JP2000321359A - Radiation detector - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、γ線の線量また
は線量当量を測定するための放射線検出器に係り、特
に、広範囲のエネルギーにわたり検出感度差を低減する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detector for measuring the dose or dose equivalent of .gamma.-rays, and more particularly to reducing the difference in detection sensitivity over a wide range of energy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】原子力発電所、加速器利用施設等におい
て、γ線の線量または線量当量を測定する場合は、数１
０ｋｅｖから数ＭｅＶまでの広いエネルギー範囲にわた
って、光子エネルギー対線量感度依存性または光子エネ
ルギー対線量当量感度依存性（以下、いずれも光子エネ
ルギー特性と略す）が良好な放射線検出器が求められて
いる。2. Description of the Related Art When measuring the dose or equivalent of γ-rays in a nuclear power plant, a facility using an accelerator, etc.
There is a need for a radiation detector that has good photon energy vs. dose sensitivity dependency or photon energy vs. dose equivalent sensitivity dependency (hereinafter abbreviated as photon energy characteristics) over a wide energy range from 0 keV to several MeV.
【０００３】そこで放射線検出器の内でも電離箱は、光
子エネルギー特性が良好でかつ体積を大きくすることに
より感度の高い検出特性が得られるため、γ線の線量ま
たは線量当量を測定する検知体として使用されることが
多かった。しかし、最近の小型化ニーズに対して、この
電離箱では、内部ガス圧を高くすることにより対応して
きたが、技術的に限界があり、電離箱に代わる小型の、
すなわち単位体積当たりの感度の高い放射線検出器が求
められていた。[0003] Among the radiation detectors, ionization chambers have a good photon energy characteristic and a high sensitivity can be obtained by enlarging the volume. Therefore, the ionization chamber is used as a detector for measuring the dose or dose equivalent of γ-rays. Often used. However, this ionization chamber has responded to the recent need for miniaturization by increasing the internal gas pressure.
That is, a radiation detector with high sensitivity per unit volume has been demanded.
【０００４】そこで、放射線検出器の内でも、化合物半
導体としてのＣｄＴｅは、原子番号が４８−５２と大き
く、また、５０℃程度までの温度特性が安定しているた
め、小型の放射線検出器として期待がもたれている。し
かしながら、ＣｄＴｅは、感度の光子エネルギーに対す
る依存性（エネルギーが大きくなると感度が低下する）
が大きく、広範囲の光子エネルギーをカバーして使用す
ることができなかった。Accordingly, among the radiation detectors, CdTe as a compound semiconductor has a large atomic number of 48-52 and stable temperature characteristics up to about 50 ° C., so that it is used as a small radiation detector. There are expectations. However, CdTe has a dependency on the photon energy of the sensitivity (the sensitivity decreases as the energy increases).
And could not be used to cover a wide range of photon energies.
【０００５】その広範囲の光子エネルギー特性をカバー
する改善例として、特公平６−２７８１４号公報に記載
のものが提案されている。図９は、従来の放射線検出器
の構造を示す図である。図において、１は半導体検知
体、２は半導体検知体１を保持する保持板、３は放射線
入射方向に対して半導体検知体１を覆うようにドーム状
に設けられた放射線吸収フィルタ、４は放射線吸収フィ
ルタ３に空けけられた細孔である。[0005] As an improved example covering such a wide range of photon energy characteristics, one described in Japanese Patent Publication No. Hei 6-27814 has been proposed. FIG. 9 is a diagram showing the structure of a conventional radiation detector. In the figure, 1 is a semiconductor detector, 2 is a holding plate for holding the semiconductor detector 1, 3 is a radiation absorbing filter provided in a dome shape so as to cover the semiconductor detector 1 in the radiation incident direction, and 4 is radiation. These are pores opened in the absorption filter 3.
【０００６】図１０は図９に示した半導体検知体の詳細
な構造を示す断面図である。図において、５はＣｄＴｅ
半導体、６はＣｄＴｅ半導体５の一方の面に形成された
マイナス電極、７はＣｄＴｅ半導体５のもう一方の面に
形成されたプラス電極である。FIG. 10 is a sectional view showing a detailed structure of the semiconductor detector shown in FIG. In the figure, 5 is CdTe
A semiconductor, 6 is a negative electrode formed on one surface of the CdTe semiconductor 5, and 7 is a positive electrode formed on the other surface of the CdTe semiconductor 5.
