JP7243481B2 - Radiation detector - Google Patents

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Description

本発明は、放射線検出装置に関する。 The present invention relates to a radiation detection device.

従来、α線などの放射線の検出装置は、ケース部内に放射線検出素子を有しており、測定試料から放射される放射線を、ケース部に設けられた透明な保護膜を介して放射線検出素子に入射させている（例えば特許文献１参照）。また、この検出装置では、光源からの光をケース部内で放射線検出素子に照射することで動作チェックを行っている。
特許文献１ 特許第４２５８１４５号公報 Conventionally, radiation detectors such as α-rays have a radiation detection element in a case, and the radiation emitted from a measurement sample is passed through a transparent protective film provided in the case to the radiation detection element. The light is made incident (see, for example, Patent Document 1). Further, in this detection device, the operation is checked by irradiating the radiation detection element within the case with light from the light source.
Patent Document 1 Japanese Patent No. 4258145

しかしながら、保護膜を介して放射線が放射線検出素子に入射すると、放射線のエネルギーが減衰して検出精度が低下する。一方、放射線検出素子をケース部の外部に配置すると、放射線検出素子に動作チェック用の光を当てることができない。 However, when radiation enters the radiation detection element through the protective film, the energy of the radiation is attenuated and the detection accuracy is lowered. On the other hand, if the radiation detection element is arranged outside the case, the radiation detection element cannot be illuminated with light for operation check.

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、放射線検出装置が提供される。放射線検出装置は、内部を密閉するケース部を備えてよい。放射線検出装置は、表面の少なくとも一部がケース部の外部に露出される半導体式の放射線検出素子を備えてよい。放射線検出装置は、動作チェック用の光パルスを出射する光源を備えてよい。ケース部は、放射線検出素子の表面よりも測定試料の側に突出して設けられる突出部を有してよい。ケース部は、突出部に設けられ、光源からの光パルスを放射線検出素子に向けて透過させる透光部を有してよい。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a radiation detection apparatus. The radiation detection device may include a case portion that seals the inside. The radiation detection device may include a semiconductor-type radiation detection element having at least a portion of its surface exposed to the outside of the case. The radiation detection apparatus may include a light source that emits light pulses for operation check. The case part may have a protruding part that protrudes toward the measurement sample from the surface of the radiation detection element. The case part may have a translucent part that is provided on the protruding part and transmits a light pulse from the light source toward the radiation detection element.

透光部は、放射線検出素子の表面のうち、ケース部の外部に露出された領域に向けて光パルスを透過させてよい。 The translucent portion may transmit the light pulse toward a region of the surface of the radiation detecting element exposed to the outside of the case portion.

突出部は、放射線検出素子の側周面の少なくとも一部の領域の側方に設けられてよい。透光部は、突出部における放射線検出素子の側の部分に設けられてよい。 The projecting portion may be provided laterally in at least a partial region of the side peripheral surface of the radiation detecting element. The translucent portion may be provided on a portion of the projecting portion on the side of the radiation detecting element.

突出部は、放射線検出素子の周囲に環状に設けられてよい。透光部は、突出部の内周部の全周に亘って設けられてよい。 The projecting portion may be annularly provided around the radiation detecting element. The translucent portion may be provided along the entire inner peripheral portion of the projection.

透光部は、筒状の部材であってよい。光源は、突出部内で透光部の外周面に向けて配置されてよい。 The translucent part may be a cylindrical member. The light source may be arranged in the projecting portion toward the outer peripheral surface of the translucent portion.

透光部は、入射面から入射される光パルスを導光して、放射線検出素子に対向した出射面から出射する環状のライトガイドであってよい。光源は、入射面に向けて配置されてよい。 The translucent part may be an annular light guide that guides a light pulse incident from the entrance surface and emits it from the exit surface facing the radiation detection element. The light source may be arranged facing the plane of incidence.

出射面は、突出部の内周部に設けられてよい。入射面は、測定試料とは反対側に向くよう突出部の基端部に設けられてよい。 The exit surface may be provided on the inner periphery of the protrusion. The incident surface may be provided at the proximal end of the protrusion so as to face the side opposite to the measurement sample.

ケース部は、放射線検出素子を裏面側から支持する支持板を有してよい。ケース部は、透光部および支持板の間に介在する環状のシーリング部材とを有してよい。透光部は、測定試料側で内径が小さくなるように屈曲した形状を有してよい。透光部は、支持板の側周面と、支持板の表面の外周部とに対向して配置されてよい。 The case part may have a support plate that supports the radiation detection element from the back side. The case portion may have an annular sealing member interposed between the translucent portion and the support plate. The translucent part may have a bent shape so that the inner diameter becomes smaller on the side of the measurement sample. The translucent portion may be arranged to face the side peripheral surface of the support plate and the outer peripheral portion of the surface of the support plate.

透光部は、シーリング部材としてのパッキンが着脱可能に嵌め込まれる溝部を有してよい。 The translucent part may have a groove into which a packing as a sealing member is detachably fitted.

放射線検出装置は、ケース部の内部に配置され、放射線検出素子から出力される電気パルスを増幅するアンプ回路をさらに備えてよい。 The radiation detection apparatus may further include an amplifier circuit that is arranged inside the case and that amplifies the electric pulse output from the radiation detection element.

放射線検出素子はα線を検出してよい。 The radiation detection element may detect alpha rays.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the necessary features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.

本実施形態に係る放射線検出装置１を示す。1 shows a radiation detection apparatus 1 according to this embodiment. 透光部１４３の外観を示す。3 shows the appearance of a translucent portion 143. FIG. 変形例に係る放射線検出装置１Ａを示す。A radiation detection apparatus 1A according to a modification is shown. ライトガイド１４４の外観を示す。4 shows the appearance of a light guide 144. FIG.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

［１．放射線検出装置１］
図１は、本実施形態に係る放射線検出装置１を示す。 [1. Radiation detection device 1]
FIG. 1 shows a radiation detection apparatus 1 according to this embodiment.

