WO2016021493A1 - コンプトンカメラ用検出器及びコンプトンカメラ - Google Patents

コンプトンカメラ用検出器及びコンプトンカメラ Download PDF

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WO2016021493A1
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radiation
layer
scattering layer
detector
scattering
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恵 玄蕃
能克 黒田
博 池淵
大介 松浦
忠幸 高橋
伸 渡辺
武田　伸一郎
Original Assignee
三菱重工業株式会社
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/242—Stacked detectors, e.g. for depth information

Definitions

  • the present invention relates to a Compton camera detector and a Compton camera.
  • Radiation detection devices are known which detect radiation emitted from a substance.
  • a gamma camera system is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-33009).
  • This gamma camera system includes a gamma camera, distance measurement means, position calculation means, sensitivity correction information estimation means, resolution correction information estimation means, and image generation calculation means.
  • a gamma camera has a gamma ray detector and a collimator.
  • the distance measuring means can scan and measure the distance to the imaging target of the gamma camera.
  • the position calculation means calculates the positional relationship based on the distance between the gamma camera obtained by the scan measurement of the distance measurement means and the imaging target of the gamma camera.
  • the sensitivity correction information estimation means estimates the measurement sensitivity when measuring the imaging target with the gamma camera based on the positional relationship obtained from the position calculation means.
  • the resolution correction information estimation means estimates the resolution when measuring the imaging target with the gamma camera based on the positional relationship obtained from the position calculation means.
  • the image generation calculation means generates a gamma ray distribution image based on the measurement sensitivity estimated by the sensitivity correction information estimation means, the resolution estimated by the resolution correction information estimation means, and the gamma ray count data detected by the gamma camera. Do.
  • FIG. 1 is a schematic view showing this gamma camera system.
  • the gamma camera system 101a is a pinhole camera system. Therefore, the viewing angle of the detector 110a with respect to the radiation source 150 is defined by the aperture angle of the pinhole collimator 140 and is limited to 40 ° to 60 °. Therefore, in order to perform measurement in the entire circumferential (360 °) direction, for example, as shown in FIG. 2, the gamma camera system 101a is set on the rotation table 145, and the rotation table 145 is rotated several times ( If the viewing angle is 60 °, it is necessary to divide the measurement into six).
  • Non-Patent Document 1 http://www.hitachi-ce.co.jp/product/gamma_detector/ discloses such a system with a turntable.
  • a Compton camera is disclosed in Non-Patent Document 2 (http://www.jaxa.jp/press/2012/03/20120329_compton_1.pdf).
  • the Compton camera is a camera capable of measuring the incident direction of incident radiation (example: gamma ray) using Compton scattering.
  • the incident direction may be visualized using any display device.
  • FIG. 3A is a schematic view showing the operating principle of this Compton camera.
  • the Compton camera 101b simultaneously determines the energy E1 + E2 of the incident radiation R1 and the arrival direction ⁇ based on the measured position X1 and energy E1, and the position X2 and energy E2.
  • the position X1 and the energy E1 are the position X1 (x1, y1, z1) of the scattering when the radiation R1 is Compton scattered by the electrons in the scattering layer 110b1, and the energy E1 given to the electron by the radiation R1. It is. Also, the position X2 and the energy E2 are obtained by the absorbed position X2 (x2, y2, z2) and the absorbed energy E2 when the Compton scattered radiation R2 is photoelectrically absorbed in the absorption layer 110b2. is there. Then, based on the information, the position or type of the radiation source 150 is estimated. For example, as shown in FIG.
  • the incident radiation R1 is scattered by applying energy E1 at positions X1 in the plurality of scattering layers (Si) 110b1, and the scattered radiation R2 is in the positions in the plurality of absorbing layers (CdTe) 110b2. It is absorbed by applying energy E2 at X2.
  • the energy of the incident radiation and the arrival direction ⁇ are simultaneously determined. Then, based on the information, the position or type of the radiation source 150 is estimated.
  • This Compton camera 101b can detect radiation from the entire circumference (viewing angle 360 °; strictly speaking, solid angle 4 ⁇ steradian: 4 ⁇ [sr]) in principle.
  • this Compton camera 101b has a configuration in which the scattering layer 110b1 is disposed in front of the camera (in the incident direction) and the absorption layer 110b2 is disposed behind the scattering layer 110b1.
  • the detection efficiency of the hemisphere in front of the camera (view angle 180 °; strictly solid angle 2 ⁇ steradian) and the detection efficiency of the hemisphere behind the camera (view angle 180 °; strictly solid angle 2 ⁇ steradian) are compared
  • the detection efficiency of the hemisphere behind the camera becomes extremely small (example: about 1/10). Therefore, the practical viewing angle of the Compton camera 101b is 180 °, and practically only radiation from the hemispherical (2 ⁇ [sr]) direction can be detected. Therefore, in order to perform measurement in the entire circumference (viewing angle 360 °; 4 ⁇ [sr]), for example, as shown in FIG. 4, at least two measurements are also required for the Compton camera 101 b.
  • One object of the present invention is to provide a Compton camera detector and Compton camera that make it possible to reduce the number of measurement devices installed or to reduce the number of measurements by the measurement devices when measuring radiation. It is in.
  • a detector for a Compton camera includes a first radiation scattering layer, a second radiation scattering layer, and a radiation absorbing layer provided between the first radiation scattering layer and the second radiation scattering layer. Equipped with The first radiation scattering layer and the radiation absorbing layer constitute at least a part of the first detector, and the second radiation scattering layer and the radiation absorbing layer constitute at least a part of the second detector.
  • the Compton camera includes a Compton camera detector and an information processing apparatus.
  • the Compton camera detector has the above-described configuration.
  • the information processing apparatus responds to incident radiation to a signal output from the first radiation scattering layer and the radiation absorbing layer of the Compton camera detector or to a signal output from the second radiation scattering layer and the radiation absorbing layer Based on the position of the radiation source and the energy of the radiation are calculated.
  • the number of installed measurement devices when measuring radiation, can be reduced or the number of measurements by the measurement devices can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a gamma camera system of Patent Document 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the gamma camera system of FIG.
  • FIG. 3A is a schematic view showing the operation principle of the Compton camera of Non-Patent Document 2.
  • FIG. 3B is a schematic view showing the configuration of the Compton camera of Non-Patent Document 2.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the operation of the Compton camera of FIG. 3B.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an exemplary configuration of a Compton camera according to some embodiments.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a gamma camera system of Patent Document 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the gamma camera system of FIG.
  • FIG. 3A is a schematic view showing the operation principle of the Compton camera of Non-Patent Document 2.
  • FIG. 3B is a schematic view showing the configuration of the Compton camera of Non-Patent Document
  • FIG. 6 is a schematic view showing a configuration example of a radiation detector according to some embodiments.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing a configuration example of a radiation detector module according to some embodiments.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a configuration example of a radiation detector in which modules according to some embodiments are stacked.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the operation principle of the Compton camera according to some embodiments.
  • FIG. 10 is a flow diagram illustrating the operation of a Compton camera according to some embodiments.
  • FIG. 11A is a schematic view showing a modified example of the configuration of the radiation detector according to the embodiment.
  • FIG. 11B is a schematic view showing a modified example of the configuration of the radiation detector according to the embodiment.
  • FIG. 11C is a schematic view showing a modified example of the configuration of the radiation detector according to the embodiment.
  • FIG. 11D is a schematic view showing a modified example of the configuration of the radiation detector according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an exemplary configuration of a Compton camera according to some embodiments.
  • the Compton camera 5 includes a radiation detector 1 and an information processing device 2.
  • the radiation detector (detector for Compton camera) 1 is a detector of radiation used in the Compton camera 5. Incident radiation is detected, and a signal corresponding to the incident radiation is output to the information processing device 2. Details of the radiation detector 1 will be described later.
  • the information processing apparatus 2 calculates the position of the radiation source and the energy of the radiation based on the signal output from the radiation detector 1.
  • the information processing device 2 may be a computer operating with a program stored in a storage device, may be hardware (a dedicated data processing circuit), or may be a combination of both.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a configuration example of a radiation detector 1 according to some embodiments.
  • the radiation detector 1 includes a first radiation scattering layer 11, a second radiation scattering layer 13, and a radiation absorbing layer 12.
  • the first radiation scattering layer 11 is a layer for Compton scattering of radiation (example: gamma ray).
  • the first radiation scattering layer 11 is provided on one side of the radiation absorbing layer 12 and may be a single layer or a plurality of layers may be stacked.
  • the first radiation scattering layer 11 mainly Compton scatters radiation from the hemisphere (solid angle 2 ⁇ [sr]) on one side with respect to the radiation absorption layer 12.
  • the first radiation scattering layer 11 is exemplified by a detector using a material having a high ability to scatter radiation, such as silicon (Si).
  • the first radiation scattering layer 11 is modularized layer by layer. In other words, the first radiation scattering layer 11 can detect the interaction with the gamma ray layer by layer.
  • the first radiation scattering layer 11 is given by the position X (x, y) in the layer of the scattering, the position (z) of the layer in the radiation detector 1, the scattering A value corresponding to the energy E (absorbed) can be output.
