JPH0672930B2 - 半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置 - Google Patents
半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置Info
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- JPH0672930B2 JPH0672930B2 JP63281300A JP28130088A JPH0672930B2 JP H0672930 B2 JPH0672930 B2 JP H0672930B2 JP 63281300 A JP63281300 A JP 63281300A JP 28130088 A JP28130088 A JP 28130088A JP H0672930 B2 JPH0672930 B2 JP H0672930B2
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- radiation
- radiation detector
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置
に関するものである。
に関するものである。
放射線を利用したり、或いは放射線からの防護を必要と
する大学、病院、研究所及び原子力発電所等において
は、放射線検出器が用いられる。放射線検出器として
は、ｐ型とｎ型の半導体を接合して成るダイオードの該
ｐ型に負、ｎ型に正という逆バイアス電圧を印加するこ
とにより、その内部に空乏層を形成させ、放射線に対す
る感度を持たせた半導体式放射線検出器が良く知られて
いる。
する大学、病院、研究所及び原子力発電所等において
は、放射線検出器が用いられる。放射線検出器として
は、ｐ型とｎ型の半導体を接合して成るダイオードの該
ｐ型に負、ｎ型に正という逆バイアス電圧を印加するこ
とにより、その内部に空乏層を形成させ、放射線に対す
る感度を持たせた半導体式放射線検出器が良く知られて
いる。
かかる半導体式放射線検出器においては、印加する逆バ
イアス電圧が適正な範囲内にないと、形成される空乏層
の容積も適正な範囲を外れ、その結果、感度が狂ってし
まい、誤検出を招くこともある。従って半導体式放射線
検出器におけるバイアス異常の有無検出は、その健全性
確認のために必要なことと言える。本発明は、このよう
な意味において大切な半導体式放射線検出器のバイアス
異常検出装置に関するものである。
イアス電圧が適正な範囲内にないと、形成される空乏層
の容積も適正な範囲を外れ、その結果、感度が狂ってし
まい、誤検出を招くこともある。従って半導体式放射線
検出器におけるバイアス異常の有無検出は、その健全性
確認のために必要なことと言える。本発明は、このよう
な意味において大切な半導体式放射線検出器のバイアス
異常検出装置に関するものである。
従来、発電所等の事業所において各ブロック毎に設置さ
れるエリアモニタとしての放射線検出器においては、そ
の健全性を確認する手段として次のような方式が採られ
てきた。
れるエリアモニタとしての放射線検出器においては、そ
の健全性を確認する手段として次のような方式が採られ
てきた。
即ち、微弱な放射線源（バグソースという）を検出器
の近傍に常時設置しておき、それによって或る一定の指
示を検出器の指示計に常時与えるようにして検出器を構
成する測定系の異常を検知する。放射線検出器に逆バ
イアス電圧を与えるためのバイアス電源を監視していて
その異常を検出するようにする。放射線検出器に供給
する電源電圧をその送電側で監視していてコネクタ（電
源、信号を一体化した全体）の接続不良の有無を検知す
る。
の近傍に常時設置しておき、それによって或る一定の指
示を検出器の指示計に常時与えるようにして検出器を構
成する測定系の異常を検知する。放射線検出器に逆バ
イアス電圧を与えるためのバイアス電源を監視していて
その異常を検出するようにする。放射線検出器に供給
する電源電圧をその送電側で監視していてコネクタ（電
源、信号を一体化した全体）の接続不良の有無を検知す
る。
そのほか、放射線検出器について定期的な点検を行う場
