JP4280833B2

JP4280833B2 - Gas electronic amplifier and radiation measuring apparatus

Info

Publication number: JP4280833B2
Application number: JP2006217491A
Authority: JP
Inventors: 彰二宇野
Original assignee: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: JP2008041575A

Description

本発明は、ガス中に配置されて電子を増幅するガス電子増幅器および前記ガス電子増幅
器を備えた放射線測定装置に関する。 The present invention relates to a gas electronic amplifier that is disposed in a gas and amplifies electrons, and a radiation measuring apparatus including the gas electronic amplifier.

従来から、人体や物体の状態や内部構造を調べるために、精密検査や非破壊検査の分野
において、Ｘ線が有効に利用されている。このような、Ｘ線を使用した検査装置において
、人体や物体に照射され、透過したＸ線の分布を検出し、画像信号に変換して観察するＸ
線画像検出器が知られている。Ｘ線画像検出器として、Ｘ線により発生した電子（光電子
）を利用して電気的な信号を得ることがある。このような、検出器としては、ガス中を通
過するＸ線により電離されるガスを利用するガス検出器、半導体に照射されたＸ線により
たたき出された電子を利用する半導体検出器、結晶等に照射されたＸ線による蛍光を利用
する検出器（シンチレーション検出器）等が知られている。 Conventionally, X-rays have been effectively used in the fields of precision inspection and nondestructive inspection in order to examine the state and internal structure of a human body and an object. In such an inspection apparatus using X-rays, an X-ray distribution irradiated to and transmitted through a human body or object is detected and converted into an image signal for observation.
Line image detectors are known. As an X-ray image detector, an electrical signal may be obtained using electrons (photoelectrons) generated by X-rays. As such a detector, a gas detector using gas ionized by X-rays passing through the gas, a semiconductor detector using electrons knocked out by X-rays irradiated on the semiconductor, crystals, etc. There are known detectors (scintillation detectors) and the like that utilize fluorescence caused by X-rays irradiated on the surface.

また、前記ガス検出器において、電気的な信号に変換する際に、発生した光電子を増幅
するための電子増幅器として、ガス電子増幅器（ＧＥＭ、Gas Electron Multiplier）が
使用されることがある。
このようなガス電子増幅器（ＧＥＭ）に関する技術として、特許文献１（特開２００１
−１３５２６７号公報）や特許文献２（特表２００３−５２８４２７号公報）、非特許文
献１記載の技術が公知である。前記特許文献１，２や非特許文献１によれば、ガス電子増
幅器は、ポリイミドフォイルの両面を銅で被覆して、直径７０μｍ程度の孔を無数に開け
たものである。前記ＧＥＭは、銅薄膜を電極として使用し、ガス中で２つの電極間に数百
Ｖの電圧を印加し、孔の中にできるだけ強い電場を作り出し、その電場によって電子雪崩
現象による増幅を発生させ、電離電子の数を増やしている。また、ＧＥＭは、多段に配置
することで、増幅率を高める（１万倍以上）こともできる。 In the gas detector, a gas electron amplifier (GEM, Gas Electron Multiplier) may be used as an electronic amplifier for amplifying the generated photoelectrons when converted into an electrical signal.
As a technique related to such a gas electronic amplifier (GEM), Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-133)
-135267), Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 2003-528427), and Non-Patent Document 1 are known. According to Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, the gas electronic amplifier is formed by coating both surfaces of a polyimide foil with copper and opening numerous holes having a diameter of about 70 μm. The GEM uses a copper thin film as an electrode, applies a voltage of several hundred volts between the two electrodes in the gas, creates an electric field as strong as possible in the hole, and the electric field generates amplification due to an electron avalanche phenomenon. , Increasing the number of ionized electrons. Further, GEMs can be arranged in multiple stages to increase the amplification factor (10,000 times or more).

また、硬Ｘ線やガンマ線に比べて波長が長い紫外域に感度を持つ光検出器に関する技術
として、非特許文献２には、ＧＥＭの銅の一面側に、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を蒸着す
る技術が記載されている。前記非特許文献２では、ＣｓＩを蒸着する際に、銅に直接Ｃｓ
Ｉを蒸着することが困難であるため、銅とＣｓＩとの間に、ニッケルと金（接着剤に相当
）を蒸着する技術が記載されている。 In addition, as a technique related to a photodetector having a sensitivity in the ultraviolet region having a wavelength longer than that of hard X-rays or gamma rays, Non-Patent Document 2 vapor-deposits CsI (cesium iodide) on one side of the copper of GEM. The technology is described. In the said nonpatent literature 2, when vapor-depositing CsI, it is Cs directly on copper.
Since it is difficult to deposit I, a technique for depositing nickel and gold (corresponding to an adhesive) between copper and CsI is described.

特開２００１−１３５２６７号公報（「００１７」〜「００２０」）JP 2001-135267 A (“0017” to “0020”) 特表２００３−５２８４２７号公報（「００２０」）Special table 2003-528427 gazette ("0020") 山本拓也、“ＧＥＭとはなんぞや”、[online]、「平成１８年３月２４日検索」、インターネット＜ＵＲＬ：http://www-hep.phys.saga-u.ac.jp/~yamamoto/gem/whatgem.htm＞Takuya Yamamoto, “What is GEM”, [online], “March 24, 2006 search”, Internet <URL: http://www-hep.phys.saga-u.ac.jp/~yamamoto /gem/whatgem.htm> “東大ＣＮＳにおけるＧＥＭ開発の現状”、大阪大学核物理研究センター、[online]、「平成１８年３月２４日検索」、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~sakemi/mpgdWS/slide/mpgdWS_ozawa.pdf＞“Current status of GEM development at the University of Tokyo CNS”, Osaka University Nuclear Physics Research Center, [online], “March 24, 2006 search”, Internet <URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac. jp / ~ sakemi / mpgdWS / slide / mpgdWS_ozawa.pdf>

（従来技術の問題点）
前記ガス検出器は、低コストで大面積化できる一方で、硬Ｘ線やガンマ線のような短波
長の電磁波等の放射線に対する感度が低いという問題がある。
また、前記半導体検出器は、エネルギー分解能が高いという利点がある一方で、高価で
あり、大面積化が困難であるという問題がある。
さらに、前記結晶を使用する検出器では、硬Ｘ線やガンマ線に対して感度が高い一方で
、高価であり、細分化した読み出し（検出）が困難であるという問題がある。
また、非特許文献２記載の技術では、紫外域の光を対象とした検出器であり、ＣｓＩに
より紫外域に感度を有する光検出器は構成可能であるが、硬Ｘ線やガンマ線のような短波
長の放射線に対しては感度が不十分であるという問題がある。 (Problems of conventional technology)
While the gas detector can increase the area at low cost, it has a problem of low sensitivity to radiation such as short-wave electromagnetic waves such as hard X-rays and gamma rays.
The semiconductor detector has an advantage of high energy resolution, but is expensive and difficult to increase in area.
Furthermore, the detector using the crystal has high sensitivity to hard X-rays and gamma rays, but is expensive and has a problem that it is difficult to perform segmented reading (detection).
Further, in the technique described in Non-Patent Document 2, a detector that targets light in the ultraviolet region, and a photodetector having sensitivity in the ultraviolet region by CsI can be configured, but such as hard X-rays and gamma rays There is a problem that the sensitivity is insufficient for short-wave radiation.