  • the second radiation scattering layer 13 has the same configuration and function as the first radiation scattering layer 11. However, the second radiation scattering layer 13 is provided on the other side of the radiation absorbing layer 12 (the side opposite to the first radiation scattering layer 11), and mainly on the other side of the radiation absorbing layer 12. Compton scatters radiation from (solid angle 2 ⁇ [sr]).
  • the radiation absorption layer 12 is a layer for photoelectrically absorbing the radiation that is Compton scattered by the first radiation scattering layer 11 and the second radiation scattering layer 13.
  • the radiation absorbing layer 12 is provided between the first radiation scattering layer 11 and the second radiation scattering layer 13 and may be a single layer or a plurality of layers may be stacked.
  • the radiation absorbing layer 12 is exemplified as a detector using a material having a high ability to absorb photons, such as cadmium tellurium (CdTe) or cadmium zinc tellurium (CdZnTe).
  • the radiation absorbing layer 12 is modularized layer by layer. In other words, the radiation absorbing layer 12 can detect the interaction with the gamma ray layer by layer.
  • the radiation absorbing layer 12 When an interaction with a gamma ray occurs, the radiation absorbing layer 12 is given by the position X (x, y) of the absorption in the layer, the position (z) of the layer in the radiation detector 1, the absorption A value corresponding to the energy absorbed (absorbed) can be output.
  • the layers of the first radiation scattering layer 11, the second radiation scattering layer 13, and the radiation absorbing layer 12 are disposed parallel to one another at a predetermined pitch interval.
  • the radiation detector 1 includes the first radiation scattering layer that Compton scatters radiation from one hemisphere (solid angle 2 ⁇ [sr]) with respect to the radiation absorption layer 12 11 and a second radiation scattering layer 13 for Compton scattering of radiation from the other side hemisphere (solid angle 2 ⁇ [sr]). Therefore, this radiation detector 1 can make the detection efficiency of the hemisphere on one side the same as the detection efficiency of the hemisphere on the other side. As a result, it is possible to detect the whole circumference (4 ⁇ [sr]) at one time by one Compton camera detector. Thereby, when measuring radiation, the number of installed measurement devices can be reduced, and the number of measurements by the measurement devices can be reduced.
  • the radiation absorbing layer 12 is shared by the first radiation scattering layer 11 and the second radiation scattering layer 13.
  • the radiation absorbing layer 12 includes the detector (first detector) including the first radiation scattering layer 11 and the radiation absorbing layer 12, and the second radiation scattering layer 13 and the radiation absorbing layer 12. Shared with other detectors (second detectors).
  • the number of layers (or thickness) can be relatively reduced by the amount of the radiation absorbing layer 12 of one detector.
  • solid angle 4 ⁇ [sr] solid angle 4 ⁇ [sr]
  • the number (or thickness) of the radiation absorbing layer 12 When the number (or thickness) of the radiation absorbing layer 12 is not relatively reduced, the number (or thickness) of the radiation absorbing layer 12 is relatively large. Therefore, the first radiation scattering layer 11 or the second radiation It becomes possible to reliably absorb the radiation scattered by the scattering layer 13.
  • the number of first radiation scattering layers 11 and the number of second radiation scattering layers 13 are as long as there are no special circumstances such as the radiation dose from one hemisphere and the radiation dose from the other hemisphere being significantly different.
  • the number of layers is preferably the same.
  • the detection efficiency of radiation from the hemisphere on the first radiation scattering layer 11 side can be made equal to the detection efficiency of radiation from the hemisphere on the second radiation scattering layer 13 side.
  • the first radiation scattering layer 11, the second radiation scattering layer 13, and the radiation absorbing layer 12 are preferably disposed sparsely with a small number of layers. If the number of layers is large and densely arranged, the signal due to scattering may increase and saturate. On the other hand, when the radiation dose is low, it is preferable to arrange the number of layers densely. If the number of layers is small and sparsely arranged, the detection efficiency is reduced.
  • the 1st radiation scattering layer 11, the 2nd radiation scattering layer 13, and the radiation absorption layer 12 are four layers, four layers, and two layers, respectively.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing a configuration example of the module.
  • the module 30 includes a sensor unit 31, a detection unit 32, and a tray 36.
  • the configuration of the module 30 is the same in any of the first radiation scattering layer 11, the second radiation scattering layer 13, and the radiation absorbing layer 12 except for the sensor unit 31.
  • the tray 36 holds the sensor unit 31 and the detection unit 32 at a predetermined position in the z direction in the radiation detector 1.
  • the tray 36 includes a first portion 36a and a plurality of second portions 36b (four in the example of FIG. 7).
  • the first portion 36 a is provided at the center of the tray 36 and has a shape on which the sensor unit 31 can be placed.
  • the plurality of second portions 36 b are provided at substantially equal intervals around the first portion 36 a and have a shape on which the detection unit 32 can be mounted.
  • the sensor unit 31 is mounted on the first portion 36a
  • the detection unit 32 is mounted on each of the plurality of second portions 36b.
  • the number of second portions 36 b increases or decreases depending on the number of detection units 32.
  • the sensor unit 31 and the plurality of detection units 32 are electrically connected.
  • the end 36 b 1 of the second portion 36 b is provided with an opening 33.
  • the opening 33 is penetrated by a support member 21 provided in each second portion 36 b and extending in the z direction from a pedestal (not shown).
  • the other end 36b2 of the second portion is inserted into the support member 22 provided in each second portion 36b and extending in the z direction from a pedestal (not shown).
  • the tray 36 holds the sensor unit 31 and the detection unit 32 at a predetermined position in the z direction by holding the second portions 36 b by the support members 21 and 22.
  • the sensor unit 31 Compton scatters or photoelectrically absorbs radiation (example: gamma radiation), and an electrical signal indicating the position in the xy plane where the radiation is scattered or absorbed, and the amount corresponding to the magnitude of the energy of the scattering or absorption Output
  • the sensor unit 31 includes a detection layer, a first surface electrode, and a second surface electrode (not shown).
  • the detection layers in the first radiation scattering layer 11 and the second radiation scattering layer 13 are layers for scattering radiation, and are exemplified as semiconductor layers.
  • the semiconductor layer is exemplified as a silicon (Si) layer.
  • the first surface electrode is a film formed in a lattice shape in the xy plane so as to cover one surface of the detection layer, and is exemplified by the conductive layer.
  • the conductor layer is exemplified by an aluminum (Al) layer.
  • the second surface electrode is a film formed on one side in the xy plane so as to cover the other side of the detection layer, and is exemplified by the conductive layer.
  • the semiconductor layer is a silicon (Si) layer
  • the conductor layer is exemplified by an aluminum (Al) layer.
  • the position of the scattering in the xy plane is detected as the position of the first surface electrode receiving the electrical signal by the scattering.
  • Ru an amount corresponding to the magnitude of the scattered energy is detected as the magnitude of the charge detected by the first surface electrode.
  • the detection layer in the radiation absorbing layer 12 is a layer for absorbing radiation, and is exemplified as a semiconductor layer.
  • the semiconductor layer is exemplified by a cadmium telluride (CdTe) layer and a cadmium zinc tellurium (CdZnTe) layer.
  • the first surface electrode is a film formed in a lattice shape in the xy plane so as to cover one surface of the detection layer, and is exemplified by the conductive layer.
  • the conductor layer is exemplified by platinum (Pt).
  • the second surface electrode is a film formed on one side in the xy plane so as to cover the other side of the radiation detection layer, and is exemplified by the conductive layer.
  • the conductor layer is exemplified by indium (In).
  • the position of absorption is detected as the position of the first surface electrode that has received the electrical signal by the absorption. Further, the amount corresponding to the energy imparted by absorption is detected as the magnitude of the charge detected by the first surface electrode.
  • the shapes of the electrodes of the first surface electrode and the second surface electrode are not symmetrical. However, even if radiation enters the sensor unit 31 from which side of the surface electrode, the radiation is not affected by the surface electrodes, and the scattering or absorption of radiation in the sensor unit 31 is not affected.
  • the shapes of the first surface electrode (in this example, grid shape) and the second surface electrode (in this example, all over) and the shape of the sensor unit 31 (in this example, square) are limited to those described above. Absent.
  • the sensor unit 31 may be another type of radiation detector.
  • a strip type detector is exemplified.
  • the sensor unit 31 includes a detection layer, a first surface electrode, and a second surface electrode (not shown).
  • the first surface electrode is a plurality of films formed in a strip shape extending in parallel to the x direction so as to cover one surface of the detection layer.
  • the first surface electrode is exemplified by aluminum (Al) when the detection layer is a cadmium telluride (CdTe) layer.
  • the second surface electrode is a plurality of films formed in a strip shape extending in parallel to the y direction so as to cover the other surface of the detection layer.
  • the second surface electrode is exemplified by platinum (Pt) when the detection layer is a cadmium telluride (CdTe) layer.
  • the detection unit 32 receives an electrical signal indicating the amount corresponding to the position and energy output from the sensor unit 31 from the wiring 34. Then, the detection signal corresponding to the electrical signal is output to the information processing device 2 through the wiring 35.