【０００７】上記のように構成された従来の放射線検出
器の放射線検出方法について説明する。まず、半導体検
知体１は保持板２に電気的に絶縁されて取り付けられ、
直流電圧でバイアスされる。半導体検知体１に放射線が
入射してそのエネルギーが吸収されると、半導体検知体
１の中に電子とその抜け殻の正孔が生成され、それらが
各電極７、６にそれぞれ収集されてパルス状の電流が流
れ、これを検知することにより放射線が検知される。A description will be given of a radiation detection method of the conventional radiation detector configured as described above. First, the semiconductor detector 1 is attached to the holding plate 2 while being electrically insulated.
Biased with DC voltage. When radiation is incident on the semiconductor detector 1 and its energy is absorbed, electrons and holes in its shell are generated in the semiconductor detector 1, and these are collected by the electrodes 7 and 6, respectively, and pulsed. The current flows through, and by detecting this, radiation is detected.
【０００８】図１１は半導体検知体１の厚みを同一と
し、放射線吸収フィルタ３として材料に鉛を用い、その
厚み（ｈ1〜ｈ4を設定し、厚みの関係は、ｈ1＞ｈ2＞ｈ
3＞ｈ4と成る）をパラメータとした時の光子エネルギー
特性を示す。放射線吸収フィルタ３の厚みを例えばｈ2
に選定することにより、８０ｋｅＶ〜１ＭｅＶまでは良
好な光子エネルギー特性が得られている。そして、放射
線吸収フィルタ３に多数の細孔４を設けることにより、
低エネルギー領域の特性を改善している。FIG. 11 shows a case where the thickness of the semiconductor detector 1 is the same, lead is used as the radiation absorption filter 3, and the thickness (h 1 to h 4 is set). The relationship of the thickness is h 1 > h 2 > h
3> becomes a h 4) shows the photon energy characteristics of the resultant parameters. The thickness of the radiation absorption filter 3 is, for example, h 2
, Good photon energy characteristics are obtained from 80 keV to 1 MeV. By providing a large number of pores 4 in the radiation absorption filter 3,
The characteristics of the low energy region are improved.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の放射線検出器は
上記のように構成され、８０ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネル
ギー範囲の特性は良好であるものの、１ＭｅＶ以上のエ
ネルギー範囲に対しては、光子エネルギー特性を改善す
ることができない。したがって、原子力発電所、加速器
利用施設などで求められている、数１０ｋｅＶ〜数Ｍｅ
Ｖまでのエネルギー範囲を一定の感度にて検出すること
に対応できないという問題点があった。このことは、図
１１に示すように、８０ｋｅＶ〜６．５ＭｅＶのエネル
ギー範囲において、その検出感度に大きな違いが出るこ
とから明らかである。The conventional radiation detector is configured as described above, and has good characteristics in an energy range of 80 keV to 1 MeV, but has a photon energy characteristic in an energy range of 1 MeV or more. Can't improve. Therefore, several tens keV to several Me required in nuclear power plants, accelerator utilization facilities, and the like.
There is a problem that it is not possible to detect the energy range up to V with a certain sensitivity. This is apparent from the fact that, as shown in FIG. 11, there is a great difference in the detection sensitivity in the energy range of 80 keV to 6.5 MeV.
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためなされたもので、低エネルギーから高エネルギーの
広範囲にわたる検出感度差を低減することができる放射
線検出器を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a radiation detector capable of reducing a difference in detection sensitivity over a wide range from low energy to high energy.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
の放射線検出器は、放射線を検出することができる半導
体を検知体として使用する放射線検出器において、放射
線入射面の面積の異なる検知体を複数個備え、各検知体
は、放射線入射面の面積の大きい検知体の放射線入射面
の上部に、放射線入射面の面積の小さい検知体が載置さ
れ、各検知体の放射線入射面側をそれぞれ覆う放射線吸
収フィルタを備え、上段に位置する検知体ほど、検知体
の放射線入射面を覆う放射線吸収フィルタの放射線の吸
収量が小さくなるものである。Means for Solving the Problems Claim 1 according to the present invention.
The radiation detector uses a semiconductor capable of detecting radiation as a detector, and includes a plurality of detectors having different radiation incident surface areas, and each detector has a radiation incident surface area. On the upper part of the radiation incident surface of the large detector, a detector having a small area of the radiation incident surface is placed, and a radiation absorption filter is provided to cover the radiation incident surface side of each detector, and the detector located at the upper stage, The radiation absorption amount of the radiation absorption filter that covers the radiation incident surface of the detector is reduced.