本発明は、前述の事情に鑑み、下記の内容（Ｏ01）を技術的課題とする。
（Ｏ01）短波長の放射線を検出し且つ低コストで大面積化すること。 In view of the above-described circumstances, the present invention has the following content (O01) as a technical problem.
(O01) To detect short-wavelength radiation and increase the area at low cost.

（本発明）
（第１発明）
前記技術的課題を解決するために、第１発明のガス電子増幅器は、
絶縁層と、
前記絶縁層の両表面に形成された一対の電極層であって、一対の電極層間に電圧が印加される電極層と、
前記電極層表面に形成され、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線と反応して電子を発生させる金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層と、
を備え、ガス中に配置され、多数の貫通孔が形成されたことを特徴とする。 (Invention)
(First invention)
In order to solve the above technical problem, the gas electronic amplifier of the first invention is:
An insulating layer;
A pair of electrode layers formed on both surfaces of the insulating layer, wherein a voltage is applied between the pair of electrode layers;
Gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, which is formed on the surface of the electrode layer and generates electrons by reacting with radiation consisting of hard X-rays or gamma rays , A radiation reaction layer made of either tin or bismuth or a compound thereof ;
And is disposed in a gas and has a large number of through holes formed therein.

（第１発明の作用）
前記構成要件を備えた第１発明のガス電子増幅器では、絶縁層の両表面に形成された一対の電極層の間には、電圧が印加される。前記電極層表面に形成された金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層は、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線と反応して電子を発生させる。第１発明のガス電子増幅器は、ガス中に配置され、多数の貫通孔が形成されている。
したがって、第１発明のガス電子増幅器は、金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層により、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線が使用された場合に、電子を発生させることができ、電子検出器で検出することができる。したがって、絶縁層の表面に電極層と金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層とを形成した比較的低コストで大面積化が可能なガス電子増幅器で、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線を検出することができる。
また、前記放射線反応層を金により構成した場合、比較的一般的に行われている金メッキにより放射線反応層を形成することができる。
さらに、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線は、厚い検査対象物も透過しやすく、二次元位置を精度良く検出できる。 (Operation of the first invention)
In the gas electronic amplifier of the first invention having the above-described constituent elements, a voltage is applied between a pair of electrode layers formed on both surfaces of the insulating layer. The radiation reaction layer made of any of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin, and bismuth or a compound thereof formed on the surface of the electrode layer is Reacts with radiation consisting of hard X-rays or gamma rays to generate electrons. The gas electronic amplifier according to the first aspect of the present invention is disposed in the gas and has a large number of through holes.
Therefore, the gas electronic amplifier of the first invention is a radiation comprising any one of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin and bismuth, or a compound thereof. Due to the reaction layer, when radiation consisting of hard X-rays or gamma rays is used, electrons can be generated and detected by an electron detector. Therefore, a radiation reaction consisting of an electrode layer on the surface of the insulating layer and any of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin and bismuth or a compound thereof A gas electronic amplifier capable of increasing the area at a relatively low cost, in which a layer is formed, can detect radiation consisting of hard X-rays or gamma rays .
Moreover, when the said radiation reaction layer is comprised with gold | metal | money, a radiation reaction layer can be formed by the gold plating performed comparatively generally.
Furthermore, radiation consisting of hard X-rays or gamma rays can easily pass through a thick inspection object, and a two-dimensional position can be detected with high accuracy.

また、前記第１発明において、
ポリイミドフィルムにより構成された前記絶縁層、
とすることも可能である。
この場合、絶縁層がポリイミドフィルムで形成されているので、耐熱性に優れ、物性変
化が少なく、可撓性を持たせることが可能である。 In the first invention,
The insulating layer composed of a polyimide film;
It is also possible.
In this case, since the insulating layer is formed of a polyimide film, it is excellent in heat resistance, has little change in physical properties, and can have flexibility.

さらに、第１発明において、
銅の被膜により構成された前記電極層、
とすることも可能である。
この場合、電気伝導性が高く、比較的安価な銅を電極として使用できる。 Furthermore, in the first invention,
The electrode layer composed of a copper coating;
It is also possible.
In this case, copper having high electrical conductivity and relatively inexpensive can be used as the electrode.

さらに、前記第１発明において、
１４０μｍ間隔で格子点状に形成された直径７０μｍの前記貫通孔、
とすることも可能である。
この場合、格子点状に形成された貫通孔の近傍に形成される電場により、貫通孔を通過
する電子を増幅することができる。 Furthermore, in the first invention,
The through-holes having a diameter of 70 μm formed in lattice points at intervals of 140 μm,
It is also possible.
In this case, electrons passing through the through holes can be amplified by an electric field formed in the vicinity of the through holes formed in lattice points.

また、前記第１発明において、
アルゴンガスを含む前記ガス、
とすることも可能である。
この場合、貫通孔に存在するアルゴンガスが電離されることで、電子雪崩現象が発生して、電子を増幅することができる。 In the first invention,
Said gas comprising argon gas,
It is also possible.
In this case, the argon gas existing in the through hole is ionized to generate an electron avalanche phenomenon and amplify the electrons.

（第２発明）
前記技術的課題を解決するために、第２発明の放射線測定装置は、
硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線を発生させる放射線発生装置と、
内部にガスが収容され、前記放射線発生装置からの放射線が照射されるガス収容室を有するチェンバーと、
前記ガス収容室の前記放射線発生装置側に配置され、電圧が印加される電極部材と、
絶縁層と、前記絶縁層の両表面に形成された一対の電極層であって一対の電極層間に電圧が印加される電極層と、前記電極層表面に形成され、放射線と反応して電子を発生させる金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層と、を有し、前記ガス収容室内に配置され、多数の貫通孔が形成され、放射線を電子に変換する変換用ガス電子増幅器と、
絶縁層と、前記絶縁層の両表面に形成された一対の電極層であって一対の電極層間に電圧が印加される電極層と、を有し、多数の貫通孔が形成され、前記変換用ガス電子増幅器で発生した電子を増幅する増幅用ガス電子増幅器と、
前記増幅用ガス電子増幅器で増幅された電子を検出する電子検出器と、
電子が、前記電極部材、前記変換用ガス電子増幅器、前記増幅用ガス電子増幅器、前記電子検出器に順次移動する電圧を印加する電源装置と、
を備えたことを特徴とする。 (Second invention)
In order to solve the technical problem, the radiation measuring apparatus according to the second invention is:
A radiation generator for generating radiation consisting of hard X-rays or gamma rays ;
A chamber containing gas therein and having a gas storage chamber to which the radiation from the radiation generator is irradiated;
An electrode member disposed on the radiation generating device side of the gas storage chamber and to which a voltage is applied;
An insulating layer, the insulating layer and the electrode layer to which a voltage is applied between a pair of electrode layers and a pair of electrode layers formed on both surfaces of, formed on the electrode layer surface, electrons react with Radiation A radiation reactive layer made of any of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin, and bismuth, or a compound thereof . A gas electronic amplifier for conversion, which is disposed in the gas storage chamber and has a large number of through-holes and converts radiation into electrons;
An insulating layer and a pair of electrode layers formed on both surfaces of the insulating layer, to which a voltage is applied between the pair of electrode layers. An amplifying gas electronic amplifier for amplifying electrons generated by the gas electronic amplifier;
An electron detector for detecting electrons amplified by the amplification gas electron amplifier;
A power supply device that applies a voltage that sequentially moves electrons to the electrode member, the gas electronic amplifier for conversion, the gas electronic amplifier for amplification, and the electron detector;
It is provided with.

