、実施の形態８の広域
型放射線検出器においては、上記各実施の形態にて検出
された結果からアルゴン４１（アルゴン４０に中性子が
照射され発生する）に対応するエネルギ１．２９ＭｅＶ
の定量値を求める定量部を備えている。従って、例えば
原子力発電所建屋内の空気中で測定を行い、この定量部
の信号から空気中のアルゴン４０に対するアルゴン４１
の割合すなわちアルゴンの放射化度が高感度に検出でき
る。よって、原子力発電所における作業員の安全管理に
活用することができる。
型放射線検出器においては、上記各実施の形態にて検出
された結果からアルゴン４１（アルゴン４０に中性子が
照射され発生する）に対応するエネルギ１．２９ＭｅＶ
の定量値を求める定量部を備えている。従って、例えば
原子力発電所建屋内の空気中で測定を行い、この定量部
の信号から空気中のアルゴン４０に対するアルゴン４１
の割合すなわちアルゴンの放射化度が高感度に検出でき
る。よって、原子力発電所における作業員の安全管理に
活用することができる。
【００４１】実施の形態９．この実施の形態では、サン
プル（電子を有するものであればいずれでもよい）に照
射される陽電子を、サンプルから照射されるエネルギ５
１１ｋｅＶの放射線を検出することにより、陽電子を間
接的に測定する場合に適用するものである。図８はこの
発明における実施の形態９の広域型放射線検出器の原理
を説明するため説明図である。図において、上記各実施
の形態と同様の部分は同一符号を付して個々の説明は省
略する。５３はサンプル、５４はこのサンプル５３に照
射される陽電子、５５はサンプル５３中の陽電子５４と
結合する電子、５６、５７は陽電子５４と電子５５とと
が結合することによりサンプル５３から、互いに正反対
方向に放出されるエネルギ５１１ｋｅＶの放射線であ
る。
プル（電子を有するものであればいずれでもよい）に照
射される陽電子を、サンプルから照射されるエネルギ５
１１ｋｅＶの放射線を検出することにより、陽電子を間
接的に測定する場合に適用するものである。図８はこの
発明における実施の形態９の広域型放射線検出器の原理
を説明するため説明図である。図において、上記各実施
の形態と同様の部分は同一符号を付して個々の説明は省
略する。５３はサンプル、５４はこのサンプル５３に照
射される陽電子、５５はサンプル５３中の陽電子５４と
結合する電子、５６、５７は陽電子５４と電子５５とと
が結合することによりサンプル５３から、互いに正反対
方向に放出されるエネルギ５１１ｋｅＶの放射線であ
る。
【００４２】実施の形態９の広域型放射線検出器におい
ては、上記各実施の形態と同様に検出部９にて検出され
た結果からエネルギ５１１ｋｅＶの放射線の信号を抽出
する陽電子検出部（図示せず）を備えている。そして、
上記図８を用いて説明したように、陽電子５４の電子５
５との結合により生じるエネルギ５１１ｋｅＶの放射線
５６のみが陽電子検出部にて検出されるため陽電子５４
を高感度に検出することができる。
ては、上記各実施の形態と同様に検出部９にて検出され
た結果からエネルギ５１１ｋｅＶの放射線の信号を抽出
する陽電子検出部（図示せず）を備えている。そして、
上記図８を用いて説明したように、陽電子５４の電子５
５との結合により生じるエネルギ５１１ｋｅＶの放射線
５６のみが陽電子検出部にて検出されるため陽電子５４
を高感度に検出することができる。
【００４３】実施の形態１０．この実施の形態では、サ
ンプル（電子を有するものであればいずれでもよい）に
陽電子を照射することにより、サンプル中の電子と陽電
子との運動量保存の法則を利用して、電子の運動量を間
接的に測定する場合に適用するものである。図９はこの
発明における実施の形態１０の広域型放射線検出器の原
理を説明するための説明図である。図において、上記各
実施の形態と同様の部分は同一符号を付して個々の説明
を省略する。５８は陽電子５４と電子５５との運動量が
結合後も保存されることより、放射線５７と放射線５６
とが１８０°よりもずれる角度である。
ンプル（電子を有するものであればいずれでもよい）に
陽電子を照射することにより、サンプル中の電子と陽電
子との運動量保存の法則を利用して、電子の運動量を間
接的に測定する場合に適用するものである。図９はこの
発明における実施の形態１０の広域型放射線検出器の原
理を説明するための説明図である。図において、上記各
実施の形態と同様の部分は同一符号を付して個々の説明
を省略する。５８は陽電子５４と電子５５との運動量が
結合後も保存されることより、放射線５７と放射線５６
とが１８０°よりもずれる角度である。
【００４４】実施の形態１０の広域型放射線検出器にお
いて、上記実施の形態９のようにエネルギ５１１ｋｅＶ
の放射線５６、５７のみの信号を取り出し、それにとも
なう放射線５６、５７の両入射位置を上記実施の形態２
と同様に検出して、この両位置より角度５８を求めるよ
うにすれば、陽電子５４と電子５５との運動量の合計を
高感度に求めることができる。
いて、上記実施の形態９のようにエネルギ５１１ｋｅＶ
の放射線５６、５７のみの信号を取り出し、それにとも
なう放射線５６、５７の両入射位置を上記実施の形態２
と同様に検出して、この両位置より角度５８を求めるよ
うにすれば、陽電子５４と電子５５との運動量の合計を
高感度に求めることができる。
【００４５】また、上記実施の形態１０の検出器を使用
して、運動量のわかっている陽電子を例えばサンプルと
して金属などに照射することにより、陽電子の照射位置
の電子の運動量を求めるようにすれば、金属の電子の運
動量分布を高感度に測定することができる。
して、運動量のわかっている陽電子を例えばサンプルと
して金属などに照射することにより、陽電子の照射位置
の電子の運動量を求めるようにすれば、金属の電子の運
動量分布を高感度に測定することができる。
【００４６】実施の形態１１．図１０はこの発明の実施
の形態１１における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、２０１は測定対象とする放射
線、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃおよび２０１ｄは半
導体素子で、各半導体素子は導電性の電極２０３に接触
しており、各素子は並列に配線されている。各素子は、
電源２０４により電圧が印加されており、抵抗２０５に
かかる電圧の変化が出力信号２０６となる。出力信号２
０６は従来の半導体検出器と同様、前値増幅器、主増幅
器への入力信号となる。各半導体素子の間は空気２０７
により絶縁されている。空気２０７は原子番号および密
度が低く、かつ薄くできているため、入射放射線に影響
が生じることはない。また、各半導体素子に印加される
電圧はあまり高くないので、空気２０７はこれらを十分
絶縁している。各半導体素子間の物質は放射線との相互
作用が小さいもので絶縁性があればよく、他の低原子番
号の気体や真空でもよい。