  • the sensor part 31 is divided into four area
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a configuration example of a radiation detector in which the modules are stacked.
  • a plurality of modules 30 (a first radiation scattering layer 11, a radiation absorbing layer 12, and a second radiation scattering layer 13) are stacked in a housing 20.
  • seven layers of the second radiation scattering layer 13, six layers of the radiation absorbing layer 12, and seven layers of the first radiation scattering layer 11 are disposed in this order from the lower side in the z direction.
  • Each module 30 is fixed at a predetermined position in the housing 20 by the support members 21 and 22 extending in the z direction from the pedestal 23.
  • the modules 30 can be stacked closely by stacking the modules 30 continuously in the z direction without gaps.
  • the modules 30 can be stacked sparsely.
  • the modules 30 can be stacked closely.
  • the modules 30 can be sparsely stacked.
  • the position of the module 30 in the z direction can be specified as the position of the location where the module 30 is held by the support members 21, 22. Therefore, the position X of the Compton scattering or the photoelectric absorption is specified by the position (z) of the z coordinate by the place where the module 30 is held by the support members 21 and 22, and the first surface electrode of the sensor unit 31 of each module 30 It is specified by the position (x, y) of the x coordinate and the y coordinate at the inside position.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the operation principle of the Compton camera according to some embodiments.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the Compton camera according to some embodiments.
  • the radiation detector 1 measures, for example, radiation (example: gamma rays) from the radiation source 50a located in front (step S01). Specifically, radiation from the forward radiation source 50 a is incident on the radiation detector 1 and is first Compton scattered approximately in any one of the plurality of first radiation scattering layers 11 of the radiation detector 1. At this time, the first radiation scattering layer 11 (z1) where the scattering occurred is the change value of the charge corresponding to the position (x1, y1) where the scattering occurred in the sensor unit 31 and the energy E1 applied by the radiation. Output the signal shown.
  • radiation example: gamma rays
  • the detection unit 32 of the first radiation scattering layer 11 outputs a signal indicating the change value of the charge (corresponding to the energy E1) and the position X1 (x1, y1, z1) to the information processing device 2. Thereafter, the scattered radiation is photoelectrically absorbed in any one of the plurality of radiation absorbing layers 12 of the radiation detector 1. At this time, the radiation absorbing layer 12 (z2) where absorption has occurred is a signal indicating the position (x2, y2) where absorption has occurred in the sensor section 31 and the change value of the charge corresponding to the absorbed energy E2. Output.
  • the detection unit 32 of the radiation absorbing layer 12 outputs, to the information processing device 2, a signal indicating the change value of the charge (corresponding to the energy E2) and the position X2 (x2, y2, z2).
  • the scattering in the first radiation scattering layer 11 and the absorption in the radiation absorbing layer 12 occur almost simultaneously. Therefore, it is possible to judge that two events that occur almost simultaneously in time series are consecutive events due to one radiation. Accordingly, it can be distinguished from other scattering and absorption occurring in the first radiation scattering layer 11 and the radiation absorbing layer 12 and scattering and absorption occurring in the second radiation scattering layer 13 and the radiation absorbing layer 12.
  • the information processing device 2 converts the change value of the charge from the first radiation scattering layer 11 into energy E1, and converts the change value of the charge from the radiation absorption layer 12 into energy E2.
  • the energy E01 of the radiation source 50a is represented by the following formula (1).
  • E01 E1 + E2 (1)
  • the following equation (2) holds for the scattering angle ⁇ a .
  • E2 E01 / (1 + E01 (1-cos ⁇ a ) / mc 2 ) (2) Therefore, the following equation (3) is derived from the equation (1) and the equation (2).
  • the information processing device 2 performs the above-described steps S01 to S02 for a plurality of radiations from the radiation source 50a to obtain a plurality of scattering angles ⁇ a.
  • the code m means the mass of electrons
  • the code c means the speed of light.
  • the information processing apparatus 2 calculates the arrival direction of the radiation source 50a (step S03).
  • the scattering angle theta a to the position X1 and position X2 Prefecture, (direction of the radiation source 50a) the direction of incidence of the radiation is calculated with the following ranges. That is, the radiation source 50a is a position X1 and the vertex, and the height direction in the direction of the straight line connecting the position X1 and position X2, with a generatrix extending the scattering angle theta a from position X1 its height direction as a reference, It is on the side of cone 51a.
  • the radiation detector 1 measures, for example, radiation (example: gamma rays) from the radiation source 50b located behind (step S01). Specifically, radiation from the rear radiation source 50b is incident on the radiation detector 1, and is first Compton scattered approximately in any one of the plurality of second radiation scattering layers 13 of the radiation detector 1. At this time, the second radiation scattering layer 13 (z3) where the scattering occurred is the change value of the charge corresponding to the position (x3, y3) where the scattering occurred in the sensor unit 31 and the energy E3 given by the radiation.
  • radiation example: gamma rays
  • the detection unit 32 of the second radiation scattering layer 13 outputs a signal indicating the change value of the charge (corresponding to the energy E3) and the position X3 (x3, y3, z3) to the information processing device 2. Thereafter, the scattered radiation is photoelectrically absorbed in any one of the plurality of radiation absorbing layers 12 of the radiation detector 1. At this time, the radiation absorbing layer 12 (z4) where absorption has occurred is a signal indicating the position (x4, y4) where absorption has occurred in the sensor unit 31 and the change value of the charge corresponding to the absorbed energy E4. Output.
  • the detection unit 32 of the radiation absorbing layer 12 outputs, to the information processing device 2, a signal indicating the change value of the charge (corresponding to the energy E4) and the position X4 (x4, y4, z4).
  • the scattering in the second radiation scattering layer 13 and the absorption in the radiation absorbing layer 12 occur almost simultaneously. Therefore, it is possible to judge that two events that occur almost simultaneously in time series are consecutive events due to one radiation. Therefore, it is possible to distinguish the other scattering and absorption occurring in the second radiation scattering layer 13 and the radiation absorbing layer 12 and the scattering and absorption occurring in the first radiation scattering layer 11 and the radiation absorbing layer 12.
  • the energy E02 of the radiation source 50b is represented by the following equation (4).
  • E02 E3 + E4 (4)
  • the Compton scattering, the scattering angle theta b the following equation (5) holds.
  • E4 E02 / (1 + E02 (1-cos ⁇ b ) / mc 2 ) (5) Therefore, the following equation (6) is derived from the equation (4) and the equation (5).
  • cos ⁇ b 1 ⁇ mc 2 / E 4 + mc 2 / (E 3 + E 4) (6) That is, by substituting the E3, E4 in equation (6), the scattering angle theta b obtained. Then, the information processing apparatus 2, the plurality of radiation from the radiation source 50b, performs the steps S01 ⁇ S02, to obtain a plurality of scattering angles theta b.
  • the code m means the mass of electrons
  • the code c means the speed of light.
  • the information processing apparatus 2 calculates the arrival direction of the radiation source 50b (step S03).
  • the scattering angle theta b and the position X3 and the position X4 Prefecture, (direction of the radiation source 50b) incident direction of the radiation is calculated with the following ranges. That is, the radiation source 50b is the position X3 to the vertex, and the height direction in the direction of the straight line connecting the position X3 to the position X4, having a generatrix extending the scattering angle theta b from the position X3 its height direction as a reference, It is on the side of cone 51b.
  • the range of the incident direction corresponds to the side surface of the cone 51b.
  • a plurality of radiation emitted from the radiation source 50b by calculating a plurality of scattering angles theta b, respectively (steps S01 ⁇ S02), a plurality of cones to can be determined, respectively.
  • the direction corresponding to the overlapping position of the plurality of cones can be calculated as the direction of the final radiation source 50b.
  • the Compton camera according to some embodiments operates.
  • radiation from the forward radiation source 50a enters the radiation detector 1, mainly Compton scattered by one of the plurality of first radiation scattering layers 11, and a plurality of radiation absorptions when the photoelectric absorption in one layer 12, to calculate the scattering angle theta a and energy E01, you can identify the position of the radiation source 50a.
  • radiation from the rear radiation source 50 b enters the radiation detector 1 and is Compton scattered mainly by one of the plurality of second radiation scattering layers 13, and the radiation absorbing layer 12 If it is photoelectrically absorbed by one, to calculate the scattering angle theta b and energy E02, you can identify the position of the radiation source 50b.
  • the Compton camera 5 has a range of the solid angle 2 ⁇ [sr] of the second radiation scattering layer 13 side as well as the radiation source 50a in the range of the solid angle 2 ⁇ [sr] of the first radiation scattering layer 11 side.
  • the radiation source 50 b located inside can also be measured by the radiation detector 1. Therefore, a single Compton camera 5 can identify a radiation source within the range of solid angle 4 ⁇ [sr] at one time. Therefore, when measuring radiation, the number of installed measurement devices can be reduced, or the number of measurements by the measurement devices can be reduced.
  • the number and arrangement of the first radiation scattering layer 11, the second radiation scattering layer 13, and the radiation absorbing layer 12 in the radiation detector 1 are arbitrary. Some examples are shown below.
  • 11A to 11C are schematic views showing modifications of the configuration of the radiation detector 1 according to the embodiment.
