JPS60161580A - 放射線測定装置ならびに測定方式 - 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】 （イ）産業上の利用分野ならびに従来の技術本発明は放
射線測定装置（ボロメータ）に関するものであり、さら
にまた該装置を利用するよう設計され、かつ、放射線に
露出する放射線測定装置および放射線に対して遮蔽され
た基準測定装置を備える測定方式に関するものである。

現今の大型プラズマ機においては、プラズマに与えられ
た加熱容量の主要部分は、電磁放射線および中性子によ
って真空容器の壁に搬送される。プラズマのエネルギー
平衡について明らかにするために、問題となっているス
ペクトル領域にわたって、時間と空間に関して決定され
た放射電力を独立的に測定する必要がある。測定しよう
とするスペクトル領域は、赤外線領域から１０１（ｅＶ
範囲における軟χ線の領域にまで至る。

広帯域放射線を測定するために、ボロメータとして周知
の放射線測定装置が利用される。

これらの装置は広スペクトル領域（赤外線から軟χ線ま
で）に感応する放射線検知装置となっている。該装置は
到来する放射電力を完全に測定する。該ボロメータの動
作モードは、測定しようとする放射線を吸収し、その結
果ボロメータ検知装置に生ずる熱に基いている。

ボロメータ信号は該検知装置の温度の増加に比例してお
り、かつ、その感度は該温度増加を測定するために利用
される物理的効果の温度係数に依存する。

下記の各種のボロメータはプラズマ物理学において利用
される。

（１）半導体ボロメータ（ゲルマニウム層）（２）サー
ミスタボロメータ（絶縁サーミスタを有するニッケル製
吸収装置） （３）　金まだは白金製抵抗器（くねり形あるいは螺旋
形状に自由に懸垂されている） （４）　パイロ電気ボロメータ （５１ＩＲボロメータ （６）　箔ボロメータ （７）熱電対列 プラズマ上に放射され、検知装置に当る放射電力の密度
は、数ｍ　Ｗ／ａ！の振幅内にある。中性子、ｒ線およ
び／または電磁信号によって生じる強い妨害が存在する
ような環境におけるそのように小さい放射電力の密度を
測定するためには、箔ボロメータの利用が推奨される。

箔ボロメータは３つの機能的に異なる構成要素から成る
。

ａ）高度の機械的安定性を有する電気的に絶縁された担
体箔 ｂ）該箔の上に、薄い幅の狭いス）　ＩＪツブから成る
低熱容量を有する高抵抗層かくねシル状に具備される。

Ｃ）該箔の他側には前記抵抗層を精密に覆って吸収層が
位置ぎめされ、該吸収層のすべての縁は放熱装置と接触
しているＯ 該放熱装置に向かっての熱消散に要する時間と吸収装置
の大きさとの間の直接の関係によって従来の設計による
箔ボロメータを備えるボロメータ検知装置は、比較的大
規模になるのである。しかし、大規模の検知装置には下
記のような欠点が含まれる。

測定しようとする対象から該検知装置への距離および該
対象の大きさに関する検知装置表面の大きさによって生
ずる幾何光学的スクリーン効果 搬送周波数信号送信や利用を不可能にするような比較的
高い電気容量 低周波数ピックアップへの信号送信の感応性。プラズマ
実験のために高周波加熱が利用される場合、ボロメータ
測定値に対して高ピックアップが予期される。

多数のそのような測定装置が利用される場合、ごく平均
的に空間を解消する場合においてさえ、該測定装置を収
納するだめの広い部屋が必要である。

：口）解決しようとする問題点ならびにそのだめの手段 箔の一面には測定しようとする放射線に露出する吸収層
があり、その反対側のもう一方の面には抵抗測定ブリッ
ジの一部分となっている高抵抗層を具備するような電気
的絶縁担体箔を有する放射線測定装置を考える場合、本
発明は下記の要件を満たすような方法で放射線測定装置
を開発するという課題に基礎を置いている。

（１）検知装置の小型化、従って、（ａ）高度の空間解
消策の実現、（ｂ）改良された機械的堅固性、（Ｃ）僅
かな幾何光学的スクリーン効果（２）少ない電気容量 （３）所定の時定数 （４）　ガンマ線ならびに中性子線さの抵抗（５）相互
に温度的に独立している検知装置（６）相互に電気的に
独立している検知装置（７）温度的および電気的妨害の
排除 （８）電気的破裂強度 （９）　５００℃に至るまで高真空においての利用能力 この課題は、本発明の次のような特徴によって解決され
る。吸収層はそこで熱伝導的に接触している横方向に突
出した熱伝導層に移行し、さらに該熱伝導層は測定しよ
うとする放射線に対して遮蔽される。該吸収層および、
選択的に該熱伝導層も、貴金属、好ましくは金、がら作
られることができる。本発明の別の実施例においては、
都合のよいことに、該熱伝導層は、吸収層を超えて横方
向に突出し、かつ、吸収層よりずっと薄い層から成って
おり、さらに任意にそれと−続きにそして／または同じ
物質から出来ているものとなっている。

本発明によって、エネルギー吸収と熱伝導が分離され、
それによって検知装置の規模は実質的に縮少され、その
結果、本発明の別の実施例においては、各々が吸収層を
担持する複数の熱伝導面が並行して間隔を開けられ、直
列で配置　。