の形態１１における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、２０１は測定対象とする放射
線、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃおよび２０１ｄは半
導体素子で、各半導体素子は導電性の電極２０３に接触
しており、各素子は並列に配線されている。各素子は、
電源２０４により電圧が印加されており、抵抗２０５に
かかる電圧の変化が出力信号２０６となる。出力信号２
０６は従来の半導体検出器と同様、前値増幅器、主増幅
器への入力信号となる。各半導体素子の間は空気２０７
により絶縁されている。空気２０７は原子番号および密
度が低く、かつ薄くできているため、入射放射線に影響
が生じることはない。また、各半導体素子に印加される
電圧はあまり高くないので、空気２０７はこれらを十分
絶縁している。各半導体素子間の物質は放射線との相互
作用が小さいもので絶縁性があればよく、他の低原子番
号の気体や真空でもよい。
【００４７】次に上記のように構成された実施の形態１
１の広域型放射線検出器の動作について説明する。ま
ず、放射線２０１が半導体素子２０２ａ、２０２ｂ、２
０２ｃおよび２０２ｄに入射する。ある放射線は、第一
の素子２０２ａのみで放射線の全エネルギを付与するも
のもあれば、素子２０２ａを素通りし２０２ｂのみで全
エネルギを付与するものもある。また、ある放射線は、
第一の素子２０２ａで例えばコンプトン散乱を起こして
放射線の一部のエネルギを素子２０２ａに付与し、残り
のエネルギを有する放射線が第二の素子２０２ｂでエネ
ルギを付与するものもある。また、２０２ａおよび２０
２ｂ以外に、２０２ｃおよび２０２ｄなどにおいても同
様の現象が起こり得る。
１の広域型放射線検出器の動作について説明する。ま
ず、放射線２０１が半導体素子２０２ａ、２０２ｂ、２
０２ｃおよび２０２ｄに入射する。ある放射線は、第一
の素子２０２ａのみで放射線の全エネルギを付与するも
のもあれば、素子２０２ａを素通りし２０２ｂのみで全
エネルギを付与するものもある。また、ある放射線は、
第一の素子２０２ａで例えばコンプトン散乱を起こして
放射線の一部のエネルギを素子２０２ａに付与し、残り
のエネルギを有する放射線が第二の素子２０２ｂでエネ
ルギを付与するものもある。また、２０２ａおよび２０
２ｂ以外に、２０２ｃおよび２０２ｄなどにおいても同
様の現象が起こり得る。
【００４８】その結果、半導体素子２０２ａ、２０２
ｂ、２０２ｃおよび２０２ｄに付与されたエネルギによ
り半導体素子内に電子と正孔といった電荷が形成され、
印加電圧２０４により素子内にかかっている電界によっ
てその電荷が移動する。電荷が移動することで素子に蓄
えられた静電エネルギが変化し、素子に取り付けられた
電極２０３に誘導電荷が生じる。この誘導電荷により電
圧２０６が変化して出力信号となる。出力信号の電圧の
大きさ、すなわちそのパルス波高は電極２０３に生じた
誘導電荷の量に比例するので、結果として放射線２０１
が素子２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃおよび２０２ｄに
付与したエネルギの総和が、出力パルス波高に比例す
る。
ｂ、２０２ｃおよび２０２ｄに付与されたエネルギによ
り半導体素子内に電子と正孔といった電荷が形成され、
印加電圧２０４により素子内にかかっている電界によっ
てその電荷が移動する。電荷が移動することで素子に蓄
えられた静電エネルギが変化し、素子に取り付けられた
電極２０３に誘導電荷が生じる。この誘導電荷により電
圧２０６が変化して出力信号となる。出力信号の電圧の
大きさ、すなわちそのパルス波高は電極２０３に生じた
誘導電荷の量に比例するので、結果として放射線２０１
が素子２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃおよび２０２ｄに
付与したエネルギの総和が、出力パルス波高に比例す
る。
【００４９】上記のように構成された実施の形態１１の
広域型放射線検出器は、素子２０２ａ、２０２ｂ、２０
２ｃおよび２０２ｄを空気等２０７を介して積層されて
いるので、素子単体のみで検出されないような高エネル
ギの放射線に対しても検出できるようにしているため、
広域の放射線に対する検出感度を向上することができ
る。
広域型放射線検出器は、素子２０２ａ、２０２ｂ、２０
２ｃおよび２０２ｄを空気等２０７を介して積層されて
いるので、素子単体のみで検出されないような高エネル
ギの放射線に対しても検出できるようにしているため、
広域の放射線に対する検出感度を向上することができ
る。
【００５０】実施の形態１２．図１１はこの発明の実施
の形態１２における広域型放射線検出器の構成を示すブ
ロック図である。図において、４０１は測定対象とする
放射線、４０２ａおよび４０２ｂは半導体素子である。
４０８は素子からの出力信号を増幅する増幅器、４０９
は出力パルスの波形を分析する波形分析器、４１０は出
力パルスを波高値別にカウントするマルチチャンネル波
高分析器である。
の形態１２における広域型放射線検出器の構成を示すブ
ロック図である。図において、４０１は測定対象とする
放射線、４０２ａおよび４０２ｂは半導体素子である。
４０８は素子からの出力信号を増幅する増幅器、４０９
は出力パルスの波形を分析する波形分析器、４１０は出
力パルスを波高値別にカウントするマルチチャンネル波
高分析器である。
【００５１】上記のように構成された実施の形態１２の
広域型放射線検出器の動作について説明する。まず、放
射線４０１が半導体素子４０２ａおよび４０２ｂに入射
し放射線のエネルギが素子に付与される。実施の形態１
１の場合と同様に、放射線４０１が素子４０２ａおよび
４０２ｂに付与したエネルギの総和に比例する波高のパ
ルスが出力され、増幅器４０８で増幅される。
広域型放射線検出器の動作について説明する。まず、放
射線４０１が半導体素子４０２ａおよび４０２ｂに入射
し放射線のエネルギが素子に付与される。実施の形態１
１の場合と同様に、放射線４０１が素子４０２ａおよび
４０２ｂに付与したエネルギの総和に比例する波高のパ
ルスが出力され、増幅器４０８で増幅される。
【００５２】増幅器４０８で増幅されたパルスの立ち上
がり時間は放射線の半導体素子内における相互作用の位
置に依存する。このことを図１２の説明図で説明する。
放射線が半導体素子に入射して素子内のある位置にエネ
ルギを付与すれば、電離作用により電子と正孔といった
電荷キャリアが生じる。半導体素子の中には、電荷キャ
リアのうち電子の移動速度と正孔の移動速度が一桁程度
違うものがある。電子の移動速度が正孔の移動速度に比
べて非常に速いとき、放射線４１１ａのように素子に取
り付けられた電極のうち−極４１２ａに近い位置４１３
ａで相互作用した場合は、電子の移動距離が長いために
電荷収集時間が短く、パルスの立ち上がり時間が速い。
また反対に、＋極４１２ｂに近い位置４１３ｂで相互作
用した場合は、正孔の移動距離が長いために電荷収集時