放射線検出装置１は、測定試料から放射される放射線（本実施形態では一例としてα線）を計測・監視する装置であってよく、例えば原子力発電所などの施設において排ガスなどに含まれる放射線核種を検出するのに用いられてよい。測定試料は、環境の単位体積の空気であってもよいし、単位体積の空気を濾紙に通して濾紙上に捕集される塵埃（ダスト）であってもよい。放射線検出装置１は、放射線検出素子１０と、アンプ回路１１と、制御回路１２と、コネクタ１３と、ケース部１４と、光源１５と、を備える。 The radiation detection device 1 may be a device for measuring and monitoring radiation emitted from a measurement sample (α rays as an example in the present embodiment), and for example, radionuclides contained in exhaust gases in facilities such as nuclear power plants. can be used to detect The measurement sample may be a unit volume of air in the environment, or may be dust that is collected on the filter paper after passing the unit volume of air through the filter paper. The radiation detection device 1 includes a radiation detection element 10 , an amplifier circuit 11 , a control circuit 12 , a connector 13 , a case portion 14 and a light source 15 .

［１－１．放射線検出素子１０］
放射線検出素子１０は、表面（図中上側の面）に入射する放射線（本実施形態では一例としてα線）を検出する。 [1-1. Radiation detection element 10]
The radiation detection element 10 detects radiation (α-rays as an example in this embodiment) incident on the surface (upper surface in the figure).

放射線検出素子１０は、表面の少なくとも一部（本実施形態では一例として全体）がケース部１４の外部に露出される。外部への露出領域には、測定試料からのα線が空気層のみを介して入射してよい。放射線検出素子１０と測定試料との間には、放射線検出素子１０の表面の汚染を防ぐための保護膜（一例としてＰＥＴ膜）が設けられなくてよい。放射線検出素子１０は、外部への露出領域で測定試料に対向し、測定試料から放射されるα線を受けてよい。 At least part of the surface of the radiation detection element 10 (the entire surface as an example in this embodiment) is exposed to the outside of the case portion 14 . The α-rays from the measurement sample may enter the exposed region to the outside only through the air layer. A protective film (for example, a PET film) for preventing contamination of the surface of the radiation detection element 10 may not be provided between the radiation detection element 10 and the measurement sample. The radiation detection element 10 may face the measurement sample in the exposed area to the outside and receive α-rays emitted from the measurement sample.

放射線検出素子１０は、半導体式の検出素子であり、板状に形成されてよい。なお、本実施形態では一例として放射線検出素子１０は円板状であるが、他の形状であってもよい。放射線検出素子１０は、高抵抗率の単結晶シリコンウェハの片面にｐｎ接合またはヘテロ接合を形成され、この接合に逆方向バイアスが印加されて、接合の両側に空乏層を形成されたものであってよい。空乏層の形成領域は放射線の有感領域であってよく、ケース部１４の外部に露出されてよい。なお、放射線検出素子１０がｐｎ接合型である場合には、ｐｎ接合を形成されている領域がこの有感領域であってよく、放射線検出素子１０が非晶質シリコンによるヘテロ接合型である場合には、非晶質シリコン上に形成された電極の領域が概ね有感領域であってよい。 The radiation detection element 10 is a semiconductor type detection element and may be formed in a plate shape. In this embodiment, the radiation detecting element 10 is disk-shaped as an example, but it may be of another shape. The radiation detection element 10 has a pn junction or a heterojunction formed on one side of a high resistivity single crystal silicon wafer, and a reverse bias is applied to this junction to form depletion layers on both sides of the junction. you can The depletion layer forming region may be a radiation sensitive region and may be exposed to the outside of the case portion 14 . When the radiation detection element 10 is of the pn junction type, the region where the pn junction is formed may be the sensitive region. Alternatively, the area of the electrode formed on the amorphous silicon may be substantially the sensitive area.

有感領域は平面視において放射線検出素子１０の中央部に形成されてよく、例えば円形状（一例としてφ５０ｍｍの円形状）であってよい。放射線検出素子１０は、放射線検出装置１の動作チェックのために光源１５から出射される光パルスの受光領域を有感領域内に有してよい。別言すれば、放射線検出素子１０は、有感領域とは別個に動作チェック用の光パルスの受光領域を有さなくてよい。 The sensitive area may be formed in the central portion of the radiation detection element 10 in plan view, and may be circular (for example, circular with a diameter of 50 mm). The radiation detection element 10 may have a light-receiving area within the sensitive area for light pulses emitted from the light source 15 for checking the operation of the radiation detection apparatus 1 . In other words, the radiation detection element 10 does not need to have a light-receiving area for operation check light pulses separately from the sensitive area.

ここで、α線が物質中（放射線検出素子１０の場合はシリコン中）を移動すると、その物質とα線との相互作用によってその移動経路に高密度の電子－正孔対が生成される。この電子－正孔対の生成領域が空乏層のような高電界領域であると、電子－正孔対はその高電界によって電子と正孔とに分離されて、負電極側に正孔が取り出され、正電極側に電子が取り出される。取り出された正孔および電子は荷電粒子であるから、電極から取り出された電荷量を計測すると取り出された正孔または電子の数、ひいては物質中で失われたα線のエネルギーが算出される。放射線検出素子１０の空乏層の厚さは、計測対象となるα線の飛程よりも大きく（厚く）設計されているので、電極から取り出される電荷量は、空乏層に入射したα線のエネルギーに対応する。電極から取り出される電荷は、電気パルスとしてアンプ回路１１に供給されてよい。 Here, when α-rays move in a substance (in silicon in the case of the radiation detecting element 10), interaction between the substance and α-rays generates high-density electron-hole pairs in the movement path. If the electron-hole pair generation region is a high electric field region such as a depletion layer, the electron-hole pairs are separated into electrons and holes by the high electric field, and the holes are extracted to the negative electrode side. electrons are extracted to the positive electrode side. Since the holes and electrons taken out are charged particles, the number of holes or electrons taken out and the energy of α-rays lost in the substance can be calculated by measuring the amount of charge taken out from the electrode. Since the thickness of the depletion layer of the radiation detection element 10 is designed to be larger (thick) than the range of α-rays to be measured, the amount of charge extracted from the electrode is the energy of the α-rays incident on the depletion layer. corresponds to The charges extracted from the electrodes may be supplied to the amplifier circuit 11 as electrical pulses.