  • the first radiation scattering layer 11a, the second radiation scattering layer 13a, and the radiation absorbing layer 12a are relatively densely stacked. In other words, the number of layers of each layer per unit thickness is relatively large.
  • the radiation detector 1a is characterized in that the probability that radiation is Compton scattered by the first radiation scattering layer 11a and the second radiation scattering layer 13a and photoelectrically absorbed by the radiation absorbing layer 12a is high (detection sensitivity is high). Therefore, it is suitable when the radiation dose to be measured is small.
  • the 1st radiation scattering layer 11, the 2nd radiation scattering layer 13, and the radiation absorption layer 12 are five layers, five layers, and three layers, respectively.
  • the first radiation scattering layer 11b, the second radiation scattering layer 13b, and the radiation absorbing layer 12b are stacked relatively sparsely. In other words, the number of layers of each layer per unit thickness is relatively small.
  • the radiation detector 1b is characterized in that the probability that radiation is Compton scattered by the first radiation scattering layer 11b or the second radiation scattering layer 13b and photoelectrically absorbed by the radiation absorbing layer 12b is low (detection sensitivity is low). Therefore, it is suitable when the radiation dose to be measured is high. In addition, the cost is low because the number of layers is small.
  • the 1st radiation scattering layer 11, the 2nd radiation scattering layer 13, and the radiation absorption layer 12 are three layers, three layers, and two layers, respectively.
  • the first radiation scattering layer 11c and the radiation absorbing layer 12c on the first radiation scattering layer 11c side are relatively densely stacked.
  • the second radiation scattering layer 13c and the radiation absorbing layer 12c on the second radiation scattering layer 13c side are stacked relatively sparsely. In other words, the number of layers in each unit thickness is relatively large on the first radiation scattering layer 11c side and relatively small on the second radiation scattering layer 13c side.
  • the radiation detector 1c has a high probability that the radiation is Compton scattered by the first radiation scattering layer 11c and photoelectrically absorbed by the radiation absorbing layer 12c, and the radiation is Compton scattered by the second radiation scattering layer 13c, and the radiation absorbing layer 12c It has a feature that the probability of photoelectric absorption is low. Therefore, it is suitable when the radiation dose to be measured is low on one side and high on the other side.
  • the 1st radiation scattering layer 11, the 2nd radiation scattering layer 13, and the radiation absorption layer 12 are five layers, three layers, and three layers, respectively.
  • the radiation scattering layer 11d and the radiation absorbing layer 12d are alternately laminated one by one, and the radiation is scattered to the outermost side (uppermost and lower sides in FIG. 11D) of the radiation detector 1d.
  • the layer 11d is disposed. Therefore, the radiation scattering layer 11d excluding the two outermost radiation scattering layers 11d (the uppermost radiation scattering layer 11d and the lowermost radiation scattering layer 11d) has the function and the second radiation scattering layer. It can be viewed as having the function of the radiation scattering layer.
  • the radiation scattering layer 11 d disposed between two adjacent radiation absorbing layers 12 can be said to be a radiation scattering layer in which the first radiation scattering layer and the second radiation scattering layer are integrated (identical).
  • a layer configured by arranging a radiation scattering layer 11d functioning as a first radiation scattering layer, a radiation absorbing layer 12d, and another radiation scattering layer 11d functioning as a second radiation scattering layer in this order can also be viewed that multiple sets of are arranged.
  • the radiation detector 1 d can also function in the same manner as the radiation detector 1 described above. Furthermore, since the arrangement range of the radiation absorbing layer 12 is expanded, the Compton scattered radiation can be more easily absorbed.
  • the radiation scattering layer 11d and the radiation absorbing layer 12d are alternately stacked one by one, but the radiation detector 1d is not limited to this example.
  • a plurality of radiation scattering layers 11d and a plurality of radiation absorbing layers 12d may be alternately stacked, or the number of radiation scattering layers 11d and the number of radiation absorbing layers 12d May be different.