間が長く、パルスの立ち上がり時間が遅い。ところで、
半導体素子の中には電荷キャリアのうち正孔の移動度が
小さく平均移動距離が素子の厚みより小さい場合があ
る。−極４１２ａから遠いところで相互作用した場合、
正孔が移動途中に格子欠陥などに捕らえられて−極３１
２ａに到達することができず、電荷収集が不十分にな
る。反対に、−極４１２ａに近いところで相互作用した
場合、正孔は−極４１２ａに容易に到達することがで
き、電荷収集は十分になる。
がり時間は放射線の半導体素子内における相互作用の位
置に依存する。このことを図１２の説明図で説明する。
放射線が半導体素子に入射して素子内のある位置にエネ
ルギを付与すれば、電離作用により電子と正孔といった
電荷キャリアが生じる。半導体素子の中には、電荷キャ
リアのうち電子の移動速度と正孔の移動速度が一桁程度
違うものがある。電子の移動速度が正孔の移動速度に比
べて非常に速いとき、放射線４１１ａのように素子に取
り付けられた電極のうち−極４１２ａに近い位置４１３
ａで相互作用した場合は、電子の移動距離が長いために
電荷収集時間が短く、パルスの立ち上がり時間が速い。
また反対に、＋極４１２ｂに近い位置４１３ｂで相互作
用した場合は、正孔の移動距離が長いために電荷収集時
間が長く、パルスの立ち上がり時間が遅い。ところで、
半導体素子の中には電荷キャリアのうち正孔の移動度が
小さく平均移動距離が素子の厚みより小さい場合があ
る。−極４１２ａから遠いところで相互作用した場合、
正孔が移動途中に格子欠陥などに捕らえられて−極３１
２ａに到達することができず、電荷収集が不十分にな
る。反対に、−極４１２ａに近いところで相互作用した
場合、正孔は−極４１２ａに容易に到達することがで
き、電荷収集は十分になる。
【００５３】このように、正孔の移動度が小さな半導体
素子では、立ち上がり時間の遅いパルスは電荷収集が不
十分であるため、放射線が素子に付与した全エネルギに
比例するパルス波高を得ることができない。したがっ
て、図１１において、波形分析器４０９でパルスの立ち
上がり時間の速いものだけを選択してゲート信号を作
り、立ち上がり時間の速いパルスだけを通すようにす
る。そしてマルチチャンネル波高分析器４１０には立ち
上がり時間の速いパルスだけが波高値別にカウントされ
ることになる。
素子では、立ち上がり時間の遅いパルスは電荷収集が不
十分であるため、放射線が素子に付与した全エネルギに
比例するパルス波高を得ることができない。したがっ
て、図１１において、波形分析器４０９でパルスの立ち
上がり時間の速いものだけを選択してゲート信号を作
り、立ち上がり時間の速いパルスだけを通すようにす
る。そしてマルチチャンネル波高分析器４１０には立ち
上がり時間の速いパルスだけが波高値別にカウントされ
ることになる。
【００５４】上記のように構成された実施の形態１２の
広域型放射線検出器は、半導体素子３０２ａおよび３０
２ｂを積層して検出部を大きくしており、かつ、電荷収
集の十分な信号のみを取り出しているので、広域の放射
線の検出感度が向上し、かつ、エネルギ分解能も向上す
る。
広域型放射線検出器は、半導体素子３０２ａおよび３０
２ｂを積層して検出部を大きくしており、かつ、電荷収
集の十分な信号のみを取り出しているので、広域の放射
線の検出感度が向上し、かつ、エネルギ分解能も向上す
る。
【００５５】実施の形態１３．図１３はこの発明の実施
の形態１３における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、上記実施の形態１１と同様の
部分は同一符号を付して個々の説明は省略する。５０２
ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび５０２ｄは、電荷キャリ
アのうち移動度の小さい方の平均移動距離程度の厚みを
もった半導体素子である。上記のように構成された実施
の形態１３の広域型放射線検出器は、半導体素子５０２
ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび５０２ｄの厚みが電荷キ
ャリアの平均移動距離程度であるため、電荷キャリアが
収集電極に到達する確率が大幅に増え、電荷収集効率が
上がる。素子を積層しているので検出部分が大きくな
り、かつ、電荷収集効率が上がるので、広域の放射線に
対する検出感度をさらに向上することができるとともに
エネルギ分解能も向上する。また、特にエネルギ分解能
の向上を重視する場合は、半導体素子の厚みを平均移動
距離より薄く（例えば１／２）すればよい。
の形態１３における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、上記実施の形態１１と同様の
部分は同一符号を付して個々の説明は省略する。５０２
ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび５０２ｄは、電荷キャリ
アのうち移動度の小さい方の平均移動距離程度の厚みを
もった半導体素子である。上記のように構成された実施
の形態１３の広域型放射線検出器は、半導体素子５０２
ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび５０２ｄの厚みが電荷キ
ャリアの平均移動距離程度であるため、電荷キャリアが
収集電極に到達する確率が大幅に増え、電荷収集効率が
上がる。素子を積層しているので検出部分が大きくな
り、かつ、電荷収集効率が上がるので、広域の放射線に
対する検出感度をさらに向上することができるとともに
エネルギ分解能も向上する。また、特にエネルギ分解能
の向上を重視する場合は、半導体素子の厚みを平均移動
距離より薄く（例えば１／２）すればよい。
【００５６】実施の形態１４．図１４はこの発明の実施
の形態１４における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、上記実施の形態１１と同様の
部分は同一符号を付して個々の説明は省略する。実施の
形態１１との相違点は、積層する半導体素子に印加する
電界の向きを正負交互になるように配線することであ
る。上記のように構成された実施の形態１４の広域型放
射線検出器は、積層する半導体素子に印加する電界の向
きを正負交互になるようにして配線しているので、素子
と素子の間の電界が無くなり、全体の静電容量が小さく
なる。出力パルスは、半導体素子に取り付けられた電極
に生じる誘導電荷によるものであるが、検出器の静電容
量が小さくなることにより一定の誘導電荷によって生じ
る信号電圧が大きくなって、エネルギ分解能が向上す
る。また、素子と素子の間の電界がなくなることによ
り、素子同士の絶縁が容易になり、素子の間の層をさら
に小さくすることができるので不感領域をさらに減らす
ことができ、広域の放射線に対する検出感度がさらに向
上する。
の形態１４における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、上記実施の形態１１と同様の
