WO2023234154A1

WO2023234154A1 - 放射線検出装置、情報処理方法及びコンピュータプログラム

Info

Publication number: WO2023234154A1
Application number: PCT/JP2023/019420
Authority: WO
Inventors: 大輔松永; 朋樹青山
Original assignee: 株式会社堀場製作所
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2023-05-25
Publication date: 2023-12-07

Abstract

放射線検出装置の不具合を抑制することができる放射線検出装置、情報処理方法及びコンピュータプログラムを提供する。　放射線検出装置は、試料を照明するために点灯する照明部と、前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部と、制御部とを備える。前記制御部は、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させた後に、前記照明部を点灯させ、前記照明部を消灯させた後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させる。

Description

放射線検出装置、情報処理方法及びコンピュータプログラム

　本発明は、試料から発生した放射線を検出するための放射線検出装置、情報処理方法及びコンピュータプログラムに関する。

　放射線検出素子は、外部から電圧を印加されることによって、Ｘ線等の放射線を検出するように動作する。例えば、半導体を用いた放射線検出素子では、半導体に電圧が印加されることによって、半導体へ入射した放射線を検出することが可能となる。放射線の検出に応じて、放射線検出素子からは電流信号が出力される。放射線検出素子を備え、試料から発生する放射線を検出する放射線検出装置は、試料の観察のために試料を照明する照明部を備えている。特許文献１には、照明部と、二次電子を検出する放射線検出素子とを備えた放射線検出装置の例が開示されている。

特開２０１９－１３３７８７号公報

　Ｘ線分析は、電子線又はＸ線等の放射線を試料へ照射し、試料から発生する特性Ｘ線を検出し、試料を分析する手法である。Ｘ線分析では、放射線検出素子としてＸ線検出素子が用いられ、試料を照明する照明部も用いられる。照明部からの照明光がＸ線検出素子へ入射した場合は、電流信号が増加し、放射線検出の精度が悪化する。また、電流信号の増加は、放射線検出装置の故障の原因となる。このように、照明光がＸ線検出素子へ入射することを原因として、放射線検出装置に不具合が発生することがある。

　本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放射線検出装置の不具合を抑制することができる放射線検出装置、情報処理方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、試料を照明するために点灯する照明部と、前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させた後に、前記照明部を点灯させ、前記照明部を消灯させた後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出を可能にするための放射線検出素子への電圧印加を停止した後に、試料を照明する照明部を点灯する。照明光が放射線検出素子へ入射したとしても、放射線検出素子は動作しておらず、放射線検出素子から電流信号は出力されない。また、放射線検出装置は、照明部を消灯した後に、放射線検出素子への電圧印加を開始する。放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子には、照明光は入射しない。従って、放射線検出素子へ照明光が入射することを原因として放射線検出素子からの電流信号が増加することはなく、電流信号の増加によって不具合が発生することはない。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、放射線の検出を開始することを指示する開始指示を受け付ける開始指示受付部を更に備え、前記制御部は、前記開始指示受付部が前記開始指示を受け付けた場合に、前記照明部を消灯させ、前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出の開始指示を受け付けた場合に、照明部を消灯し、放射線検出素子への電圧印加を開始する。使用者が開始指示を入力しただけで、放射線検出素子への照明光の入射を防止しながら、放射線検出が自動で行われる。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記放射線検出素子を用いた放射線の検出を行った後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させ、前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出を行った後に、放射線検出素子への電圧印加を停止し、照明部を点灯する。放射線検出が行われた後は、動作している放射線検出素子への照明光の入射を防止しながら、試料の観察が可能となる。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記放射線検出素子への電圧印加が停止してから、所定の待機時間が経過した後に、前記照明部を点灯させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出素子への電圧印加を停止してから所定の待機時間が経過した後に、照明部を点灯する。待機時間は、電圧を安定させるためのキャパシタが放電し、キャパシタから放射線検出素子へ印加される電圧が放射線検出器が動作しない電圧にまで変わる時間である。照明光が放射線検出素子へ入射したとしても、放射線検出素子は放射線検出のための動作を行っておらず、照明光による悪影響は生じない。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記放射線検出素子を内部に収容するハウジングを更に備え、前記ハウジングは、塞がれていない開口部を有することを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出素子はハウジングに収容されており、ハウジングには窓材で塞がれていない開口部が設けられている。開口部を通過した放射線が放射線検出素子へ入射し、検出される。放射線検出装置は、エネルギーが低いために窓材を透過することができない放射線を検出することができる。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料へ放射線を照射する照射部と、前記放射線検出素子を用いて検出した放射線のスペクトルを生成するスペクトル生成部と、前記スペクトル生成部が生成したスペクトルを表示する表示部とを更に備えることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料へ放射線を照射し、試料から発生する放射線のスペクトルを生成し、生成したスペクトルを表示部に表示する。使用者は、試料から発生した放射線のスペクトルを確認することができる。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、内部に前記試料が配置される開閉可能な試料室と、前記試料室の内部に配置されており、前記放射線検出素子を有する放射線検出器と、閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部とを更に備え、前記放射線検出器は、前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部と、前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有し、前記制御部は、前記温度センサが測定した温度に基づいて、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入するタイミングを調整するように、前記雰囲気調整部を制御することを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出器の内部の温度を測定し、測定した温度に基づいて、試料室の内部へ外部の空気を導入するタイミングを制御する。試料室の内部に配置された放射線検出素子が冷却されている状態で試料室の内部へ外部の空気が導入された場合は、放射線検出素子にガス又は水分が吸着する。放射線検出素子が冷却されている場合には試料室の内部へ外部の空気を導入しないように、空気を導入するタイミングを制御することにより、放射線検出素子へガス又は水分が吸着することが抑制される。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記温度センサが測定した温度が所定の温度閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部に、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出器の内部の温度が高い場合に、試料室の内部へ外部の空気を導入する。放射線検出器の内部の温度が高くなった状態では、放射線検出素子の温度も高くなっており、放射線検出素子へのガス又は水分の吸着は発生し難い。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付ける導入指示受付部を更に備え、前記制御部は、前記導入指示受付部が前記導入指示を受け付けた場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子を加熱させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室の内部へ外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付けた場合に、放射線検出素子を加熱する。放射線検出素子を加熱することにより、放射線検出素子の温度を素早く上昇させ、試料室の内部へ外部の空気を導入するまでの時間を短縮することができる。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料室の開放を待機することを指示する待機指示を出力する出力部を更に備え、前記制御部は、前記雰囲気調整部が前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する前の期間に、前記出力部に前記待機指示を出力させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室の内部へ外部の空気を導入する前の期間に、試料室の開放を待機することを指示する待機指示を出力する。待機指示が出力されることにより、使用者が試料室を無理に開放することが抑止される。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料室の内部のガス圧を測定するガス圧センサを更に備え、前記制御部は、前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記ガス圧センサが測定したガス圧が所定の圧力閾値以下になった場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室内のガス圧を測定し、ガス圧が所定の圧力閾値以下になった場合に、放射線検出素子の冷却を開始する。試料室が減圧された状態では、冷却された放射線検出素子にはガス又は水分が吸着し難く、放射線検出素子に特定のガスが吸着したとしても、不具合は発生し難い。このため、放射線検出器の不具合の発生が抑制される。

　本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記試料室の内部へ前記特定のガスを所定時間供給した場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室の内部へ特定のガスを所定時間供給した場合に、放射線検出素子の冷却を開始する。不活性ガス等の特定のガスが十分に試料室に供給された状態では、冷却された放射線検出素子には水分が吸着し難く、放射線検出素子に特定のガスが吸着したとしても、不具合は発生し難い。このため、放射線検出器の不具合の発生が抑制される。