  • the structure in which the radiation scattering layer 11d and the radiation absorbing layer 12d are alternately stacked, that is, the structure in which the absorbing layer is sandwiched in the middle of the scattering layer makes it easy to detect even the one having a large scattering angle among the Compton scattered gamma rays. This improves the effective area of the detector.
  • changing the detection sensitivity (detection efficiency) of the radiation detector 1 by increasing or decreasing the number of modules 30 of the first radiation scattering layer 11, the second radiation scattering layer 13, and the radiation absorbing layer 12 This can be realized by increasing or decreasing the distance between the modules 30.
  • the radiation detector according to some embodiments can freely change the detection sensitivity according to the radiation dose to be measured as described above.
  • Such a radiation detector 1 can be used, for example, in radiation measurement, X-ray measurement, gamma ray measurement, material analysis, security, resource exploration.

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Abstract

　コンプトンカメラ用検出器は、第１放射線散乱層と、第２放射線散乱層と、第１放射線散乱層と第２放射線散乱層との間に設けられた放射線吸収層とを具備している。第１放射線散乱層と放射線吸収層とは、第１検出器の一部を構成し、第２放射線散乱層と放射線吸収層とは、第２検出器の一部を構成する。

Description

コンプトンカメラ用検出器及びコンプトンカメラ
　本発明は、コンプトンカメラ用検出器及びコンプトンカメラに関する。
　物質から放射される放射線を検出する放射線検出装置が知られている。例えば、特許文献１（特開２０１３－３３００９号公報）にガンマカメラシステムが開示されている。このガンマカメラシステムは、ガンマカメラと、距離計測手段と、位置演算手段と、感度補正情報推定手段と、分解能補正情報推定手段と、画像生成演算手段とを備えている。ガンマカメラは、ガンマ線検出器およびコリメータを有する。距離計測手段は、該ガンマカメラの撮像対象との距離を走査計測が可能である。位置演算手段は、該距離計測手段の走査計測によって得られた前記ガンマカメラと該ガンマカメラの撮像対象との距離に基づいて、位置関係を計算する。感度補正情報推定手段は、該位置演算手段から得られた位置関係に基づいて、前記撮像対象を前記ガンマカメラで計測する際の計測感度を推定する。分解能補正情報推定手段は、前記位置演算手段から得られた位置関係に基づいて、前記撮像対象を前記ガンマカメラで計測する際の分解能を推定する。画像生成演算手段は、前記感度補正情報推定手段により推定された計測感度、前記分解能補正情報推定手段により推定された分解能および前記ガンマカメラで検出されたガンマ線カウントデータに基づいて、ガンマ線分布画像を生成する。
　図１は、このガンマカメラシステムを示す概略図である。このガンマカメラシステム１０１ａは、ピンホールカメラ方式である。そのため、放射線源１５０に対する検出器１１０ａの視野角は、ピンホールコリメータ１４０の開口角で規定され、４０°～６０°に制限される。したがって、全周（３６０°）方向の測定を行うためには、例えば、図２に示すように、ガンマカメラシステム１０１ａを回転台１４５にセットして、その回転台１４５を回転しながら複数回（視野角６０°ならば６回）に分けて測定を行う必要がある。非特許文献１（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉ－ｃｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｇａｍｍａ＿ｄｅｔｅｃｔｏｒ／）には、そのような回転台付のシステムが開示されている。
　また、非特許文献２（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｘａ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／２０１２／０３／２０１２０３２９＿ｃｏｍｐｔｏｎ＿１．ｐｄｆ）には、コンプトンカメラが開示されている。コンプトンカメラは、コンプトン散乱を用いて入射放射線（例示：ガンマ線）の入射方向を測定することのできるカメラである。入射方向は、任意の表示装置を用いて可視化されてもよい。図３Ａは、このコンプトンカメラの動作原理を示す概略図である。このコンプトンカメラ１０１ｂは、計測される位置Ｘ１及びエネルギＥ１と、位置Ｘ２及びエネルギＥ２とに基づいて、入射放射線Ｒ１のエネルギＥ１＋Ｅ２と到来方向θとを同時に求める。ただし、位置Ｘ１及びエネルギＥ１は、放射線Ｒ１が散乱層１１０ｂ１中の電子でコンプトン散乱されるときの、その散乱の位置Ｘ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と、その放射線Ｒ１が電子に与えたエネルギＥ１である。また、位置Ｘ２及びエネルギＥ２は、コンプトン散乱された放射線Ｒ２が吸収層１１０ｂ２中で光電吸収されるときの、その吸収された位置Ｘ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と、その吸収されたエネルギＥ２である。そして、その情報に基づいて、放射線源１５０の位置または種類等を推定する。例えば、図３Ｂに示すように、入射放射線Ｒ１は複数の散乱層（Ｓｉ）１１０ｂ１中の位置Ｘ１においてエネルギＥ１を付与して散乱され、散乱放射線Ｒ２は複数の吸収層（ＣｄＴｅ）１１０ｂ２中の位置Ｘ２においてエネルギＥ２を付与して吸収される。その結果、（Ｘ１、Ｅ１）、（Ｘ２、Ｅ２）に基づいて、入射放射線のエネルギと到来方向θとが同時に求められる。そして、その情報に基づいて、放射線源１５０の位置または種類等が推定される。
　このコンプトンカメラ１０１ｂは、原理的には全周（視野角３６０°；厳密には立体角４πステラジアン：４π［ｓｒ］）方向からの放射線を検出できる。ただし、このコンプトンカメラ１０１ｂはカメラ前方（入射方向）に散乱層１１０ｂ１を、その後方に吸収層１１０ｂ２をそれぞれ配置するという構成をとっている。この場合、カメラ前方の半球（視野角１８０°；厳密には立体角２πステラジアン）の検出効率と、カメラ後方の半球（視野角１８０°；厳密には立体角２πステラジアン）の検出効率とを比較すると、カメラ後方の半球の検出効率が極端に小さくなる（例示：約１／１０）。そのため、このコンプトンカメラ１０１ｂの実用上の視野角は１８０°であり、実用的には半球（２π［ｓｒ］）方向からの放射線しか検出できない。したがって、全周（視野角３６０°；４π［ｓｒ］）方向の測定を行うためには、例えば、図４に示すように、コンプトンカメラ１０１ｂでも少なくとも２回の測定が必要である。
特開２０１３－３３００９号公報
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉ－ｃｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｇａｍｍａ＿ｄｅｔｅｃｔｏｒ／、製品情報：ガンマカメラ（放射線測定装置）、日立コンシューマエレクトロニクス株式会社、２０１３年１０月２９日検索。 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｘａ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／２０１２／０３／２０１２０３２９＿ｃｏｍｐｔｏｎ＿１．ｐｄｆ、プレスリリース「超広角コンプトンカメラ」による放射性物質の可視化に向けた実証試験について（平成２４年３月２９日）の添付資料１：超広角コンプトンカメラについて、宇宙航空研究開発機構、２０１３年１０月２９日検索。
　本発明の１つの目的は、放射線を測定するとき、測定機器の設置台数を削減する、又は、測定機器による計測回数を削減することを可能とするコンプトンカメラ用検出器及びコンプトンカメラを提供することにある。
　いくつかの実施形態に係るコンプトンカメラ用検出器は、第１放射線散乱層と、第２放射線散乱層と、第１放射線散乱層と第２放射線散乱層との間に設けられた放射線吸収層とを具備している。第１放射線散乱層と放射線吸収層とは、第１検出器の少なくとも一部を構成し、第２放射線散乱層と放射線吸収層とは、第２検出器の少なくとも一部を構成する。
　いくつかの実施形態に係るコンプトンカメラは、コンプトンカメラ用検出器と、情報処理装置とを具備している。コンプトンカメラ用検出器は、上述の構成を備える。情報処理装置は、入射する放射線に応答してコンプトンカメラ用検出器の第１放射線散乱層及び放射線吸収層から出力される信号、又は、第２放射線散乱層及び放射線吸収層から出力される信号に基づいて、放射線源の位置と放射線のエネルギとを算出する。
　いくつかの実施形態により、放射線を測定するとき、測定機器の設置台数を削減する、又は、測定機器による計測回数を削減することができる。
　添付の図面は、実施形態の説明を助けるために本明細書に組み込まれる。なお、図面は、本発明を、図示された例および説明された例に限定するものとして解釈されるべきではない。
図１は、特許文献１のガンマカメラシステムを示す概略図である。 図２は、図１のガンマカメラシステムの動作を示す概略図である。 図３Ａは、非特許文献２のコンプトンカメラの動作原理を示す概略図である。 図３Ｂは、非特許文献２のコンプトンカメラの構成を示す概略図である。 図４は、図３Ｂのコンプトンカメラの動作を示す概略図である。 図５は、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの構成例を示すブロック図である。 図６は、いくつかの実施の形態に係る放射線検出器の構成例を示す模式図である。 図７は、いくつかの実施の形態に係る放射線検出器のモジュールの構成例を模式的に示す平面図である。 図８は、いくつかの実施の形態に係るモジュールを積層させた放射線検出器の構成例を模式的に示す斜視図である。 図９は、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの動作原理を示す模式図である。 図１０は、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの動作を示すフロー図である。 図１１Ａは、実施の形態に係る放射線検出器の構成の変形例を示す模式図である。 図１１Ｂは、実施の形態に係る放射線検出器の構成の変形例を示す模式図である。 図１１Ｃは、実施の形態に係る放射線検出器の構成の変形例を示す模式図である。 図１１Ｄは、実施の形態に係る放射線検出器の構成の変形例を示す模式図である。