されることができる。

吸収層に割当てられた高抵抗層は、それぞれ別の抵抗測
定ブリッジに接続することができる。

別の測定方法は、直列に接続された吸収層に割当てられ
た少なくとも幾つかの高抵抗層、および個別の抵抗測定
ブリッジに接続されるこの方法で形成された抵抗器グル
ープとによるものである０この測定方式においては、測
定装置の抵抗値を場合に応じて増加することができ、よ
って該抵抗器に与えられた同じ電力を有する対角ブリッ
ジにかかる電圧を増加し、がっ、該測定方式の感度を改
善する。

本発明のまた別の実施例においては、測定ブリッジにお
ける高抵抗層の向い側の固定抵抗器もまた高抵抗層とし
て設計され、かつ、吸収層の境界に対応する境界内で、
吸収装置側に面していない、担体箔の側にある高抵抗層
と共に配置されている。この測定は、測定ブリッジの感
度の２倍と考えられる。この事は、現在、高抵抗層とし
て設計されている該固定抵抗器は、以前は放射線だけに
露出していたのであるが、温度の変化、すなわち高抵抗
層が露出していると同じもの、に対しても露出している
という実情によるのである。

本発明のさらに別の実施例において、熱伝導層が放熱装
置を介して相互に接続されている場合、全測定システム
の大きさは実質的に低減され得るが、それは、このだめ
に、放熱装置によって熱が周囲に即座に消散するために
さまざまな検知装置の相互影響を妨げるからである。

この事は、該放熱装置を良好な熱伝導性を示す物質から
成るディスクとして設計することによって良好に実行さ
れるのであり、該放熱装置は熱伝導層と接触し、吸収層
ならびに熱伝導層の厚さ寸法よシ実質的に大きい厚さ寸
法を有し、かつ、各々の吸収層領域において凹所を有す
るが、該凹所の横方向の限界は吸収層の横方向の限界か
ら離れてお）、その上表面には吸収層の寸法に対応する
大きさの窓を備えている。

一方、該放熱装置は熱伝導層の物質から成り、かつそれ
と−続きになっているものであってよい。このために、
都合のよいことに担体箔に被覆が与えられておシ、該被
覆には凹所があって、各凹所の底部の中心領域は吸収層
を形成し、該吸収層は、熱伝導層を形成する薄い縁領域
を介して、全体・とじて放熱装置を形成する被覆物質に
移行している。この測定によって、熱伝導層を限定する
ためのよシ良好に定められた幾何学的条件がより簡単に
得られるようになるのである。下を切取った設計で熱伝
導層の領域に放熱装置層を設け、吸収層への放射を限定
する窓を形成することは通常可能である。しかし、より
簡単に、本発明の別の実施例においては、吸収層だけへ
の放射を保証する窓を備えだ遮蔽体が、放熱装置を構成
する担体箔の被覆上に置かれている。

各凹所の限界と各吸収層の限界との間の距離は、好まし
いことに、吸収層と高抵抗層との間の熱伝達が、吸収層
の限界から放熱装置への熱伝達よりもずっと速く行なわ
れるようなものとなっている。

吸収層から放熱装置への横方向の熱消散の時定数を調整
するために、吸収層の横方向の限界と放熱装置の間の距
離は熱伝導層の厚さに従う。

抵抗層を取巻く構成において、高値抵抗層を担持する担
体箔の側でのアセンブリを容易にするために、はんだ付
は可能な終端領域が備えられている場合には特に有利で
ある。

さらに、該測定装置にできるだけ接近して収納されてい
る基準装置を接続することによって、電気的ならびに熱
的妨害は直接に補償することができる。基準装置抵抗器
をホイートストーンブリッジ回路の第２アームに接続す
ることによって、両方の検知装置に作用する影響は該ブ
リッジアームの対称的同調、従ってブリッジの該同調を
保持する補償へと導く。両検知装置が同等の属性を有す
る場合、該測定ブリッジは十分に同調されている。

該構成は、都合のよいことに、基準装置が測定装置と同
等に構成され、かつ、基準装置が測定装置と同じハウジ
ング内に配置されているように選択されている。

測定装置と基準ボロメータは、好ましいことに、該ハウ
ジング内に順に配置されている。

この結果、特に有利な構成の測定システムとなっている
のであるが、その理由は、はんだ付は可能な終端領域が
抵抗器を担持する２つの担体箔の側に２回存在し、かつ
、直列に接続されていて、内側終端領域と外側終端領域
とになっているからである。

次いで、該外側のはんだ付は可能な終端領域は、測定装
置の場合、第一接触ピンに電導的に接続され、そして内
側のはんだ付は可能な終端領域は、基準装置の場合、第
二接触ピンに電導的に接続されるが、外側の終端領域は
穴を開けられている。

該第−の接触ピンはこれらの穴を自由に通過し、第一と
第二の接触ピンの末端は、測定ボロメータと基準ボロメ
ータを備える測定システムの共通の接続体を形成する。

測定装置は対応する凹所を有する２つの放熱装置の間に
固定され、かつ、機械的に安定した接続を具備している
。

該放熱装置は、測定システムのノーウジング温度にまで
検知装置を冷却させるアルミニューム。

ディスクとなっている。吸収装置側に位置する放熱装置
は、熱伝導面の縁が上に置かれた放熱装置と接触するよ
うに設計されている。この放熱装置には切込みが備えら
れていて、該切込みはそれぞれ吸収装置へだけ接触する
ように開かれた窓を有している。

測定装置は、放熱装置のディスク状の設計のために水平
に取付けられる。

抵抗器側に対して位置する放熱装置の凹所は、測定装置
を光学的に調整するのに利用される。

全体の構成は、とりわけ簡単に取付けられることに特徴
がある。測定装置および基準装置を通る引込み穴を開け
、ねじおよび接触ピンを締め付けるだけでよい０ 次いで測定装置と基準装置が取付けられ、はんだ付けさ
れ、そして最後に測定システムが簡単に統合される。