（第２発明の作用）
前記構成要件を備えた第２発明の放射線測定装置では、放射線発生装置は、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線を発生させる。チェンバーのガス収容室の内部にはガスが収容されており、前記放射線発生装置からの放射線が照射される。前記ガス収容室の前記放射線発生装置側に配置された電極部材には、電圧が印加される。前記ガス収容室内に配置された変換用ガス電子増幅器には、多数の貫通孔が形成されている。前記変換用ガス電子増幅器の電極層は、絶縁層の両表面に形成されている。一対の電極層間には、電圧が印加される。前記電極層表面に形成された金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層は、放射線と反応して電子を発生させる。したがって、前記変換用ガス電子増幅器は、前記放射線反応層により、放射線を電子に変換する。 (Operation of the second invention)
In the radiation measuring apparatus according to the second aspect of the present invention, the radiation generating apparatus generates radiation consisting of hard X-rays or gamma rays . Gas is stored in the gas storage chamber of the chamber, and the radiation from the radiation generator is irradiated. A voltage is applied to the electrode member disposed on the radiation generating device side of the gas storage chamber. A large number of through holes are formed in the gas electronic amplifier for conversion disposed in the gas storage chamber. The electrode layers of the conversion gas electronic amplifier are formed on both surfaces of the insulating layer. A voltage is applied between the pair of electrode layers. The radiation reaction layer made of any of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin, and bismuth or a compound thereof formed on the surface of the electrode layer is , to generate electrons react with radiological. Therefore, the gas electronic amplifier for conversion converts radiation into electrons by the radiation reaction layer.

多数の貫通孔が形成された増幅用ガス電子増幅器の電極層は、絶縁層の両表面に形成されており、一対の電極層間に電圧が印加される。したがって、前記増幅用ガス電子増幅器は、前記変換用ガス電子増幅器で発生した電子を増幅する。電子検出器は、前記増幅用ガス電子増幅器で増幅された電子を検出する。電源装置は、電子が、前記電極部材、前記変換用ガス電子増幅器、前記増幅用ガス電子増幅器、前記電子検出器に順次移動する電圧を印加する。
したがって、前記ガス収容室内に照射された放射線は、変換用ガス電子増幅器の放射線反応層で電子を発生させ、各部材に印加された電圧により、発生した電子は増幅用ガス電子増幅器や電子検出器側に移動する。電子は、変換用ガス電子増幅器や増幅用ガス電子増幅器で電子が増幅された状態で、電子検出器で検出できる。この結果、第２発明の放射線測定装置は、金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層により、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線で電子を発生させることができ、電子検出器で検出することができる。したがって、絶縁層の表面に電極層と金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層とを形成した比較的低コストで大面積化が可能なガス電子増幅器で、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線を検出することができる。 The electrode layers of the amplification gas electronic amplifier in which a large number of through holes are formed are formed on both surfaces of the insulating layer, and a voltage is applied between the pair of electrode layers. Therefore, the amplification gas electronic amplifier amplifies the electrons generated by the conversion gas electronic amplifier. The electron detector detects electrons amplified by the amplification gas electron amplifier. The power supply device applies a voltage in which electrons sequentially move to the electrode member, the gas electronic amplifier for conversion, the gas electronic amplifier for amplification, and the electron detector.
Therefore, the radiation irradiated into the gas storage chamber generates electrons in the radiation reaction layer of the conversion gas electronic amplifier, and the generated electrons are generated by the voltage applied to each member, and the generated electrons are amplified by the gas electronic amplifier and the electron detector. Move to the side. The electrons can be detected by the electron detector in a state where the electrons are amplified by the conversion gas electron amplifier or the amplification gas electron amplifier. As a result, the radiation measuring apparatus according to the second invention is composed of any one of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin, and bismuth, or a compound thereof. With the radiation reaction layer, electrons can be generated by radiation consisting of hard X-rays or gamma rays, and can be detected by an electron detector. Therefore, a radiation reaction consisting of an electrode layer on the surface of the insulating layer and any of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin and bismuth or a compound thereof A gas electronic amplifier capable of increasing the area at a relatively low cost, in which a layer is formed, can detect radiation consisting of hard X-rays or gamma rays .

また、前記第２発明において、
複数枚の前記変換用ガス電子増幅器が所定の間隔をあけて多段に配置されるとともに、
複数枚の前記増幅用ガス電子増幅器が所定の間隔をあけて多段に配置されたことを特徴と
することも可能である。
この場合、変換用ガス電子増幅器が多段に配置されているので、１段の場合に比べて、
効率よく放射線を電子に変換でき、検出感度を向上させることができる。また、増幅用ガ
ス電子増幅器も多段に配置されているので、１段の場合に比べて、効率よく電子を増幅で
き、検出感度を向上させることができる。 In the second invention,
A plurality of the gas electronic amplifiers for conversion are arranged in multiple stages with a predetermined interval,
A plurality of the amplification gas electronic amplifiers may be arranged in multiple stages at a predetermined interval.
In this case, since the conversion gas electronic amplifiers are arranged in multiple stages, compared with the case of one stage,
Radiation can be efficiently converted into electrons, and detection sensitivity can be improved. In addition, since the amplification gas electronic amplifiers are arranged in multiple stages, electrons can be efficiently amplified and detection sensitivity can be improved as compared with a single stage.

前述の本発明は、下記の効果（Ｅ01）を奏する。
（Ｅ01）短波長の放射線を検出し且つ低コストで大面積化することができる。 The above-described present invention has the following effect (E01).
(E01) Short wavelength radiation can be detected and the area can be increased at low cost.

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外
の図示は適宜省略されている。 Next, specific examples (examples) of the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples.
In the following description using the drawings, illustrations other than members necessary for the description are omitted as appropriate for easy understanding.