部分は同一符号を付して個々の説明は省略する。実施の
形態１１との相違点は、積層する半導体素子に印加する
電界の向きを正負交互になるように配線することであ
る。上記のように構成された実施の形態１４の広域型放
射線検出器は、積層する半導体素子に印加する電界の向
きを正負交互になるようにして配線しているので、素子
と素子の間の電界が無くなり、全体の静電容量が小さく
なる。出力パルスは、半導体素子に取り付けられた電極
に生じる誘導電荷によるものであるが、検出器の静電容
量が小さくなることにより一定の誘導電荷によって生じ
る信号電圧が大きくなって、エネルギ分解能が向上す
る。また、素子と素子の間の電界がなくなることによ
り、素子同士の絶縁が容易になり、素子の間の層をさら
に小さくすることができるので不感領域をさらに減らす
ことができ、広域の放射線に対する検出感度がさらに向
上する。
【００５７】実施の形態１５．図１５はこの発明の実施
の形態１５における広域型放射線検出器の構成を示す図
である。図において、上記実施の形態１１と同様の部分
は同一符号を付して個々の説明は省略する。実施の形態
１１との相違点は、半導体素子に導電性電極２０３を挟
み正負交互に配線していることである。上記のように構
成された実施の形態１５の広域型放射線検出器は、素子
と素子の間の層を全くなくし、二つの電極を一つに兼ね
ているので、素子の間の不感領域が全くなくなる。した
がって、広域の放射線に対する感度がさらに向上する。
また、半導体素子単体では薄くて破損しやすくても、複
数個の電極を挟んで積層すれば全体として機械的強度が
増大し、破損しにくくなる。
の形態１５における広域型放射線検出器の構成を示す図
である。図において、上記実施の形態１１と同様の部分
は同一符号を付して個々の説明は省略する。実施の形態
１１との相違点は、半導体素子に導電性電極２０３を挟
み正負交互に配線していることである。上記のように構
成された実施の形態１５の広域型放射線検出器は、素子
と素子の間の層を全くなくし、二つの電極を一つに兼ね
ているので、素子の間の不感領域が全くなくなる。した
がって、広域の放射線に対する感度がさらに向上する。
また、半導体素子単体では薄くて破損しやすくても、複
数個の電極を挟んで積層すれば全体として機械的強度が
増大し、破損しにくくなる。
【００５８】実施の形態１６．図１６はこの発明の実施
の形態１６における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、上記実施の形態７と同様の部
分は同一符号を付して個々の説明は省略する。９０２は
同軸円筒型で厚みが電荷キャリアのうち移動度の小さい
方の平均移動距離程度の厚みの半導体素子を円筒電極を
挟んで積層したものである。上記のように構成された実
施の形態１６の広域型放射線検出器は、同軸円筒型の半
導体素子の長手方向から放射線を入射させているので入
射経路が長く、かつ、コンプトン散乱などの二次放射線
も再検出しやすい構造であるため、高エネルギ領域の放
射線に対する検出効率が増大し、感度が向上する。
の形態１６における広域型放射線検出器の構成を示す構
成図である。図において、上記実施の形態７と同様の部
分は同一符号を付して個々の説明は省略する。９０２は
同軸円筒型で厚みが電荷キャリアのうち移動度の小さい
方の平均移動距離程度の厚みの半導体素子を円筒電極を
挟んで積層したものである。上記のように構成された実
施の形態１６の広域型放射線検出器は、同軸円筒型の半
導体素子の長手方向から放射線を入射させているので入
射経路が長く、かつ、コンプトン散乱などの二次放射線
も再検出しやすい構造であるため、高エネルギ領域の放
射線に対する検出効率が増大し、感度が向上する。
【００５９】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、検出部が複数個の半導体素子が絶縁膜を介して積
層されて成るようにしたので、高エネルギ領域の放射線
が検出でき感度が向上し広域型放射線検出器を提供する
ことができる。
れば、検出部が複数個の半導体素子が絶縁膜を介して積
層されて成るようにしたので、高エネルギ領域の放射線
が検出でき感度が向上し広域型放射線検出器を提供する
ことができる。
【００６０】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、検出部への放射線の入射経路に低エネル
ギ放射線吸収材を備えるようにしたので、低エネルギ領
域の放射線による検出部の窒息現象を低減させ高エネル
ギ領域の放射線の検出の感度が一層向上した広域型放射
線検出器を提供することができる。
項１において、検出部への放射線の入射経路に低エネル
ギ放射線吸収材を備えるようにしたので、低エネルギ領
域の放射線による検出部の窒息現象を低減させ高エネル
ギ領域の放射線の検出の感度が一層向上した広域型放射
線検出器を提供することができる。
【００６１】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、検出部の後方に高エネル
ギ放射線反射材を備えるようにしたので、検出部への高
エネルギ領域の放射線の入射が一層多くなり高エネルギ
領域の放射線の検出の感度が一層向上された広域型放射
線検出器を提供することができる。
項１または請求項２において、検出部の後方に高エネル
ギ放射線反射材を備えるようにしたので、検出部への高
エネルギ領域の放射線の入射が一層多くなり高エネルギ
領域の放射線の検出の感度が一層向上された広域型放射
線検出器を提供することができる。
【００６２】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１ないし請求項３のいずれかにおいて、検出部の放射
線への入射方向を半導体素子の長手方向に対して平行と
したので、検出部に入射された放射線の経路が長くなる
ので高エネルギ領域の放射線の検出の感度が一層向上さ
れた広域型放射線検出器を提供することができる。
項１ないし請求項３のいずれかにおいて、検出部の放射
線への入射方向を半導体素子の長手方向に対して平行と
したので、検出部に入射された放射線の経路が長くなる
ので高エネルギ領域の放射線の検出の感度が一層向上さ
れた広域型放射線検出器を提供することができる。
【００６３】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１ないし請求項４のいずれかにおいて、各半導体素子
を並列に配線することにより、上記各半導体素子からの
出力信号を加算するようにしたので、高エネルギ領域の
放射線を確実に含むエネルギ分布および線量率が測定で
きる広域型放射線検出器を提供することが可能である。
また、各半導体素子を積層し並列に配線されただけであ
るので、前置増幅器や主増幅器等が従来の広域型放射線
検出器の場合と同じ個数にもかかわらず、高エネルギ領
域の放射線の感度を向上させることができ、延いてはコ