　本発明の一形態に係る情報処理方法は、試料を照明するために点灯する照明部と、前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部とを備える放射線検出装置を制御する情報処理方法であって、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させ、前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯させ、前記照明部を消灯させ、前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させることを特徴とする。

　本発明の一形態に係るコンピュータプログラムは、試料を照明するために点灯する照明部と、前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部とを備える放射線検出装置を制御するコンピュータに、前記電圧印加部による前記放射線検出素子への電圧印加を停止し、前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯し、前記照明部を消灯し、前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部による前記放射線検出素子への電圧印加を開始する処理を実行させることを特徴とする。

　本発明の一形態においては、放射線検出を可能にするための放射線検出素子への電圧印加を停止させ、その後、試料を照明する照明部を点灯させる。照明光が放射線検出素子へ入射したとしても、放射線検出素子は動作しておらず、放射線検出素子から電流信号は出力されない。また、照明部を消灯させ、その後、放射線検出素子への電圧印加を開始させる。放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子には、照明光は入射しない。従って、放射線検出素子へ照明光が入射することを原因として放射線検出素子からの電流信号が増加することはなく、電流信号の増加によって不具合が発生することはない。

　本発明にあっては、放射線検出素子へ照明光が入射することを原因とした放射線検出装置の不具合が抑制される。このため、安定的に放射線検出を行うことができるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。

放射線検出装置の機能構成例を示すブロック図である。放射線検出器の構成を示す模式的断面図である。放射線検出素子及びコリメータを示す模式的断面図である。制御部の内部の構成例を示すブロック図である。制御部が実行する処理の手順の例を示すフローチャートである。制御部が実行する処理の手順の例を示すフローチャートである。

　以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
　図１は、放射線検出装置１００の機能構成例を示すブロック図である。放射線検出装置１００は、例えば蛍光Ｘ線分析装置である。放射線検出装置１００は、試料６が載置される試料台２１と、試料６に電子線又はＸ線等の放射線を照射する照射部２２と、試料６を照明する照明部２３と、試料６を撮影する撮影部２４と、放射線検出器１とを備えている。照明部２３は、ＬＥＤ（light-emitting diode）等の光源を有し、光源の点灯及び消灯を行うことが可能である。光源が点灯することによって、照明部２３は、試料台２１に載置された試料６を照明する。撮影部２４は、照明部２３によって照明された試料６を撮影する。例えば、撮影部２４は、光学系と撮像素子とを有する。照射部２２から試料６へ放射線が照射され、試料６では蛍光Ｘ線等の特性Ｘ線が発生し、放射線検出器１は試料６から発生した特性Ｘ線を検出する。図中には、放射線及び特性Ｘ線を矢印で示している。なお、放射線検出装置１００は、試料台２１に載置させる方法以外の方法で試料６を保持する形態であってもよい。

　放射線検出装置１００は、試料室２を備えている。試料室２は、箱状であり、開閉可能な蓋部２０を有する。蓋部２０が閉鎖されることにより、試料室２は密閉される。蓋部２０には、蓋部２０を開閉駆動させる開閉部４１が連結されている。試料室２の内部には、試料台２１と、照射部２２と、照明部２３の少なくとも光源と、撮影部２４と、放射線検出器１とが配置されている。試料台２１に試料６が載置されることによって、試料室２の内部に試料６が配置される。照射部２２は、試料室２の外部から、試料室２の内部に配置された試料６へ放射線を照射する形態であってもよい。照明部２３は、試料室２の外部から、試料室２の内部に配置された試料６を照明する形態であってもよい。撮影部２４は、試料室２の外部から、試料室２の内部に配置された試料６を撮影する形態であってもよい。

　放射線検出器１には、放射線検出素子１１、プリアンプ１２及び温度センサ１３が含まれている。プリアンプ１２は、一部が放射線検出器１の内部に含まれ他の部分が放射線検出器１の外部に配置されていてもよい。温度センサ１３は、放射線検出器１の内部の温度を測定する。例えば、温度センサ１３はサーミスタ又は熱電対を用いて構成されている。放射線検出器１には、放射線検出素子１１に放射線検出のために必要な電圧を印加する電圧印加部４２と、信号処理部４３とが接続されている。また、電圧印加部４２は、プリアンプ１２が動作するために必要な電圧を、プリアンプ１２に印加する。信号処理部４３には、分析部４４が接続されている。分析部４４はコンピュータを用いて構成されている。

　放射線検出装置１００は、制御部３を備えている。制御部３には、照射部２２、照明部２３、撮影部２４、放射線検出器１、開閉部４１、電圧印加部４２、信号処理部４３及び分析部４４が接続されている。制御部３は、照射部２２、照明部２３、撮影部２４、放射線検出器１、開閉部４１、電圧印加部４２、信号処理部４３及び分析部４４の動作を制御する。制御部３及び分析部４４には、操作部４５及び表示部４６が接続されている。操作部４５は、使用者からの操作を受け付けることにより、テキスト等の情報の入力を受け付ける。操作部４５は、例えばタッチパネル、キーボード又はポインティングデバイスである。表示部４６は、画像を表示する。表示部４６は、例えば、液晶ディスプレイ又はＥＬディスプレイ（Electroluminescent Display）である。

　試料台２１には、試料台２１を駆動させる駆動部５４が連結されている。駆動部５４は、例えばステッピングモータを用いて構成されている。駆動部５４が試料台２１を駆動させることによって、試料台２１は移動する。例えば、試料台２１は、水平方向に移動する。試料台２１が移動することにより、試料台２１に載置された試料６は移動する。なお、放射線検出装置１００は、駆動部５４を備えていない形態であってもよい。

　試料室２には、試料室２の内部を減圧する減圧部５１と、試料室２の内部へガスを供給するガス供給部５３とが連結されている。また、放射線検出装置１００は、試料室２の内部にあるガスの圧力（ガス圧）を測定するガス圧センサ５２を備えている。減圧部５１は、蓋部２０が閉鎖した状態で、試料室２の内部を減圧する。また、減圧部５１は、試料室２の外部の空気を試料室２の内部へ導入することによって、試料室２の内部のガス圧を試料室２の外部と同等のガス圧へ戻すことができる。減圧部５１は、例えば、真空ポンプ及びリークバルブを用いて構成されている。

　ガス供給部５３は、減圧された試料室２の内部へ不活性ガス又は乾燥空気を供給する。これにより、試料室２の内部に不活性ガス又は乾燥空気が充填される。不活性ガス又は乾燥空気は特定のガスに対応する。例えば、不活性ガスはヘリウムである。ガス供給部５３は、例えば、不活性ガス又は乾燥空気が貯留されたガスタンクと、電磁弁とを用いて構成されている。減圧部５１、ガス供給部５３及びガス圧センサ５２は、制御部３に接続されている。制御部３は、減圧部５１及びガス供給部５３の動作を制御する。

　減圧部５１及びガス供給部５３は、雰囲気調整部に対応する。減圧部５１及びガス供給部５３は、試料室２の内部に不活性ガス又は乾燥空気を充填することによって、試料室２の内部の雰囲気を調整する雰囲気調整を行う。なお、放射線検出装置１００は、ガス供給部５３を用いない形態であってもよい。この形態では、放射線検出装置１００は、ガス供給部５３を備えていなくてもよい。この形態では、減圧部５１は、雰囲気調整部に対応し、試料室２の内部を減圧することによって、雰囲気調整を行う。或いは、放射線検出装置１００は、減圧部５１を用いない形態であってもよい。この形態では、放射線検出装置１００は、減圧部５１を備えていなくてもよい。この形態では、ガス供給部５３は、不活性ガス又は乾燥空気を供給することによって、試料室２の内部にある空気を押し出して排出させ、試料室２の内部に不活性ガス又は乾燥空気を充填する。このようにして、この形態のガス供給部５３は雰囲気調整を行う。