組立て後、全構成要素は測定方向の圧力の下に置かれる
。該圧力によって該構成全体を保持するだけでなく、終
端領域と接触ピンの間の接触圧力および基部に位置する
接触ピンのだめの接触圧力をも供給する。

さまざまな要素が一緒にされる場合、１つの環状ナツト
でそれらを十分に固定させることができる。

測定システムの変形実施例において、測定装置と基準装
置が担体箔上に並んで配置されておシ、よって、もちろ
ん、測定装置だけが放射線に露出するが基準装置は測定
しようとする放射線に対して遮蔽されねばならない。

本発明のまだ別の実施例においては、いずれのリードも
重複することなく、単一マスクを備えることのできる設
計が可能であるが、それは、測定装置の高抵抗層と基準
装置の高抵抗層とがそれぞれくねり形に設計されるよう
に測定システムを構成することによって、さらに、測定
装置と基準装置の高抵抗層によるくねり形を担体箔上で
織り込むよう配置することによって、しかも、測定装置
と基準装置によるこの並行する構成の相互に面していな
い側の各々に、２つのリードが終端領域内に通じていて
、すなわち、内側リードの終端領域を取り巻く内側リー
ドの周囲を外側リードが取巻いて、具備されることによ
って可能となっているのであり、それによって、１つの
ボロメータの１つのくねりが２つの外側リードの間に接
続され、かつ、該ボロメータの他のくねりは内側リード
の間に接続されるが、一方、もう１つのボロメータの２
つのくねりは、外側リードと内側リードの間にそれぞれ
接続されている。「くねり゛」という用語は、もちろん
、広い意味でのことであって、櫛状の形状だけを意味す
るものではない。螺旋形状も相互に挿入することもでき
て、一方向に進んでもう一方に戻るダブル螺旋として設
計される場合、該螺旋の外側末端に接続することができ
る。

くねり形を選択する場合、確実に、該くねり形の平面上
で接続するべきであり、従って、この平面に対して角度
をなすような接続は必要ではない。

上述の構成は本発明の実施例において、担体箔上におけ
る好ましい対称構成としてしばしば具備されることがで
きる。

（ハ）実施例についての説明 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図において、１は、例えば雲母あるいは「αｐｔｏ
ｎ　Ｊの商標で周知の合成物質のような電気的絶縁体か
ら作られた担体箔を指す。これらの物質は、高温につい
てのその高い放射抵抗と安定性のために特に好適とされ
ている 担体箔１上には、熱伝導層２、好ましいことに金あるい
は白金製のもの、が蒸着されている。この層の厚さは約
０．５μおよびそれ以下である。

この熱伝導層２の中央に吸収ノー５が蒸着されており、
該吸収層は熱伝導Ｍ２と同じ物質からできており、かつ
、約４μの厚さを有する。この吸収Ｎ３は測定面を形成
している。

吸収層３の厚さは測定しようとする放射線に従って自由
に選択することができる。層２と５もまた相互に−続き
とすることもできｂ０担体箔１のもう１方の面で吸収層
の反対側には、高抵抗層４があるが、これは例えばくね
り形であってもよく、さらにまだ蒸着された金あるいは
白金製であってよい。

第２図によれば、抵抗層４で形成される抵抗器Ｍは、ホ
イートストーンブリッジ６のアーム５内に位置しており
、該ブリッジ６はまたさらに３つの抵抗器７．８および
９を有し、そのうちの抵抗器９は基準装置の抵抗層Ｒと
することもできる。測定装置１ｏは該ブリッジの対角線
にかかって接続されておシ、一方、電圧Ｕはもう一つの
対角線に印加される。熱伝導層２の末端に接触して放熱
装置１１は突出部１２を内方向に延長して該測定装置に
位置ぎめされており、該突出部１２は遮蔽となって、概
略的に示される放射線Ｆの幽る吸収層３だけへ自由に接
近できるようにしている。

担体箔１は、熱伝導層２、吸収層３および抵抗層４と共
に該測定装置の検知装置を形成しており、該検知装置は
基ボロメータとも称される。

第３図は４つの検知装置が並行して置かれ、かつ、遮蔽
放熱装置無しに上から見た装置を示す。

担体箔は２１で示され、この場合円形状に設計されてい
る。直径ｉＩ　−ＩＩにわたって、２３ａ　、　２３ｂ
、　２３ｃおよび２３ｄで表わされる４つの吸収層がそ
れぞれ熱伝導層２２ａ　１２２ｂ　、　２２ｃおよび２
２ｄの上に置かれて１列に備えられている。これらの熱
伝導層は、対応距離２４ａ１２４ｂおよび２４ｃを保持
しなから担体箔２１の円周にそれらの円周を略合する。

第４図は該担体箔の底面図であり、ここでは５１で表わ
されているが、高抵抗層６４ａ１３４ｈ、　３４ｃおよ
び５４ｄが認められる。これらは、第３図の２１で表わ
されだ担体箔のもう一方の面の吸収層２５ａ、　２５ｂ
　、　２３ｃおよび２３ｄの真下に位置しており、その
結果、該吸収層と対応する高抵抗層、例えば、吸収層２
５ａと高抵抗層５４ａは、該担体箔の２つの面に相互に
厳密に対向して位置ぎめされている。図示された実施例
において、高抵抗層はくねり形をしている。個別の抵抗
層がライン３５．３６、該番号は抵抗層５４ｂのためだ
けに与えられた参照番号であるが、を介して、内側終端
領域３７と３８に接続されており、該内側終端領域はさ
らに外側終端領域５９ならびに４０と連絡する。第３図
および第４図において特定的に見られるこのような構成
は、放射線に露出する測定装置のだめにだけでなく、い
ずれの放射線にも露出せず、その代りに測定しようとす
る放射線に対して遮蔽された測定システムにおいて与え
られる基準装置のためにも具備される。