［１－２．アンプ回路１１］
アンプ回路１１は、ケース部１４の内部に配置され、放射線検出素子１０から出力される電気パルスを増幅する。アンプ回路１１は、入力される電気パルスの電荷量に比例した波高値の電圧パルスを生成してよい。なお、アンプ回路１１に入力される電気パルスは微小な電流パルスであるため、増幅の精度を高める観点から、アンプ回路１１は高インピーダンス回路で構成されてよい。アンプ回路１１は、電圧パルスを制御回路１２に供給してよい。 [1-2. amplifier circuit 11]
The amplifier circuit 11 is arranged inside the case portion 14 and amplifies the electric pulse output from the radiation detection element 10 . The amplifier circuit 11 may generate a voltage pulse having a crest value proportional to the charge amount of the input electric pulse. Since the electric pulse input to the amplifier circuit 11 is a very small current pulse, the amplifier circuit 11 may be composed of a high-impedance circuit from the viewpoint of increasing the accuracy of amplification. The amplifier circuit 11 may supply voltage pulses to the control circuit 12 .

［１－３．制御回路１２］
制御回路１２は、放射線検出装置１の各部を制御する。制御回路１２は、アンプ回路１１からの電圧パルスに基づいて種々の演算を行ってよい。例えば、制御回路１２は、アンプ回路１１からの電圧パルスに基づいてα線のエネルギーを算出してよい。制御回路１２は、基準時間内に基準エネルギー幅内に入るパルス数をヒストグラムとしてエネルギースペクトラムを生成してよい。制御回路１２は、エネルギースペクトラムから、測定試料に含まれる放射性核種及びその濃度を算出してよい。制御回路１２は、コネクタ１３を介して演算結果を放射線検出装置１の外部に出力してよい。 [1-3. control circuit 12]
The control circuit 12 controls each part of the radiation detection apparatus 1 . The control circuit 12 may perform various calculations based on the voltage pulse from the amplifier circuit 11 . For example, the control circuit 12 may calculate the energy of α rays based on the voltage pulse from the amplifier circuit 11 . The control circuit 12 may generate an energy spectrum using a histogram of the number of pulses that fall within the reference energy width within the reference time. The control circuit 12 may calculate the radionuclide contained in the measurement sample and its concentration from the energy spectrum. The control circuit 12 may output the calculation result to the outside of the radiation detection apparatus 1 via the connector 13 .

［１－４．コネクタ１３］
コネクタ１３は、放射線検出装置１を外部機器に接続するためのインタフェースである。コネクタ１３は、ケース部１４の外部に設けられてよい。 [1-4. connector 13]
The connector 13 is an interface for connecting the radiation detection apparatus 1 to external equipment. The connector 13 may be provided outside the case portion 14 .

［１－５．ケース部１４］
ケース部１４は、内部を密閉する。ケース部１４は、少なくともアンプ回路１１を内部に収容してよい。これにより、上述のようにアンプ回路１１が高インピーダンス回路で構成される場合であっても、雰囲気中の湿度の変動による絶縁性能の低下、ひいては特性変化が防止される。本実施形態では一例として、ケース部１４は制御回路１２および光源１５を内部にさらに収容してよい。 [1-5. case portion 14]
The case part 14 hermetically seals the inside. The case portion 14 may accommodate at least the amplifier circuit 11 therein. As a result, even if the amplifier circuit 11 is composed of a high-impedance circuit as described above, deterioration of the insulation performance due to changes in the humidity in the atmosphere, and furthermore, characteristic changes are prevented. In this embodiment, as an example, the case part 14 may further house the control circuit 12 and the light source 15 inside.

ケース部１４は、ケース部本体１４０と、支持板１４１と、突出部１４２と、透光部１４３とを有する。このうち、ケース部本体１４０、支持板１４１および突出部１４２は、真鍮またはアルミで形成されてよい。この場合、ケース部１４は、外部からのノイズの侵入を防止するシールドボックスの機能を有してよい。 The case portion 14 has a case portion main body 140 , a support plate 141 , a projecting portion 142 and a translucent portion 143 . Among these, the case body 140, the support plate 141, and the protrusion 142 may be made of brass or aluminum. In this case, the case part 14 may have the function of a shield box that prevents noise from entering from the outside.

［１－５－１．ケース部本体１４０］
ケース部本体１４０は、測定試料の側（図中の上側）に開口部１４００を、測定試料とは反対の側（図中の下側）に底部１４０１を有する筒状の部材であり、内部にアンプ回路１１等の収容空間を形成している。底部１４０１にはコネクタ１３が設けられてよい。 [1-5-1. Case portion main body 140]
The case body 140 is a cylindrical member having an opening 1400 on the side of the measurement sample (upper side in the drawing) and a bottom 1401 on the side opposite to the measurement sample (lower side in the drawing). A housing space for the amplifier circuit 11 and the like is formed. A connector 13 may be provided on the bottom portion 1401 .