　図２は、放射線検出器１の構成を示す模式的断面図である。放射線検出器１は、ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）である。放射線検出器１は、円筒の一端に切頭錐体が連結した形状のハウジング１７を備えている。ハウジング１７は、板状の底板部にキャップ状のカバーが被さって構成されている。ハウジング１７の先端には、開口部１７１が形成されている。開口部１７１には窓材を有する窓は設けられておらず、開口部１７１は塞がれていない。ハウジング１７の内側には、放射線検出素子１１、コリメータ１４、回路基板１５、温度調整部１６及びコールドフィンガ１８が配置されている。ハウジング１７は、放射線検出素子１１、コリメータ１４、回路基板１５及び温度調整部１６を収容している。温度調整部１６は、放射線検出素子１１の冷却及び加熱を行う。温度調整部１６は、例えば、ペルチェ素子を用いて構成されている。

　放射線検出素子１１は、回路基板１５の表面に実装されており、開口部１７１に対向する位置に配置されている。コリメータ１４は、両端が開口した筒状であり、放射線を遮蔽する材料で構成されている。コリメータ１４は、放射線検出素子１１と開口部１７１との間に配置されている。コリメータ１４の一端は開口部１７１に対向しており、他端は放射線検出素子１１の表面に対向している。主に開口部１７１を通過して放射線がハウジング１７の内側へ入射し、コリメータ１４は、放射線の一部を遮蔽する。放射線検出素子１１は、コリメータ１４で遮蔽されずに入射した放射線を検出する。

　回路基板１５には、回路が形成されており、プリアンプ１２及び温度センサ１３が実装されている。図２では、プリアンプ１２及び温度センサ１３を省略している。温度センサ１３は放射線検出素子１１の温度を測定してもよい。回路基板１５の裏面は、直接に又は介在物を介して、温度調整部１６の一端に熱的に接触している。温度調整部１６の他端はコールドフィンガ１８に熱的に接触している。コールドフィンガ１８は、温度調整部１６が熱的に接触する平板状の部分と、ハウジング１７の底板部を貫通している部分とを有している。温度調整部１６が放射線検出素子１１を冷却する場合は、放射線検出素子１１の熱は、回路基板１５を通じて温度調整部１６に吸熱され、温度調整部１６からコールドフィンガ１８へ伝わり、コールドフィンガ１８を通じて放射線検出器１の外部へ放熱される。

　放射線検出器１は、ハウジング１７の底板部を貫通した複数のリードピン１９を備えている。リードピン１９は、ワイヤボンディング等の方法で回路基板１５に接続されている。電圧印加部４２による放射線検出素子１１への電圧の印加と、プリアンプ１２からの信号の出力とはリードピン１９を通じて行われる。温度センサ１３は、リードピン１９を介して制御部３に接続されている。なお、放射線検出器１は、その他の構成物を更に備えていてもよい。

　図３は、放射線検出素子１１及びコリメータ１４を示す模式的断面図である。放射線検出素子１１は、シリコンドリフト型放射線検出素子である。放射線検出素子１１は、全体的に平板状である。放射線検出素子１１は、Ｓｉ（シリコン）からなる板状の半導体部１１２を備えている。半導体部１１２の成分はｎ型のＳｉである。放射線検出素子１１は、検出対象の放射線が入射する入射側に位置する入射面１１１と、入射面１１１の裏側に位置する電極面１１６とを有する。入射面１１１の一部は、コリメータ１４で覆われている。放射線検出素子１１は、電極面１１６が回路基板１５に対向し、入射面１１１が開口部１７１に対向するように、配置されている。

　半導体部１１２の入射面１１１側にある部分には、電極層１１３が設けられている。電極層１１３は、Ｓｉを半導体部１１２の成分とは異なる型の半導体にするドーパントがドープされている。電極層１１３の成分は、ホウ素等の特定のドーパントがＳｉにドープされたｐ型のＳｉであり、例えば、ｐ＋Ｓｉである。電極層１１３は、平面視で入射面１１１の中央に対応する部分を含む、入射面１１１に沿った大半の領域に形成されている。例えば、電極層１１３の形状は平面視で円状である。入射面１１１の中でコリメータ１４で覆われていない部分に対応する領域には全て電極層１１３が形成されている。入射面１１１に沿った領域の周縁には、電極層１１３が形成されていない部分が存在する。

　半導体部１１２の電極面１１６側にある部分には、放射線検出時に信号を出力する電極である信号出力電極１１５が設けられている。信号出力電極１１５の成分は、半導体部１１２と同じ型のＳｉである。例えば、信号出力電極１１５の成分は、リン等の特定のドーパントがＳｉにドープされたｎ＋Ｓｉである。また、半導体部１１２の電極面１１６側にある部分には、平面視で多重の環状になった複数の曲線状電極１１４が設けられている。曲線状電極１１４の成分は、半導体部１１２とは異なる型の半導体であり、ホウ素等の特定のドーパントがＳｉにドープされたｐ型のＳｉである。例えば、曲線状電極１１４の成分は、ｐ＋Ｓｉである。複数の曲線状電極１１４はほぼ同心であり、複数の曲線状電極１１４のほぼ中心に信号出力電極１１５が位置している。即ち、複数の曲線状電極１１４は信号出力電極１１５を囲んでおり、信号出力電極１１５と夫々の曲線状電極１１４との間の距離は異なる。

　図３には四つの曲線状電極１１４を示しているが、実際にはより多くの曲線状電極１１４が設けられている。なお、曲線状電極１１４の形状は円環以外の環であってもよく、多重の曲線状電極１１４は同心でなくともよい。曲線状電極１１４の形状は環の一部が欠けた形状であってもよい。信号出力電極１１５は、多重の曲線状電極１１４の中心以外の位置に配置されていてもよい。放射線検出素子１１は、信号出力電極１１５、複数の曲線状電極１１４及び電極層１１３の組を複数有する形態であってもよい。

　最も内側の曲線状電極１１４と、最も外側の曲線状電極１１４とは、電圧印加部４２に接続されている。複数の曲線状電極１１４は、最も内側の曲線状電極１１４の電位が最も高く、最も外側の曲線状電極１１４の電位が最も低くなるように、電圧印加部４２から電圧を印加される。また、放射線検出素子１１は、信号出力電極１１５からの距離が互いに異なり隣接する曲線状電極１１４の間に、所定の電気抵抗が発生するように構成されている。例えば、隣接する曲線状電極１１４の間に位置する部分の成分を調整することで、二つの曲線状電極１１４が接続される電気抵抗チャネルが形成されている。即ち、複数の曲線状電極１１４は、電気抵抗を介して数珠つなぎに接続されている。電圧が印加されることによって、夫々の曲線状電極１１４は、外側の曲線状電極１１４から内側の曲線状電極１１４に向けて順々に単調に増加する電位を有する。即ち、曲線状電極１１４の電位は、信号出力電極１１５に遠い曲線状電極１１４から信号出力電極１１５に近い曲線状電極１１４へ向けて順々に増加する。なお、複数の曲線状電極１１４の中に、電位が同じ隣接する一対の曲線状電極１１４が含まれていてもよい。