放射線に露出する測定装置および放射線に対して遮蔽さ
れた基準装置が、第７図に示される実施例では単一ハウ
ジング内において、順次に配置されている。

基準装置の抵抗層は、第２図のようにホイートストーン
ブリッジ６内に電気的にスイッチされ、そこで抵抗器９
に対応する０ 第５図で示される放熱装置４１は、熱伝導層を取付けら
れ、その上に吸収層を置かれた担体箔上に位置している
のであるが、この放熱装置は凹所４２ａ　、　４２ｂ　
、　４２ｃおよび４２ｄを有し、それらの上表面には窓
４３Ｂ　、　４５ｂ、　４５ｃおよび４３ｄが設けられ
ている。

この構成は第６図の断面図においてより明白になる。こ
こでは放熱装置５１が凹所５５ａ１５３ｂ、　ｓｓｃお
よび５３ｄを有しておシ、その上表面５４ａ　、　５４
ｂ　、　５４ｃおよび５４ｄには、窓５５ａ１５５ｂ、
　ｓｓｃおよび５５ｄが設けられていて、その大きさは
、第３図と関連すれば明らかなように、吸収層２３ａ　
、　２３ｂ　、　２３ｃおよび２５ｄの大きさと同一で
ある。

第７図は、本発明による測定装置ならびに基準装置を有
する測定システムの実施例の斜視的分解図を表わす。円
筒形ノーウジング７１の１端には内側カラー７２が備え
られている。

７５で示される装置が第７図のように右から円筒形ハウ
ジング７１内に押込まれる場合、前記装置はこの内側カ
ラー７２に支持される。

それは環状ナツト７４の助けによって固定されるのであ
るが、該環状ナツト７４は、ここでは右側に位置する円
筒形ハウジング７１のもう１端におる対応する内部ねじ
山にねじ込まれる。

参照番号７５は、第５図および第６図に関して述べた放
熱装置を示し、従ってそれは対応する壁の厚さおよび対
応する凹所ならびに対応する窓を有している。参照番号
７６は放射線に露出する測定装置を指しており、担体箔
および熱伝導層、さらに照射方向（矢印下）に置かれた
吸収層とから成っている。次いで、絶縁体から作られ、
かつ、その中に接触ピン７８が挿入されている基部７７
が続く。接触ビン７８は基部７７を貫通して突出し、測
定装置７６に面する側の、測定装置７６の接触面に容易
に接続され得る接触面で終っている０担体箔の底部、す
なわち、抵抗層を搭載する面もまた、放熱装置、すなわ
ち、アルミニューム製の円筒体と接触しているが、該放
熱装置には凹所が備えられているので、それは各種の接
続ならびに抵抗層を短絡させることはない。この放熱装
置は図中参照番号７９で示される。

次いで、例えばアルミニュームディスクのような、連続
する分割ディスク８０が続くのであるが、該ディスクは
基準部分（基準装置）に対して該システムの測定部分（
測定装置）を完全に遮蔽する。参照番号８１は放熱装置
を指し、これはあらゆる点で放熱装置７５に対応する。

参照番号８２は基準装置を指し、これはあらゆる点で測
定装置７６に対応する。

次いで、基本的に基部７７に対応し、かつ、接触ビン７
８に対応する接触ビン８４を担持する基部８３が続く。

これらの接触ビン８４は、接触ビン７８間の中央に厳密
に位置するような態様で、接触ビン７８と互い違いに配
されている。ここでも再び、基本的に放熱装置７９に対
応する放熱装置が備えられている。

接触ビン７８と８４の両方は共通基部８６内に挿入され
ており、該基部８６は基部７７および８６と同様の絶縁
体となっている。

基準装置８２において、終端領域は担体箔の抵抗層を担
持する面に穴を開けられていて、該抵抗層を通って接触
ビン７８が到達するので、基準ボロメータと、放射線に
露出する測定ボロメータ本体との間には何の接触もない
。

その代り、接触手段の対応する列は基部８５を超えて突
出し、都合のよいことに対応する数の接触手段を担持す
る末端基部に挿入される。

該測定装置および基準装置を接触手段が相互に互い違い
になるよう構成することによって、かつ、ホイートスト
ーンブリッジにスイッチすることによって、時間的に変
化する磁界の補償が達成されるのである。該基準装置を
選択的に組込むことによって、例えば中性子、ｒ線のよ
うな、放射線の測定不能部分についての完全な補償をも
可能にするのであるが、中性子、ｒ線等はハウジングな
らびにそれと連絡する測定システムの部分を加熱するだ
けであって、測定値が影響を受けることはない。