合等では、検出器に電荷パルスを供給し、該パルスの繰
り返しし周波数を変化させることにより所定の測定レン
ジ内で検出器が正常に機能するか否かの確認が行われて
きた。
合等では、検出器に電荷パルスを供給し、該パルスの繰
り返しし周波数を変化させることにより所定の測定レン
ジ内で検出器が正常に機能するか否かの確認が行われて
きた。
従来の電荷パルスを供給して検出器が正常に機能するか
否かの確認を行う方法では、検出端を除いた増幅器以降
の電子回路の健全性しか確認できず、検出端を含めた検
出ループ全体の健全性チエックは不可能であった。また
バグソースを使用して健全性を確認する上記の方法
は、検出端（センサ）を含めた検出ループ全体の健全性
チエックは出来るものの、バグソースとしての放射線源
を常時用意しなけれならず煩瑣であるということや、測
定レンジの全ての範囲にわたって健全性チエックが可能
なものではないという問題があった。
否かの確認を行う方法では、検出端を除いた増幅器以降
の電子回路の健全性しか確認できず、検出端を含めた検
出ループ全体の健全性チエックは不可能であった。また
バグソースを使用して健全性を確認する上記の方法
は、検出端（センサ）を含めた検出ループ全体の健全性
チエックは出来るものの、バグソースとしての放射線源
を常時用意しなけれならず煩瑣であるということや、測
定レンジの全ての範囲にわたって健全性チエックが可能
なものではないという問題があった。
また上記，の方法も、必ずしも信頼度が高くない等
の問題があり、決して充分なものではなかった。
の問題があり、決して充分なものではなかった。
本発明の目的は、検出端（センサ、具体的には半導体放
射線検出素子）を含めた検出ループ全体の健全性チエッ
クが可能であるばかりか、測定レンジの全ての範囲にわ
たっての健全性チエックが可能であり、信頼度も高い放
射線検出器の健全性チエック手段としての半導体式放射
線検出器のバイアス異常検出装置を提供することにあ
る。
射線検出素子）を含めた検出ループ全体の健全性チエッ
クが可能であるばかりか、測定レンジの全ての範囲にわ
たっての健全性チエックが可能であり、信頼度も高い放
射線検出器の健全性チエック手段としての半導体式放射
線検出器のバイアス異常検出装置を提供することにあ
る。
上記目的達成のため、本発明では、ｐ型とｎ型の半導体
を接合して成るダイオードの該ｐ型に負、ｎ型に正とい
う逆バイアス電圧を印加することにより、その内部に空
乏層を形成させ、放射線に対する感度を持たせた半導体
式放射線検出器に関して前記逆バイアス電圧の異常の有
無を検出するためのバイアス異常検出装置において、 前記放射線検出器に対して放射線によるそれと類似な出
力を持たせ得る光パルスの発生手段（LED 発光ダイオ
ード）と、前記光パルス発生手段（LED）を制御して、
発生する光パルスの繰り返し周波数を調節する周波数調
節手段と、光パルスがその放射線検出器に照射されたこ
とにより前記半導体式放射線検出器から出力されるパル
ス波高値を監視して前記逆バイアス電圧の異常の有無を
判別する判別手段と、を具備した。
を接合して成るダイオードの該ｐ型に負、ｎ型に正とい
う逆バイアス電圧を印加することにより、その内部に空
乏層を形成させ、放射線に対する感度を持たせた半導体
式放射線検出器に関して前記逆バイアス電圧の異常の有
無を検出するためのバイアス異常検出装置において、 前記放射線検出器に対して放射線によるそれと類似な出
力を持たせ得る光パルスの発生手段（LED 発光ダイオ
ード）と、前記光パルス発生手段（LED）を制御して、
発生する光パルスの繰り返し周波数を調節する周波数調
節手段と、光パルスがその放射線検出器に照射されたこ
とにより前記半導体式放射線検出器から出力されるパル
ス波高値を監視して前記逆バイアス電圧の異常の有無を
判別する判別手段と、を具備した。
半導体式放射線検出器は、既に述べたように、ｐ型とｎ
型の半導体を接合して成るダイオードの該ｐ型に負、ｎ
型に正という逆バイアス電圧を印加することにより、そ
の内部に空乏層を形成させ、放射線に対する感度を持た
せたものであるが、空乏層は、放射線に対してだけでな
く、発光ダイオード（LED）からの光（特に赤外光）に
対して感度を持っている。
型の半導体を接合して成るダイオードの該ｐ型に負、ｎ