　複数の曲線状電極１１４の電位によって、半導体部１１２内には、段階的に信号出力電極１１５に近いほど電位が高く信号出力電極１１５から遠いほど電位が低くなる電界（電位勾配）が生成される。また、電極層１１３は、電圧印加部４２に接続されている。電極層１１３は、電極層１１３の電位が最も内側の曲線状電極１１４と最も外側の曲線状電極１１４との間の電位になるように、電圧印加部４２から電圧が印加される。このように、半導体部１１２の内部には、信号出力電極１１５に近づくほど電位が高くなる電界が生成される。

　照射部２２から試料６へ放射線が照射され、試料６では蛍光Ｘ線等の特性Ｘ線が発生し、放射線検出器１へ入射する。特性Ｘ線からなる放射線は、主に開口部１７１を通過し、放射線検出器１の内部へ入射する。放射線検出器１の内部へ入射した放射線の一部は、コリメータ１４で遮蔽される。コリメータ１４で遮蔽されなかった放射線は、放射線検出素子１１へ入射する。放射線検出素子１１へ入射した放射線は、半導体部１１２へ入射する。

　半導体部１１２へ入射した放射線は、半導体部１１２内で吸収され、吸収された放射線のエネルギーに応じた量の電荷が、半導体部１１２内に発生する。発生する電荷は電子及び正孔である。発生した電荷は、半導体部１１２の内部の電界によって移動し、一方の種類の電荷は、信号出力電極１１５へ集中して流入する。本実施形態では、放射線の入射によって発生した電子が移動し、信号出力電極１１５へ流入する。信号出力電極１１５へ流入した電荷は電流信号となって出力される。

　信号出力電極１１５はプリアンプ１２に接続されている。信号出力電極１１５が出力した信号はプリアンプ１２へ入力される。プリアンプ１２は、電流信号を電圧信号へ変換する。プリアンプ１２は、放射線のエネルギーに応じた強度の信号を出力する。プリアンプ１２は信号処理部４３に接続されている。プリアンプ１２が信号を出力することにより、放射線検出器１は、放射線のエネルギーに応じた強度の信号を信号処理部４３へ出力する。

　放射線検出器１は、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加を制御する制御基板を含んでいてもよい。この制御基板は、プリアンプ１２が出力する信号の強度が所定の閾値を超過した場合に、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加を停止する処理を行う。制御基板は、電圧印加を停止することによって、プリアンプ１２の動作を停止させる。照明光が放射線検出素子１１へ入射し、放射線検出素子１１からプリアンプ１２を経由して出力される電流信号の強度が大きく上昇した場合に、故障等の不具合が発生することがある。制御基板は、出力される電流信号が大きすぎる場合にプリアンプ１２の動作を停止させることによって、プリアンプ１２の故障等の不具合の発生を防止する。制御基板は、放射線検出器１の外側に配置されてもよい。

　信号処理部４３は、放射線検出器１が出力した信号を受け付け、信号の強度を検出することにより、放射線検出器１が検出した放射線のエネルギーに対応する信号値を検出する。信号処理部４３は、信号値別に信号をカウントし、信号値とカウント数との関係を示すデータを分析部４４へ出力する。

　分析部４４は、信号処理部４３が出力した信号値とカウント数との関係を示すデータを受け付ける。分析部４４は、信号処理部４３からのデータに基づいて、放射線検出器１へ入射した放射線のスペクトルを生成する。信号値は放射線のエネルギーに対応し、カウント数は放射線を検出した回数に対応するので、信号値とカウント数との関係から、放射線のスペクトルが得られる。スペクトルは、放射線のエネルギーと強度との関係を示す。放射線検出器１が出力した信号を信号値別にカウントする処理は、信号処理部４３ではなく分析部４４で行ってもよい。放射線のスペクトルの生成は信号処理部４３で行われてもよい。分析部４４は、放射線のスペクトルを表したスペクトルデータを記憶する。信号処理部４３及び分析部４４は、スペクトル生成部に対応する。表示部４６は、放射線のスペクトルを表示する。使用者は、試料６から発生した特性Ｘ線のスペクトルを確認することができる。分析部４４は、更に、放射線のスペクトルに基づいた情報処理を行ってもよい。例えば、分析部４４は、試料６からの特性Ｘ線のスペクトルに基づいて、試料６に含まれる元素の定性分析又は定量分析を行う。

　図４は、制御部３の内部の構成例を示すブロック図である。制御部３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。制御部３は、演算部３１と、メモリ３２と、読取部３３と、記憶部３４と、インタフェース部３５とを備えている。演算部３１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はマルチコアＣＰＵを用いて構成されている。演算部３１は、量子コンピュータを用いて構成されていてもよい。メモリ３２は、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶する。メモリ３２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。読取部３３は、光ディスク又は可搬型メモリ等の記録媒体３０から情報を読み取る。記憶部３４は、不揮発性であり、例えばハードディスク又は不揮発性半導体メモリである。

　演算部３１は、記録媒体３０に記録されたコンピュータプログラム３４１を読取部３３に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム３４１を記憶部３４に記憶させる。演算部３１は、コンピュータプログラム３４１に従って、制御部３に必要な処理を実行する。なお、コンピュータプログラム３４１は、制御部３の外部からダウンロードされてもよい。又は、コンピュータプログラム３４１は、記憶部３４に予め記憶されていてもよい。これらの場合は、制御部３は読取部３３を備えていなくてもよい。なお、制御部３は、複数のコンピュータで構成されていてもよい。或いは、制御部３及び分析部４４は同一のコンピュータで構成されていてもよい。

　制御部３には、操作部４５及び表示部４６が接続されている。放射線検出装置１００の他の部分は、インタフェース部３５に接続されている。使用者は、操作部４５を操作することにより、測定開始の指示等の各種の指示を制御部３へ入力する。制御部３は、操作部４５を用いて入力された指示を受け付ける。表示部４６は画像を表示する。制御部３は、情報を含む画像を表示部４６に表示することにより、放射線検出に必要な情報を出力する。制御部３は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出装置１００の各部から信号を受け付けることにより、制御に必要な情報を受け付ける。制御部３は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出装置１００の各部へ制御信号を送信することにより、各部の動作を制御する。

　放射線検出装置１００では、開口部１７１は窓材で塞がれておらず、開口部１７１を通過した放射線が検出される。検出される放射線は窓材を透過する必要が無いので、放射線検出装置１００は、低エネルギーの放射線を検出する感度が高い。一方で、試料６の交換等の作業を行うために、試料室２を開放し、試料室２の内部へ外部の空気を導入する必要がある。試料室２の内部へ外部の空気を導入した際には、開口部１７１を通過して放射線検出器１の内部へ空気が侵入し、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着し、不具合が発生し得る。制御部３は、不具合の発生を抑制するように放射線検出装置１００を制御する情報処理方法を実行する。

　図５及び図６は、制御部３が実行する処理の手順の例を示すフローチャートである。以下、ステップをＳと略す。演算部３１がコンピュータプログラム３４１に従って情報処理を実行することにより、制御部３は以下の処理を実行する。試料台２１に試料６が載置され、蓋部２０が閉じて試料室２が閉鎖された状態で、制御部３は、雰囲気調整の指示を受け付ける（Ｓ１）。Ｓ１では、演算部３１は、雰囲気調整の指示を受け付けるための受付画像を表示部４６に表示し、使用者が操作部４５を操作することにより、雰囲気調整の指示を受け付ける。例えば、雰囲気調整を指示するためのボタンを含む画像が表示され、使用者が操作部４５を操作して、画像上でボタンを指定することにより、雰囲気調整の指示が入力される。雰囲気調整を指示するためのボタンとして、「減圧」、「真空引き」又は「ガス置換」等の、雰囲気調整の内容を示すボタンが表示されてもよい。なお、放射線検出装置１００は、押下ボタン等の雰囲気調整の指示を受け付けるためのハードウェアを備えていてもよい。