ストを低減することができる。
項１ないし請求項４のいずれかにおいて、各半導体素子
を並列に配線することにより、上記各半導体素子からの
出力信号を加算するようにしたので、高エネルギ領域の
放射線を確実に含むエネルギ分布および線量率が測定で
きる広域型放射線検出器を提供することが可能である。
また、各半導体素子を積層し並列に配線されただけであ
るので、前置増幅器や主増幅器等が従来の広域型放射線
検出器の場合と同じ個数にもかかわらず、高エネルギ領
域の放射線の感度を向上させることができ、延いてはコ
ストを低減することができる。
【００６４】また、この発明の請求項６によれば、請求
項５において、加算された各半導体素子からの出力信号
からセシウム１３４およびセシウム１３７に対応する定
量値をそれぞれ算出し、両定量値を比較する比較部を備
えるようにし、セシウム１３４とセシウム１３７との比
較が感度よくできるので、核燃料の燃焼度の検出の感度
が向上する広域型放射線検出器を提供することが可能で
ある。
項５において、加算された各半導体素子からの出力信号
からセシウム１３４およびセシウム１３７に対応する定
量値をそれぞれ算出し、両定量値を比較する比較部を備
えるようにし、セシウム１３４とセシウム１３７との比
較が感度よくできるので、核燃料の燃焼度の検出の感度
が向上する広域型放射線検出器を提供することが可能で
ある。
【００６５】また、この発明の請求項７によれば、請求
項５において、加算された各半導体素子からの出力信号
からエネルギが５１１ｋｅＶの放射線の信号を抽出する
陽電子検出器を備えるようにし、エネルギ５１１ｋｅＶ
の放射線が感度よく抽出できるので、陽電子の検出感度
が向上する広域型放射線検出器を提供することが可能で
ある。
項５において、加算された各半導体素子からの出力信号
からエネルギが５１１ｋｅＶの放射線の信号を抽出する
陽電子検出器を備えるようにし、エネルギ５１１ｋｅＶ
の放射線が感度よく抽出できるので、陽電子の検出感度
が向上する広域型放射線検出器を提供することが可能で
ある。
【００６６】また、この発明の請求項８によれば、請求
項５において、加算された各半導体素子からの出力信号
からアルゴン４１に対応する定量値を算出する定量部を
備えるようにし、アルゴン４１の定量が感度よくできる
ので、アルゴンの放射化度の検出感度が向上する広域型
放射線検出器を提供することが可能である。
項５において、加算された各半導体素子からの出力信号
からアルゴン４１に対応する定量値を算出する定量部を
備えるようにし、アルゴン４１の定量が感度よくできる
ので、アルゴンの放射化度の検出感度が向上する広域型
放射線検出器を提供することが可能である。
【００６７】また、この発明の請求項９によれば、請求
項１または請求項２または請求項５または請求項７のい
ずれかにおいて、各半導体素子の放射線の入射面の陰電
極を抵抗性電極とし、放射線に対して抵抗性電極の両端
から検出される第１の出力パルスと、半導体素子の陽電
極から検出される第２の出力パルスとを比較して放射線
の抵抗性電極内における入射位置を検出する位置検出部
を各半導体素子にそれぞれ備え、各位置検出器の信号か
ら放射線の検出部における入射位置を検出する放射線位
置検出部を備えるようにしたので、高エネルギ領域の放
射線の検出部に対する入射位置を確実に検出できる広域
型放射線検出器を提供することが可能である。
項１または請求項２または請求項５または請求項７のい
ずれかにおいて、各半導体素子の放射線の入射面の陰電
極を抵抗性電極とし、放射線に対して抵抗性電極の両端
から検出される第１の出力パルスと、半導体素子の陽電
極から検出される第２の出力パルスとを比較して放射線
の抵抗性電極内における入射位置を検出する位置検出部
を各半導体素子にそれぞれ備え、各位置検出器の信号か
ら放射線の検出部における入射位置を検出する放射線位
置検出部を備えるようにしたので、高エネルギ領域の放
射線の検出部に対する入射位置を確実に検出できる広域
型放射線検出器を提供することが可能である。
【００６８】この発明の請求項１０によれば、複数個の
半導体素子をその素子間に原子番号の小さい気体または
真空を介して積層し、それぞれの半導体素子に生じる電
荷の和を出力としているので、放射線に対する有感領域
が増すこと、および半導体素子以外での相互作用が少な
くなることから、高エネルギ領域の放射線に対する感度
が向上する。
半導体素子をその素子間に原子番号の小さい気体または
真空を介して積層し、それぞれの半導体素子に生じる電
荷の和を出力としているので、放射線に対する有感領域
が増すこと、および半導体素子以外での相互作用が少な
くなることから、高エネルギ領域の放射線に対する感度
が向上する。
【００６９】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１または請求項１０において、半導体素子からの出
力パルスのうち、立ち上がり時間の速いパルスだけを弁
別して取り出しているので、電荷収集の完全なものだけ
を取り出すことができ、エネルギ分解能が向上し、高エ
ネルギ放射線に対する感度が向上する。
求項１または請求項１０において、半導体素子からの出
力パルスのうち、立ち上がり時間の速いパルスだけを弁
別して取り出しているので、電荷収集の完全なものだけ
を取り出すことができ、エネルギ分解能が向上し、高エ
ネルギ放射線に対する感度が向上する。
【００７０】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項１または請求項１０または請求項１１において、半
導体素子の厚みを、電荷キャリアのうち移動度の小さい
方の平均移動距離程度としているので、電荷収集効率が
上がり、検出効率が向上する。
求項１または請求項１０または請求項１１において、半
導体素子の厚みを、電荷キャリアのうち移動度の小さい
方の平均移動距離程度としているので、電荷収集効率が
上がり、検出効率が向上する。
【００７１】また、この発明の請求項１３によれば、請
求項１または請求項１０ないし請求項１２のいずれかに
おいて、積層する半導体素子に印加する電界の向きを正
負交互にしているので、半導体素子の間の絶縁物にかか
る電界がなくなり、全体の静電容量が小さくなることか
ら、エネルギ分解能が向上する。
求項１または請求項１０ないし請求項１２のいずれかに
おいて、積層する半導体素子に印加する電界の向きを正
負交互にしているので、半導体素子の間の絶縁物にかか
る電界がなくなり、全体の静電容量が小さくなることか
ら、エネルギ分解能が向上する。
【００７２】また、この発明の請求項１４によれば、請
求項１３において、半導体素子と半導体素子の間の空間
を全くなくし、半導体素子で電極を挟むだけの構造にし
ているので、半導体素子の間の不感部分が全く無くな
り、高エネルギ放射線に対する感度が向上する。
求項１３において、半導体素子と半導体素子の間の空間
を全くなくし、半導体素子で電極を挟むだけの構造にし