　以下、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラ用検出器及びコンプトンカメラについて、添付図面を参照して説明する。以下の詳細な説明においては、実施形態の包括的な理解を提供するために、説明の目的で多くの詳細な特定事項が開示される。しかし、一又は複数の実施形態は、これらの詳細な特定事項なしで実行可能であることが明らかである。
　いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの構成について説明する。図５は、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの構成例を示すブロック図である。コンプトンカメラ５は、放射線検出器１と、情報処理装置２とを備えている。放射線検出器（コンプトンカメラ用検出器）１は、コンプトンカメラ５で使用される放射線の検出器である。入射する放射線を検出して、その入射放射線に対応した信号を情報処理装置２へ出力する。放射線検出器１の詳細は後述される。情報処理装置２は、放射線検出器１から出力される信号に基づいて、放射線源の位置と放射線のエネルギとを算出する。情報処理装置２は、記憶装置に格納されたプログラムで動作するコンピュータであってもよいし、ハードウェア（専用のデータ処理回路）であってもよいし、両者の組み合わせであってもよい。
　図６は、いくつかの実施の形態に係る放射線検出器１の構成例を示す模式図である。放射線検出器１は、第１放射線散乱層１１と、第２放射線散乱層１３と、放射線吸収層１２とを備えている。
　第１放射線散乱層１１は、放射線（例示：ガンマ線）をコンプトン散乱させるための層である。第１放射線散乱層１１は、放射線吸収層１２の一方の側に設けられ、１層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい。第１放射線散乱層１１は、主に、放射線吸収層１２に対して一方の側の半球（立体角２π［ｓｒ］）からの放射線をコンプトン散乱させる。第１放射線散乱層１１は、放射線の散乱能力の高い材料、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いた検出器に例示される。第１放射線散乱層１１は、層ごとにモジュール化されている。言い換えると、第１放射線散乱層１１は、層ごとに、ガンマ線との相互作用を検出可能である。散乱が発生した場合、第１放射線散乱層１１は、その散乱の層内での位置Ｘ（ｘ、ｙ）、放射線検出器１内でのその層の位置（ｚ）、その散乱により付与された（吸収された）エネルギＥに対応する値を出力することができる。
　第２放射線散乱層１３は、第１放射線散乱層１１と同様の構成及び機能を有している。ただし、第２放射線散乱層１３は、放射線吸収層１２の他方の側（第１放射線散乱層１１とは反対の側）に設けられ、主に、放射線吸収層１２に対して他方の側の半球（立体角２π［ｓｒ］）からの放射線をコンプトン散乱させる。
　放射線吸収層１２は、第１放射線散乱層１１や第２放射線散乱層１３でコンプトン散乱された放射線を光電吸収させるための層である。放射線吸収層１２は、第１放射線散乱層１１と第２放射線散乱層１３との間に設けられ、１層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい。放射線吸収層１２は、光子の吸収能力の高い材料、例えばカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）やカドミウム亜鉛テルル（ＣｄＺｎＴｅ）を用いた検出器に例示される。放射線吸収層１２は、層ごとにモジュール化されている。言い換えると、放射線吸収層１２は、層ごとに、ガンマ線との相互作用を検出可能である。ガンマ線との相互作用が発生した場合、放射線吸収層１２は、その吸収の層内での位置Ｘ（ｘ、ｙ）、放射線検出器１内でのその層の位置（ｚ）、その吸収により付与された（吸収された）エネルギＥに対応する値を出力することができる。
　第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２の各層は、互いに平行に、所定のピッチ間隔で配置される。
　このように、いくつかの実施の形態に係る放射線検出器１は、放射線吸収層１２に対して一方の側の半球（立体角２π［ｓｒ］）からの放射線をコンプトン散乱する第１放射線散乱層１１と、他方の側の半球（立体角２π［ｓｒ］）からの放射線をコンプトン散乱する第２放射線散乱層１３とを備えている。そのため、この放射線検出器１は、一方の側の半球の検出効率と他方の側の半球の検出効率とを同じにすることができる。その結果、このコンプトンカメラ用検出器１台で、１回で、全周（４π［ｓｒ］）方向の検出が可能となる。それにより、放射線を測定するとき、測定機器の設置台数を削減することができ、測定機器による計測回数を削減することができる。
　このとき、放射線吸収層１２は、第１放射線散乱層１１と第２放射線散乱層１３とに共用されている。言い換えると、放射線吸収層１２は、第１放射線散乱層１１と放射線吸収層１２とで構成される検出器（第１検出器）と、第２放射線散乱層１３と放射線吸収層１２とで構成される検出器（第２検出器）との間で共用されている。それにより、１個の検出器の放射線吸収層１２の分だけ、層数（又は厚み）を相対的に少なくすることができる。その結果、全周（立体角４π［ｓｒ］）方向の検出効率を向上させながら、放射線検出器１の大きさやコストの増加を抑制することができる。なお、放射線吸収層１２の層数（又は厚み）を相対的に少なくしない場合、放射線吸収層１２の層数（又は厚み）が相対的に多くなるので、第１放射線散乱層１１や第２放射線散乱層１３で散乱された放射線を確実に光電吸収することが可能になる。
　一方の側の半球からの放射線量と、他方の側の半球からの放射線量とが大きく異なるなどの特段の事情がない限り、第１放射線散乱層１１の層数と第２放射線散乱層１３の層数とは、同数であることが好ましい。それにより、第１放射線散乱層１１側の半球からの放射線の検出効率と、第２放射線散乱層１３側の半球からの放射線の検出効率とを等しくすることができる。
　また、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２は、放射線の線量が高い場合には、層数を少なく、疎に配置することが好ましい。層数を多く、密に配置すると、散乱による信号が増加して飽和するおそれがあるからである。一方、放射線の線量が低い場合には、層数を多く、密に配置することが好ましい。層数を少なく、疎に配置すると、検出効率が低下するからである。図６の例では、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２は、それぞれ４層、４層及び２層である。
　上述のように、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２は、層ごとにモジュール化される。図７は、そのモジュールの構成例を模式的に示す平面図である。モジュール３０は、センサ部３１と、検出部３２と、トレー３６とを備えている。モジュール３０の構成は、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２のいずれにおいても、センサ部３１を除いて同じである。
　トレー３６は、センサ部３１と検出部３２とを放射線検出器１内のｚ方向の所定の位置に保持する。トレー３６は、第１部分３６ａと、複数の第２部分３６ｂ（図７の例では、４個）とを備えている。第１部分３６ａは、トレー３６の中央に設けられ、センサ部３１を載置可能な形状を有している。複数の第２部分３６ｂは、第１部分３６ａの周囲に概ね等間隔に設けられ、検出部３２を載置可能な形状を有している。言い換えると、第１部分３６ａにはセンサ部３１が載置され、複数の第２部分３６ｂの各々には検出部３２が載置される。第２部分３６ｂの数は、検出部３２の数により増減する。センサ部３１と複数の検出部３２とは電気的に接続されている。
　第２部分３６ｂの端部３６ｂ１は、開口部３３を備えている。開口部３３は、第２部分３６ｂごとに設けられ台座（図示されず）からｚ方向に延びる支持部材２１によって貫通される。また、第２部分の他の端部３６ｂ２は、第２部分３６ｂごとに設けられ台座（図示されず）からｚ方向に延びる支持部材２２に挿入される。このように、各第２部分３６ｂが支持部材２１、２２に保持されることで、トレー３６はセンサ部３１と検出部３２とをｚ方向の所定の位置に保持する。
　センサ部３１は、放射線（例示：ガンマ線）をコンプトン散乱又は光電吸収し、その放射線を散乱又は吸収したｘｙ面内の位置と、その散乱又は吸収のエネルギの大きさに対応する量を示す電気信号を出力する。センサ部３１は、検出層と、第１表面電極と、第２表面電極とを備えている（図示されず）。
　第１放射線散乱層１１及び第２放射線散乱層１３における検出層は、放射線を散乱するための層であり、半導体層に例示される。例えば、半導体層は、シリコン（Ｓｉ）層に例示される。第１表面電極は、検出層の一方の面を覆うように、ｘｙ面内に格子状に形成された膜であり、導電体層に例示される。例えば、半導体層がシリコン（Ｓｉ）層の場合、導電体層は、アルミニウム（Ａｌ）層に例示される。第２表面電極は、検出層の他方の面を覆うように、ｘｙ面内に一面に形成された膜であり、導電体層に例示される。例えば、半導体層がシリコン（Ｓｉ）層の場合、導電体層は、アルミニウム（Ａｌ）層に例示される。
　放射線が第１放射線散乱層１１又は第２放射線散乱層１３の半導体層で散乱された場合、ｘｙ面内における散乱の位置は、当該散乱による電気信号を受けた第１表面電極の位置として検出される。また、散乱で付与されたエネルギの大きさに対応する量は、第１表面電極で検知した電荷の大きさとして検出される。
　一方、放射線吸収層１２における検出層は、放射線を吸収するための層であり、半導体層に例示される。例えば、半導体層は、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）層やカドミウム亜鉛テルル（ＣｄＺｎＴｅ）層に例示される。第１表面電極は、検出層の一方の面を覆うように、ｘｙ面内に格子状に形成された膜であり、導電体層に例示される。例えば、半導体層がカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）層やカドミウム亜鉛テルル（ＣｄＺｎＴｅ）層の場合、導電体層は、白金（Ｐｔ）に例示される。第２表面電極は、放射線検出層の他方の面を覆うように、ｘｙ面内に一面に形成された膜であり、導電体層に例示される。例えば、半導体層がカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）層やカドミウム亜鉛テルル（ＣｄＺｎＴｅ）層の場合、導電体層は、インジウム（Ｉｎ）に例示される。