　制御部３は、次に、試料室２の内部の雰囲気調整を開始する（Ｓ２）。ガス供給部５３を用いない形態では、Ｓ２で、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１へ制御信号を送信することにより、雰囲気調整を開始するように、減圧部５１を制御する。制御部３は、試料室２の内部のガス圧が所定の目標値になるまで試料室２の内部を減圧させることによって、雰囲気調整を行う。

　ガス供給部５３を用いる形態では、Ｓ２で、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１及びガス供給部５３へ制御信号を送信することにより、雰囲気調整を開始するように、減圧部５１及びガス供給部５３を制御する。雰囲気調整では、制御部３は、減圧部５１に、試料室２の内部のガス圧が所定の目標圧力になるまで試料室２の内部を減圧させ、次に、ガス供給部５３に、試料室２の内部へ不活性ガス又は乾燥空気を供給させる。試料室２の内部の減圧を行わずに、ガス供給部５３から不活性ガス又は乾燥空気の供給を行ってもよい。不活性ガス又は乾燥空気の供給により、試料室２の内部は不活性ガス又は乾燥空気で充填される。

　ガス圧センサ５２は試料室２の内部のガス圧を測定し、制御部３は、ガス圧センサ５２が測定したガス圧を取得する。ガス圧センサ５２は、測定したガス圧を示す信号を出力し、制御部３は、ガス圧センサ５２からの信号をインタフェース部３５で受信することにより、ガス圧を取得する。

　制御部３は、次に、ガス圧センサ５２が測定したガス圧が所定の圧力閾値以下であるか否か、又は、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してから所定の目標時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３）。ガス供給部５３を用いない形態では、Ｓ３で、演算部３１は、ガス圧が圧力閾値以下であるか否かを判定する。圧力閾値は、大気圧よりも低く、目標圧力以上の値である。圧力閾値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。圧力閾値は例えば２００Ｐａである。ガス圧が圧力閾値以下であることは、試料室２の内部が既に減圧されていることを意味する。

　ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気を試料室２の内部へ供給し始めてから経過した時間を計測する。Ｓ３では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が所定の目標時間に達したか否かを判定する。目標時間の値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してから目標時間が経過したことは、ある程度の量の不活性ガス又は乾燥空気が試料室２の内部に充填されていることを意味する。

　ガス圧センサ５２が測定したガス圧が圧力閾値を超過する場合、又は、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してから経過した時間が目標時間未満である場合は（Ｓ３：ＮＯ）、制御部３は、Ｓ３の処理を繰り返す。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、ガス圧が圧力閾値を超過する場合に、Ｓ３の処理を繰り返す。ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が目標時間未満である場合に、Ｓ３の処理を繰り返す。なお、放射線検出装置１００は、Ｓ３で、ガス圧センサ５２が測定したガス圧が圧力閾値未満であるか否か、又は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が目標時間を超過するか否かを判定する形態であってもよい。

　ガス圧センサ５２が測定したガス圧が圧力閾値以下である場合、又は、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してから目標時間が経過した場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部３は、放射線検出素子１１の冷却を開始する（Ｓ４）。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、ガス圧が圧力閾値以下である場合に、温度調整部１６に放射線検出素子１１の冷却を開始させる。ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してから目標時間が経過した場合に、温度調整部１６に放射線検出素子１１の冷却を開始させる。Ｓ４では、例えば、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出器１へ制御信号を送信することにより、温度調整部１６に含まれるペルチェ素子に放射線検出素子１１を冷却するための電圧を印加するように、温度調整部１６を制御する。

　ガス供給部５３を用いない形態では、放射線検出素子１１の冷却が開始されたときには、試料室２の内部は既に減圧されている。減圧によって試料室２の内部に存在する水蒸気等のガスが希薄になっているので、冷却された放射線検出素子１１にはガス又は水分が吸着し難い。ガス供給部５３を用いる形態では、放射線検出素子１１の冷却が開始されたときには、試料室２の内部に不活性ガス若しくは乾燥空気が充填されている。試料室２の内部に存在する水蒸気は希薄になっているので、冷却された放射線検出素子１１には水分が吸着し難い。冷却された放射線検出素子１１に不活性ガス又は乾燥空気が吸着したとしても、不活性ガス及び乾燥空気は、放射線検出素子１１に不具合を引き起こし難い。このため、冷却された放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着することによる放射線検出器１の不具合の発生が、抑制される。

　制御部３は、次に、試料室２の内部の雰囲気調整が完了したか否かを判定する（Ｓ５）。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、Ｓ５で、ガス圧センサ５２が測定したガス圧を取得し、ガス圧が目標値まで低下した場合に、雰囲気調整が完了したと判定する。また、演算部３１は、ガス圧が目標値を上回る場合に、まだ雰囲気調整が完了していないと判定する。ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、Ｓ５で、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が所定の基準時間に達した場合に、雰囲気調整が完了したと判定する。また、演算部３１は、経過時間が基準時間未満である場合に、まだ雰囲気調整が完了していないと判定する。基準時間は目標時間以上の時間である。雰囲気調整では、試料室２の内部の不活性ガス若しくは乾燥空気の圧力が一気圧以上になることが望ましい。圧力が一気圧以上であることによって、試料室２の外部の空気の進入が抑制される。基準時間は、供給された不活性ガス若しくは乾燥空気の圧力が試料室２内で一気圧以上になるように、予め定められている。雰囲気調整が完了していない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、制御部３は、Ｓ５の処理を繰り返す。なお、制御部３は、Ｓ５の処理を省略してもよい。

　雰囲気調整が完了した場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部３は、照明部２３を点灯させる（Ｓ６）。Ｓ６では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、照明部２３へ制御信号を送信することにより、照明部２３に含まれる光源へ点灯に必要な電流を供給するように、照明部２３を制御する。なお、制御部３は、雰囲気調整が完了したことを表示部４６に表示してもよい。放射線検出装置１００は、雰囲気調整が完了した場合に点灯するランプ等、雰囲気調整が完了したことを報知するためのハードウェアを備えていてもよい。

　照明部２３が点灯することにより、試料６は照明される。Ｓ６の段階では、放射線を検出するために必要な放射線検出素子１１への電圧の印加は行われていない。電圧が印加されておらず放射線検出素子１１は動作していないので、照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、悪影響は生じない。

　制御部３は、次に、試料６の撮影を行う（Ｓ７）。Ｓ７では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、撮影部２４へ制御信号を送信することにより、撮影部２４に試料６を撮影させる。撮影部２４は、照明された試料６を撮影し、撮影画像を表した撮影データを制御部３へ送信する。制御部３は、インタフェース部３５で撮影データを受け付け、演算部３１は、撮影画像を表示部４６に表示させる。使用者は、表示された観察画像を視認することにより、試料６を観察することができる。

　制御部３は、次に、放射線検出の準備を行う（Ｓ８）。Ｓ８では、制御部３は、駆動部５４を制御して、試料６を放射線が照射される位置まで移動させる。例えば、試料台２１には複数の試料６が載置されており、放射線が照射される位置にいずれか一つの試料６が配置される。例えば、試料６が移動することによって、試料６の中の放射線が照射される部分が変更される。また、制御部３は、照射部２２を制御して、照射部２２が照射する放射線のフォーカスを調整する。例えば、試料６の撮影画像を視認した使用者が操作部４５を操作することによって、制御指示が制御部３へ入力され、制御部３は、制御指示に従って、試料６の移動及び放射線のフォーカスの調整を行う。制御部３は、Ｓ８で、放射線の検出を準備するためのその他の制御を行ってもよい。