【００１２】また、この発明に係る請求項２の放射線検
出器は、請求項１において、電磁シールドで全ての検知
体を囲む場合、最上段位置の検知体の上面側および最下
段位置の検知体の下面側の電位を０電位に設定するもの
である。According to a second aspect of the present invention, in the radiation detector according to the first aspect, when the electromagnetic shield surrounds all of the detectors, the detectors at the upper surface and the lowermost position of the detector at the uppermost position. Is set to 0 potential.
【００１３】また、この発明に係る請求項３の放射線検
出器は、請求項１または請求項２において、検知体が、
ＣｄＺｎＴｅにて形成されているものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided the radiation detector according to the first or second aspect, wherein:
It is formed of CdZnTe.
【００１４】また、この発明に係る請求項４の放射線検
出器は、多面体の構造物の複数面に、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の各検知体および各放射線吸収
フィルタをそれぞれ備えるものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a radiation detector, wherein each detector and each radiation absorption filter according to any one of the first to third aspects is provided on a plurality of surfaces of a polyhedral structure. It is provided.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の
形態１の放射線検出器の構成を示す断面図である。図に
おいて、８、９は放射線を検出することができる半導
体、例えば、ＣｄＴｅにて成る第１および第２の検知体
で、放射線入射面の面積が異なり、第１の検知体８の放
射線入射面の面積が、第２の検知体９の放射線入射面の
面積より小さく、第２の検知体９の放射線入射面の上部
に第１の検知体８が載置されている。１０、１１、１
２、１３は各検知体８、９の各面に形成された電極で、
プラス電極またはマイナス電極のいずれかにてなる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of the radiation detector according to the first embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 8 and 9 denote first and second detectors made of a semiconductor capable of detecting radiation, for example, CdTe, which have different radiation incident areas and have a radiation incident surface of the first detector 8. Is smaller than the area of the radiation incident surface of the second detector 9, and the first detector 8 is placed above the radiation incident surface of the second detector 9. 10, 11, 1
Reference numerals 2 and 13 denote electrodes formed on each surface of each of the detectors 8 and 9,
It consists of either a positive electrode or a negative electrode.
【００１６】１４、１５は各検知体８、９の放射線入射
面を覆うように形成された第１および第２の放射線吸収
フィルタで、第１の放射線吸収フィルタ１４の放射線の
吸収量は、第２の放射線吸収フィルタ１５の放射線の吸
収量より小さい。１６は各検知体８、９を電気的に絶縁
するための、第１の検知体８と第２の放射線吸収フィル
タ１５との間に形成された絶縁膜である。Reference numerals 14 and 15 denote first and second radiation absorbing filters formed so as to cover the radiation incident surfaces of the detectors 8 and 9, respectively. 2 is smaller than the radiation absorption amount of the radiation absorption filter 15. Reference numeral 16 denotes an insulating film formed between the first detector 8 and the second radiation absorption filter 15 for electrically insulating the detectors 8 and 9.
【００１７】次に上記のように構成された実施の形態１
の放射線検出器における、放射線の検出原理は従来の場
合と同様のため省略する。ここでは、放射線検出器の良
好な光子エネルギー特性を得るために、第１の検知体８
と、第２の検知体９との、放射線入射面の面積配分につ
いて説明する。まず、放射線検出器に要求される感度と
寸法とから、放射線検出器としての単位面積当たりの仕
様感度ηを決定する。Next, the first embodiment configured as described above
The principle of detecting radiation in the radiation detector described above is the same as in the conventional case, and a description thereof will be omitted. Here, in order to obtain good photon energy characteristics of the radiation detector, the first detector 8
And the area distribution of the radiation incident surface between the second detector 9 and the second detector 9 will be described. First, the specified sensitivity η per unit area as the radiation detector is determined from the sensitivity and dimensions required for the radiation detector.
【００１８】次に、要求されるエネルギー範囲、例えば
８０ｋｅＶ〜６．５ＭｅＶを、複数の領域に分割する。
ここでは、例えば、８０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶを低エネ
ルギー領域とし、２００ｋｅＶ〜６．５ＭｅＶを高エネ
ルギー領域として２分割する。この際の高エネルギー領
域の感度はほとんど、検知体の感度にて決定されるた
め、まずは、検知体の厚みを決定する。Next, a required energy range, for example, 80 keV to 6.5 MeV is divided into a plurality of regions.
Here, for example, 80 keV to 200 keV is defined as a low energy region, and 200 keV to 6.5 MeV is defined as a high energy region. Since the sensitivity in the high energy region at this time is almost determined by the sensitivity of the detection object, first, the thickness of the detection object is determined.