ているので、半導体素子の間の不感部分が全く無くな
り、高エネルギ放射線に対する感度が向上する。
【００７３】また、この発明の請求項１５によれば、請
求項１または請求項１０ないし請求項１４のいずれかに
おいて、積層する半導体素子の形状を同軸円筒型として
いるので、半導体素子の長手方向に放射線を入射させれ
ば、半導体素子内での放射線の経路が長くなり、かつコ
ンプトン散乱などの二次放射線も再検出しやすくなり、
高エネルギ放射線に対する感度が向上する。
求項１または請求項１０ないし請求項１４のいずれかに
おいて、積層する半導体素子の形状を同軸円筒型として
いるので、半導体素子の長手方向に放射線を入射させれ
ば、半導体素子内での放射線の経路が長くなり、かつコ
ンプトン散乱などの二次放射線も再検出しやすくなり、
高エネルギ放射線に対する感度が向上する。
【図１】 この発明の実施の形態１における広域型放射
線検出器の構成を示すブロック図である。
線検出器の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す広域型放射線検出器における従来
の広域型放射線検出器との相対感度のシミュレーション
計算結果を示す図である。
の広域型放射線検出器との相対感度のシミュレーション
計算結果を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２における広域型放射
線検出器の構成を示すブロック図である。
線検出器の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態３における広域型放射
線検出器の検出部の構成を示す構成図である。
線検出器の検出部の構成を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態４における広域型放射
線検出器の検出部の構成を示す構成図である。
線検出器の検出部の構成を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態５における広域型放射
線検出器の検出部の構成を示す斜視図である。
線検出器の検出部の構成を示す斜視図である。
【図７】 この発明の実施の形態６における広域型放射
線検出器の検出部の構成を示す斜視図である。
線検出器の検出部の構成を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態９における広域型放射
線検出器の原理を説明するための説明図である。
線検出器の原理を説明するための説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態１０における広域型放
射線検出器の原理を説明するための説明図である。
射線検出器の原理を説明するための説明図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１１における広域型
放射線検出器の構成を示す構成図である。
放射線検出器の構成を示す構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１２における広域型
放射線検出器の構成を示すブロック図である。
放射線検出器の構成を示すブロック図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１２における広域型
放射線検出器の出力パルスの立ち上がり時間の違いを説
明する説明図である。
放射線検出器の出力パルスの立ち上がり時間の違いを説
明する説明図である。
【図１３】 この発明の実施の形態１３における広域型
放射線検出器の構成を示す構成図である。
放射線検出器の構成を示す構成図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１４における広域型
放射線検出器の構成を示す構成図である。
放射線検出器の構成を示す構成図である。
【図１５】 この発明の実施の形態１５における広域型
放射線検出器の構成を示す構成図である。
放射線検出器の構成を示す構成図である。
【図１６】 この発明の実施の形態１６における広域型
放射線検出器の構成を示す構成図である。
放射線検出器の構成を示す構成図である。
【図１７】 従来の広域型放射線検出器の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，２０２ａ，２０
２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，４０２ａ，４０２ｂ 半導
体素子、２，３，４，１３，１４，１５，２４，４１、
４２、４４ａ，４４ｂ，４９，５２，５６，５７，２０
１，４０１，４１１ａ，４１１ｂ 放射線、５，１６，
２５，２６，２７，２８，２９，３０前置増幅器、６，
１７，３１，３２，３３，３４ 主増幅器、７，１８，
３８アナログデジタル変換器、８，１９，３９，４１０
マルチチャンネル波高分析器、９，２０，４５，５０
検出部、１０，２１，４６ 第１の半導体素子、１
１，２２，４７ 第２の半導体素子、１２，２３，４８
絶縁膜、２１ａ，２２ａ 抵抗性電極、２１ｂ，２２
ｂ，２０３ 導電性電極、３５，３６ 割算回路、３７
論理和回路、４０ 低エネルギ放射線吸収材、４３
高エネルギ放射線反射材、５３サンプル、５４ 陽電
子、５５ 電子、５８ 角度、２０４ 電源、２０５
抵抗、２０６ 出力信号、２０７ 空気、４０８ 増幅
器、４０９波形分析器、４１２ａ −電極、４１２ｂ
＋電極、４１３ａ，４１３ｂ 相互作用の位置、５０２
ａ，５０２ｂ，５０２ｃ，５０２ｄ 電荷キャリアの平
均移動距離程度の厚みの半導体素子、９０２ 同軸円筒
状に積層した半導体素子。
２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，４０２ａ，４０２ｂ 半導
体素子、２，３，４，１３，１４，１５，２４，４１、
４２、４４ａ，４４ｂ，４９，５２，５６，５７，２０
１，４０１，４１１ａ，４１１ｂ 放射線、５，１６，
２５，２６，２７，２８，２９，３０前置増幅器、６，
１７，３１，３２，３３，３４ 主増幅器、７，１８，
３８アナログデジタル変換器、８，１９，３９，４１０
マルチチャンネル波高分析器、９，２０，４５，５０
検出部、１０，２１，４６ 第１の半導体素子、１
１，２２，４７ 第２の半導体素子、１２，２３，４８
絶縁膜、２１ａ，２２ａ 抵抗性電極、２１ｂ，２２
ｂ，２０３ 導電性電極、３５，３６ 割算回路、３７
論理和回路、４０ 低エネルギ放射線吸収材、４３
高エネルギ放射線反射材、５３サンプル、５４ 陽電
子、５５ 電子、５８ 角度、２０４ 電源、２０５
抵抗、２０６ 出力信号、２０７ 空気、４０８ 増幅
器、４０９波形分析器、４１２ａ −電極、４１２ｂ
＋電極、４１３ａ，４１３ｂ 相互作用の位置、５０２
ａ，５０２ｂ，５０２ｃ，５０２ｄ 電荷キャリアの平
均移動距離程度の厚みの半導体素子、９０２ 同軸円筒
状に積層した半導体素子。