図１は本発明の実施例１の放射線測定装置の全体説明図である。
図１において、本発明の実施例１の放射線測定装置１は、箱形のチェンバー２と、チェ
ンバー２の上部に配置された放射線源装置（放射線発生装置）Ｓとを有する。前記チェン
バー２内のガス収容室２ａには、ガス供給源２ｂにより電離しやすいガスが充填されてい
る。実施例１では、前記電離しやすいガスとしての７０％のアルゴンガス（Ａｒ）と、過
剰な電離を抑止するための３０％の二酸化炭素（ＣＯ_２）とからなる混合ガスが封入され
ている。なお、前記ガスとして、アルゴンや二酸化炭素に限定されず、クリプトンガス、
キセノンガス、メタン等あるいはこれらの混合ガスを使用可能である。 FIG. 1 is an overall explanatory view of a radiation measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the radiation measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes a box-shaped chamber 2 and a radiation source apparatus (radiation generating apparatus) S disposed on the upper portion of the chamber 2. The gas storage chamber 2a in the chamber 2 is filled with a gas that is easily ionized by the gas supply source 2b. In Example 1, a mixed gas composed of 70% argon gas (Ar) as the easily ionized gas and 30% carbon dioxide (CO ₂ ) for suppressing excessive ionization is enclosed. The gas is not limited to argon or carbon dioxide, but krypton gas,
Xenon gas, methane, etc., or a mixed gas thereof can be used.

図２は実施例１のＧＥＭの要部断面説明図であり、図２Ａは変換ＧＥＭの要部断面図、
図２Ｂは変換ＧＥＭの平面図、図２Ｃは増幅ＧＥＭの要部断面図である。
図１において、前記チェンバー２内の上部には、カソード電極板（電極部材）３が配置
されている。
前記カソード電極板３の下方には、上側から順に第１変換ＧＥＭ１１〜第９変換ＧＥＭ
１９が９枚多段に配置されている。図２において、実施例１の変換ＧＥＭ（変換用ガス電
子増幅器）１１〜１９は、樹脂製の絶縁層１１ａ〜１９ａの両表面に電極層１１ｂ〜１９
ｂが形成され、電極層１１ｂ〜１９ｂのさらに表面に電子発生層（放射線反応層）１１ｃ
〜１９ｃが形成されている。実施例１の変換ＧＥＭ１１〜１９では、前記樹脂製の絶縁層
１１ａ〜１９ａとして、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム１１ａ〜１９ａを使用してい
る。また、前記電極層１１ｂ〜１９ｂとして厚さ１μｍの銅薄膜１１ｂ〜１９ｂ、電子発
生層１１ｃ〜１９ｃとして厚さ３μｍの金（Ａｕ）の薄膜１１ｃ〜１９ｃが採用されてい
る。
図２Ｂにおいて、実施例１の前記変換ＧＥＭ１１〜１９には、貫通孔２０が多数形成さ
れており、実施例１の変換ＧＥＭ１１〜１９では、直径７０μｍの貫通孔２０が間隔１４
０μｍの格子点上に多数形成されている。したがって、チェンバー２内に照射された硬Ｘ
線やガンマ線等の放射線が、金薄膜１１ｃ〜１９ｃ通過する際に光電効果により光電子が
放出される。 FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of a main part of the GEM of Example 1, and FIG. 2A is a cross-sectional view of a main part of the conversion GEM.
2B is a plan view of the conversion GEM, and FIG. 2C is a cross-sectional view of the main part of the amplification GEM.
In FIG. 1, a cathode electrode plate (electrode member) 3 is disposed in the upper portion of the chamber 2.
Below the cathode electrode plate 3, the first conversion GEM11 to the ninth conversion GEM are sequentially arranged from the upper side.
19 are arranged in 9 stages. In FIG. 2, conversion GEMs (conversion gas electronic amplifiers) 11 to 19 of Example 1 have electrode layers 11b to 19 on both surfaces of resin insulating layers 11a to 19a.
b is formed, and an electron generation layer (radiation reaction layer) 11c is further formed on the surface of the electrode layers 11b to 19b.
To 19c are formed. In the conversion GEMs 11 to 19 in Example 1, polyimide films 11a to 19a having a thickness of 50 μm are used as the resin insulating layers 11a to 19a. Also, 1 μm thick copper thin films 11 b to 19 b are employed as the electrode layers 11 b to 19 b, and 3 μm thick gold (Au) thin films 11 c to 19 c are employed as the electron generating layers 11 c to 19 c.
In FIG. 2B, a large number of through holes 20 are formed in the conversion GEMs 11 to 19 of Example 1, and in the conversion GEMs 11 to 19 of Example 1, the through holes 20 having a diameter of 70 μm are spaced 14.
Many are formed on a lattice point of 0 μm. Therefore, the hard X irradiated into the chamber 2
When radiation such as rays and gamma rays passes through the gold thin films 11c to 19c, photoelectrons are emitted by the photoelectric effect.

図１において、前記第９変換ＧＥＭ１９の下方には、第１増幅ＧＥＭ２１〜第３増幅Ｇ
ＥＭ２３が３段配置されている。図２Ｃにおいて、実施例１の各増幅ＧＥＭ（増幅用ガス
電子増幅器）２１〜２３では、樹脂製の絶縁層２１ａ〜２３ａの両表面に電極層２１ｂ〜
２３ｂが形成されている。実施例１の増幅ＧＥＭ２１〜２３では、前記樹脂製の絶縁層２
１ａ〜２３ａとして、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム２１ａ〜２３ａを使用している
。また、前記電極層２１ｂ〜２３ｂとして厚さ５μｍの銅薄膜１１ｂ〜１９ｂが使用され
ている。
また、増幅ＧＥＭ２１〜２３にも、変換ＧＥＭ１１〜１９と同様に、多数の貫通孔２４
が形成されている。なお、貫通孔２４は、前記貫通孔２０と同様の孔径、配置間隔で形成
されている。 In FIG. 1, below the ninth conversion GEM 19, there are a first amplification GEM 21 to a third amplification G.
EM23 is arranged in three stages. 2C, in each amplification GEM (amplification gas electronic amplifier) 21 to 23 of Example 1, electrode layers 21b to 21a are formed on both surfaces of resin insulating layers 21a to 23a.
23b is formed. In the amplification GEMs 21 to 23 of Example 1, the resin insulating layer 2
As 1a to 23a, polyimide films 21a to 23a having a thickness of 50 μm are used. Further, copper thin films 11b to 19b having a thickness of 5 μm are used as the electrode layers 21b to 23b.
The amplification GEMs 21 to 23 also have a large number of through holes 24 in the same manner as the conversion GEMs 11 to 19.
Is formed. The through holes 24 are formed with the same hole diameter and arrangement interval as the through holes 20.