型に正という逆バイアス電圧を印加することにより、そ
の内部に空乏層を形成させ、放射線に対する感度を持た
せたものであるが、空乏層は、放射線に対してだけでな
く、発光ダイオード（LED）からの光（特に赤外光）に
対して感度を持っている。
そこで発光ダイオード（LED）を駆動するドライバにオ
シレータ（発振器）からの発振出力を供給してドライブ
させ、かつその発振周波数を連続的に可変させる。かか
る発光ダイオード（LED）からの光パルスを直接、又は
半導体式放射線検出器の有感波長帯域内で減衰度の低い
光ガイド等を介して検出器のセンサ面に入射させると、
センサを構成している半導体ダイオードに逆バイアス電
圧が印加されてその内部に空乏層が形成されていれば、
その光パルスに対応した電荷パルスが該検出器の出力と
して出力される。
シレータ（発振器）からの発振出力を供給してドライブ
させ、かつその発振周波数を連続的に可変させる。かか
る発光ダイオード（LED）からの光パルスを直接、又は
半導体式放射線検出器の有感波長帯域内で減衰度の低い
光ガイド等を介して検出器のセンサ面に入射させると、
センサを構成している半導体ダイオードに逆バイアス電
圧が印加されてその内部に空乏層が形成されていれば、
その光パルスに対応した電荷パルスが該検出器の出力と
して出力される。
かかる電荷パルスは、何れも特定の波高値をもったもの
に限られ、縦軸に入射パルスの頻度をとり、横軸に電荷
パルスの波高値をとると、単一ピーク状の波高値分布
（後述の第２図（イ）に示される如き）が得られる。こ
のような単一ピーク状の波高値分布になるという点を除
けば、光パルスを入射させて得られる電荷パルスも、放
射線を入射させて得られる電荷パルスも大差はない。
に限られ、縦軸に入射パルスの頻度をとり、横軸に電荷
パルスの波高値をとると、単一ピーク状の波高値分布
（後述の第２図（イ）に示される如き）が得られる。こ
のような単一ピーク状の波高値分布になるという点を除
けば、光パルスを入射させて得られる電荷パルスも、放
射線を入射させて得られる電荷パルスも大差はない。
従って、かかる発光ダイオード（LED）からの光パルス
を放射線の代わりに用いることで、検出端（センサ）を
含めた放射線検出器ループの全体の健全性チエックがで
きる。また発光ダイオード（LED）からの光パルスの繰
り返し周波数を連続的に可変させることで、検出端（セ
ンサ）に入射する放射線量を増減させたことと等価な効
果が得られるので、任意の線量率に対する健全性チエッ
クが可能になる。
を放射線の代わりに用いることで、検出端（センサ）を
含めた放射線検出器ループの全体の健全性チエックがで
きる。また発光ダイオード（LED）からの光パルスの繰
り返し周波数を連続的に可変させることで、検出端（セ
ンサ）に入射する放射線量を増減させたことと等価な効
果が得られるので、任意の線量率に対する健全性チエッ
クが可能になる。
一方、かかる光パルスが検出端（センサ）内部の空乏層
に入射することに起因して出力される出力パルスの波高
値は、検出端（センサ）のもつ静電容量の影響を受け、
該静電容量が大きくなるほど、即ち同一の検出端（セン
サ）ならばバイアス電圧が低下するほど、次式に従って
低下する。
に入射することに起因して出力される出力パルスの波高
値は、検出端（センサ）のもつ静電容量の影響を受け、
該静電容量が大きくなるほど、即ち同一の検出端（セン
サ）ならばバイアス電圧が低下するほど、次式に従って
低下する。
Ｑ＝CV ここでＱは光パルス（或いは放射線）によって検出端
（センサ）内に作られた電荷量、Ｃは検出端（センサ）
のもつ静電容量、Ｖは電気信号として取り出した場合の
波高値（電圧値）である。
（センサ）内に作られた電荷量、Ｃは検出端（センサ）
のもつ静電容量、Ｖは電気信号として取り出した場合の
波高値（電圧値）である。
第２図は、縦軸にかかる光パルスの入射頻度を、横軸に
出力パルスの波高値を、それぞれとって表わした波高値
分布特性である。
出力パルスの波高値を、それぞれとって表わした波高値
分布特性である。
同図で（イ）で示した光パルスによる波高値分布特性
が、検出端（センサ）に印加する逆バイアス電圧が適正
な範囲にあるときのそれを示しているとすれば、破線で