【００１９】そのために、検知体の厚みをパラメータと
した、各光子エネルギーに対する検知体の単位面積当た
りの相対感度を求める。図２のグラフＡは、検知体の厚
みとして、それぞれａ1、ａ2、ａ3（厚みの関係は、ａ1
＞ａ2＞ａ3となる）に設定した場合の相対感度を示す。For this purpose, the relative sensitivity per unit area of the detector to each photon energy is determined using the thickness of the detector as a parameter. Graph A of FIG. 2 shows a 1 , a 2 , and a 3 (thickness relationship is a 1
> A 2 > a 3 ).
【００２０】検知体の厚みは、高エネルギー領域の全域
に亘って光子エネルギー特性が許容範囲を満たすような
例えば、厚みａ1に決定される。そして、この厚みａ1の
高エネルギー領域の中心エネルギー（ここでは例えば、
２００ｋｅＶ〜６．５ＭｅＶの中心の間の３ＭｅＶとす
る）での相対感度η2を、図２のグラフＡのａ1より読み
取る。The detection of the thickness of the photon energy characteristics over the entire region of the high-energy regions, such as to satisfy the allowable range, for example, is determined to a thickness a 1. Then, the central energy of the high energy region having the thickness a 1 (here, for example,
The relative sensitivity η 2 at 200 KeV to 6.5 MeV center is read from a 1 in graph A of FIG.
【００２１】次に、上記にて決定された検知体の厚みａ
1に対しての、第１の放射線吸収フィルタ１４の厚みを
パラメータとした際の、各光子エネルギーに対する第１
の検知体の単位面積当たりの相対感度を求める。図２の
グラフＢは、第１の放射線吸収フィルタ１４の厚みとし
て、それぞれｂ1、ｂ2、ｂ3、ｂ4（厚みの関係は、ｂ 1
＞ｂ2＞ｂ3＞ｂ4と成る）に設定した場合の相対感度を
示す。Next, the thickness a of the detection object determined above
1The thickness of the first radiation absorption filter 14
First parameter for each photon energy
The relative sensitivity per unit area of the detector is determined. Of FIG.
Graph B shows the thickness of the first radiation absorption filter 14.
And b1, BTwo, BThree, BFour(The relationship of thickness is b 1
> BTwo> BThree> BFourThe relative sensitivity when set to
Show.
【００２２】そして、第１の放射線吸収フィルタ１４の
厚みは、低エネルギー領域の全域に亘って光子エネルギ
ー特性が許容範囲を満たすような例えば、厚みｂ2に決
定される。そしてこの厚みｂ2の、低エネルギー領域の
中心エネルギー（ここでは例えば、８０ｋｅＶ〜２００
ｋｅＶの中心の間の１５０ｋｅＶとする）の相対感度η
1を、図２のグラフＢのｂ2より読み取る。The thickness of the first radiation absorption filter 14 is determined to be, for example, the thickness b 2 so that the photon energy characteristics satisfy the allowable range over the entire low energy region. And the thickness b 2, the central energy of the low energy region (e.g. in this case, 80KeV～200
150 keV between the centers of keV)
1, read from b 2 of the graph B of FIG.
【００２３】次に、第２の検知体９を覆う第２の放射線
吸収フィルタ１５の厚みは、低エネルギー領域のものを
ほぼ検出しないような厚みで、かつ、高エネルギー領域
の全域に亘って光子エネルギー特性が許容範囲を満たす
ような厚みに決定する。Next, the thickness of the second radiation absorbing filter 15 covering the second detector 9 is such that almost no low-energy region is detected, and the second radiation absorbing filter 15 has photons over the entire high-energy region. The thickness is determined so that the energy characteristics satisfy the allowable range.
【００２４】よって、上記にて決定された第２の検知体
９の厚みａ1に対しての、第２の放射線吸収フィルタ１
５の厚みをパラメータとした際の、各光子エネルギーに
対する第２の検知体９の単位面積当たりの相対感度を求
める。図２のグラフＣは、第２の放射線吸収フィルタ１
５の厚みを、それぞれｃ1、ｃ2、ｃ3（厚みの関係は、
ｃ1＞ｃ2＞ｃ3と成る）に設定した場合の相対感度を示
す。ここでは、第２の放射線吸収フィルタ１５の厚み
は、例えば厚みｃ2に決定される。そして、この厚みｃ2
の高エネルギー領域の中心エネルギー（ここでは例えば
３ＭｅＶ）の相対感度η3を、図２のグラフＣのｃ2より
読み取る。Accordingly, the second radiation absorbing filter 1 with respect to the thickness a 1 of the second detector 9 determined as described above.