第８図の実施例においては、測定装置および基準装置が
並行して、かつ、そのような数組の装置が各列ごとに順
次に配置されている。

右側の列Ｍには測定装置が、そして左側の列Ｒには基準
装置が位置するようになっている。

第９図において、該構成が断面図で示されている。参照
番号９１は担体箔を示し、その上に金の層９２が蒸着さ
れて放熱装置を形成している。それは、例えば２５μの
厚さを有する。この層９２には凹所９３と９４があり、
該凹所の底部の中心領域９５と９６はそれぞれ、例えば
４μの厚さを有する吸収層を形成し、かつ、それぞれ縁
領域９７と９８を介して放熱層９２に直接移行するが（
第８図も参照）、該縁領域は、例えば、僅か０．５μの
対応的により薄い厚さを有し、熱伝導層を形成する。該
吸収層、熱伝導層および放熱装置はこのように−続きに
形成される。蒸着法あるいはエツチング法によってその
ような形状を作り出すことは、何ら困難を伴なうもので
はない。

第８図および第９図に示される実施例において、熱伝導
層ならびに放熱装置の被覆は、測定装置の吸収層への照
射を窓によって限定する適切な物質からできたカバーに
よって実現される。基準装置に関しては、吸収層はもち
ろんこのカバーによって射光する放射線に対して遮蔽さ
れもする。該カバーは第９図には図示されていない。

所望の吸収層に対する照射を限定する該窓は、対応する
凹所９６の上に縁を突出させることによってもまた実現
され得るが、この設計は手が込んでいるだけでなく困難
である。

第１０図は、測定装置ならびに基準装置からなる１組に
属する１組の高抵抗層を示しており、これらの抵抗層は
、測定装置ならびに基準装置の位置に精密に適合されて
、測定装置ならびに基準装置の側に面してない側に設け
られている。装置１０１と１０２は、ここでは各々が平
面的なくねり形状に設計されている特定測定抵抗器Ｍ（
第２図の抵抗器４を参照）および特定測定抵抗器几（第
２図の抵抗器９を参照）に属する抵抗器巻線を有してい
るだけでなく、測定ブリッジ内で、対向して位置ぎめさ
れ、かつ、くねシ形に設計された各々の巻線をも有して
いる。（第２図の抵抗器８と７を参照）。そのようなく
ねシ形は、第１０図でわかるように、絡み合いあるいは
バンクすることができて、各々のケースに両方の抵抗器
を含む平面的構成となるのである。

これらの平面的形状１０１と１０２から、どこにも重複
する所が無いように直接に接続することができ、この事
によって該装置の製造を実質的に容易にしている。

くねり形状抵抗器構成の１つである１０１の末端１０６
から接続線がリード１０４へと通じ、該リード１０４は
終端領域１０５０周りに向かって、次いで外側リード１
０６としτ外側終端領域１０７へと通じる。構成１０２
から接続線１０８はリード１０９へと向けられ、該リー
ド１０９は終端領域１１０の周りに向かい、次いでもう
１方の外側リード１１１として、もう１方の外側終端領
域１１２へ向けられる。接続線１０３の１端に位置する
構成１０１の抵抗器は外側リード１１１のもう１つの末
端に位置する。接続線１０８の１端に位置する構成１０
２の抵抗器は、終端領域１１０へ達する内側リード１１
５ならびに構成１０１の第２抵抗器にも接続されている
接続素子１１４０両方の終端部に位置しており、さらに
構成１０１の第２抵抗器はそのもう１方の末端でリード
１１５に接続し、該リード１１５は内側終端領域１０５
へ通ずる。さらに、第２抵抗器１０２の１端はリード１
１５へと接続され、この抵抗器はそのもう１端が外側リ
ード１０６に位置ぎめされている。様々な接続が行なわ
れるが、全構成は第２図におけるようなブリッジ回路に
至るのであって、よって、ここでは、測定抵抗器と対向
抵抗器８、および基準抵抗器９と対向抵抗器７が、それ
ぞれ所定の磁界の境界内に位置しておシ、該境界の反対
側で測定装置と基準装置のそれぞれの吸収層が担体箔の
もう１方の面に位置しているのである。

第１１図は、第１０図で詳細に示されたような回路の多
重構成を示す。従って、隣接する回路Ａ、ＢＳＣ・・・
・　Ｎは相互に、電気的に干渉し合うことはない。回路
Ａの終端領域１２１ａと１２２ａは、ブリッジ回路の交
流電圧電源に与えられ、一方残りの２つの終端領域１２
３ａと１２４ａの接続によって中性アームを形成する。

次の回路Ｂの場合、接続は反転される、すなわち、中性
アームは終端領域１２１ｂと１２２ｂの間に位置するが
、一方供給アームは終端領域１２３ｂと１２４ｂの間に
位置ぎめされる。

回路Ｃの場合には、接続条件は再び回路Ａにおけるよう
になるのである。従って、中性アームと共給アームは常
に、それぞれ並行して位置するのであり、その結果、中
性アームの低電圧と供給アームの高電圧は大抵相互にそ
れぞれ影響し、かつ、供給アームの高電圧は中性アーム
の低電圧においてピックアップされない。従って、隣接
する回路の外側リード１０６と１１１（第１０図）はい
つも等しい電位を伝導する。

本発明の作動モードについて、第１２図から第１５図ま
でを参照しながら、以下でより詳細に説明する。

第１２図は、時間ｔの点に関して、吸収層（頂部）に広
がる最高温度から放熱装置（周囲温度）への温度パター
ンを三次元的に示すものである。

該吸収層は、測定しようとする放射線に露出している。

吸収層において吸収された放射線は、該吸収層を加熱さ
せる。核熱は、高抵抗層の方向および周囲に流出する。

該抵抗層はその抵抗値を測定可能なほどに変化させる。

その値が高ければ高いほどより明確になる。

放射線が射出されることによって吸収層はさらに加熱さ
れ、最後に周囲に流出する熱が吸収された放射電力と等
しくなる。核熱は、加熱に影響されない高い熱容量と高
い熱伝導率を有する大型の放熱装置によって運ばれる。