［１－５－２．支持板１４１］
支持板１４１は、放射線検出素子１０を裏面側（図中下側）から支持する。支持板１４１は、ケース部本体１４０の開口部１４００の中央に配置され、突出部１４２および透光部１４３を介してケース部本体１４０に支持されてよい。支持板１４１には、放射線検出素子１０とアンプ回路１１との間との間を電気的に接続する配線が貫通して設けられてよい。 [1-5-2. support plate 141]
The support plate 141 supports the radiation detection element 10 from the back side (lower side in the drawing). The support plate 141 may be arranged in the center of the opening 1400 of the case main body 140 and supported by the case main body 140 via the projecting portion 142 and the translucent portion 143 . Wiring that electrically connects between the radiation detection element 10 and the amplifier circuit 11 may be provided through the support plate 141 .

［１－５－３．突出部１４２］
突出部１４２は、支持板１４１に支持された放射線検出素子１０の表面よりも測定試料の側（図中上側）に突出して設けられる。突出部１４２は、放射線検出素子１０の周囲に環状に設けられてよい。例えば、突出部１４２は、測定試料側のケース部本体１４０の縁部、つまり開口部１４００の周縁部から測定試料の側に突出し、測定試料側の端部で内径が小さくなるように屈曲した形状を有してよい。 [1-5-3. protrusion 142]
The protrusion 142 is provided to protrude toward the measurement sample side (upper side in the drawing) from the surface of the radiation detection element 10 supported by the support plate 141 . The projecting portion 142 may be annularly provided around the radiation detecting element 10 . For example, the protruding portion 142 protrudes from the edge of the case main body 140 on the side of the measurement sample, that is, the peripheral portion of the opening 1400 toward the measurement sample, and is bent so that the inner diameter becomes smaller at the end on the side of the measurement sample. may have

［１－５－４．透光部１４３］
透光部１４３は、突出部１４２に設けられ、光源１５からの光パルスを放射線検出素子１０に向けて透過させる（図中の白抜き矢印参照）。透光部１４３は、放射線検出素子１０の表面のうち、ケース部１４の外部に露出された領域に向けて光パルスを透過させてよい。 [1-5-4. Translucent portion 143]
The translucent portion 143 is provided on the protruding portion 142 and transmits the light pulse from the light source 15 toward the radiation detection element 10 (see the white arrow in the figure). The light-transmitting portion 143 may transmit light pulses toward a region of the surface of the radiation detecting element 10 exposed to the outside of the case portion 14 .

透光部１４３は、突出部１４２の内周部の全周に亘って設けられてよい。透光部１４３は、筒状の部材であってよく、突出部１４２の先端部（ケース部本体１４０とは反対側の端部）の内周縁部と、支持板１４１の外周縁部とに密着して設けられてよい。本実施形態では一例として、透光部１４３は、突出部１４２における先端部の内周縁部の底面に密着して設けられているが、内周縁部の内周面に密着してもよい。また、本実施形態では一例として、透光部１４３は支持板１４１の表面に密着して設けられているが、支持板１４１の側周面に密着してもよい。透光部１４３は、シーリング剤や接着剤を介して突出部１４２および支持板１４１に密着してよい。 The translucent portion 143 may be provided along the entire inner peripheral portion of the projecting portion 142 . The translucent portion 143 may be a cylindrical member, and is in close contact with the inner peripheral edge of the tip of the protruding portion 142 (the end on the side opposite to the case main body 140 ) and the outer peripheral edge of the support plate 141 . may be provided as In this embodiment, as an example, the translucent portion 143 is provided in close contact with the bottom surface of the inner peripheral edge portion of the tip portion of the projecting portion 142, but may be in close contact with the inner peripheral surface of the inner peripheral edge portion. Further, in this embodiment, as an example, the translucent portion 143 is provided in close contact with the surface of the support plate 141 , but may be in close contact with the side peripheral surface of the support plate 141 . The translucent portion 143 may be in close contact with the projecting portion 142 and the support plate 141 via a sealant or adhesive.

透光部１４３は、光パルスを透過させる透明な材料で形成されればよく、本実施形態では一例として、ＰＥＴやアクリル樹脂等の透明なプラスチックで形成されるが、ガラスなどの他の材料で形成されてもよい。 The translucent part 143 may be made of a transparent material that transmits light pulses. In the present embodiment, as an example, the translucent part 143 is made of a transparent plastic such as PET or acrylic resin. may be formed.

［１－６．光源１５］
光源１５は、動作チェック用の光パルスを出射する。光源１５から出射される光パルスは、α線と同様に放射線検出素子１０に入射した場合に電子－正孔対を形成してよい。これにより、放射線検出素子１０の空乏層内で生成された電子－正孔対に相当する電荷の電気パルスが放射線検出素子１０からアンプ回路１１に出力され、放射線検出装置１の動作チェックが行われる。 [1-6. light source 15]
The light source 15 emits light pulses for operation check. A light pulse emitted from the light source 15 may form an electron-hole pair when incident on the radiation detecting element 10, as with α-rays. As a result, an electric pulse of charges corresponding to electron-hole pairs generated in the depletion layer of the radiation detection element 10 is output from the radiation detection element 10 to the amplifier circuit 11, and the operation of the radiation detection apparatus 1 is checked. .

光源１５は、突出部１４２内で、筒状の透光部１４３の外周面に向けて配置されてよい。さらに、光源１５は、放射線検出素子１０の表面に光パルスが照射されるように、測定試料とは反対の側（図中の下側）に向けて傾斜して配置されてよい。 The light source 15 may be arranged in the protruding portion 142 so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical translucent portion 143 . Further, the light source 15 may be arranged with an inclination toward the side opposite to the measurement sample (lower side in the figure) so that the surface of the radiation detection element 10 is irradiated with light pulses.