　放射線が放射線吸収層１２の半導体層で光電吸収された場合、吸収の位置は、当該吸収による電気信号を受けた第１表面電極の位置として検出される。また、吸収で付与されたエネルギに対応する量は、第１表面電極で検知した電荷の大きさとして検出される。
　なお、センサ部３１は、第１表面電極と、第２表面電極とで電極の形状が対称ではない。しかし、放射線は、どちらの表面電極の側からセンサ部３１へ入射するとしても、それらの表面電極の影響を受けることはなく、センサ部３１での放射線の散乱や吸収に影響はない。なお、第１表面電極（この例では格子状）と第２表面電極（この例では全面べた）の形状や、センサ部３１の形状（この例では正方形）は上記の例に限定されるものではない。
　また、センサ部３１は、他の種類の放射線検出器であってもよい。その放射線検出器としては、ストリップ型検出器が例示される。そのセンサ部３１は、検出層と、第１表面電極と、第２表面電極とを備えている（図示されず）。第１表面電極は、検出層の一方の面を覆うように、ｘ方向に平行に伸びる短冊状に形成された複数の膜である。第１表面電極は、検出層がカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）層の場合、アルミニウム（Ａｌ）に例示される。第２表面電極は、検出層の他方の面を覆うように、ｙ方向に平行に伸びる短冊状に形成された複数の膜である。第２表面電極は、検出層がカドミウムテルル（ＣｄＴｅ）層の場合、白金（Ｐｔ）に例示される。
　検出部３２は、センサ部３１から出力される位置及びエネルギに対応する量を示す電気信号を配線３４から受信する。そして、その電気信号に対応する検出信号を情報処理装置２へ配線３５を介して出力する。この図の例では、センサ部３１は４つの領域に分けられ、各領域ごとに検出部３２を備えているが、実施形態はその例に限定されるものではない。
　図８は、そのモジュールを積層させた放射線検出器の構成例を模式的に示す斜視図である。放射線検出器１では、筐体２０内に、複数のモジュール３０（第１放射線散乱層１１、放射線吸収層１２及び第２放射線散乱層１３）が積層されている。例えば、この図の例では、ｚ方向の下方から順に、第２放射線散乱層１３が７層、放射線吸収層１２が６層、第１放射線散乱層１１が７層、それぞれ配置されている。各モジュール３０は、台座２３からｚ方向に延びる支持部材２１、２２により、筐体２０内の所定の位置に固定される。モジュール３０をｚ方向に連続的に隙間なく積層すれば、モジュール３０を密に積層することができる。また、例えば、モジュール３０間にスペーサを挿入して、モジュール３０をｚ方向に所定の間隔ごとに積層すれば、モジュール３０を疎に積層することができる。あるいは、支持部材２１、２２でモジュール３０を支持するためのモジュール固定箇所を密に配置すれば、モジュール３０を密に積層することができる。また、モジュール固定箇所を疎に配置すれば、モジュール３０を疎に積層することができる。
　モジュール３０のｚ方向の位置は、モジュール３０が支持部材２１、２２で保持されている箇所の位置として特定することができる。したがって、コンプトン散乱又は光電吸収の位置Ｘは、モジュール３０が支持部材２１、２２で保持されている箇所によりｚ座標の位置（ｚ）により特定され、各モジュール３０のセンサ部３１の第１表面電極内の位置でｘ座標及びｙ座標の位置（ｘ、ｙ）により特定される。
　次に、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの動作について説明する。図９は、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの動作原理を示す模式図である。また、図１０は、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラの動作を示すフロー図である。
　まず、放射線源５０ａが第１放射線散乱層１１の側にある場合を考える。
　ユーザは、コンプトンカメラ５の放射線検出器１を所定の方向へ向ける。放射線検出器１は、例えば、前方にある放射線源５０ａからの放射線（例示：ガンマ線）を計測する（ステップＳ０１）。
　具体的には、前方の放射線源５０ａからの放射線が放射線検出器１へ入射し、まず、概ね放射線検出器１の複数の第１放射線散乱層１１のいずれか一層でコンプトン散乱される。このとき、散乱が起こった第１放射線散乱層１１（ｚ１）は、そのセンサ部３１における散乱が起こった位置（ｘ１、ｙ１）、及び、放射線が付与したエネルギＥ１に対応する電荷の変化値を示す信号を出力する。その第１放射線散乱層１１の検出部３２は、電荷の変化値（エネルギＥ１に対応）と位置Ｘ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）とを示す信号を情報処理装置２へ出力する。
　その後、散乱された放射線は、放射線検出器１の複数の放射線吸収層１２のいずれか一層で光電吸収される。このとき、吸収が起こった放射線吸収層１２（ｚ２）は、そのセンサ部３１における吸収が起こった位置（ｘ２、ｙ２）、及び、吸収されたエネルギＥ２に対応する電荷の変化値を示す信号を出力する。その放射線吸収層１２の検出部３２は、電荷の変化値（エネルギＥ２に対応）と位置Ｘ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）とを示す信号を情報処理装置２へ出力する。
　これら、第１放射線散乱層１１での散乱と、放射線吸収層１２での吸収とはほぼ同時に発生する。そのため、時系列的にほぼ同時に発生した２つの事象を、一つの放射線による連続した事象と判断することができる。したがって、第１放射線散乱層１１および放射線吸収層１２で起こる他の散乱および吸収や、第２放射線散乱層１３および放射線吸収層１２で起こる散乱および吸収と区別することができる。
　次に、情報処理装置２は、第１放射線散乱層１１からの電荷の変化値をエネルギＥ１に変換し、放射線吸収層１２からの電荷の変化値をエネルギＥ２に変換する。そして、（位置、エネルギ）＝（Ｘ１、Ｅ１）と（Ｘ２、Ｅ２）とに基づいて、散乱角θａを計算する（ステップＳ０２）。
　この場合、放射線源５０ａのエネルギＥ０１は、下記式（１）で表される。
　　　　Ｅ０１＝Ｅ１＋Ｅ２　　　…（１）
　また、コンプトン散乱では、散乱角θａについて、下記式（２）が成り立つ。
　　　　Ｅ２＝Ｅ０１／（１＋Ｅ０１（１－ｃｏｓθａ）／ｍｃ２）　　　…（２）
　したがって、式（１）と式（２）とにより、下記式（３）が導かれる。
　　　　ｃｏｓθａ＝１－ｍｃ２／Ｅ２＋ｍｃ２／（Ｅ１＋Ｅ２）　　　…（３）
　すなわち、Ｅ１、Ｅ２を式（３）に代入すれば、散乱角θａが求まる。
　そして、情報処理装置２は、放射線源５０ａからの複数の放射線について、上記ステップＳ０１～Ｓ０２を行い、複数の散乱角θａを得る。なお、符号ｍは、電子の質量を意味し、符号ｃは、光速を意味する。
　続いて、情報処理装置２は、複数の散乱角θａに基づいて、放射線源５０ａの到来方向を計算する（ステップＳ０３）。
　ここで、散乱角θａと位置Ｘ１と位置Ｘ２とから、放射線の入射方向（放射線源５０ａの方向）は以下の範囲と算出される。すなわち、放射線源５０ａは、位置Ｘ１を頂点とし、位置Ｘ２と位置Ｘ１とを結ぶ直線の方向を高さ方向とし、その高さ方向を基準として位置Ｘ１から散乱角θａで伸びる母線を有する、円錐５１ａの側面上にある。よって、入射方向の範囲は、円錐５１ａの側面に対応する。放射線源５０ａから放射される複数の放射線について、複数の散乱角θａをそれぞれ算出すれば（ステップＳ０１～Ｓ０２）、複数の円錐をそれぞれ求めることができる。それら複数の円錐の重なり合う位置に対応する方向が、最終的な放射線源５０ａの方向と算出できる。そのとき、放射線源５０ａの入射放射線のエネルギは、例えば、Ｅ０１＝Ｅ１＋Ｅ２である。
　一方、放射線源５０ｂが第２放射線散乱層１３の側にある場合も、同様に考えられる。
　ユーザがコンプトンカメラ５の放射線検出器１を所定の方向へ向けたとき、放射線検出器１は、例えば、後方にある放射線源５０ｂからの放射線（例示：ガンマ線）を計測する（ステップＳ０１）。
　具体的には、後方の放射線源５０ｂからの放射線が放射線検出器１へ入射し、まず、概ね放射線検出器１の複数の第２放射線散乱層１３のいずれか一層でコンプトン散乱される。このとき、散乱が起こった第２放射線散乱層１３（ｚ３）は、そのセンサ部３１における散乱が起こった位置（ｘ３、ｙ３）、及び、放射線が付与したエネルギＥ３に対応する電荷の変化値を示す信号を出力する。その第２放射線散乱層１３の検出部３２は、電荷の変化値（エネルギＥ３に対応）と位置Ｘ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）とを示す信号を情報処理装置２へ出力する。
　その後、散乱された放射線は、放射線検出器１の複数の放射線吸収層１２のいずれか一層で光電吸収される。このとき、吸収が起こった放射線吸収層１２（ｚ４）は、そのセンサ部３１における吸収が起こった位置（ｘ４、ｙ４）、及び、吸収されたエネルギＥ４に対応する電荷の変化値を示す信号を出力する。その放射線吸収層１２の検出部３２は、電荷の変化値（エネルギＥ４に対応）と位置Ｘ４（ｘ４、ｙ４、ｚ４）とを示す信号を情報処理装置２へ出力する。
　これら、第２放射線散乱層１３での散乱と、放射線吸収層１２での吸収とはほぼ同時に発生する。そのため、時系列的にほぼ同時に発生した２つの事象を、一つの放射線による連続した事象と判断することができる。したがって、第２放射線散乱層１３および放射線吸収層１２で起こる他の散乱および吸収や、第１放射線散乱層１１および放射線吸収層１２で起こる散乱および吸収と、区別することができる。
　次に、情報処理装置２は、第２放射線散乱層１３からの電荷の変化値をエネルギＥ３に変換し、放射線吸収層１２からの電荷の変化値をエネルギＥ４に変換する。そして、（位置、エネルギ）＝（Ｘ３、Ｅ３）と（Ｘ４、Ｅ４）とに基づいて、散乱角θｂを計算する（ステップＳ０２）。
　この場合、放射線源５０ｂのエネルギＥ０２は、下記式（４）で表される。
　　　　Ｅ０２＝Ｅ３＋Ｅ４　　　…（４）
　また、コンプトン散乱では、散乱角をθｂについて、下記式（５）が成り立つ。
　　　　Ｅ４＝Ｅ０２／（１＋Ｅ０２（１－ｃｏｓθｂ）／ｍｃ２）　　　…（５）
　したがって、式（４）と式（５）とにより、下記式（６）が導かれる。
　　　　ｃｏｓθｂ＝１－ｍｃ２／Ｅ４＋ｍｃ２／（Ｅ３＋Ｅ４）　　　…（６）
　すなわち、Ｅ３、Ｅ４を式（６）に代入すれば、散乱角θｂ求まる。
　そして、情報処理装置２は、放射線源５０ｂからの複数の放射線について、上記ステップＳ０１～Ｓ０２を行い、複数の散乱角θｂを得る。なお、符号ｍは、電子の質量を意味し、符号ｃは、光速を意味する。
　続いて、情報処理装置２は、複数の散乱角θｂに基づいて、放射線源５０ｂの到来方向を計算する（ステップＳ０３）。