示した特性（ハ）は、逆バイアス電圧が高過ぎる場合、
破線で示した特性（ロ）は、逆バイアス電圧が低過ぎる
場合、のそれを示している。
が、検出端（センサ）に印加する逆バイアス電圧が適正
な範囲にあるときのそれを示しているとすれば、破線で
示した特性（ハ）は、逆バイアス電圧が高過ぎる場合、
破線で示した特性（ロ）は、逆バイアス電圧が低過ぎる
場合、のそれを示している。
従って検出端（センサ）に光パルスを入射して得られる
出力パルスの波高値分布特性を監視すれば、検出端（セ
ンサ）に印加する逆バイアス電圧が適正な範囲にあるか
否かを判別すことができる。
出力パルスの波高値分布特性を監視すれば、検出端（セ
ンサ）に印加する逆バイアス電圧が適正な範囲にあるか
否かを判別すことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、１はライトガイド、２は半導体放射線検出
素子（センサ）、３は信号増幅器、４は波高弁別器
（Ａ）、５は波高弁別器（Ｂ）、６はアンドゲート、７
はナンドゲート、８はオアゲート、９は異常検出出力、
10は発光ダイオード（LED）、11はLEDドライバ、12はオ
シレータ（発振器）、13は周波数調節器、14はバイアス
電源（逆バイアス電圧の発生源）、である。
図において、１はライトガイド、２は半導体放射線検出
素子（センサ）、３は信号増幅器、４は波高弁別器
（Ａ）、５は波高弁別器（Ｂ）、６はアンドゲート、７
はナンドゲート、８はオアゲート、９は異常検出出力、
10は発光ダイオード（LED）、11はLEDドライバ、12はオ
シレータ（発振器）、13は周波数調節器、14はバイアス
電源（逆バイアス電圧の発生源）、である。
波高弁別器（Ａ）４は第２図に示す波高値L1を超えた出
力パルスのみを出力するように予め設定されており、波
高弁別器（Ｂ）５は第２図に示す波高値L2を超えた出力
パルスのみを出力するように予め設定されている。
力パルスのみを出力するように予め設定されており、波
高弁別器（Ｂ）５は第２図に示す波高値L2を超えた出力
パルスのみを出力するように予め設定されている。
第１図において、半導体放射線検出素子（センサ）２
は、バイアス電源14によって適正な逆バイアス電圧を供
給されて、その内部に適正な空乏層容積を形成している
ものとする。発光ダイオード（LED）10は、オシレータ1
2によりドライバ11を介して駆動され、光パルスを発生
してライトガイド１を介して半導体放射線検出素子（セ
ンサ）２を照射する。
は、バイアス電源14によって適正な逆バイアス電圧を供
給されて、その内部に適正な空乏層容積を形成している
ものとする。発光ダイオード（LED）10は、オシレータ1
2によりドライバ11を介して駆動され、光パルスを発生
してライトガイド１を介して半導体放射線検出素子（セ
ンサ）２を照射する。
その結果、半導体放射線検出素子（センサ）２から電荷
パルスが発生し、これは信号増幅器３により増幅されて
電圧信号となる。
パルスが発生し、これは信号増幅器３により増幅されて
電圧信号となる。
この場合、電圧信号は第２図において（イ）で示す如
き、弁別波高値L1を超えた分布をとるので、波高弁別器
（Ａ）４は出力を生じるが、弁別波高値L2を超えるには
至っていないので、波高弁別器（Ｂ）５は出力を生ぜ
ず、従ってオアゲート９から異常検知出力９が出力され
ることはない。
き、弁別波高値L1を超えた分布をとるので、波高弁別器
（Ａ）４は出力を生じるが、弁別波高値L2を超えるには
至っていないので、波高弁別器（Ｂ）５は出力を生ぜ
ず、従ってオアゲート９から異常検知出力９が出力され
ることはない。
仮にバイアス電源14によって供給される逆バイアス電圧
が適正な範囲を下回っており、その結果、信号増幅器３
から出力される電圧信号が第２図の（ハ）で示す如き波
高値分布をとったとすると、これは弁別波高値L1もL2も
両方を下回っているので、波高弁別器（Ａ）４も波高弁
別器（Ｂ）５も出力を生せず、従ってナンドゲート７か
ら出力が出てオアゲート８を介して異常検知出力９とな
って出力される。
が適正な範囲を下回っており、その結果、信号増幅器３
から出力される電圧信号が第２図の（ハ）で示す如き波
高値分布をとったとすると、これは弁別波高値L1もL2も