図３は実施例１の電子検出器と第３増幅ＧＥＭの要部説明図である。
図１において、前記第３増幅ＧＥＭ２３の下方のチェンバー２底部には、電子を検出す
る電子検出器２６が配置されている。図１、図３において、実施例１の電子検出器２６は
、一片１５ｍｍの正方形板状の検出ブロック２６ａが、１ｍｍの隙間をあけて、縦横６つ
ずつ規則的に配置されている。なお、各検出ブロック２６ａには、図示しない検出器が多
数含まれている。
なお、図３に示すように、実施例１では、板状の電子検出器２６や各ＧＥＭ１１〜２３
およびカソード電極板３の四隅に回転可能に支持され、上部にネジ孔、下端にネジが形成
されたスペーサ２７により多段に積層されている。なお、実施例１では、前記スペーサ２
７により、カソード電極板３と各ＧＥＭ間の間隔が１ｍｍに設定されており、第３増幅Ｇ
ＥＭ２３と電子検出器２６との間隔は０．５ｍｍに設定されている。なお、前記ＧＥＭに
は、電圧印加を行うための電極端子２８が接続され、電子検出器２６には、電圧印加や電
子を検出した信号等の交信を行うためのコネクタ２９が接続されている。 FIG. 3 is an explanatory diagram of main parts of the electron detector and the third amplification GEM of the first embodiment.
In FIG. 1, an electron detector 26 for detecting electrons is disposed at the bottom of the chamber 2 below the third amplification GEM 23. 1 and 3, in the electron detector 26 of the first embodiment, a square plate-like detection block 26a having a piece of 15 mm is regularly arranged in six vertical and horizontal directions with a gap of 1 mm. Each detection block 26a includes many detectors (not shown).
In addition, as shown in FIG. 3, in Example 1, the plate-shaped electron detector 26 and each GEM11-23 are used.
In addition, the cathode electrode plate 3 is rotatably supported at the four corners, and is laminated in multiple stages by spacers 27 having screw holes at the top and screws at the bottom. In Example 1, the spacer 2
7, the distance between the cathode electrode plate 3 and each GEM is set to 1 mm, and the third amplification G
The distance between the EM 23 and the electron detector 26 is set to 0.5 mm. The GEM is connected to an electrode terminal 28 for applying a voltage, and the electron detector 26 is connected to a connector 29 for exchanging a voltage application or a signal for detecting electrons.

図１において、前記カソード電極板３、変換ＧＥＭ１１〜１９、増幅ＧＥＭ２１〜２３
および電子検出器２６の電極端子２８やコネクタ２９には、電源装置Ｅが接続されている
。前記変換ＧＥＭ１１〜１９および増幅ＧＥＭ２１〜２３において、上下一対の銅薄膜１
１ｂ〜１９ｂ，２１ｂ〜２３ｂには、変換ＧＥＭ用電圧ΔＶｔおよび増幅ＧＥＭ用電圧Δ
Ｖｉが印加されており、実施例１では、前記変換ＧＥＭ用電圧ΔＶｔとして２４５Ｖ、増
幅ＧＥＭ用電圧ΔＶｉとして３３０Ｖが印加されている。また、前記カソード電極板３と
第１変換ＧＥＭ１１との間には、電子を下方（第１変換ＧＥＭ４側）に移動させるドリフ
ト電圧Ｖｄ（実施例１では、電界強度Ｅｄ＝０．３ｋＶ／ｃｍ、すなわち、Ｖｄ＝３０Ｖ
）が印加されている。前記各変換ＧＥＭ１１〜１９の間には、電子を下方に移動させる電
子移送電圧Ｖｔ１（実施例１では、電界強度Ｅｔ１＝０．３ｋＶ／ｃｍ、すなわち、Ｖｔ
１＝３０Ｖ）が印加されている。また、各増幅ＧＥＭ２１〜２３の間には、電子を下方に
移動させる電子移送電圧Ｖｔ２（実施例１では、電界強度Ｅｔ２＝１．７５ｋＶ／ｃｍ、
すなわち、Ｖｔ２＝１７５Ｖ）が印加されている。さらに、前記第３増幅ＧＥＭ２３と電
子検出器２６との間には、電子を下方に移動させる増幅電圧Ｖｉ（実施例１では、電界強
度Ｅｉ＝３．５ｋＶ／ｃｍ、すなわち、Ｖｉ＝１７５Ｖ）が印加されている。 In FIG. 1, the cathode electrode plate 3, conversion GEMs 11-19, and amplification GEMs 21-23.
The power supply device E is connected to the electrode terminal 28 and the connector 29 of the electron detector 26. In the conversion GEMs 11 to 19 and the amplification GEMs 21 to 23, a pair of upper and lower copper thin films 1
1b to 19b and 21b to 23b include conversion GEM voltage ΔVt and amplification GEM voltage Δ.
Vi is applied, and in Example 1, 245 V is applied as the conversion GEM voltage ΔVt, and 330 V is applied as the amplification GEM voltage ΔVi. Further, between the cathode electrode plate 3 and the first conversion GEM 11, a drift voltage Vd that moves electrons downward (on the first conversion GEM 4 side) (in Example 1, electric field strength Ed = 0.3 kV / cm, That is, Vd = 30V
) Is applied. Between the conversion GEMs 11 to 19, an electron transfer voltage Vt1 for moving electrons downward (in the first embodiment, the electric field intensity Et1 = 0.3 kV / cm, that is, Vt
1 = 30V) is applied. Moreover, between each amplification GEM21-23, the electron transfer voltage Vt2 which moves an electron below (in Example 1, electric field strength Et2 = 1.75 kV / cm,
That is, Vt2 = 175V) is applied. Further, between the third amplification GEM 23 and the electron detector 26, an amplification voltage Vi (in the first embodiment, electric field intensity Ei = 3.5 kV / cm, that is, Vi = 175 V) that moves electrons downward is used. Applied.

（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の放射線測定装置１では、放射線源装置Ｓから照射された放
射線は、チェンバー２において、ガスを直接電離させることにより電子を発生させたり、
変換ＧＥＭ１１〜１９の金（Ａｕ）薄膜１１ｃ〜１９ｃ通過時に光電子を発生させる。発
生した電子（や光電子）は、各ＧＥＭ１１〜１９，２１〜２３に印加された電圧により、
貫通孔２０，２４内に発生する電場により加速され、貫通孔２０，２４のガスを連鎖的に
電離させ（イオン化し）、電子雪崩現象により多数の電子（二次電子）を発生させる（電
子を増幅する）。このようにして、発生した電子を、電子検出器２６で検出することによ
り、硬Ｘ線等の放射線を検出できる。そして、６×６の検出ブロック２６ａの中のどの検
出部で何回検出したかを計数することにより、放射線がチェンバー２に照射された二次元
的な分布、すなわち、画像を得ることができる。 (Operation of Example 1)
In the radiation measuring apparatus 1 according to the first embodiment having the above-described configuration, the radiation irradiated from the radiation source apparatus S generates electrons by directly ionizing the gas in the chamber 2,
Photoelectrons are generated when the conversion GEMs 11 to 19 pass through the gold (Au) thin films 11c to 19c. The generated electrons (or photoelectrons) are caused by the voltage applied to each GEM 11-19, 21-23,
Accelerated by the electric field generated in the through holes 20 and 24, the gas in the through holes 20 and 24 is ionized in a chain manner (ionization), and a large number of electrons (secondary electrons) are generated by the electron avalanche phenomenon (electrons Amplify). Thus, by detecting the generated electrons with the electron detector 26, radiation such as hard X-rays can be detected. Then, by counting how many times the detection unit in the 6 × 6 detection block 26a has detected, a two-dimensional distribution in which the radiation is applied to the chamber 2, that is, an image can be obtained.