　ここで、散乱角θｂと位置Ｘ３と位置Ｘ４とから、放射線の入射方向（放射線源５０ｂの方向）は以下の範囲と算出される。すなわち、放射線源５０ｂは、位置Ｘ３を頂点とし、位置Ｘ４と位置Ｘ３とを結ぶ直線の方向を高さ方向とし、その高さ方向を基準として位置Ｘ３から散乱角θｂで伸びる母線を有する、円錐５１ｂの側面上にある。よって、入射方向の範囲は、円錐５１ｂの側面に対応する。放射線源５０ｂから放射される複数の放射線について、複数の散乱角θｂをそれぞれ算出すれば（ステップＳ０１～Ｓ０２）、複数の円錐をそれぞれ求めることができる。それら複数の円錐の重なり合う位置に対応する方向が、最終的な放射線源５０ｂの方向と算出できる。そのとき、放射線源５０ｂの入射放射線のエネルギは、例えば、Ｅ０２＝Ｅ３＋Ｅ４である。
　以上のようにして、いくつかの実施の形態に係るコンプトンカメラが動作する。
　いくつかの実施の形態のコンプトンカメラ５は、前方の放射線源５０ａから放射線が放射線検出器１に入射し、主に複数の第１放射線散乱層１１の一つでコンプトン散乱され、複数の放射線吸収層１２の一つで光電吸収される場合、散乱角θａ及びエネルギＥ０１を算出し、放射線源５０ａの位置を特定できる。それに加えて、コンプトンカメラ５は、後方の放射線源５０ｂから放射線が放射線検出器１に入射し、主に複数の第２放射線散乱層１３の一つでコンプトン散乱され、複数の放射線吸収層１２の一つで光電吸収される場合に、散乱角θｂ及びエネルギＥ０２を算出し、放射線源５０ｂの位置を特定できる。すなわち、そのコンプトンカメラ５は、第１放射線散乱層１１側の立体角２π［ｓｒ］の範囲内にある放射線源５０ａだけでなく、第２放射線散乱層１３側の立体角２π［ｓｒ］の範囲内にある放射線源５０ｂも、放射線検出器１で計測可能である。したがって、一台のコンプトンカメラ５で、一度に立体角４π［ｓｒ］の範囲内にある放射線源を特定することができる。よって、放射線を測定するとき、測定機器の設置台数を削減する、又は、測定機器による計測回数を削減することができる。
　なお、放射線検出器１における第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３、及び放射線吸収層１２の層数や配置方法は任意性がある。そのいくつかの例を以下に示す。図１１Ａ～図１１Ｃは、実施の形態に係る放射線検出器１の構成の変形例を示す模式図である。
　図１１Ａにおける放射線検出器１ａでは、第１放射線散乱層１１ａと、第２放射線散乱層１３ａと、放射線吸収層１２ａとは、相対的に密に積層されている。言い換えると、単位厚みあたりの各層の層数が相対的に多い。この放射線検出器１ａは、放射線が第１放射線散乱層１１ａや第２放射線散乱層１３ａでコンプトン散乱され、放射線吸収層１２ａで光電吸収される確率が高い（検出感度が高い）という特徴がある。したがって、計測対象の放射線量が小さい場合に好適である。この図の例では、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２は、それぞれ５層、５層及び３層である。
　図１１Ｂにおける放射線検出器１ｂでは、第１放射線散乱層１１ｂと、第２放射線散乱層１３ｂと、放射線吸収層１２ｂとは、相対的に疎に積層されている。言い換えると、単位厚みあたりの各層の層数が相対的に少ない。この放射線検出器１ｂは、放射線が第１放射線散乱層１１ｂや第２放射線散乱層１３ｂでコンプトン散乱され、放射線吸収層１２ｂで光電吸収される確率が低い（検出感度が低い）という特徴がある。したがって、計測対象の放射線量が高い場合に好適である。また、層数が少ない分だけ低コストである。この図の例では、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２は、それぞれ３層、３層及び２層である。
　図１１Ｃにおける放射線検出器１ｃでは、第１放射線散乱層１１ｃと、第１放射線散乱層１１ｃ側の放射線吸収層１２ｃは、相対的に密に積層されている。一方、第２放射線散乱層１３ｃと、第２放射線散乱層１３ｃ側の放射線吸収層１２ｃは、相対的に疎に積層されている。言い換えると、単位厚みあたりの各層の層数が、第１放射線散乱層１１ｃ側で相対的に多く、第２放射線散乱層１３ｃ側で相対的に少ない。この放射線検出器１ｃは、放射線が第１放射線散乱層１１ｃでコンプトン散乱され、放射線吸収層１２ｃで光電吸収される確率が高く、放射線が第２放射線散乱層１３ｃでコンプトン散乱され、放射線吸収層１２ｃで光電吸収される確率が低いという特徴がある。したがって、計測対象の放射線量が一方の側で低く、他方の側で高い場合に好適である。この図の例では、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２は、それぞれ５層、３層及び３層である。
　図１１Ｄにおける放射線検出器１ｄでは、放射線散乱層１１ｄと放射線吸収層１２ｄとが交互に１層ずつ積層され、かつ、放射線検出器１ｄの最も外側（図１１Ｄの最も上側及び下側）に放射線散乱層１１ｄが配置されている。したがって、最も外側の２つの放射線散乱層１１ｄ（最も上側の放射線散乱層１１ｄ、および、最も下側の放射線散乱層１１ｄ）を除いた放射線散乱層１１ｄは、第１放射線散乱層の機能と第２放射線散乱層の機能とを兼ね備えていると見ることができる。そして、２つの隣接する放射線吸収層１２の間に配置された放射線散乱層１１ｄは、第１放射線散乱層と第２放射線散乱層とが一体（同一）に構成された放射線散乱層であるといえる。あるいは、第１放射線散乱層として機能する放射線散乱層１１ｄと、放射線吸収層１２ｄと、第２放射線散乱層として機能する他の放射線散乱層１１ｄとが、この順に配置されることにより構成される層の組が、複数組配置されていると見ることもできる。この放射線検出器１ｄにおいても、既述の放射線検出器１と同様に機能することができる。更に、放射線吸収層１２の配置範囲が広くなるので、コンプトン散乱された放射線をより吸収し易くすることができる。
　なお、図１１Ｄでは、放射線散乱層１１ｄと放射線吸収層１２ｄとが交互に１層ずつ積層されているが、放射線検出器１ｄはこの例に限定されるものではない。例えば、放射線検出器１ｄは、複数層の放射線散乱層１１ｄと複数層の放射線吸収層１２ｄとが交互に積層されてもよいし、放射線散乱層１１ｄの層数と放射線吸収層１２ｄの層数とが異なっていてもよい。放射線散乱層１１ｄと放射線吸収層１２ｄを交互に積層された構造、すなわち、吸収層を散乱層の途中に挟み込む構造により、コンプトン散乱されたガンマ線のうち、散乱角の大きいものまで検出しやすくなる。このため、検出器の有効面積が向上する。
　これらのような、放射線検出器１の検出感度（検出効率）の変更は、例えば、第１放射線散乱層１１、第２放射線散乱層１３及び放射線吸収層１２のモジュール３０の層数を増やしたり減らしたり、モジュール３０間の間隔を広げたり詰めたりすることで実現できる。いくつかの実施の形態に係る放射線検出器は、このように計測対象の放射線量に応じて検出感度を自在に変更することができる。
　このような、放射線検出器１は、例えば、放射線計測、Ｘ線計測、ガンマ線計測、材料分析、セキュリティ、資源探査において用いることができる。
　本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。
　本出願は、２０１４年８月４日に出願された日本国特許出願第２０１４－１５９０４６号を基礎とする優先権を主張し、当該基礎出願の開示の全てを引用により本出願に取り込む。

Claims (9)

  1. 　第１放射線散乱層と、
    　第２放射線散乱層と、
    　前記第１放射線散乱層と前記第２放射線散乱層との間に設けられた放射線吸収層と
    　を具備し、
    　前記第１放射線散乱層と前記放射線吸収層とは、第１検出器の少なくとも一部を構成し、
    　前記第２放射線散乱層と前記放射線吸収層とは、第２検出器の少なくとも一部を構成する
    　コンプトンカメラ用検出器。
  2. 　請求項１に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　前記第１放射線散乱層は、第１放射線が散乱されたとき、当該散乱の発生した第１位置及び当該散乱で付与された第１エネルギに対応する第１信号を出力し、
    　前記第２放射線散乱層は、第２放射線が散乱されたとき、当該散乱の発生した第２位置及び当該散乱で付与された第２エネルギに対応する第２信号を出力し、
    　前記放射線吸収層は、
    　　前記第１放射線散乱層で散乱された前記第１放射線が吸収されたとき、当該吸収の発生した第３位置及び当該吸収された第３エネルギに対応する第３信号を出力し、
    　　前記第２放射線散乱層で散乱された前記第２放射線が吸収されたとき、当該吸収の発生した第４位置及び当該吸収された第４エネルギに対応する第４信号を出力する
    　コンプトンカメラ用検出器。
  3. 　請求項１又は２に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　前記第１放射線散乱層、前記放射線吸収層及び前記第２放射線散乱層の少なくとも一つは複数層設けられている
    　コンプトンカメラ用検出器。
  4. 　請求項３に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　前記第１放射線散乱層の層数と前記第２放射線散乱層の層数とは同じである
    　コンプトンカメラ用検出器。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　前記第１放射線散乱層と前記放射線吸収層と前記第２放射線散乱層とを積層して保持する保持機構を更に具備する
    　コンプトンカメラ用検出器。
  6. 　請求項５に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　前記保持機構は、前記第１放射線散乱層、前記放射線吸収層及び前記第２放射線散乱層を着脱可能に保持する
    　コンプトンカメラ用検出器。
  7. 　請求項１又は２に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　１層又は複数層の前記第１放射線散乱層及び前記第２放射線散乱層と、１層又は複数層の前記放射線吸収層は交互に積層され、
    　隣り合う２層の前記放射線吸収層間の前記第１放射線散乱層と前記第２放射線散乱層とは一体である
    　コンプトンカメラ用検出器。
  8. 　請求項１又は２に記載のコンプトンカメラ用検出器において、
    　複数の前記放射線吸収層と、
    　隣り合う２層の前記放射線吸収層間に配置され、前記第１放射線散乱層と前記第２放射線散乱層とが一体的に構成された放射線散乱層と
    　を具備する
    　コンプトンカメラ用検出器。
  9. 　請求項１乃至８のいずれか一項に記載のコンプトンカメラ用検出器と、
    　入射する放射線に応答して前記コンプトンカメラ用検出器の第１放射線散乱層及び放射線吸収層から出力される信号、又は、第２放射線散乱層及び前記放射線吸収層から出力される信号に基づいて、放射線源の位置と前記放射線のエネルギとを算出する情報処理装置と
    　を具備する
    　コンプトンカメラ。
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