光源１５は、自身で発光を行う発光器，発光体であってよく、制御回路１２から供給されるパルス状の入力信号に応じて発光してよい。なお、図１では光源１５を１つのみ図示しているが、複数の光源１５が突出部１４２内で周方向に並んで配置されてもよい。 The light source 15 may be a light emitter or light emitter that emits light by itself, and may emit light in response to a pulse-like input signal supplied from the control circuit 12 . Although only one light source 15 is illustrated in FIG. 1 , a plurality of light sources 15 may be arranged side by side in the circumferential direction within the projecting portion 142 .

以上の放射線検出装置１によれば、半導体式の放射線検出素子１０の表面の少なくとも一部がケース部の外部に露出されるので、放射線検出素子１０がケース部１４の内部に収容されて透明な保護膜などで覆われる場合と異なり、測定試料からの放射線（本実施形態では一例としてα線）のエネルギーが保護膜で減衰してしまうのを防止することができる。従って、エネルギーの分解能を高めて、放射線源の核種の識別精度（本実施形態では一例としてα線源であるプルトニウム核種（Ｐｕ－２３９）と、他のα線源であるウラン核種（Ｕ－２３８）やアメリシウム核種（Ａｍ－２４１）との識別精度）を向上させることができる。
また、ケース部１４には、放射線検出素子１０の表面よりも測定試料の側に突出した突出部１４２が設けられ、突出部１４２には光源１５からの光パルスを放射線検出素子１０に向けて透過させる透光部１４３が設けられるので、放射線検出素子１０がケース部１４の外部に設けられる場合であっても、放射線検出装置１の動作チェックを行うことができる。 According to the radiation detection apparatus 1 described above, since at least a part of the surface of the semiconductor-type radiation detection element 10 is exposed to the outside of the case portion, the radiation detection element 10 is housed inside the case portion 14 and is transparent. Unlike the case of being covered with a protective film or the like, it is possible to prevent the energy of the radiation (in this embodiment, α-rays as an example) from being attenuated by the protective film. Therefore, by increasing the energy resolution, the accuracy of identifying the nuclide of the radiation source (in this embodiment, as an example, plutonium nuclide (Pu-239) which is an α-ray source and uranium nuclide (U-238) which is another α-ray source ) and americium nuclide (Am-241) can be improved.
Further, the case portion 14 is provided with a projecting portion 142 projecting toward the measurement sample side from the surface of the radiation detecting element 10 , and the projecting portion 142 transmits light pulses from the light source 15 toward the radiation detecting element 10 Since the light-transmitting portion 143 is provided, the operation of the radiation detecting device 1 can be checked even when the radiation detecting element 10 is provided outside the case portion 14 .

また、透光部１４３は放射線検出素子１０の表面のうちケース部１４の外部に露出された領域に向けて光パルスを透過させるので、動作チェック用の光パルスの受光領域を、放射線検出素子１０における放射線の有感領域内にすることができる。従って、有感領域と受光領域とが別々の領域である場合と異なり、動作チェックの精度を高めることができる。また、有感領域とは別個に光パルスの受光領域を設ける必要が無い分、放射線検出素子１０、ひいては放射線検出装置１を小型化することができる。 In addition, since the light-transmitting portion 143 transmits the light pulse toward the area exposed outside the case portion 14 on the surface of the radiation detecting element 10, the light-receiving area of the light pulse for operation check is set to the radiation detecting element 10. can be within the radiation sensitive area of . Therefore, unlike the case where the sensitive area and the light receiving area are separate areas, it is possible to improve the accuracy of the operation check. In addition, since there is no need to provide a light pulse receiving area separately from the sensitive area, the radiation detecting element 10 and thus the radiation detecting apparatus 1 can be miniaturized.

また、突出部１４２は放射線検出素子１０の周囲に環状に設けられ、透光部１４３は突出部１４２の内周部の全周に亘って設けられるので、透光部１４３が内周部の一部のみに設けられる場合と比較して、ケース部１４の密閉を容易化して放射線検出装置１の製造を容易化することができる。 In addition, since the projecting portion 142 is provided in an annular shape around the radiation detecting element 10 and the translucent portion 143 is provided along the entire circumference of the inner peripheral portion of the protruding portion 142, the translucent portion 143 is provided at a portion of the inner peripheral portion. As compared with the case where the case portion 14 is provided only in the portion, the sealing of the case portion 14 can be facilitated, and the manufacture of the radiation detection apparatus 1 can be facilitated.

また、透光部１４３は筒状の部材であり、光源１５は突出部１４２内で透光部１４３の外周面に向けて配置されるので、光源１５からの光パルスを確実に放射線検出素子１０に照射することができる。 In addition, since the light transmitting portion 143 is a cylindrical member and the light source 15 is arranged in the protruding portion 142 toward the outer peripheral surface of the light transmitting portion 143, the light pulse from the light source 15 is reliably transmitted to the radiation detecting element 10. can be irradiated to

また、放射線検出素子１０から出力される電気パルスを増幅するアンプ回路１１がケース部１４の内部に配置されるので、アンプ回路１１の周囲の湿度を一定に維持することができる。従って、湿度変動によってアンプ回路１１の電気特性が変化してしまうのを防止し、放射線の測定精度を高めることができる。 Further, since the amplifier circuit 11 for amplifying the electric pulse output from the radiation detecting element 10 is arranged inside the case portion 14, the humidity around the amplifier circuit 11 can be kept constant. Therefore, it is possible to prevent the electrical characteristics of the amplifier circuit 11 from changing due to humidity fluctuations, and improve the radiation measurement accuracy.

［１－７．透光部１４３の外観］
図２は、透光部１４３の外観を示す。この図に示すように、透光部１４３は、筒状に形成されてよい。 [1-7. Appearance of Translucent Portion 143]
FIG. 2 shows the appearance of the translucent portion 143 . As shown in this figure, the translucent portion 143 may be formed in a tubular shape.