Claims (15)
- 【請求項１】 半導体素子に広範囲のエネルギ領域の放
射線を入射させ、上記放射線のエネルギが上記半導体素
子に吸収され、これにともない上記半導体素子から出力
される出力パルスにて上記放射線を検出する広域型放射
線検出器において、検出部が、複数個の上記半導体素子
が絶縁膜を介して積層されて成ることを特徴とする広域
型放射線検出器。 - 【請求項２】 検出部への放射線の入射経路に低エネル
ギ放射線吸収材を備えたことを特徴とする請求項１に記
載の広域型放射線検出器。 - 【請求項３】 検出部の後方に高エネルギ放射線反射材
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の広域型放射線検出器。 - 【請求項４】 検出部の放射線への入射方向を半導体素
子の長手方向に対して平行としたことを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の広域型放射線検
出器。 - 【請求項５】 各半導体素子を並列に配線することによ
り、上記各半導体素子からの出力信号を加算することを
特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
広域型放射線検出器。 - 【請求項６】 加算された各半導体素子からの出力信号
からセシウム１３４およびセシウム１３７に対応する定
量値をそれぞれ算出し、上記両定量値を比較する比較部
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の広域型放射
線検出器。 - 【請求項７】 加算された各半導体素子からの出力信号
からエネルギが５１１ｋｅＶの放射線の信号を抽出する
陽電子検出器を備えたことを特徴とする請求項５に記載
の広域型放射線検出器。 - 【請求項８】 加算された各半導体素子からの出力信号
からアルゴン４１に対応する定量値を算出する定量部を
備えたことを特徴とする請求項５に記載の広域型放射線
検出器。 - 【請求項９】 各半導体素子の放射線の入射面の陰電極
を抵抗性電極とし、上記放射線に対して上記抵抗性電極
の両端から検出される第１の出力パルスと、上記半導体
素子の陽電極から検出される第２の出力パルスとを比較
して上記放射線の上記抵抗性電極内における入射位置を
検出する位置検出部を上記各半導体素子にそれぞれ備
え、上記各位置検出器の信号から上記放射線の検出部に
おける入射位置を検出する放射線位置検出部を備えたこ
とを特徴とする請求項１または請求項２または請求項５
または請求項７のいずれかに記載の広域型放射線検出
器。 - 【請求項１０】 半導体素子に広域の放射線を入射さ
せ、上記放射線のエネルギが上記半導体素子に付与さ
れ、これに伴い上記半導体素子に生じる電荷にて上記放
射線を検出する広域型放射線検出器において、検出部
が、複数個の上記半導体素子を積層して、上記半導体素
子と半導体素子の間を原子番号の小さい気体または真空
とし、それぞれの上記半導体素子に生じる電荷の和を出
力とする広域型放射線検出器。 - 【請求項１１】 半導体素子からの出力パルスのうち、
立ち上がり時間の速いパルスだけを弁別して取り出すこ
とを特徴とする請求項１または請求項１０に記載の広域
型放射線検出器。 - 【請求項１２】 半導体素子の厚みを、電荷キャリアの
うち移動度の小さい方の平均移動距離程度としたことを
特徴とする請求項１または請求項１０または請求項１１
のいずれかに記載の広域型放射線検出器。 - 【請求項１３】 積層する半導体素子に印加する電界の
向きを正負交互にしたことを特徴とする請求項１または
請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の広域型
放射線検出器。 - 【請求項１４】 半導体素子と半導体素子の間の空間を
全くなくし半導体素子で電極を挟む構造にしたことを特
徴とする請求項１３に記載の広域型放射線検出器。 - 【請求項１５】 積層する半導体素子の形状を同軸円筒
型としたことを特徴とする請求項１または請求項１０な
いし請求項１４のいずれかに記載の広域型放射線検出
器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23142395A JP3427584B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-09-08 | 広域型放射線検出器 |
| DE69637498T DE69637498D1 (de) | 1995-03-22 | 1996-02-15 | Strahlungsdetektor mit grossem Bereich |
| EP96102282A EP0734076B1 (en) | 1995-03-22 | 1996-02-15 | Wide range radiation detector |
| US08/940,994 US5907156A (en) | 1995-03-22 | 1997-09-30 | Wide range radiation detector |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-63076 | 1995-03-22 | ||
| JP6307695 | 1995-03-22 | ||
| JP23142395A JP3427584B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-09-08 | 広域型放射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321631A true JPH08321631A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3427584B2 JP3427584B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=26404153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23142395A Expired - Fee Related JP3427584B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-09-08 | 広域型放射線検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5907156A (ja) |
| EP (1) | EP0734076B1 (ja) |
| JP (1) | JP3427584B2 (ja) |
| DE (1) | DE69637498D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000340835A (ja) * | 1999-05-31 | 2000-12-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 高エネルギー線入射位置検出素子及び装置 |