吸収層の反対側の担体箔の面上の抵抗層の抵抗の変化は
、抵抗器あるいは吸収層の表面における平均された温度
変化の測定値となっている。

電力ＰＯのステップ関数への応答としての検知装置の温
度変化は、次のような形式の指数関数によって概算的に
表わすことができる１）　（Ｖｏ（ｔ））＝Ｐｏ　ｒｅ
ｆｆ／Ｃｅｆｆ　（１−ｅ−下ｅｆｆ　）定数τｅｆｆ
およびＣｅｆｆはボロメータ定数と称される。

しかし、該概算が固定しているのは、抵抗層へ向かって
の温度の等化に要する時間が周囲への伝熱より実質的に
速い場合だけである。

ＸとＹ方向への熱伝導の時間定数τｅｆｆＸｙは、従っ
て、Ｚ方向へ保持する時間定数τｅｆｆｚより実質的に
大きくなるに違いない。その理由は、第１３図および第
１４図で示される２つの線図において明らかにすること
ができる。

第一の場合（第１３図）には、温度変化ならびにその結
果として生ずるボロメータ抵抗器の測定できる抵抗の変
化から、射光する放射電力を推論する場合、熱のプロセ
スを描写することは困難であるが、一方、第二の場合（
第１４図）では、放射電力Ｐ　（ｔ）は次のようになる
。

Ｐ　（ｔ）　＝　Ｃｅｆｆ　（す珂史。ゴ亘赴）ｄｔ　
τｅｆｆ 従って、吸収装置の側から薄い担体箔を介して抵抗層へ
の熱の流出が、吸収層からそれを限定する放熱装置への
熱の横方向の消散よシもずっと短時間で行なわれるよう
に、ボロメータ検出装置を構造的に設計することが肝要
である。放射線源に面する測定ボロメータは電導的かつ
熱伝導的な層によって完全に覆われることが重要でおり
、よって二次電子による電荷を防止しさらに放熱装置へ
の明確な伝熱条件ならびに明確な特性データを達成する
のである。

構造的に吸収層の厚さを増大したυ低減したシすること
によって、またその長さおよび／または幅を増大したυ
低減したりすることによっても、熱の消散は影響される
。

与えられた厚さで、長さおよび／または幅を対応的に増
大することによって、時定数の増大を生ずる。厚さの減
少によって、同じ時定数を有する横方向の大きさの低減
を生ずる。

しかし、時定数は無制限な態様で選択されてはならない
のであり、その理由は、この事によって検出装置が非常
に加熱されることになる一方、ボロメータの感度におい
て何ら有用な増加が見られないからである。第１５図の
線図はこの事態を明らかにしている。

短時間ｔ。の間、大きい時定数（Ｂ）を有する検出装置
から小さい時定数（４）を有するそれへの吸収層の温度
差■。ははソ等しいが、長い時間期間ｔでは温度の変化
ＶＡは（Ｂ）の場合におけるよりも小さい。従って、高
い感度がより長い時間期間利用され得るが、そのＳＮ比
がは％；　１０００の値である場合、それは十分である
。さらに、時定数が一層増加することによって、測定し
ようとする放射電力に関する動的特性が制限され、さら
に吸収層の固有放射線は検知装置の高温のために無視で
きないものとなる。