The relative sensitivity per unit area of the second detector 9 with respect to each photon energy when the thickness of 5 is used as a parameter is determined. The graph C of FIG.
5 of the thickness, the relationship c 1, c 2, c 3 respectively (thickness,
c 1> shows the relative sensitivity of the case of setting the c 2> becomes a c 3). Here, the thickness of the second radiation absorbing filter 15 is determined, for example, the thickness c 2. And this thickness c 2
The relative sensitivity η 3 of the central energy (here, for example, 3 MeV) of the high energy region is read from c 2 in the graph C of FIG.
【００２５】このように設定することにより、低エネル
ギー領域の検出は、第１の検知体８の放射線入射面の面
積Ｓ1にて相対感度η1で検出されることとなる。そし
て、高エネルギー領域の検出は、概ね、第２の検知体９
の放射線入射面の面積Ｓ0にて相対感度η3で、第１の検
知体８の放射線入射面の面積Ｓ1にて相対感度η2で放射
線が検出されることとなる。With this setting, the low energy region is detected with the relative sensitivity η 1 at the area S 1 of the radiation incident surface of the first detector 8. The detection of the high energy region is generally performed by the second detector 9.
The radiation is detected with the relative sensitivity η 3 at the area S 0 of the radiation incident surface of the first detector 8 and the relative sensitivity η 2 at the area S 1 of the radiation incident surface of the first detector 8.
【００２６】そして、低エネルギー領域および高エネル
ギー領域の放射線検出器における感度をそろえるよう
に、第１の検知体８の放射線入射面の面積Ｓ1と、第２
の検知体９の放射線入射面の面積Ｓ0との割合を求め、
放射線検出器の単位面積当りの検出感度を、仕様感度η
にそろえる。そして、各特性にそれぞれの面積を重み付
けして、図３に示すように合成すると、低エネルギー領
域から高エネルギー領域における感度差が±２０％程度
におさまっていることが確認できる。The area S 1 of the radiation incident surface of the first detector 8 and the second area S 1 are adjusted so that the sensitivities of the radiation detectors in the low energy region and the high energy region are uniform.
Seeking the ratio of the area S 0 of the radiation incident surface of the detecting body 9,
The detection sensitivity per unit area of the radiation detector
Align with Then, when the respective characteristics are weighted with their respective areas and combined as shown in FIG. 3, it can be confirmed that the sensitivity difference from the low energy region to the high energy region is reduced to about ± 20%.
【００２７】上記のように構成された実施の形態１の放
射線検出器は、放射線入射面の面積の大きい第２の検知
体９の放射線入射面の上部に、放射線入射面の面積の小
さい第１の検知体８が載置し、上段に位置する第１の検
知体８の第１の放射線吸収フィルタ１４の放射線の吸収
量が、第２の検知体９の第２の放射線吸収フィルタ１５
の放射線の吸収量より小さく設定されているため、低エ
ネルギー領域から高エネルギー領域までを均一な感度に
て検出することができる。The radiation detector of the first embodiment configured as described above has the first detector 9 having a small radiation incident surface located above the radiation incident surface of the second detector 9 having a large radiation incident surface. The first radiation absorption filter 14 of the first radiation detection body 8 on which the first radiation absorption filter 14 of the second radiation detection body 9 is mounted has the second radiation absorption filter 15 of the second radiation detection body 9.
Is set to be smaller than the amount of absorbed radiation, it is possible to detect from the low energy region to the high energy region with uniform sensitivity.
【００２８】尚、上記実施の形態１では、各検知体８、
９の両面に電極１０、１１、１２、１３をそれぞれ備え
るようにして、放射線を検出するようにしたが、これに
限られることはなく、例えば、図４に示すように、第１
の検知体８と第２の放射線吸収フィルタ１５との間に導
電部材１７を備え、第１の検知体８と第２の検知体９と
を電気的に接続する。そして、第１の検知体８と第２の
検知体９にて挟まれる側の電極、例えば電極１２をプラ
スまたはマイナスとして共有する。In the first embodiment, each of the detectors 8
9 are provided with electrodes 10, 11, 12, and 13 on both surfaces, respectively, to detect radiation. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
A conductive member 17 is provided between the first detector 8 and the second radiation absorbing filter 15 to electrically connect the first detector 8 and the second detector 9. Then, the electrode sandwiched between the first detector 8 and the second detector 9, for example, the electrode 12, is shared as plus or minus.