| JP2001326376A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体エネルギー検出素子 |
| JP2005114387A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Japan Atom Energy Res Inst | １台の放射線検出器で同時計数測定を行うことにより高感度で核種を分析する方法 |
| JP2007510150A (ja) * | 2003-10-27 | 2007-04-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ピクセル状固体検出器のための較正方法および装置 |
| JP2008116260A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Tohoku Univ | 半導体検出器ブロック及びこれを用いた陽電子断層撮影装置 |
| JP2009229257A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Japan Atomic Energy Agency | 機器内の固体ウラン測定装置 |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| US7186987B1 (en) * | 2001-05-22 | 2007-03-06 | Sandia National Laboratories | Organic materials and devices for detecting ionizing radiation |
| JP4093013B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2008-05-28 | 株式会社日立製作所 | 放射線検査装置 |
| JP3863873B2 (ja) | 2003-09-30 | 2006-12-27 | 株式会社日立製作所 | 放射線検査装置 |
| JP3863872B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2006-12-27 | 株式会社日立製作所 | 陽電子放出型断層撮影装置 |
| JP2005106692A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | 半導体放射線検出器及び放射線撮像装置 |
| JP2005109269A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | 半導体放射線検出器及び半導体放射線撮像装置 |
| JP3828896B2 (ja) * | 2004-03-11 | 2006-10-04 | 株式会社日立製作所 | 陽電子放出型断層撮影装置 |
| TWI272934B (en) * | 2004-04-02 | 2007-02-11 | Nat Health Research Institutes | A device and method for digitizing pet radiation events |
| EP2430475A1 (en) * | 2009-05-14 | 2012-03-21 | Devicor Medical Products, Inc. | Stacked crystal array for detection of photon emissions |
| DE102012215818A1 (de) * | 2012-09-06 | 2014-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Strahlungsdetektor und Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsdetektors |
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| GB1202197A (en) * | 1966-10-14 | 1970-08-12 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to semiconductor radiation detector arrangements |
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| US4891521A (en) * | 1987-10-20 | 1990-01-02 | Michael Danos | Photon counting structure and system |
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| US5245191A (en) * | 1992-04-14 | 1993-09-14 | The Board Of Regents Of The University Of Arizona | Semiconductor sensor for gamma-ray tomographic imaging system |
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| JPH07122776A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-05-12 | Seiko Instr Inc | 光・放射線電気変換半導体装置およびその応用 |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP23142395A patent/JP3427584B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-15 DE DE69637498T patent/DE69637498D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-15 EP EP96102282A patent/EP0734076B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-30 US US08/940,994 patent/US5907156A/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0734076B1 (en) | 2008-04-16 |
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