　なお、Ｓ６～Ｓ８の少なくとも一部の処理は、雰囲気調整の処理と並行して行われてもよい。ガス供給部５３を用いない形態では、試料室２の内部の減圧と並行してＳ６の処理が行われ、Ｓ３又はＳ５の処理が終了した後に、Ｓ７及びＳ８の処理が実行されてもよい。ガス供給部５３を用いる形態では、試料室２の内部への不活性ガス又は乾燥空気への供給と並行して、Ｓ６～Ｓ８の処理が実行されてもよい。

　制御部３は、次に、放射線検出素子１１が十分に冷却されたか否かを判定する（Ｓ９）。Ｓ９では、演算部３１は、温度センサ１３が測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて判定を行う。温度センサ１３は、測定した温度を示す信号を出力し、制御部３は、温度センサ１３からの信号をインタフェース部３５で受信することにより、温度を取得する。演算部３１は、取得した温度が基準温度以下である場合に、放射線検出素子１１は十分に冷却されていると判定し、取得した温度が所定の基準温度を超過している場合に、放射線検出素子１１はまだ十分に冷却されていないと判定する。基準温度は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。演算部３１は、取得した温度が基準温度未満であるか否かに基づいて判定を行ってもよい。

　放射線検出素子１１がまだ十分に冷却されていない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、制御部３は、Ｓ９の処理を繰り返す。放射線検出素子１１がまだ十分に冷却されていない状態では、制御部３は、放射線の検出の開始を禁止している。制御部３は、放射線検出素子１１が冷却中であること又は放射線の検出が開始できないことを報知してもよい。例えば、制御部３は、「冷却中」という文字列を含んだ画像を表示部４６に表示する。放射線検出装置１００は、放射線検出素子１１が冷却中であること又は放射線の検出が開始できないことを報知するための専用のハードウェアを備えていてもよい。

　放射線検出素子１１が十分に冷却されている場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御部３は、放射線の検出を開始することを指示する開始指示を受け付ける（Ｓ１０）。このとき、制御部３は、放射線検出素子１１が冷却中であること又は放射線の検出が開始できないことの放置を終了する。Ｓ１０では、使用者が操作部４５を操作することにより、制御部３は、開始指示を受け付ける。Ｓ１０の処理は、開始指示受付部に対応する。なお、放射線検出装置１００は、押下ボタン等の開始指示を受け付けるためのハードウェアを備えていてもよい。

　制御部３は、次に、照明部２３を消灯させる（Ｓ１１）。Ｓ１１では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、照明部２３へ制御信号を送信することにより、光源へ供給する電流を停止するように、照明部２３を制御する。照明部２３が消灯した後に、制御部３は、電圧印加部４２に、放射線検出素子１１への電圧印加を開始させる（Ｓ１２）。Ｓ１２では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、電圧印加部４２へ制御信号を送信することにより、放射線検出素子１１に電圧を印加するように、電圧印加部４２を制御する。電圧印加部４２は、前述したように、電極層１１３と、最も内側の曲線状電極１１４と、最も外側の曲線状電極１１４との間に、電圧を印加する。

　放射線検出素子１１に電圧が印加されることにより、放射線検出素子１１は、放射線を検出することが可能な状態となる。照明部２３が消灯した後に電圧印加が開始されるので、放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子１１には、照明部２３からの照明光は入射しない。照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、照明光による悪影響は生じない。

　制御部３は、次に、放射線の検出を行う（Ｓ１３）。Ｓ１３では、制御部３は、インタフェース部３５を通じて、照射部２２へ制御信号を送信することにより、放射線を照射するように、照射部２２を制御する。照射部２２は試料６へ放射線を照射し、試料６からは特性Ｘ線が発生する。特性Ｘ線からなる放射線は放射線検出器１内の放射線検出素子１１へ入射し、放射線検出素子１１は放射線に応じた電流信号を出力する。前述したように、プリアンプ１２は電流信号を電圧信号へ変換し、信号処理部４３は放射線のエネルギーに対応する信号値別に信号をカウントし、分析部４４は放射線のスペクトルを生成する。このようにして、試料６から発生した特性Ｘ線が検出され、特性Ｘ線のスペクトルが生成される。Ｓ１０～Ｓ１３の処理により、使用者が開始指示を入力しただけで、放射線検出素子１１への照明光の入射を防止しながら、放射線検出が自動で行われる。

　制御部３は、次に、放射線検出素子１１への電圧印加を停止させる（Ｓ１４）。Ｓ１４では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、電圧印加部４２へ制御信号を送信することにより、電圧の印加を停止するように、電圧印加部４２を制御する。電圧印加部４２は、電圧の印加を停止する。電圧の印加が停止されることにより、放射線検出素子１１は、放射線を検出できない状態となる。

　放射線検出素子１１への電圧印加が停止してから、所定の待機時間が経過した後に、制御部３は、照明部２３を点灯させる（Ｓ１５）。Ｓ１５では、電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後、演算部３１は、所定の待機時間の間、待機する。待機時間の値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。待機時間が経過した後に、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、照明部２３へ制御信号を送信することにより、点灯に必要な電流を光源へ供給するように、照明部２３を制御する。照明部２３が点灯することにより、試料６は照明される。放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後に、照明部２３が点灯するので、照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１は放射線検出のための動作を行わない。このため、照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、悪影響は生じない。

　電圧印加部４２は、放射線検出素子１１へ印加する電圧に含まれるノイズを除去し、電圧を安定させるために、キャパシタを含んでいる。キャパシタは、電圧印加部４２と放射線検出素子１１との間に配置されていてもよい。電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加を停止した場合、キャパシタの放電にはある程度時間がかかり、キャパシタの電圧はすぐには変わらないので、放射線検出素子１１に印加される電圧もすぐには変わらない。このため、電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加を停止した直後に照明部２３を点灯させた場合は、動作した状態の放射線検出素子１１へ照明光が入射し、照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加する虞がある。

　そこで、制御部３は、電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後に、所定の待機時間の間、照明部２３の点灯を待機する。待機時間は、キャパシタが放電し、放射線検出素子へ印加される電圧が放射線検出器が動作しない電圧にまで変わる時間である。例えば、待機時間は２～３秒である。待機時間が経過した後には、放射線検出素子１１は放射線検出のための動作を行わない。待機時間が経過した後に、制御部３は、照明部２３を点灯させる。照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１は放射線検出のための動作を行っていないので、照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、照明光による悪影響は生じない。

　Ｓ１５で照明部２３が点灯した後は、撮影部２４が試料６を撮影し、表示部４６が撮影画像を表示することができる。使用者は、撮影画像を視認することにより、放射線検出が行われた後の試料６を観察することができる。このように、放射線検出が行われた後に、動作している放射線検出素子１１への照明光の入射を防止しながら、試料６の観察が可能となる。

　制御部３は、次に、放射線検出を終了するか否かを判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６では、例えば、演算部３１は、使用者が操作部４５を操作することにより、検出終了の指示を受け付けた場合に、放射線検出を終了すると判定する。例えば、演算部３１は、予め定められている回数の放射線検出が行われた場合に、放射線検出を終了すると判定する。例えば、演算部３１は、放射線検出を開始してから所定の時間が経過した場合に、放射線検出を終了すると判定する。放射線検出を終了しない場合は（Ｓ１６：ＮＯ）、演算部３１は、Ｓ７へ戻し、放射線を検出するための処理を繰り返す。