したがって、実施例１の放射線測定装置１では、たとえば、放射線源Ｓとチェンバー２
との間に検査対象物（人体や住宅の壁）等を挟んだ状態で、放射線を照射して画像を得る
ことにより、検査対象物（例えば、鉄筋コンクリート）において放射線が通過しやすい部
分（たとえば、住宅のコンクリート部分）と、通過しにくい部分（たとえば、住宅の鉄筋
部分）を画像としてみることができる。このとき、実施例１の放射線測定装置１では、変
換ＧＥＭ４の金薄膜１１ｃ〜１９ｃにより、厚い検査対象物でも透過しやすいが、従来検
出が困難であった硬Ｘ線やガンマ線の様な短波長の放射線を使用しても電子検出器２６で
検出できる。この結果、透過性が良い硬Ｘ線やガンマ線等を使用して、従来検出が困難で
あった厚い検査対象物や軟Ｘ線等では透過しにくい検査対象物の内部構造の検査（体内の
検査や、コンクリート等に対する非破壊検査等）を行うことができる。さらに、実施例１
の放射線測定装置１では、絶縁層１１ａ〜１９ａの表面に電極層１１ｂ〜１９ｂと電子発
生層１１ｃ〜１９ｃを形成するＧＥＭを使用することで、半導体や結晶を利用する検出器
に比べ、比較的低コストでＧＥＭを大面積化することができる。
したがって、硬Ｘ線やガンマ線のような透過性が良く、二次元位置を精度良く検出でき
る放射線測定装置１を安価に提供することができる。また、透過性が良いので、発生する
ガンマ線を無駄なく測定しやすく、検査対象物（人体等）へ照射される放射線量を少なく
抑えることが可能となる。 Therefore, in the radiation measuring apparatus 1 according to the first embodiment, for example, the radiation source S and the chamber 2 are used.
In a state where an inspection object (a human body or a wall of a house) or the like is sandwiched between and obtaining an image by irradiating radiation, a portion of the inspection object (for example, reinforced concrete) where radiation easily passes (for example, A concrete portion of a house) and a portion that is difficult to pass (for example, a reinforcing bar portion of a house) can be viewed as images. At this time, in the radiation measuring apparatus 1 of the first embodiment, the gold thin films 11c to 19c of the conversion GEM 4 are easily transmitted through a thick inspection object, but have a short wavelength such as hard X-rays and gamma rays, which have been difficult to detect conventionally. Even if this radiation is used, it can be detected by the electron detector 26. As a result, using hard X-rays or gamma rays with good transparency, inspection of the internal structure of inspection objects that are difficult to detect with thick X-rays or soft X-rays that have been difficult to detect in the past (in-body inspection) And non-destructive inspection for concrete, etc.). Further, Example 1
In the radiation measurement apparatus 1, the GEM that forms the electrode layers 11 b to 19 b and the electron generation layers 11 c to 19 c on the surfaces of the insulating layers 11 a to 19 a is used, which is relatively less than a detector using a semiconductor or a crystal. GEM can be increased in area at low cost.
Therefore, it is possible to provide the radiation measuring apparatus 1 with good transparency such as hard X-rays and gamma rays and capable of detecting a two-dimensional position with high accuracy at low cost. Moreover, since the transparency is good, it is easy to measure the generated gamma rays without waste, and it is possible to reduce the radiation dose irradiated to the inspection object (human body or the like).

（実験）
前記実施例による効果を確認するために実験を行った。
図４は実験例の全体説明図である。
（実験例１）
図４に示すように、実験例１では、前記実施例１の構成と同様の構成で、変換ＧＥＭ１
１〜１９の枚数（段数）を０枚〜３枚にしてＸ線を測定し、Ｘ線の検出感度を測定する実
験を行った。
実験例１では、放射線源装置Ｓとしての^２２Ｎａ線源により、５１１ｋｅＶの硬Ｘ線（
ガンマ線）を照射した。実験例１で使用した^２２Ｎａ線源は、ガンマ線が二本同時に反対
方向に照射され、放射線源装置Ｓの上方には、４ｃｍ角のプラスチックシンチレータを配
置して^２２Ｎａ線源からのガンマ線を検出する。すなわち、反対方向に二本同時にガンマ
線が照射されるので、ガンマ線や硬Ｘ線の感度が高いプラスチックシンチレータによりＸ
線が検出されると、チェンバー２内にガンマ線が照射されたことがわかるようになってい
る。そして、前記シンチレータを利用してガンマ線が検出された回数（Ａ）と、電子検出
器２６で検出された回数（Ｂ）とから、検出感度（＝Ｂ／Ａ）を計算した。
（比較例１）
比較例１では、変換ＧＥＭに換えて、増幅ＧＥＭ２１〜２３と同様のＧＥＭを０枚〜２
枚使用して実験を行った。
実験結果を図５に示す。 (Experiment)
An experiment was conducted to confirm the effect of the above example.
FIG. 4 is an overall explanatory view of an experimental example.
(Experimental example 1)
As shown in FIG. 4, in Experimental Example 1, the conversion GEM1 has the same configuration as that of the first embodiment.
An experiment was conducted in which the number of sheets 1 to 19 (the number of steps) was 0 to 3 and X-rays were measured to measure the detection sensitivity of X-rays.
In Example 1, the ²² Na-ray source as the radiation source device S, 511 keV hard X-ray (
Gamma rays). The ²² Na radiation source used in Experimental Example 1 was irradiated with two gamma rays simultaneously in opposite directions, and a 4 cm square plastic scintillator was placed above the radiation source device S to detect the gamma rays from the ²² Na radiation source. To do. That is, since two gamma rays are simultaneously irradiated in the opposite directions, the plastic scintillator with high sensitivity of gamma rays and hard X-rays causes X
When a line is detected, it can be seen that gamma rays have been irradiated into the chamber 2. The detection sensitivity (= B / A) was calculated from the number of times (A) the gamma rays were detected using the scintillator and the number of times (B) detected by the electron detector 26.
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, in place of the conversion GEM, 0 to 2 GEMs similar to the amplification GEMs 21 to 23 are used.
The experiment was conducted using a single sheet.
The experimental results are shown in FIG.

図５は、実施例１の実験例の実験結果であり、横軸に変換ＧＥＭの枚数、縦軸に検出感
度を取ったグラフである。
図５において、ＧＥＭの枚数が同じ場合、金（Ａｕ）の薄膜を形成した変換ＧＥＭを使
用した実験例１の方が、金の薄膜が無い比較例１の場合に比べて、約１．４倍検出感度が
向上することが確認された。また、ＧＥＭの枚数を増やすことで（多段にすることで）、
検出感度が向上することも確認された。
なお、実験例では、５００ｋｅＶ程度のＸ線ではなく、２００ｋｅＶ程度のＸ線を対象
として、３μｍの金の薄膜を形成したので、検出感度は１．４倍程度であったが、２００
ｋｅＶのＸ線を使用した場合の計算上の検出感度は６．４倍（なお、５００ｋｅＶのＸ線
の計算上の検出感度は１．７倍）となった。なお、検出感度は、放射線のエネルギーが高
い場合に厚くすることで向上するが、厚すぎると、発生した光電子が層内で消滅してしま
うため逆に感度が低下する。 FIG. 5 is a graph showing the experimental results of the experimental example of Example 1, in which the horizontal axis represents the number of converted GEMs and the vertical axis represents the detection sensitivity.
In FIG. 5, when the number of GEMs is the same, the experimental example 1 using the conversion GEM in which the gold (Au) thin film is formed is about 1.4 in comparison with the comparative example 1 having no gold thin film. It was confirmed that the double detection sensitivity was improved. Also, by increasing the number of GEMs (by increasing the number of stages),
It was also confirmed that the detection sensitivity was improved.
In the experimental example, since a 3 μm gold thin film was formed for an X-ray of about 200 keV instead of an X-ray of about 500 keV, the detection sensitivity was about 1.4 times.
When the keV X-ray was used, the calculated detection sensitivity was 6.4 times (note that the calculated detection sensitivity of the 500 keV X-ray was 1.7 times). The detection sensitivity is improved by increasing the thickness when the energy of radiation is high. However, if the detection sensitivity is too thick, the generated photoelectrons disappear in the layer.