第２図に関連する本発明の測定システムを利用すること
による非常に確実な利点について述べなければならない
。

電圧Ｕとしてプッシュプル交流電圧が選択される場合、
低電圧接続に関して１８０°だけずれた交流電圧は上方
電圧接続へ印加される。

これは、ブリッジが平衡である場合、中性アームは常に
電圧レベル零を有する、ということを意味する。この事
によって零レベルに対する測定が可能となシ、その結果
、どんなオフセットも存在しないので、かなり増幅され
た測定信号を得ることができる。従って、ケーブルその
他の漂遊容量による影響は最小となるので、ブリッジの
平衡化はかなり簡素化され、かつ、マイクロホン効果は
無視できるものとなる。さらに、ホイートストーンブリ
ッジ用に交流電圧電源を利用するだめに、ログ技術によ
る判定が行なわれるということからもさらに利点が生ず
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による箔ボロメータの構成の概略図、第
２図は第１図の箔ボロメータで利用されるブリッジ回°
路、第３図は良好な実施例において、対応する熱伝導層
と並んで直列に配置された４つの吸収層を有する担体箔
を上から見た図、第４図は第３図の担体箔を下から見た
図、第５図は熱伝導層を接続する放熱装置の実施例、第
６図は第５図の放熱装置についての■−ｖ＋の線沿って
の断面図、第７図は、本発明による良好な測定システム
実施例の斜視図的分解図、第８図は、測定装置と基準装
置が並んで、数回反復して構成されている測定システム
の変化例を部分的に上から見た図、第９図は第８図の線
■−■に沿った断面図であり（担体箔の底部に備えた高
抵抗層のような極度に薄い層は断面図を示すのが困難で
あるので図示されていない）、第１０図は、第８図と第
９図の測定システムにおける測定吸収層と基準吸収層の
対応する組に割当てられた１組の高抵抗層ならびにその
接続を上から見た図、第１１図は第８図の測定吸収層お
よび基準吸収層による構成のだめの複数組の高抵抗層を
上から見た図、第１２図は吸収層から熱伝導層を介して
放熱装置への温度の分布状態の概略図、第１６図は、Ｘ
１Ｙ方向ならびに２方向においてはｙ等しい時定数を有
する抵抗層におけるある時間での温度のパターンを示す
グラフ、第１４図は第１５図と同様ではあるがＸ、Ｙ方
向において実質的に大きい時定数に対するもの、さらに
第１５図は第１４図と同様であるが、Ｘ、Ｙ方向におい
て２つの異なる時定数に対する図である。 図中、１は担体箔、２は熱伝導層、３は吸収層、４は高
抵抗層、６はホイートストーンブリッジ、７．８および
９は抵抗器、１０は測定装置、１１は放熱装置をそれぞ
れ示す。 特許出願人文ツルフッ４千尚Ｍ々フトガフ〃げりグデア
　ビツセンシャフテン′ニー・べ−９ＦＩＧ、Ｉ ＦＩ［ｉ、２ ＦＩ［ｉ、　３ 第１頁の続き 優先権主張　６１ｍ３月９日［相］西トイ＠発　明　者
　カール　フツリドリツ ヒ　マスト ッ（Ｄ　Ｅ　）＠Ｐ　３４０８７２４．９ドイツ連邦共
和国デー８０４６ガルヒング、ミュールガツセ・１４エ
イ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）担体箔の一面に吸収層が測定しようとする放射線
   に露出して備えられ、それと反対のもう一方の面には抵
   抗測定ブリッジの一部でおる高抵抗層があるような非電
   導性担体箔を有する放射線測定装置であって、 該吸収層（６と２３ａ〜２３ｄ）と熱伝導的に接触して
   いる横方向に突出した熱伝導層（２と２２ａ〜２２ｄ）
   に前記吸収層が移行しており、かつ該熱伝導層は測定し
   ようとする放射線に対して遮蔽されていることを特徴と
   する前記放射線測定装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の放射線測定装置にお
   いて、前記吸収層（３）は貴金属、好ましくは金、でで
   きていることを特徴とする前記放射線測定装置。 （３）特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の放射
   線測定装置において、前記熱伝導層（２）は前記吸収層
   （３）と同じ物質からできていることを特徴とする前記
   放射線測定装置。 （４）前記特許請求の範囲の何れか１つの項に記載の放
   射線測定装置において、前記熱伝導層（２）は、吸収層
   （３）を超えて横方向に突出し、かつ、該吸収層と−続
   きにおよび／または該後者と同じ物質からできているよ
   うに任意に形成された、実質的により薄い層から成るこ
   とを特徴とする前記放射線測定装置。 （５）前記特許請求の範囲の何れか１つの項に記載の放
   射線測定装置において、各々が吸収層（２３ａ〜２６ｄ
   ）を担持する複数の熱伝導層（２２ａ〜２２ｄ）は間隔
   をとった列に並んで配置されている（第６図）ことを特
   徴とする前記放射線測定装置。 （６）　前記特許請求の範囲の何れか１つの項に記載の
   放射線測定装置において、前記吸収層（６と２３．〜２
   ３ｄ）に割当てられた高抵抗層（４と３４ａ〜３４ｄ）
   はそれぞれ別々の抵抗測定プリンジに接続されているこ
   とを特徴とする前記放射線測定装置。 （力　特許請求の範囲第１項から第５項までの何れか１
   項に記載の放射線測定装置において、−吸収層（２３ａ
   〜２３ｄ）に割当てられた高抵抗層（３４ａ〜６４ｄ）
   の少なくとも幾つかは直列で接続され、かつ、そのよう
   に形成された抵抗器グループは別々の抵抗器測定ブリッ
   ジで接続されていることを特徴とする前記放射線測定装
   置。 （８）特許請求の範囲第６項または第７項記載の放射線
   測定装置において、前記測定ブリッジの高抵抗層（４）
   の反対側に位置ぎめされた固定抵抗器（８）もまた高抵
   抗層として設計され、かつ、吸収層の境界に対応する境
   界内の吸収層に面していない担体箔の面にある高抵抗層
   と一緒になって構成されていることを特徴とする前記放
   射線測定装置。 （９）前記特許請求の範囲いずれか１項に記載の放射線
   測定装置において、熱伝導層（２と２２ａ〜２２ｄ）は
   放熱装置（１１（第１図）、４１（第５図）、５１（第
   ６図））を介して相互に接続されていることを特徴とす
   る前記放射線測定装置。 （１１特許請求の範囲第９項記載の放射線測定装置にお