【００２９】また、第１の検知体８の上面の電極１０と
第２の検知体９の下面の電極１３とをマイナスまたはプ
ラスの同一側の電極に設定して接続線にて接続する。こ
のようにすれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏す
るのはもちろんのこと、接続線を減らすことができ、構
成を簡素化することができる。Further, the electrode 10 on the upper surface of the first detector 8 and the electrode 13 on the lower surface of the second detector 9 are set to the same negative or positive electrode and are connected by a connection line. With this configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, as well as the number of connection lines can be reduced, and the configuration can be simplified.
【００３０】また、上記実施の形態１では第１および第
２の検知体８、９にて、対象エネルギー領域を低エネル
ギー領域および高エネルギー領域の２分割として感度を
設定したが、これに限られることはなく、３つの検知体
を備えるようにし、対象エネルギー領域を３分割に分割
し、それぞれに対応する放射線吸収フィルタおよび検知
体を備えれば、例えば図５に示すように、２分割の場合
よりは、エネルギー範囲の中間部分の感度の均一性が改
善でき、全体の感度がより一層平坦化される。In the first embodiment, the sensitivity is set in the first and second detectors 8 and 9 as the target energy region is divided into a low energy region and a high energy region. If the target energy region is divided into three parts and the radiation absorbing filter and the detector corresponding to each are provided, for example, as shown in FIG. Rather, the sensitivity uniformity in the middle part of the energy range can be improved, and the overall sensitivity is further flattened.
【００３１】実施の形態２．上記実施の形態１において
は、特に電磁シールドを備える場合について説明しなか
ったが、実施の形態２においては、電磁シールドを備え
る場合について説明する。図６は実施の形態２の放射線
検出器の構成を示す断面図である。図において、上記実
施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略
する。１８は全ての検知体８、９を覆う電磁シールドで
ある。Embodiment 2 In the first embodiment, the case where the electromagnetic shield is provided is not particularly described. However, in the second embodiment, the case where the electromagnetic shield is provided will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the radiation detector according to the second embodiment. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. Reference numeral 18 denotes an electromagnetic shield that covers all the detectors 8 and 9.
【００３２】１９、２０は電磁シールド１８と近接する
側の各検知体８、９の面上に形成されたマイナス電極
で、このように形成することにより、最上段位置の第１
の検知体８の上面側および最下段位置の第２の検知体９
の下面側の電位を０電位に設定することができる。２１
はマイナス電極２０とは逆側の第２の検知体９の面上に
形成されたプラス電極、２２はプラス電極２１と接する
ように形成された導電性部材で、プラス電極２１側を電
気的に確実にプラス側に保持するためのものである。Numerals 19 and 20 denote negative electrodes formed on the surfaces of the detectors 8 and 9 on the side close to the electromagnetic shield 18, respectively.
Detector body 9 at the upper surface side and lowermost position of detector body 8 of FIG.
Can be set to 0 potential. 21
Is a plus electrode formed on the surface of the second detector 9 opposite to the minus electrode 20, and 22 is a conductive member formed to be in contact with the plus electrode 21, and electrically connects the plus electrode 21 side. This is for surely holding the positive side.
【００３３】上記のように構成された実施の形態２の放
射線検出器は、電磁シールド１８により外来のノイズ侵
入を防止するものである。この際、電磁シールド１８と
近接する側の各検知体８、９のマイナス電極１９、２０
は０電極に設定されるため、電磁シールド１８と、第１
の放射線吸収フィルタ１４および第２の検知体９との電
位差がなくなるかあるいは極小にできるため、電磁シー
ルド１８と電磁シールド１８内の部分との浮遊容量が極
小となり、電気的に安定となる。よって、確実な耐ノイ
ズ性を得ることができる。また、電極シールド１８は、
第１の放射線吸収フィルタ１４を兼ねることができるこ
とはもちろんのこと、構成を簡素化できる。In the radiation detector according to the second embodiment configured as described above, the electromagnetic shield 18 prevents external noise from entering. At this time, the negative electrodes 19, 20 of the respective detectors 8, 9 on the side close to the electromagnetic shield 18
Is set to zero electrode, the electromagnetic shield 18 and the first
Since the potential difference between the radiation absorbing filter 14 and the second detector 9 can be eliminated or minimized, the stray capacitance between the electromagnetic shield 18 and the portion inside the electromagnetic shield 18 is minimized, and becomes electrically stable. Therefore, reliable noise resistance can be obtained. The electrode shield 18 is
The structure can be simplified as well as being able to double as the first radiation absorption filter 14.