　放射線検出を終了する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部３は、試料室２の内部へ試料室２の外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付ける（Ｓ１７）。Ｓ１７では、使用者が操作部４５を操作することにより、制御部３は、導入指示を受け付ける。Ｓ１７の処理は、導入指示受付部に対応する。なお、放射線検出装置１００は、押下ボタン等の導入指示を受け付けるためのハードウェアを備えていてもよい。

　制御部３は、次に、試料室２の開放を待機することを指示する待機指示を出力する（Ｓ１８）。Ｓ１８では、演算部３１は、待機指示を含む画像を表示部４６に表示することにより、待機指示を出力する。例えば、演算部３１は、試料室２の開放を待機することを文章で示した画像を表示部４６に表示する。なお、放射線検出装置１００は、試料室２の開放を待機することを文章で示した画像を表示するための専用のディスプレイ等、待機指示を出力するためのハードウェアを備えていてもよい。

　導入指示が受け付けられた直後は、試料室２の内部は減圧された状態であり、試料室２を開放することは困難である。また、放射線検出素子１１は冷却された状態であり、試料室２が開放された場合は、試料室２の外部の空気が放射線検出器１内へ侵入し、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着する。待機指示が出力されることにより、使用者が試料室２を無理に開放することが抑止される。Ｓ１８の処理は出力部に対応する。

　制御部３は、次に、温度調整部１６に、放射線検出素子１１を加熱させる（Ｓ１９）。Ｓ１９では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出器１へ制御信号を送信することにより、温度調整部１６に含まれるペルチェ素子に放射線検出素子１１を加熱するための電圧を印加するように、温度調整部１６を制御する。放射線検出素子１１を加熱することにより、放射線検出素子１１の温度を素早く上昇させ、試料室２の内部へ外部の空気を導入するまでの時間を短縮することができる。

　温度センサ１３は、放射線検出器１の内部の温度を測定し、制御部３は、温度センサ１３が測定した温度を取得する（Ｓ２０）。温度センサ１３は、測定した温度を示す信号を出力し、制御部３は、温度センサ１３からの信号をインタフェース部３５で受信することにより、温度を取得する。

　制御部３は、次に、取得した温度が所定の温度閾値を超過したか否かを判定する（Ｓ２１）。Ｓ２１では、制御部３は、温度センサ１３が測定した温度と温度閾値とを比較して判定を行う。温度閾値は、０℃よりも高い温度である。温度閾値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。温度閾値は、例えば２０℃である。温度センサ１３が測定した温度が温度閾値を超過することは、放射線検出素子１１へのガスの吸着又は水分の吸着が発生し難くなるほど、放射線検出素子１１の温度が十分に高くなったことを意味する。なお、放射線検出装置１００は、Ｓ２１で、温度が温度閾値以上であるか否かを判定する形態であってもよい。

　取得した温度が温度閾値以下である場合は（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部３は、処理をＳ２０へ戻す。取得した温度が温度閾値を超過する場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部３は、試料室２の内部へ外部の空気を導入する（Ｓ２２）。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、Ｓ２２で、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１へ制御信号を送信することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入するように、減圧部５１を制御する。減圧部５１は、減圧を停止し、試料室２の内部へ外部の空気を導入して、試料室２の内部のガス圧を外部と同等のガス圧へ戻す。例えば、減圧部５１は、真空ポンプを停止し、リークバルブを開放することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入する。

　ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、Ｓ２２で、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１及びガス供給部５３へ制御信号を送信することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入するように、減圧部５１及びガス供給部５３を制御する。ガス供給部５３は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を停止し、減圧部５１は、試料室２の内部へ外部の空気を導入して、試料室２の内部のガス圧を外部と同等のガス圧へ戻す。例えば、減圧部５１は、ガス供給部５３が不活性ガス又は乾燥空気の供給を停止し、真空ポンプが停止した状態で、リークバルブを開放することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入する。

　試料室２の内部へ外部の空気を導入した後、制御部３は、待機指示の出力を終了する（Ｓ２３）。Ｓ２３では、例えば、演算部３１は、表示部４６に待機指示を含む画像の表示を終了させる。制御部３は、次に、蓋部２０を開放する（Ｓ２４）。Ｓ２４では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、開閉部４１へ制御信号を送信することにより、蓋部２０を開放するように、開閉部４１を制御する。開閉部４１が蓋部２０を開放することにより、試料室２は開放状態になる。Ｓ２４では、自動で蓋部２０を開放するのではなく、使用者が手で蓋部２０を開けることができるようにする処理が行われてもよい。試料室２が開放された状態で、試料６の取り出し又は入れ替え等の作業が行われる。Ｓ２４が終了した後、制御部３は処理を終了する。

　蓋部２０が開放されている間、又は減圧部５１のリークバルブを通して外部の空気が導入されている間は、試料室２の内部へ外部の空気が導入される。外部の空気の温度が低い場合は、空気によって放射線検出素子１１が冷却される虞がある。制御部３は、蓋部２０が開放されている間、又は試料室２の内部へ外部の空気が導入されている間は、温度センサ１３が測定する温度が温度閾値以上になるように、温度調整部１６を制御する。例えば、制御部３は、温度センサ１３が測定する温度が温度閾値以下になった場合に、温度調整部１６に放射線検出素子１１を加熱させ、温度が温度閾値を超過した場合に、温度調整部１６に加熱を停止させる。外部の空気によって放射線検出素子１１が冷却されることが防止され、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着することが防止される。

　以上詳述した如く、本実施形態においては、放射線検出装置１００は、放射線検出器１の内部の温度を測定し、放射線検出器１の内部の温度に基づいて、試料室２の内部へ外部の空気を導入するタイミングを制御する。具体的には、放射線検出装置１００は、放射線検出器１の内部の温度が低い場合には、試料室２の内部へ外部の空気を導入せず、放射線検出器１の内部の温度が高い場合に、試料室２の内部へ外部の空気を導入する。

　本実施形態では、放射線検出器１のハウジング１７には窓材で塞がれていない開口部１７１が設けられており、開口部１７１を通過した放射線が検出される。検出される放射線は窓材を透過する必要が無いので、放射線検出装置１００は、エネルギーが低いために窓材を透過することができない放射線を検出することができる。従って、放射線検出装置１００は、低エネルギーの放射線を検出する感度が向上する。一方で、開口部１７１を通過して放射線検出器１の内部へガスが侵入する。放射線検出のために放射線検出素子１１が冷却されている状態で放射線検出器１の内部へ空気が侵入した場合は、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着する。放射線検出時には、試料室２は減圧された状態又は不活性ガス若しくは乾燥空気が充填された状態であるので、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着する不具合の発生は抑制される。しかし、放射線検出素子１１が冷却されている状態で試料室２の内部へ外部の空気が導入された場合は、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着し、不具合が発生し得る。

　本実施形態では、放射線検出装置１００は、放射線検出器１の内部の温度が低い場合には試料室２の内部へ外部の空気を導入せずに待機し、放射線検出器１の内部の温度が高くなってから、試料室２の内部へ外部の空気を導入し、試料室２を開放する。放射線検出器１の内部の温度が高くなった状態では、放射線検出素子１１の温度も高くなっており、放射線検出素子１１へのガス又は水分の吸着は発生し難い。このため、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着することを原因として、放射線検出器１に故障等の不具合が発生することは、起こり難い。従って、放射線検出器１の不具合が抑制され、放射線検出装置１００は、安定的に放射線検出を行うことができる。

　また、本実施形態では、放射線検出装置１００は、試料６を照明するための照明部２３の点灯と、放射線検出のために必要な放射線検出素子１１への電圧印加とのタイミングを制御する。具体的には、放射線検出装置１００は、放射線検出素子１１への電圧印加を停止した後に、照明部２３を点灯し、照明部２３を消灯した後に、放射線検出素子１１への電圧印加を開始する。