［２．変形例］
図３は、変形例に係る放射線検出装置１Ａを示す。 [2. Modification]
FIG. 3 shows a radiation detection apparatus 1A according to a modification.

放射線検出装置１Ａは、ケース部１４Ａおよび光源１５Ａを備える。
ケース部１４Ａは、ライトガイド１４４と、パッキン１４５とを有する。 The radiation detection apparatus 1A includes a case portion 14A and a light source 15A.
Case portion 14A has light guide 144 and packing 145 .

ライトガイド１４４は、透光部の一例であり、突出部１４２に設けられ、光源１５Ａからの光パルスを放射線検出素子１０に向けて透過させる（図中の白抜き矢印参照）。ライトガイド１４４は、環状に形成されており、入射面１４４１から入射される光パルスを導光して、放射線検出素子１０に対向した出射面１４４２から出射する。出射面１４４２は突出部１４２の内周部に設けられてよく、入射面１４４１は測定試料とは反対側に向くよう突出部１４２の基端部（図中下側の端部）に設けられてよい。ライトガイド１４４は、少なくとも１つの反射面を内部に有してよい。ライトガイド１４４は、測定試料側で内径が小さくなるように屈曲した形状を有してよく、測定試料側の端部の内周に出射面１４４２を有してよい。ライトガイド１４４は、支持板１４１の側周面と、支持板１４１の表面の外周部とに対向して配置されてよい。一例として、ライトガイド１４４は、支持板１４１と同型の孔部を有して支持板１４１を内部に嵌め込ませてよい。 The light guide 144 is an example of a light-transmitting portion, is provided on the protruding portion 142, and transmits light pulses from the light source 15A toward the radiation detecting element 10 (see white arrows in the drawing). The light guide 144 has an annular shape, guides a light pulse incident from an incident surface 1441 , and emits it from an exit surface 1442 facing the radiation detection element 10 . The exit surface 1442 may be provided on the inner peripheral portion of the protruding portion 142, and the incident surface 1441 is provided on the base end portion (lower end portion in the drawing) of the protruding portion 142 so as to face the side opposite to the measurement sample. good. Light guide 144 may have at least one reflective surface therein. The light guide 144 may have a bent shape such that the inner diameter becomes smaller on the measurement sample side, and may have an exit surface 1442 on the inner circumference of the end on the measurement sample side. The light guide 144 may be arranged to face the side peripheral surface of the support plate 141 and the outer peripheral portion of the surface of the support plate 141 . As an example, the light guide 144 may have a hole of the same shape as the support plate 141 and the support plate 141 may be fitted therein.

ライトガイド１４４は、パッキン１４５が着脱可能に嵌め込まれる溝部１４４０を有してよい。本実施形態では一例として、ライトガイド１４４は、支持板１４１の表面との対向面に溝部１４４０を有しているが、これに加えて／代えて、支持板１４１の側周面との対向面に溝部１４４０を有してもよいし、突出部１４２やケース部本体１４０の内周面との対向面に溝部１４４０を有してもよい。 The light guide 144 may have a groove 1440 into which the packing 145 is detachably fitted. In this embodiment, as an example, the light guide 144 has a groove 1440 on the surface facing the surface of the support plate 141. The groove portion 1440 may be provided in the inner peripheral surface of the case portion main body 140 or the protrusion portion 142 and the inner peripheral surface of the case portion main body 140 may be provided with the groove portion 1440 .

ライトガイド１４４は、光パルスを透過させる透明な材料で形成されればよく、本実施形態では一例として、ＰＥＴやアクリル樹脂等の透明なプラスチックで形成されるが、ガラスなどの他の材料で形成されてもよい。 The light guide 144 may be made of a transparent material that allows light pulses to pass therethrough. In this embodiment, as an example, the light guide 144 is made of transparent plastic such as PET or acrylic resin, but may be made of another material such as glass. may be

パッキン１４５は、シーリング部材の一例であり、環状に形成される。パッキン１４５は、Ｏリングであってよく、一例として５５ｍｍφ程度の大きさであってよい。パッキン１４５は、支持板１４１と、ライトガイド１４４との間に介在してよい。ライトガイド１４４に溝部１４４０が設けられている場合には、パッキン１４５は当該溝部１４４０に嵌め込まれてシーリングを行ってよい。 Packing 145 is an example of a sealing member and is formed in an annular shape. The packing 145 may be an O-ring and may have a size of about 55 mmφ, for example. A packing 145 may be interposed between the support plate 141 and the light guide 144 . If the light guide 144 is provided with a groove 1440, the packing 145 may be fitted into the groove 1440 for sealing.

光源１５Ａは、ライトガイド１４４の入射面１４４１に向けて配置される。本実施形態では一例として、光源１５Ａは、ケース部本体１４０の内部に配置されてよい。なお、図３では光源１５Ａを１つのみ図示しているが、複数の光源１５Ａがケース部本体１４０の内部で周方向に配置されてもよい。 The light source 15A is arranged facing the incident surface 1441 of the light guide 144 . In this embodiment, as an example, the light source 15A may be arranged inside the case body 140 . Although only one light source 15A is shown in FIG. 3, a plurality of light sources 15A may be arranged inside the case body 140 in the circumferential direction.

以上の放射線検出装置１Ａによれば、透光部としての環状のライトガイド１４４は入射面１４４１から入射される光パルスを導光して、放射線検出素子１０に対向した出射面１４４２から出射するので、光源１５Ａからの光パルスを確実に放射線検出素子１０に照射することができる。 According to the radiation detection apparatus 1A described above, the annular light guide 144 as the light transmitting portion guides the light pulse incident from the entrance surface 1441 and emits it from the exit surface 1442 facing the radiation detection element 10. , the radiation detection element 10 can be reliably irradiated with the light pulse from the light source 15A.