【００３４】尚、上記各実施の形態においては、各検知
体８、９として、ＣｄＴｅを使用する例を示したが、こ
れに限られることはなく、放射線を検出することができ
る半導体としてのＣｄＺｎＴｅを用いて検知体を形成し
てもよい。図７に示すように、ＣｄＴｅは約５０℃以上
の温度で感度が低下し始め、実用的に要求される温度特
性±１０％を満たすのは約６０℃までである。In each of the above-described embodiments, an example in which CdTe is used as each of the detectors 8 and 9 has been described. However, the present invention is not limited to this. May be used to form the detection body. As shown in FIG. 7, the sensitivity of CdTe starts to decrease at a temperature of about 50 ° C. or higher, and the temperature characteristic satisfying a practically required temperature characteristic of ± 10% is up to about 60 ° C.
【００３５】しかし、ＣｄＺｎＴｅは約１００℃まで使
用可能であり、高温環境でも使用することができる。よ
って、例えば、事故時用排気管ガスモニタなど、測定対
象時が事故時に高温になる可能性があるような箇所に、
近接して設置される放射線検出器などの利用に適してい
る。However, CdZnTe can be used up to about 100 ° C. and can be used even in a high temperature environment. Therefore, for example, in places where the temperature of the object to be measured may be high during an accident, such as an exhaust gas monitor for an accident,
It is suitable for the use of a radiation detector installed close to it.
【００３６】また、上記各実施の形態においては、一方
向面にのみ各検知体８、９を形成する例を示したが、こ
れに限られることはなく、例えば、図８に示すように、
正六面体２３の構造物の複数面に、各検知体８、９をそ
れぞれ備え、各放射線吸収フィルタ１４、１５（図示は
省略する）をそれぞれ備えるようにしてもよく、このよ
うに形成すれば、一方向面に形成する場合と比較して、
検出エリアを広げることができる。Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the detection bodies 8 and 9 are formed only in one direction surface has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
The detectors 8 and 9 may be provided on a plurality of surfaces of the structure of the regular hexahedron 23, and the radiation absorption filters 14 and 15 (not shown) may be provided respectively. Compared to the case of forming on one direction surface,
The detection area can be expanded.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、放射線を検出することができる半導体を検知体と
して使用する放射線検出器において、放射線入射面の面
積の異なる検知体を複数個備え、各検知体は、放射線入
射面の面積の大きい検知体の放射線入射面の上部に、放
射線入射面の面積の小さい検知体が載置され、各検知体
の放射線入射面側をそれぞれ覆う放射線吸収フィルタを
備え、上段に位置する検知体ほど、検知体の放射線入射
面を覆う放射線吸収フィルタの放射線の吸収量が小さく
なるので、広範囲エネルギー領域にて感度を均一化して
検出することができる放射線検出器を提供することが可
能となる。As described above, according to the first aspect of the present invention, in a radiation detector using a semiconductor capable of detecting radiation as a detector, a plurality of detectors having different radiation incident areas are provided. A plurality of detectors are provided, and a detector having a small radiation incident surface is placed on the upper part of the radiation incident surface of the detector having a large radiation incident surface, and covers the radiation incident surface side of each detector. The radiation detector is provided with a radiation absorption filter, and the radiation absorption amount of the radiation absorption filter covering the radiation incident surface of the radiation detector becomes smaller as the detector is located at the upper stage, so that the sensitivity can be uniformized and detected in a wide energy region. It is possible to provide a radiation detector.
【００３８】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、電磁シールドで全ての検知体を囲む場
合、最上段位置の検知体の上面側および最下段位置の検
知体の下面側の電位を０電位に設定するので、電気的に
安定となり、確実な耐ノイズ性を得ることができる放射
線検出器を提供することが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when all of the detection objects are surrounded by the electromagnetic shield, the upper surface side of the uppermost position detection object and the lower surface side of the lowermost position detection object. Is set to 0 potential, it is possible to provide a radiation detector that is electrically stable and can obtain reliable noise resistance.
【００３９】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、検知体が、ＣｄＺｎＴｅ
にて形成されているので、高温度環境化にて温度特性が
優れた放射線検出器を提供することが可能となる。According to a third aspect of the present invention, in the first or the second aspect, the detection body is CdZnTe.
Therefore, it is possible to provide a radiation detector having excellent temperature characteristics in a high temperature environment.
【００４０】また、この発明に係る請求項４の放射線検
出器は、多面体の構造物の複数面に、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の検知体および放射線吸収フィ
ルタをそれぞれ備えるので、放射線の検出エリアを広げ
ることができる放射線検出器を提供することが可能とな
る。In the radiation detector according to a fourth aspect of the present invention, the detector and the radiation absorption filter according to any one of the first to third aspects are provided on a plurality of surfaces of the polyhedral structure. Accordingly, it is possible to provide a radiation detector capable of expanding a radiation detection area.
