JP2008128635A - 電子冷却型半導体ｘ線検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子冷却型半導体Ｘ線検出器の真空度の経時的低下を遅くする。
【解決手段】電子冷却型半導体Ｘ線検出器（１００）の真空容器（７）内に吸着剤（９）を入れ、内部で放出されたり外部から侵入してくるガスを吸着させる。
【効果】真空容器（７）の内部でガスが放出されたり、外部からガスが侵入してきても、吸着剤（９）により吸着されてしまうから、真空容器（７）の真空度の経時的低下を遅くすることが出来る。これにより、検出性能を長く良好に維持できる。
【選択図】図１
【解決手段】電子冷却型半導体Ｘ線検出器（１００）の真空容器（７）内に吸着剤（９）を入れ、内部で放出されたり外部から侵入してくるガスを吸着させる。
【効果】真空容器（７）の内部でガスが放出されたり、外部からガスが侵入してきても、吸着剤（９）により吸着されてしまうから、真空容器（７）の真空度の経時的低下を遅くすることが出来る。これにより、検出性能を長く良好に維持できる。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子冷却型半導体Ｘ線検出器に関し、さらに詳しくは、真空度の経時的低下を遅くすることが出来る電子冷却型半導体Ｘ線検出器に関する。
従来、電子冷却のためのペルチェ素子とＸ線検出のための半導体センサ素子とを真空容器に収容したＸ線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３０８６３２号公報
ペルチェ素子と半導体センサ素子とを真空容器に収容したＸ線検出器では、真空度が経時的に低下すると、それによりペルチェ素子の冷却能力が低下して半導体センサ素子の温度が上昇し、検出性能が下がってしまう。そこで、上記従来のＸ線検出器では、半導体センサ素子の温度を温度センサで検出し、温度上昇を検知すると真空ポンプを作動させ、真空度を回復させている。
この真空ポンプには振動がない、比較的小型であるという理由からイオンポンプが用いられることが多い。ところがイオンポンプは従来高真空用に開発されたものであるため、低真空時には起動できない。起動圧力は通常、1Pa以下であり、これ以上X線検出器の内部圧力が上昇してしまうと真空ポンプが起動できない。つまりセンサ素子の温度が冷えないことになることから、検出器が使用できないことになる。
内部圧力の上昇が問題となるのは長期間X線検出器を使用していないときである。したがって、真空封じ切りの状態でできるだけ長くイオンポンプの起動圧力よりも高真空の状態を保持することがペルチェ素子と半導体センサ素子とを真空容器に収容したＸ線検出器では重要となる。
そこで、本発明の目的は、真空度の経時的低下を遅くすることが出来る電子冷却型半導体Ｘ線検出器を提供することにある。
この真空ポンプには振動がない、比較的小型であるという理由からイオンポンプが用いられることが多い。ところがイオンポンプは従来高真空用に開発されたものであるため、低真空時には起動できない。起動圧力は通常、1Pa以下であり、これ以上X線検出器の内部圧力が上昇してしまうと真空ポンプが起動できない。つまりセンサ素子の温度が冷えないことになることから、検出器が使用できないことになる。
内部圧力の上昇が問題となるのは長期間X線検出器を使用していないときである。したがって、真空封じ切りの状態でできるだけ長くイオンポンプの起動圧力よりも高真空の状態を保持することがペルチェ素子と半導体センサ素子とを真空容器に収容したＸ線検出器では重要となる。
そこで、本発明の目的は、真空度の経時的低下を遅くすることが出来る電子冷却型半導体Ｘ線検出器を提供することにある。
第１の観点では、本発明は、電子冷却のためのペルチェ素子とＸ線検出のための半導体センサ素子とを真空容器に収容した電子冷却型半導体Ｘ線検出器において、前記真空容器内に吸着剤を入れたことを特徴とする電子冷却型半導体Ｘ線検出器を提供する。
真空度が経時的に低下するのは、ガスが真空容器の内部で放出されたり外部から侵入してくるためである。
ところが、上記第１の観点による電子冷却型半導体Ｘ線検出器では、真空容器内に吸着剤を入れているため、ガスが吸着されてしまう。この結果、真空度の経時的低下を遅くすることが出来る。これにより、検出性能を長く良好に維持できる。
真空度が経時的に低下するのは、ガスが真空容器の内部で放出されたり外部から侵入してくるためである。
ところが、上記第１の観点による電子冷却型半導体Ｘ線検出器では、真空容器内に吸着剤を入れているため、ガスが吸着されてしまう。この結果、真空度の経時的低下を遅くすることが出来る。これにより、検出性能を長く良好に維持できる。
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による電子冷却型半導体Ｘ線検出器において、前記ペルチェ素子および半導体センサ素子の温度に比べて、前記吸着剤の温度が高温になるように温度勾配を付けたベーキング処理がなされていることを特徴とする電子冷却型半導体Ｘ線検出器を提供する。
上記第２の観点による電子冷却型半導体Ｘ線検出器では、温度勾配を付けたベーキング処理を行い、ペルチェ素子および半導体センサ素子の温度を抑えてそれらの特性劣化を避けると共に、真空容器の内部や吸着剤を高温で脱ガスする。好ましくは、ペルチェ素子および半導体センサ素子が１００℃未満となり且つ吸着剤の温度が１５０℃以上になるようにべーキング処理をする。
上記第２の観点による電子冷却型半導体Ｘ線検出器では、温度勾配を付けたベーキング処理を行い、ペルチェ素子および半導体センサ素子の温度を抑えてそれらの特性劣化を避けると共に、真空容器の内部や吸着剤を高温で脱ガスする。好ましくは、ペルチェ素子および半導体センサ素子が１００℃未満となり且つ吸着剤の温度が１５０℃以上になるようにべーキング処理をする。
本発明の電子冷却型半導体Ｘ線検出器によれば、真空度の経時的低下を遅くすることが出来るため、検出性能を長く良好に維持できる。
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、実施例１に係る電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００の構成を示す模式的断面図である。