　放射線を検出すべく放射線検出素子１１が動作している状態で放射線検出素子１１へ光が入射した場合は、放射線検出素子１１が出力する電流信号が増加し、放射線検出の精度の悪化又は放射線検出装置の故障の発生等、不具合が発生することがある。照明部２３からの照明光は、開口部１７１を通過し、放射線検出素子１１へ入射し得る。

　本実施形態では、照明部２３が消灯した後に放射線検出素子１１への電圧印加が開始されるので、放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子１１には、照明光は入射しない。更に、放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後に、照明部２３が点灯するので、照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１は動作しておらず、電流信号は出力されない。このため、放射線検出素子１１へ照明部２３からの照明光が入射することを原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、電流信号の増加によって不具合が発生することはない。従って、放射線検出装置１００の不具合が抑制される。放射線検出装置１００は、安定的に放射線検出を行うことができる。

　放射線検出装置１００は、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加を、放射線検出素子１１への電圧印加と同様に制御してもよい。即ち、制御部３は、放射線検出素子１１への電圧印加の開始と同じタイミングで、電圧印加部４２にプリアンプ１２への電圧印加を開始させる。また、制御部３は、放射線検出素子１１への電圧印加の停止と同じタイミングで、電圧印加部４２に、プリアンプ１２への電圧印加を停止させる。これにより、照明光を原因としてプリアンプ１２に不具合が発生することが防止される。なお、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加は、放射線検出装置１００が動作している間は常時行われていてもよい。

　放射線検出装置１００は、温度調整部１６がヒータを有する形態であってもよい。この形態では、Ｓ１９の処理において、温度調整部１６は、ヒータにより放射線検出素子１１を加熱する。ヒータを用いることにより、放射線検出素子１１の温度をより素早く上昇させることができる。温度調整部１６は、ペルチェ素子又はヒータ以外の温度を調整するための機構を有していてもよい。或いは、放射線検出装置１００は、温度調整部１６が冷却を行うのみで加熱を行わない形態であってもよい。この形態では、Ｓ１９での加熱は行われず、冷却が終了され、放射線検出素子１１の温度は自然に上昇する。

　本実施形態においては、放射線検出素子１１を構成する半導体がＳｉである形態を示したが、放射線検出素子１１はＳｉ以外の半導体で構成された形態であってもよい。本実施形態においては、半導体部１１２がｎ型の半導体からなり、電極層１１３及び曲線状電極１１４がｐ型の半導体からなる形態を示したが、放射線検出素子１１は、半導体部１１２がｐ型の半導体からなり、電極層１１３及び曲線状電極１１４がｎ型の半導体からなる形態であってもよい。本実施形態においては、放射線検出素子１１がシリコンドリフト型放射線検出素子である形態を示したが、放射線検出素子１１は、シリコンドリフト型放射線検出素子以外の半導体製の素子であってもよい。このため、放射線検出器１は、ＳＤＤ以外の放射線検出器であってもよい。

　本実施形態においては、放射線検出器１がコリメータ１４を備える形態を示したが、放射線検出器１はコリメータ１４を備えていない形態であってもよい。放射線検出器１は、開口部１７１が設けられておらず、窓材を有する窓を備え、窓を透過した放射線を検出する形態であってもよい。本実施形態においては、放射線検出素子１１がハウジング１７に収容されている形態を示したが、放射線検出器１は、ハウジング１７を備えていない形態であってもよい。本実施形態においては、放射線検出装置１００が照射部２２を備えている形態を示したが、放射線検出装置１００は、照射部２２を備えていない形態であってもよい。本実施形態においては、放射線として試料６からの特性Ｘ線を検出する形態を示したが、放射線検出装置１００は、Ｘ線以外の放射線を検出する形態であってもよい。又は、放射線検出装置１００は、半導体製の素子以外の放射線検出素子１１を用いる形態であってもよい。例えば、放射線検出装置１００は、放射線検出素子１１として光電子増倍管を用いた形態であってもよい。

　本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

　各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

　１００　放射線検出装置
　１　放射線検出器
　１１　放射線検出素子
　１３　温度センサ
　１６　温度調整部
　１７　ハウジング
　１７１　開口部
　２　試料室
　２０　蓋部
　２２　照射部
　２３　照明部
　２４　撮影部
　３　制御部
　３４１　コンピュータプログラム
　４６　表示部
　５１　減圧部（雰囲気調整部）
　５２　ガス圧センサ
　５３　ガス供給部（雰囲気調整部）
　６　試料

Claims

　試料を照明するために点灯する照明部と、
　前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、
　前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部と、
　制御部とを備え、
　前記制御部は、
　前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させた後に、前記照明部を点灯させ、
　前記照明部を消灯させた後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させる
　ことを特徴とする放射線検出装置。
　放射線の検出を開始することを指示する開始指示を受け付ける開始指示受付部を更に備え、
　前記制御部は、
　前記開始指示受付部が前記開始指示を受け付けた場合に、前記照明部を消灯させ、
　前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させる
　ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
　前記制御部は、
　前記放射線検出素子を用いた放射線の検出を行った後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させ、
　前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯させる
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出装置。
　前記制御部は、
　前記放射線検出素子への電圧印加が停止してから、所定の待機時間が経過した後に、前記照明部を点灯させる
　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　前記放射線検出素子を内部に収容するハウジングを更に備え、
　前記ハウジングは、塞がれていない開口部を有する
　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　前記試料へ放射線を照射する照射部と、
　前記放射線検出素子を用いて検出した放射線のスペクトルを生成するスペクトル生成部と、
　前記スペクトル生成部が生成したスペクトルを表示する表示部と
　を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　内部に前記試料が配置される開閉可能な試料室と、
　前記試料室の内部に配置されており、前記放射線検出素子を有する放射線検出器と、
　閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部とを更に備え、
　前記放射線検出器は、
　前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部と、
　前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有し、
　前記制御部は、
　前記温度センサが測定した温度に基づいて、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入するタイミングを調整するように、前記雰囲気調整部を制御する
　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　前記制御部は、
　前記温度センサが測定した温度が所定の温度閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部に、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入させる
　ことを特徴とする請求項７に記載の放射線検出装置。
　前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付ける導入指示受付部を更に備え、
　前記制御部は、
　前記導入指示受付部が前記導入指示を受け付けた場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子を加熱させる
　ことを特徴とする請求項８に記載の放射線検出装置。
　前記試料室の開放を待機することを指示する待機指示を出力する出力部を更に備え、
　前記制御部は、
　前記雰囲気調整部が前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する前の期間に、前記出力部に前記待機指示を出力させる
　ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　前記試料室の内部のガス圧を測定するガス圧センサを更に備え、
　前記制御部は、
　前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記ガス圧センサが測定したガス圧が所定の圧力閾値以下になった場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させる
　ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　前記制御部は、
　前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記試料室の内部へ前記特定のガスを所定時間供給した場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させる
　ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一つに記載の放射線検出装置。
　試料を照明するために点灯する照明部と、前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部とを備える放射線検出装置を制御する情報処理方法であって、
　前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させ、
　前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯させ、
　前記照明部を消灯させ、
　前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させる
　ことを特徴とする情報処理方法。
　試料を照明するために点灯する照明部と、前記試料から発生した放射線を検出するための放射線検出素子と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部とを備える放射線検出装置を制御するコンピュータに、
　前記電圧印加部による前記放射線検出素子への電圧印加を停止し、
　前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯し、
　前記照明部を消灯し、
　前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部による前記放射線検出素子への電圧印加を開始する
　処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。