また、出射面１４４２は突出部１４２の内周部に設けられ、入射面１４４１は測定試料とは反対側に向くよう突出部１４２の基端部に設けられるので、光源１５Ａを突出部１４２の内部に設ける必要が無い分、光源１５Ａの配置の自由度を高めることができる。 In addition, the exit surface 1442 is provided on the inner periphery of the projecting portion 142, and the incident surface 1441 is provided on the base end portion of the projecting portion 142 so as to face the side opposite to the measurement sample. Since there is no need to provide the light source 15A, the degree of freedom in arranging the light source 15A can be increased.

また、ライトガイド１４４と支持板１４１との間に環状のパッキン１４５が介在するので、ケース部１４の内部を確実に密閉することができる。 Further, since the annular packing 145 is interposed between the light guide 144 and the support plate 141, the inside of the case portion 14 can be reliably sealed.

また、ライトガイド１４４にはパッキン１４５が着脱可能に嵌め込まれる溝部１４４０が設けられるので、ケース部１４の密閉を容易化することができる。 Further, since the light guide 144 is provided with the groove portion 1440 into which the packing 145 is detachably fitted, the sealing of the case portion 14 can be facilitated.

［２－１．ライトガイド１４４の外観］
図４は、ライトガイド１４４の外観を示す。この図に示すように、ライトガイド１４４は、環状に形成されて、一方の側（図中上側）で内径が小さくなるように屈曲した形状を有してよい。ライトガイド１４４は、当該一方の側の内周部に出射面１４４２を有し、他方の側に入射面１４４１を有してよい。 [2-1. Appearance of light guide 144]
FIG. 4 shows the appearance of the light guide 144. As shown in FIG. As shown in this figure, the light guide 144 may be formed in an annular shape and bent so that the inner diameter becomes smaller on one side (the upper side in the figure). The light guide 144 may have an exit surface 1442 on the inner periphery on one side and an entrance surface 1441 on the other side.

［３．その他の変形例］
なお、上記の実施形態においては、突出部１４２は放射線検出素子１０の周囲に環状に設けられることとして説明したが、放射線検出素子１０の側周面の少なくとも一部の領域の側方に設けられてもよい。この場合には、透光部１４３（またはライトガイド１４４）は、突出部１４２における放射線検出素子１０の側の部分に設けられてよい。この場合であっても、光パルスを放射線検出素子１０に確実に照射して動作チェックを行うことができる。突出部１４２が環状に設けられない場合には、ケース部本体１４０の開口部１４００のうち、突出部１４２が設けられていない部分において、支持板１４１がケース部本体１４０と一体的に設けられてもよい。 [3. Other Modifications]
In the above embodiment, the projecting portion 142 is provided in an annular shape around the radiation detecting element 10 , but it is provided on the side of at least a part of the side peripheral surface of the radiation detecting element 10 . may In this case, the translucent portion 143 (or the light guide 144) may be provided on the portion of the projecting portion 142 on the side of the radiation detection element 10. FIG. Even in this case, it is possible to reliably irradiate the radiation detection element 10 with a light pulse and perform an operation check. If the projecting portion 142 is not annularly provided, the support plate 141 is provided integrally with the case portion main body 140 in a portion of the opening 1400 of the case portion main body 140 where the projecting portion 142 is not provided. good too.

また、光源１５から出射される光パルスが透光部１４３やライトガイド１４４を通って放射線検出素子１０に入射することとして説明したが、光源１５から放射線検出素子１０までの光路上には、コリメータやミラーなどの他の光学部材が更に配置されてもよい。 Further, although the light pulse emitted from the light source 15 has been described as entering the radiation detection element 10 through the light transmitting portion 143 and the light guide 144, there is a collimator on the optical path from the light source 15 to the radiation detection element 10. and other optical members such as mirrors may be further arranged.

また、光源１５，１５Ａを発光体として説明したが、発光体から供給された光を出射する光ファイバの端部でもよい。この場合には、発光体はケース部１４，１４Ａの外部に設けられてもよい。これにより、ケース部１４，１４Ａの内部を簡素化して誤動作や故障を低減することができる。また、光源１５，１５Ａとして発光体を用いる場合と比較して、光源１５，１５Ａを小型化することができる分、配置の自由度を高めることができる。一例として、図３を用いて説明した変形例における光源１５Ａが光ファイバの端部である場合には、当該光源１５Ａは支持板１４１の側周面と、突出部１４２の内周面との間に設けられてもよい。 Also, although the light sources 15 and 15A have been described as light emitters, they may be ends of optical fibers that emit light supplied from the light emitters. In this case, the light emitter may be provided outside the case portions 14 and 14A. This makes it possible to simplify the interior of the case portions 14 and 14A and reduce malfunctions and failures. In addition, compared to the case of using light emitters as the light sources 15 and 15A, the light sources 15 and 15A can be miniaturized, and the degree of freedom in arrangement can be increased. As an example, when the light source 15A in the modified example described with reference to FIG. may be provided in

また、パッキン１４５が嵌め込まれる溝部１４４０がライトガイド１４４に設けられることとして説明したが、支持板１４１や突出部１４２、ケース部本体１４０におけるライトガイド１４４との対向面に設けられてもよい。 Further, although the groove 1440 into which the packing 145 is fitted is provided in the light guide 144 , it may be provided on the support plate 141 , the projection 142 , or the surface of the case main body 140 facing the light guide 144 .