   いて、放熱装置（４１，５１）は、熱伝導層（２２ａ〜
   ２２ｄ）と接触する、良好な熱伝導性を示す物質から成
   るディスクとして設計されており、吸収層および熱伝導
   層の厚さの寸法より実質的に厚い寸法を有し、さらに吸
   収層の各領域において示す凹所（５３ａ〜５３ｄ）の横
   方向の限界は吸収層の横方向の限界から間隔を開けられ
   、かつ該凹所のそれぞれの上表面（５４８〜５４ｄ）に
   はその大きさが吸収層の大きさに対応する窓（５５ａ〜
   ５５ｄ）を備えている（第５図、第６図）ことを特徴と
   する前記放射線測定装置。 αυ　特許請求の範囲第９項記載の放射線測定装置にお
   いて、前記放熱装置は熱伝導層から成る物質からできて
   おシ、かつ該熱伝導層と−続きになるよう設計されてい
   る（第９図）ことを特徴とする前記放射線測定装置。 Ｑａ　特許請求の範囲第１１項記載の放射線測定装置に
   おいて、担体箔（９１）上には被覆（９２）が与えられ
   ておシ、該被複には凹所（９３，９４）があってその各
   々の底部中心領域（９５，９６）は、熱伝導層を形成す
   る薄い縁領域（９７，９８）を介して、全体として放熱
   装置を形成する該被覆物質に移行している吸収層を形成
   していることを特徴とする前記放射線測定装置。 ０　特許請求の範囲第１２項記載の放射線測定装置にお
   いて、吸収層の上にだけの照射を保証する窓を有する遮
   蔽体が、放熱装置を形成する担体箔の被覆上に置かれて
   いることを特徴とする前記放射線測定装置。 α荀　特許請求の範囲第１０項から第１３項までの何れ
   か１項に記載の放射線測定装置において、各凹所の限界
   と対応する吸収層の限界との間の距離は、吸収層と高抵
   抗層との間の熱の伝達が吸収層の限界から放熱装置への
   熱の伝達よυも実質的に高速で行なわれるように選択さ
   れていることを特徴とする前記放射線測定装置。 Ｑ！９　特許請求の範囲第１４項記載の放射線測定装置
   において、吸収層の横方向限界と放熱装置の間の距離は
   、熱伝導面の厚さに調整されて吸収層から放熱装置への
   横方向の熱伝導についての時定数を調整することを特徴
   とする放射線測定装置。 αｅ　上述の特許請求の範囲の何れか１項に記載の放射
   線測定装置において、高抵抗層（３４ａ〜５４ｄ）を担
   持する担体箔（３１）の面において抵抗層を包囲するよ
   うな構成で、はんだ付は可能な終端領域（５７，３８と
   ３９．４０）が備えられていることを特徴とする前記放
   射線測定装置０ 顛　上述の特許請求の範囲の何れか１項に記載の放射線
   測定装置を利用し、さらにそれに割当てられかつ測定し
   ようとする放射線に対して遮蔽された基準装置を利用す
   る測定方式において、該基準装置の構成は前記測定装置
   のそれに等しく対応し、かつ、該基準装置は測定装置と
   同じハウジングに配置されていることを特徴とする前記
   測定方式。 舖　特許請求の範囲第１７項記載の測定方式において、
   測定装置と基準装置は前記ハウジング（７１）　（第７
   図）内に順次に配置されていることを特徴とする前記測
   定方式。 ■　特許請求の範囲第１８項記載の測定方式において、
   抵抗層を担持する２つの担体箔側にはんだ付は可能な終
   端領域が２つづつ存在し、かつ該終端領域は直列で接続
   され内側終端領域（３７，３８）と外側終端領域（３９
   ，４０）になっていること、 測定装置の場合には外側のはんだ付は可能な終端領域（
   ！１９．４０）は第一の接触ビン（７８）に導電的に接
   続されていること、 基準装置の場合には内側のはんだ付は可能な終端領域（
   ３７，３８）は第二の接触ピン（８４）に導電的に接続
   されるが外側の終端領域（６９，４０）は穴を開けられ
   ていること、 第一の接触ピン（７８）はこれらの穴を自由に通過して
   いること、および 第一の接触ピン（７８）および第二の接触ピン（８４）
   の末端で、測定装置と基準装置とで形成される該測定方
   式の継手接続プラグを構成すること、とを特徴とする前
   記測定方式。 （４）特許請求の範囲第１９項に記載の測定方式におい
   て、測定装置と基準装置は放熱装置（７９，８０，８１
   ）を介して相互に接続されていることを特徴とする前記
   測定方式。 Ｑυ　特許請求の範囲第１９項まだは第２０項記載の測
   定方式において、前記接続体は別のベースソケット（８
   ６）によって覆われていることを特徴とする前記測定方
   式。 ＠　特許請求の範囲第１９項記載の測定方式において、
   第一接触ビン（７８）と第二接触ビン（８４）は共通ソ
   ケッ）　（８６）に保持されていることを特徴とする前
   記測定方式。 （ハ）特許請求の範囲第１７項記載の測定方式において
   、測定装置と基準装置は担体箔上に並んで配置され、か
   つ、基準装置は測定しょうとする放射線に対して遮蔽さ
   れていることを特徴とする前記測定方式。 Ｑ４　特許請求の範囲第８項、第１７項および第２３項
   記載の測定方式において、測定装置の高抵抗層と基準装
   置の高抵抗層は、それぞれくねり形として設計され、か
   つ、測定装置の高抵抗層および基準装置のそれの該くね
   ｐ形は、担体箔上に絡み合って配置され、さらに測定装
   置と基準装置のこの並行構成における相互に面していな
   いそれぞれの側で、終端領域内に通じる２つのリードが
   具備されており、該リードの外側は内側リードの終端領
   域を包囲する該内側リードの周囲を取巻いていて、１装
   置の１つのくねり形は２つの外側リードの間に接続され
   、そして該装置の他のくねり形は内側リードの間に接続
   されているのであるが、一方、もう１つの装置の２つの
   くねり形はそれぞれ外側リードと内側リードの間に接続
   されている（第１０図）ことを特徴とする前記測定方式
   。 （ハ）特許請求の範囲第２４項記載の測定方式において
   、この構成は担体箔上において好ましいことに対称的な
   構成となって数回反復されることを特徴とする前記測定
   方式。 （ハ）特許請求の範囲第２５項記載の測定方式において
   、隣接する回路（ＡＳＢＳｃ・・・Ｎ（第１１図））の
   外側リードは等電位を伝導することを特徴とする前記測
   定方式。