この電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００は、窓１から入射するＸ線を検出するための半導体センサ素子２と、半導体センサ素子２の出力信号を増幅するＦＥＴ３と、半導体センサ素子２やＦＥＴ３を冷却するための伝熱部材４および多段ペルチェ素子モジュール５と、多段ペルチェ素子モジュール５を冷却するためのヒートシンク６と、半導体センサ素子２などを収容する真空容器７と、真空容器７の真空度を維持するためのイオンポンプ８と、真空容器７の内部のガスを吸着するための吸着剤９と、真空容器７の内部を真空引きするための真空引き口１０とを具備している。
この電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００は、窓１から入射するＸ線を検出するための半導体センサ素子２と、半導体センサ素子２の出力信号を増幅するＦＥＴ３と、半導体センサ素子２やＦＥＴ３を冷却するための伝熱部材４および多段ペルチェ素子モジュール５と、多段ペルチェ素子モジュール５を冷却するためのヒートシンク６と、半導体センサ素子２などを収容する真空容器７と、真空容器７の真空度を維持するためのイオンポンプ８と、真空容器７の内部のガスを吸着するための吸着剤９と、真空容器７の内部を真空引きするための真空引き口１０とを具備している。
半導体センサ素子２は、Ｓi(Ｌi)素子である。ＰＩＮダイオード，ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）または高純度シリコン素子を用いてもよい。
吸着剤９は、活性炭である。他の炭素系，シリカ系，アルミナ系などの吸着剤を用いてもよい。その他真空容器内に残存する物質を捕獲する機能を有する限りにおいて、吸着剤の材料及び構造を種々変更可能である。
電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００の組立てに際しては、予めベーキング処理を行った部品を組み付けた後、半導体センサ素子２，ＦＥＴ３および多段ペルチェ素子モジュール５が１００℃未満となり且つ吸着剤９が１５０℃以上となるように温度勾配を付けたベーキング処理を行いながら真空引き口１０から真空引きし、所定の真空度で真空引き口１０を封じる。
実施例１の電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００によれば、真空容器７の内部でガスが放出されたり、外部からガスが侵入してきても、真空容器７内に入れている吸着剤９により吸着されてしまう。この結果、真空度の経時的低下を遅くすることが出来る。これにより、検出器を長い期間使用していなくても検出性能を長く良好に維持できる。
図２は、実施例２に係る電子冷却型半導体Ｘ線検出器２００の構成を示す模式的断面図である。
この電子冷却型半導体Ｘ線検出器２００は、実施例１の電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００を小型化したものである。実施例１の電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００ではイオンポンプ８と同様の小室を設けて吸着剤９を置いていたが、実施例２の電子冷却型半導体Ｘ線検出器２００では小室を設けず吸着剤９を真空容器７の胴部に置いている。
この電子冷却型半導体Ｘ線検出器２００は、実施例１の電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００を小型化したものである。実施例１の電子冷却型半導体Ｘ線検出器１００ではイオンポンプ８と同様の小室を設けて吸着剤９を置いていたが、実施例２の電子冷却型半導体Ｘ線検出器２００では小室を設けず吸着剤９を真空容器７の胴部に置いている。
本発明の電子冷却型半導体Ｘ線検出器は、エネルギー分散型Ｘ線分析装置の検出器として利用することが出来る。
１ 窓
２ 半導体センサ素子
３ ＦＥＴ
４ 伝熱部材
５ 多段ペルチェ素子モジュール
６ ヒートシンク
７ 真空容器
８ イオンポンプ
９ 吸着剤
１０ 真空引き口
１００，２００ 電子冷却型半導体Ｘ線検出器
２ 半導体センサ素子
３ ＦＥＴ
４ 伝熱部材
５ 多段ペルチェ素子モジュール
６ ヒートシンク
７ 真空容器
８ イオンポンプ
９ 吸着剤
１０ 真空引き口
１００，２００ 電子冷却型半導体Ｘ線検出器
Claims (2)
- 電子冷却のためのペルチェ素子とＸ線検出のための半導体センサ素子とを真空容器に収容した電子冷却型半導体Ｘ線検出器において、前記真空容器内に吸着剤を入れたことを特徴とする電子冷却型半導体Ｘ線検出器。
- 請求項１に記載の電子冷却型半導体Ｘ線検出器において、前記ペルチェ素子および半導体センサ素子の温度に比べて、前記吸着剤の温度が高温になるように温度勾配を付けたベーキング処理がなされていることを特徴とする電子冷却型半導体Ｘ線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006309887A JP2008128635A (ja) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 電子冷却型半導体ｘ線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006309887A JP2008128635A (ja) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 電子冷却型半導体ｘ線検出器 |
Publications (1)
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ID=39554631
Family Applications (1)
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-
2006
- 2006-11-16 JP JP2006309887A patent/JP2008128635A/ja active Pending
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