また、放射線検出装置１がアンプ回路１１、制御回路１２およびコネクタ１３を備えることとして説明したが、これらの少なくとも１つは放射線検出装置１に接続される外部機器に具備されてもよい。 Also, although the radiation detection apparatus 1 has been described as including the amplifier circuit 11 , the control circuit 12 and the connector 13 , at least one of these may be included in an external device connected to the radiation detection apparatus 1 .

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as actions, procedures, steps, and stages in the devices, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly "before", "before etc., and it should be noted that they can be implemented in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the specification, and the drawings, even if the description is made using "first," "next," etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. not a thing

１ 放射線検出装置、１０ 放射線検出素子、１１ アンプ回路、１２ 制御回路、１３ コネクタ、１４ ケース部、１５ 光源、１４０ ケース部本体、１４１ 支持板、１４２ 突出部、１４３ 透光部、１４４ ライトガイド、１４５ パッキン、１４００ 開口部、１４０１ 底部、１４４０ 溝部、１４４１ 入射面、 １４４２ 出射面 1 Radiation Detecting Device 10 Radiation Detecting Element 11 Amplifier Circuit 12 Control Circuit 13 Connector 14 Case Part 15 Light Source 140 Case Main Body 141 Supporting Plate 142 Protruding Part 143 Translucent Part 144 Light Guide 145 packing, 1400 opening, 1401 bottom, 1440 groove, 1441 entrance surface, 1442 exit surface

Claims (11)

内部を密閉するケース部と、
表面の少なくとも一部が前記ケース部の外部に露出される半導体式の放射線検出素子と、
動作チェック用の光パルスを出射する光源と、
を備え、
前記ケース部は、
前記放射線検出素子の表面よりも測定試料の側に突出して設けられる突出部と、
前記突出部に設けられ、前記光源からの前記光パルスを前記放射線検出素子に向けて透過させる透光部と、
を有する放射線検出装置。 a case portion that seals the inside;
a semiconductor-type radiation detection element having at least a portion of its surface exposed to the outside of the case;
a light source that emits light pulses for operation check;
with
The case part is
a protruding portion provided protruding toward the measurement sample side from the surface of the radiation detection element;
a translucent portion provided in the protruding portion and transmitting the light pulse from the light source toward the radiation detection element;
A radiation detection device having 前記透光部は、前記放射線検出素子の表面のうち、前記ケース部の外部に露出された領域に向けて前記光パルスを透過させる、請求項１に記載の放射線検出装置。 2. The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein said light transmitting portion transmits said light pulse toward a region of the surface of said radiation detecting element exposed to the outside of said case portion. 前記突出部は、前記放射線検出素子の側周面の少なくとも一部の領域の側方に設けられ、
前記透光部は、前記突出部における前記放射線検出素子の側の部分に設けられる、請求項１または２に記載の放射線検出装置。 the projecting portion is provided on the side of at least a partial region of the side peripheral surface of the radiation detection element,
3. The radiation detecting device according to claim 1, wherein said translucent portion is provided in a portion of said projecting portion on the side of said radiation detecting element. 前記突出部は、前記放射線検出素子の周囲に環状に設けられ、
前記透光部は、前記突出部の内周部の全周に亘って設けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線検出装置。 The protrusion is provided in a ring shape around the radiation detection element,
The radiation detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the translucent portion is provided along the entire circumference of the inner peripheral portion of the protruding portion. 前記透光部は、筒状の部材であり、
前記光源は、前記突出部内で前記透光部の外周面に向けて配置される、請求項４に記載の放射線検出装置。 The translucent part is a cylindrical member,
5. The radiation detecting device according to claim 4, wherein said light source is arranged within said projecting portion so as to face an outer circumferential surface of said translucent portion. 前記透光部は、入射面から入射される前記光パルスを導光して、前記放射線検出素子に対向した出射面から出射する環状のライトガイドであり、
前記光源は、前記入射面に向けて配置される、請求項４に記載の放射線検出装置。 The light transmitting portion is an annular light guide that guides the light pulse incident from the incident surface and emits it from an output surface facing the radiation detection element,
5. The radiation detection apparatus according to claim 4, wherein said light source is arranged to face said incident surface. 前記出射面は、前記突出部の内周部に設けられ、
前記入射面は、測定試料とは反対側に向くよう前記突出部の基端部に設けられる、請求項６に記載の放射線検出装置。 The exit surface is provided on the inner periphery of the protrusion,
7. The radiation detection apparatus according to claim 6, wherein said incident surface is provided at the base end of said projecting portion so as to face the side opposite to the measurement sample. 前記ケース部は、前記放射線検出素子を裏面側から支持する支持板と、
前記透光部および前記支持板の間に介在する環状のシーリング部材とを有し、
前記透光部は、測定試料側で内径が小さくなるように屈曲した形状を有し、前記支持板の側周面と、前記支持板の表面の外周部とに対向して配置される、請求項６または７に記載の放射線検出装置。 The case portion includes a support plate that supports the radiation detection element from the back side;
an annular sealing member interposed between the translucent portion and the support plate;
The light-transmitting part has a shape bent so that the inner diameter becomes smaller on the side of the measurement sample, and is arranged so as to face the side peripheral surface of the support plate and the outer peripheral part of the surface of the support plate. Item 8. The radiation detection device according to Item 6 or 7. 前記透光部は、前記シーリング部材としてのパッキンが着脱可能に嵌め込まれる溝部を有する、請求項８に記載の放射線検出装置。 9. The radiation detection device according to claim 8, wherein said translucent part has a groove part into which a packing as said sealing member is detachably fitted. 前記ケース部の内部に配置され、前記放射線検出素子から出力される電気パルスを増幅するアンプ回路をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の放射線検出装置。 10. The radiation detecting apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising an amplifier circuit arranged inside said case portion for amplifying an electric pulse output from said radiation detecting element. 前記放射線検出素子はα線を検出する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the radiation detection element detects α-rays.
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