（実験例２）
実験例２では、前記実験例１と同様にして、変換ＧＥＭの枚数を０，２，４，６，８，
１０枚の場合に対して、検出感度とＧＥＭの枚数との関係を検証する実験を行った。
図６は、実験例２の実験結果であり、横軸に変換ＧＥＭの枚数、縦軸に検出感度を取っ
たグラフである。
図６において、ＧＥＭの枚数を増やすことで、検出感度（検出効率）を高めることがで
きることが確認された。なお、図６において、実験例２では、実験時のセットアップ等の
条件により、実験例１および比較例１の場合とは０枚のときの値がずれているが、全体と
して、ＧＥＭの枚数を増やすことで検出感度が向上することは確認できた。 (Experimental example 2)
In Experimental Example 2, as in Experimental Example 1, the number of converted GEMs was 0, 2, 4, 6, 8,
An experiment was conducted to verify the relationship between the detection sensitivity and the number of GEMs in the case of 10 sheets.
FIG. 6 is an experimental result of Experimental Example 2, and is a graph in which the horizontal axis represents the number of converted GEMs and the vertical axis represents detection sensitivity.
In FIG. 6, it was confirmed that the detection sensitivity (detection efficiency) can be increased by increasing the number of GEMs. In FIG. 6, in Experimental Example 2, the value at the time of 0 sheets is different from that in Experimental Example 1 and Comparative Example 1 due to conditions such as setup at the time of the experiment. It was confirmed that the detection sensitivity was improved by increasing the number.

（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能で
ある。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ07）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、変換ＧＥＭの電子発生層の構成材料として、金（Ａｕ）を
使用したが、これに限定されず、照射されるＸ線のエネルギーや線量、あるいは、使用す
る樹脂材料に対する被膜の形成しやすさ（親和性）等に応じて、短波長のＸ線に反応して
電子を放出しやすい任意の重金属（または、重金属化合物）を使用可能である。前記重金
属としては、金（Ａｕ）以外に、例えば、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛
、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズ、ビスマス等を使用
することが考えられる。 (Example of change)
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is performed within the range of the summary of this invention described in the claim. It is possible. Modification examples (H01) to (H07) of the present invention are exemplified below.
(H01) In the above embodiment, gold (Au) is used as the constituent material of the electron generation layer of the conversion GEM. However, the present invention is not limited to this, and the energy and dose of irradiated X-rays or the resin material to be used Any heavy metal (or heavy metal compound) that easily emits electrons in response to short-wavelength X-rays can be used depending on the ease of forming a film (affinity). In addition to gold (Au), for example, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin, bismuth, or the like may be used as the heavy metal.

（Ｈ02）前記実施例において、ＧＥＭの各層の厚みや、ＧＥＭ間の間隔、ＧＥＭの枚数、
印加する電圧等は、上記例示した各値に限定されず、設計、設定に応じて、任意に変更可
能である。
（Ｈ03）前記実施例において、使用するガスとして、アルゴンガス７０％、二酸化炭素３
０％の混合ガスを例示したが、これに限定されず、例えば、アルゴンガス９０％と、メタ
ン１０％の混合ガス（いわゆる、Ｐ−１０ガス）を使用したり、その他、ガス電子増幅が
可能な任意のガスを使用可能である。
（Ｈ04）前記実施例において、放射線源装置Ｓとして、^２２Ｎａ線源を例示したが、これ
に限定されず、任意のエネルギー（波長）のＸ線やガンマ線を利用可能である。なお、実
施例１の放射線測定装置では硬Ｘ線やガンマ線のような短波長の放射線に対する感度が向
上しているが、硬Ｘ線等以外の放射線も使用可能である。 (H02) In the above embodiment, the thickness of each layer of GEM, the interval between GEMs, the number of GEMs,
The applied voltage and the like are not limited to the above-exemplified values, and can be arbitrarily changed according to design and setting.
(H03) In the above examples, the gas used is argon gas 70%, carbon dioxide 3
Although a mixed gas of 0% has been exemplified, the present invention is not limited to this. For example, a mixed gas of 90% argon gas and 10% methane (so-called P-10 gas) can be used, and other gas electron amplification is possible. Any gas can be used.
(H04) In the above embodiment, the ²² Na ray source is exemplified as the radiation source device S. However, the present invention is not limited to this, and X-rays or gamma rays of any energy (wavelength) can be used. In addition, although the radiation measuring apparatus of Example 1 has improved sensitivity to short-wavelength radiation such as hard X-rays and gamma rays, radiation other than hard X-rays can also be used.

（Ｈ05）前記実施例において、形成される貫通孔２０，２４の孔径や配置パターン等は、
設定等に応じて任意に変更可能である。
（Ｈ06）前記実施例において、ＧＥＭや電子検出器の形状は、プレート状に限定されず、
湾曲した円筒状や、半円筒状やアーチ状、波形形状等、任意の形状とすることが可能であ
る。
（Ｈ07）前記実施例において、ＧＥＭの絶縁層の材質や厚み、電極層の材質や厚み等も設
計に応じて任意に変更可能である。 (H05) In the embodiment, the hole diameters and arrangement patterns of the through holes 20 and 24 to be formed are
It can be arbitrarily changed according to the setting.
(H06) In the above embodiment, the shape of the GEM or the electron detector is not limited to a plate shape,
Any shape such as a curved cylindrical shape, a semi-cylindrical shape, an arch shape, or a corrugated shape is possible.
(H07) In the above embodiment, the material and thickness of the GEM insulating layer, the material and thickness of the electrode layer, and the like can be arbitrarily changed according to the design.

硬Ｘ線やガンマ線のような透過性が良い放射線を使用して、二次元位置を精度良く検出
する非破壊検査用の測定装置や、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography：陽電子放射
断層撮影法）装置等のガンマ線を利用する医療機器に使用できる。 Measurement equipment for nondestructive inspection that detects two-dimensional positions with high transparency, such as hard X-rays and gamma rays, PET (Positron Emission Tomography) equipment, etc. It can be used for medical devices that use gamma rays.