【図１】 この発明の実施の形態１による放射線検出器
の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a radiation detector according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示した放射線検出器を形成するための
放射線吸収フィルタおよび検知体の厚みをそれぞれパラ
メータとした際の、光子エネルギーと相対感度との関係
をそれぞれ示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between photon energy and relative sensitivity when a thickness of a radiation absorbing filter and a thickness of a detection body for forming the radiation detector illustrated in FIG.
【図３】 図１に示した放射線検出器の光子エネルギー
と相対感度との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between photon energy and relative sensitivity of the radiation detector shown in FIG.
【図４】 この発明の実施の形態１による放射線検出器
の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of the radiation detector according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態１による放射線検出器
の光子エネルギーと相対感度との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between photon energy and relative sensitivity of the radiation detector according to the first embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態２による放射線検出器
の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a radiation detector according to a second embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態２による放射線検出器
の検知体の各物質における温度と相対感度との関係をそ
れぞれ示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the temperature and the relative sensitivity of each substance of the detection body of the radiation detector according to the second embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態２による放射線検出器
の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a radiation detector according to a second embodiment of the present invention.
【図９】 従来の放射線検出器の構成を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional radiation detector.
【図１０】 図９に示した放射線検出器の検知体の構成
を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a detection body of the radiation detector illustrated in FIG.
【図１１】 図９に示した放射線検出器を形成するため
の放射線吸収フィルタの厚みをパラメータとした際の、
光子エネルギーと相対感度との関係をそれぞれ示す図で
ある。FIG. 11 shows a case where the thickness of a radiation absorption filter for forming the radiation detector shown in FIG. 9 is used as a parameter.
It is a figure which shows the relationship between a photon energy and relative sensitivity, respectively.
８ 第１の検知体、９ 第２の検知体、１０，１１，１
２，１３ 電極、１４ 第１の放射線吸収フィルタ、１
５ 第２の放射線吸収フィルタ、１６ 絶縁膜、１７，
２２ 導電性部材、１８ 電磁シールド、１９，２０
マイナス電極、２１ プラス電極、２３ 正六面体構造
物。8 First detector, 9 Second detector, 10, 11, 1
2, 13 electrodes, 14 first radiation absorbing filter, 1
5 second radiation absorbing filter, 16 insulating film, 17,
22 conductive member, 18 electromagnetic shield, 19, 20
Negative electrode, 21 positive electrode, 23 regular hexahedral structure.
Claims (4)
検知体として使用する放射線検出器において、放射線入
射面の面積の異なる検知体を複数個備え、上記各検知体
は、放射線入射面の面積の大きい検知体の上記放射線入
射面の上部に、放射線入射面の面積の小さい検知体が載
置され、上記各検知体の放射線入射面側をそれぞれ覆う
放射線吸収フィルタを備え、上段に位置する検知体ほ
ど、検知体の放射線入射面を覆う放射線吸収フィルタの
放射線の吸収量が小さくなることを特徴とする放射線検
出器。1. A radiation detector using a semiconductor capable of detecting radiation as a detector, comprising a plurality of detectors having different radiation incident surfaces, wherein each of the detectors has a radiation incident surface area. On the upper part of the radiation incident surface of the large detector, a detector having a small area of the radiation incident surface is mounted, and a radiation absorption filter is provided to cover the radiation incident surface side of each of the detectors. A radiation detector characterized in that the radiation absorption amount of the radiation absorption filter covering the radiation incident surface of the detection body decreases as the radiation intensity increases.
合、最上段位置の検知体の上面側および最下段位置の検
知体の下面側の電位を０電位に設定することを特徴とす
る請求項１に記載の放射線検出器。2. The method according to claim 1, wherein when the electromagnetic shield surrounds all of the detectors, the potentials on the upper surface of the detector at the uppermost position and the lower surface of the detector at the lowermost position are set to zero. 2. The radiation detector according to 1.
いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
放射線検出器。3. The radiation detector according to claim 1, wherein the detector is formed of CdZnTe.
いし請求項３のいずれかに記載の各検知体および各放射
線吸収フィルタをそれぞれ備えることを特徴とする放射
線検出器。4. A radiation detector comprising a plurality of detectors and a radiation absorption filter according to claim 1 on a plurality of surfaces of a polyhedral structure.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 1999-05-10 JP JP12800699A patent/JP3644306B2/en not_active Expired - Fee Related
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