JP5460067B2 - 放射線検出装置 - Google Patents
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Description
(式中、Wi及びZiは、それぞれシンチレーターを構成する元素のうちのi番目の元素の質量分率及び原子番号を表す。)
一方、検出対象とする放射線が中性子線の場合には、単位体積あたりに0.5〜20atom/nm3の6Liを含有し、有効原子番号が10〜40であるシンチレーターを用いる。
(式中、ρはシンチレーターの密度[g/cm3]、Wはシンチレーター中のLi元素の質量分率[質量%]、Cは原料の6Li含有率[%]、Aはアボガドロ数[6.02×1023]を表す。)
本発明において、検出対象とする放射線が中性子線の場合には、上記有効原子番号は10〜40とする。有効原子番号を40以下とすることによって、γ線に由来するバックグラウンドノイズを充分に低減でき、γ線による外乱を受けることなく中性子線計測を行うことが可能な中性子線用シンチレーターを構成できる。一方、該有効原子番号を10未満としても、ノイズ抑制の効果はさほど大きく向上せず、シンチレーターとして用いる材料の選択が著しく限定されるばかりである。
図2に示すマイクロ引下げ法による結晶製造装置を用いて、希土類元素としてNdをドープしてなるLaF3結晶を製造した。原料としては、純度が99.99%以上のフッ化ランタン及びフッ化ネオジウムを用いた。
純度が99.99%以上のフッ化バリウム 0.84gを用いて、製造例1と同様の操作によって、コアバレンス発光するシンチレーターであるBaF2結晶を製造し、加工した。
それぞれ純度が99.99%以上のフッ化リチウム 68mg、フッ化カルシウム 203mg、フッ化アルミニウム 219mg及びフッ化ネオジウム 10mgを用いて、製造例1と同様の操作によって、希土類元素としてネオジウムを含有するLiCaAlF6結晶を得た。なお、前記フッ化リチウムは6Li含有率が50%のものを用いた。
本発明の放射線検出装置の構成要素であるダイヤモンド薄膜センサーを以下の方法によって作製した。本制作例のダイヤモンド薄膜センサーは、受光面に高配向ダイヤモンドを用いたフォトコンダクタ型ダイヤモンド薄膜センサーである。
製造例1によって製造したシンチレーター及び製作例1によって作製したダイヤモンド薄膜センサーを用いて、本発明の放射線検出装置を構成した。
製造例2によって製造したシンチレーター及び製作例1によって作製したダイヤモンド薄膜センサーを用いて、参考実施例1と同様にして放射線検出装置を構成し、波高分布スペクトルを作成した。
製造例3によって製造したシンチレーター及び製作例1によって作製したダイヤモンド薄膜センサーを用いて、40MBqの放射能を有する252Cf同位体を放射線源とする以外は、参考実施例1と同様にして放射線検出装置を構成し、波高分布スペクトルを作成した。すなわち、本実施例においては中性子線を検出対象とした。
2 ダイヤモンド薄膜センサー
3 アフターヒーター
4 ヒーター
5 断熱材
6 ステージ
7 坩堝
8 チャンバー
9 高周波コイル
10 引き下げロッド
11 ヒーター
12 断熱材
13 ステージ
14 坩堝
15 チャンバー
16 高周波コイル
17 引き上げロッド
18 シンチレーター
19 ダイヤモンド薄膜センサー
20 紫外線出射面
21 ダイヤモンド薄膜
22 紫外線反射膜
23 定電圧電源
24 増幅器
Claims (9)
- シンチレーターが単位体積あたりに0.5〜20atom/nm3の6Liを含有し、有効原子番号が10〜40である金属フッ化物結晶からなるシンチレーターであって、放射線が中性子線である、入射した放射線を波長が220nm以下の紫外線に変換するシンチレーターと、生じた紫外線を導いて電気信号に変換するダイヤモンド薄膜センサーとを具備し、そして放射線を電気信号として取り出すことを特徴とする放射線検出装置。
- シンチレーターが、希土類元素を含有するシンチレーターであることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。
- シンチレーターが、コアバレンス発光するシンチレーターである請求項1記載の放射線検出装置。
- 前記ダイヤモンド薄膜センサーが、フォトコンダクタ型であることを特徴とする請求項1〜3記載の放射線検出装置。
- 前記フォトコンダクタ型ダイヤモンド薄膜センサーにおける受光部が、多結晶または高配向性のアンドープダイヤモンドからなることを特徴とする請求項4記載の放射線検出装置。
- ダイヤモンドの受光面を挟んで1対の電極を有し、その電極間電圧20V以上250V以下、望ましくは50V以上160V以下を印加する電源を備え、SiO2、Al2O3、AlN、CaF2、MgF2のいずれかからなる受光面と電極面に接する被覆層を有することを特徴とする請求項4、5記載の放射線検出装置。
- 前記被覆層の厚さが3nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項6記載の放射線検出装置。
- 電極間隔が5μm〜50μmさらに望ましくは10μm〜20μmであることを特徴とする請求項4〜7記載の放射線検出装置。
- 1個の前記シンチレーターと1個の前記ダイヤモンド薄膜センサーとが互いに対をなし、複数の対が線状、あるいは面状に配列した構造を有することを特徴とする請求項1〜8記載の放射線検出装置。
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