図１は本発明の実施例１の放射線測定装置の全体説明図である。FIG. 1 is an overall explanatory view of a radiation measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図２は実施例１のＧＥＭの要部断面説明図であり、図２Ａは変換ＧＥＭの要部断面図、図２Ｂは変換ＧＥＭの平面図、図２Ｃは増幅ＧＥＭの要部断面図である。2A and 2B are cross-sectional explanatory views of main parts of the GEM according to the first embodiment. FIG. 2A is a main part cross-sectional view of the conversion GEM, FIG. 2B is a plan view of the conversion GEM, and FIG. 図３は実施例１の電子検出器と第３増幅ＧＥＭの要部説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of main parts of the electron detector and the third amplification GEM of the first embodiment. 図４は実験例の全体説明図である。FIG. 4 is an overall explanatory view of an experimental example. 図５は、実施例１の実験例の実験結果であり、横軸に変換ＧＥＭの枚数、縦軸に検出感度を取ったグラフである。FIG. 5 is a graph showing the experimental results of the experimental example of Example 1, in which the horizontal axis represents the number of converted GEMs and the vertical axis represents the detection sensitivity. 図６は、実験例２の実験結果であり、横軸に変換ＧＥＭの枚数、縦軸に検出感度を取ったグラフである。FIG. 6 is an experimental result of Experimental Example 2, and is a graph in which the horizontal axis represents the number of converted GEMs and the vertical axis represents detection sensitivity.

符号の説明Explanation of symbols

１…放射線測定装置
２…チェンバー
２ａ…ガス収容室
２ｂ…ガス供給源
３…電極部材
１１〜１９…変換用ガス電子増幅器
１１ａ〜１９ａ…絶縁層
１１ｂ〜１９ｂ…電極層
１１ｃ〜１９ｃ…放射線反応層
２１〜２３…増幅用ガス電子増幅器
２１ａ〜２３ａ…絶縁層
２１ｂ〜２３ｂ…電極層
２０，２４…貫通孔
２６…電子検出器
２６ａ…検出ブロック
２７…スペーサ
Ｅ…電源装置
Ｓ…放射線発生装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radiation measuring apparatus 2 ... Chamber 2a ... Gas storage chamber 2b ... Gas supply source 3 ... Electrode member 11-19 ... Gas electronic amplifier 11a-19a for conversion ... Insulating layer 11b-19b ... Electrode layer 11c-19c ... Radiation reaction layer 21-23 ... Gas electronic amplifiers for amplification 21a-23a ... insulating layers 21b-23b ... electrode layers 20, 24 ... through hole 26 ... electron detector 26a ... detection block 27 ... spacer E ... power supply device S ... radiation generator

Claims

絶縁層と、
前記絶縁層の両表面に形成された一対の電極層であって、一対の電極層間に電圧が印加される電極層と、
前記電極層表面に形成され、硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線と反応して電子を発生させる金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層と、
を備え、ガス中に配置され、多数の貫通孔が形成されたことを特徴とするガス電子増幅器。 An insulating layer;
A pair of electrode layers formed on both surfaces of the insulating layer, wherein a voltage is applied between the pair of electrode layers;
Gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, which is formed on the surface of the electrode layer and generates electrons by reacting with radiation consisting of hard X-rays or gamma rays , A radiation reaction layer made of either tin or bismuth or a compound thereof ;
A gas electronic amplifier comprising: a plurality of through holes formed in a gas.

ポリイミドフィルムにより構成された前記絶縁層、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガス電子増幅器。 The insulating layer composed of a polyimide film;
The gas electronic amplifier according to claim 1, further comprising:

銅の被膜により構成された前記電極層、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のガス電子増幅器。 The electrode layer composed of a copper coating;
The gas electronic amplifier according to claim 1, further comprising:

１４０μｍ間隔で格子点状に形成された直径７０μｍの前記貫通孔、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガス電子増幅器。 The through-holes having a diameter of 70 μm formed in lattice points at intervals of 140 μm,
The gas electronic amplifier according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:

アルゴンガスを含む前記ガス、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のガス電子増幅器。 Said gas comprising argon gas,
Claims 1, characterized in that with a to gas electron amplifier according to any one of 4.

硬Ｘ線またはガンマ線からなる放射線を発生させる放射線発生装置と、
内部にガスが収容され、前記放射線発生装置からの放射線が照射されるガス収容室を有するチェンバーと、
前記ガス収容室の前記放射線発生装置側に配置され、電圧が印加される電極部材と、
絶縁層と、前記絶縁層の両表面に形成された一対の電極層であって一対の電極層間に電圧が印加される電極層と、前記電極層表面に形成され、放射線と反応して電子を発生させる金、鉄、鉛、白金、銀、クロム、カドミウム、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、スズおよびビスマスのいずれかまたはこれらの化合物からなる放射線反応層と、を有し、前記ガス収容室内に配置され、多数の貫通孔が形成され、放射線を電子に変換する変換用ガス電子増幅器と、
絶縁層と、前記絶縁層の両表面に形成された一対の電極層であって一対の電極層間に電圧が印加される電極層と、を有し、多数の貫通孔が形成され、前記変換用ガス電子増幅器で発生した電子を増幅する増幅用ガス電子増幅器と、
前記増幅用ガス電子増幅器で増幅された電子を検出する電子検出器と、
電子が、前記電極部材、前記変換用ガス電子増幅器、前記増幅用ガス電子増幅器、前記電子検出器に順次移動する電圧を印加する電源装置と、
を備えたことを特徴とする放射線測定装置。 A radiation generator for generating radiation consisting of hard X-rays or gamma rays ;
A chamber containing gas therein and having a gas storage chamber to which the radiation from the radiation generator is irradiated;
An electrode member disposed on the radiation generating device side of the gas storage chamber and to which a voltage is applied;
An insulating layer, the insulating layer and the electrode layer to which a voltage is applied between a pair of electrode layers and a pair of electrode layers formed on both surfaces of, formed on the electrode layer surface, electrons react with Radiation A radiation reactive layer made of any of gold, iron, lead, platinum, silver, chromium, cadmium, zinc, manganese, cobalt, nickel, molybdenum, tungsten, tin, and bismuth, or a compound thereof . A gas electronic amplifier for conversion, which is disposed in the gas storage chamber and has a large number of through-holes and converts radiation into electrons;
An insulating layer and a pair of electrode layers formed on both surfaces of the insulating layer, to which a voltage is applied between the pair of electrode layers. An amplifying gas electronic amplifier for amplifying electrons generated by the gas electronic amplifier;
An electron detector for detecting electrons amplified by the amplification gas electron amplifier;
A power supply device that applies a voltage that sequentially moves electrons to the electrode member, the gas electronic amplifier for conversion, the gas electronic amplifier for amplification, and the electron detector;
A radiation measuring apparatus comprising:

複数枚の前記変換用ガス電子増幅器が所定の間隔をあけて多段に配置されるとともに、複数枚の前記増幅用ガス電子増幅器が所定の間隔をあけて多段に配置されたことを特徴とする請求項６に記載の放射線測定装置。 The plurality of gas electronic amplifiers for conversion are arranged in multiple stages with a predetermined interval, and the plurality of gas electronic amplifiers for amplification are arranged in multiple stages with a predetermined interval. Item 7. The radiation measurement apparatus according to Item 6 .