両方を下回っているので、波高弁別器（Ａ）４も波高弁
別器（Ｂ）５も出力を生せず、従ってナンドゲート７か
ら出力が出てオアゲート８を介して異常検知出力９とな
って出力される。
またバイアス電源14によって供給される逆バイアス電圧
が適正な範囲を上回っており、その結果、信号増幅器３
から出力される電圧信号が第２図の（ロ）で示す如き波
高値分布をとったとすると、これは弁別波高値L1もL2も
両方を上回っているので、波高弁別器（Ａ）４も波高弁
別器（Ｂ）５も出力を生じ、従ってアンドゲート６から
出力が出てオアゲート８を介して異常検知出力９となっ
て出力される。
が適正な範囲を上回っており、その結果、信号増幅器３
から出力される電圧信号が第２図の（ロ）で示す如き波
高値分布をとったとすると、これは弁別波高値L1もL2も
両方を上回っているので、波高弁別器（Ａ）４も波高弁
別器（Ｂ）５も出力を生じ、従ってアンドゲート６から
出力が出てオアゲート８を介して異常検知出力９となっ
て出力される。
周波数調節器13を調節してオシレータ12からの発振周波
数を変えれば、半導体放射線検出素子（センサ）２に入
射する放射線量を増減させたのと等価な効果が得られる
ので、測定レンジを変えての健全性チエックに相当する
ことを容易に行うことができる。
数を変えれば、半導体放射線検出素子（センサ）２に入
射する放射線量を増減させたのと等価な効果が得られる
ので、測定レンジを変えての健全性チエックに相当する
ことを容易に行うことができる。
半導体放射線検出素子（センサ）２は、製品毎にその特
性（放射線に対する感度）が微妙にバラツクことがあ
る。その場合には、周波数調節器13を調節して、どの半
導体放射線検出素子（センサ）２も同一感度になるよう
にLEDドライバ11を制御してやれば、半導体放射線検出
素子（センサ）２以降、信号増幅器３以下の電子回路を
どの製品（半導体放射線検出素子）に対しても共通とす
ることができる。
性（放射線に対する感度）が微妙にバラツクことがあ
る。その場合には、周波数調節器13を調節して、どの半
導体放射線検出素子（センサ）２も同一感度になるよう
にLEDドライバ11を制御してやれば、半導体放射線検出
素子（センサ）２以降、信号増幅器３以下の電子回路を
どの製品（半導体放射線検出素子）に対しても共通とす
ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、放射線源を使用
することなしに、半導体放射線検出素子（センサ）から
線量率指示計に至る全測定ループの健全性チエックが容
易に可能となるほか、測定系の上限校正、下限校正、窒
息検知（大量な放射線が照射されたことにより信号増幅
器が飽和して放射線の計測が不能になること）の機能確
認作業が極めて短時間に、かつ遠隔の場所からでも容易
に実施可能になるという利点がある。
することなしに、半導体放射線検出素子（センサ）から
線量率指示計に至る全測定ループの健全性チエックが容
易に可能となるほか、測定系の上限校正、下限校正、窒
息検知（大量な放射線が照射されたことにより信号増幅
器が飽和して放射線の計測が不能になること）の機能確
認作業が極めて短時間に、かつ遠隔の場所からでも容易
に実施可能になるという利点がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
半導体放射線検出素子（センサ）から出力される電荷パ
ルスの波高値分布特性を示す特性図、である。 符号の説明 １……ライトガイド、２……半導体放射線検出素子（セ
ンサ）、３……信号増幅器、４……波高弁別器（Ａ）、
５……波高弁別器（Ｂ）、６……アンドゲート、７……
ナンドゲート、８……オアゲート、９……異常検出出
力、10……発光ダイオード（LED）、11……LEDドライ
バ、12……オシレータ、13……周波数調節器、14……バ
イアス電源。
半導体放射線検出素子（センサ）から出力される電荷パ
ルスの波高値分布特性を示す特性図、である。 符号の説明 １……ライトガイド、２……半導体放射線検出素子（セ
ンサ）、３……信号増幅器、４……波高弁別器（Ａ）、
５……波高弁別器（Ｂ）、６……アンドゲート、７……
ナンドゲート、８……オアゲート、９……異常検出出
力、10……発光ダイオード（LED）、11……LEDドライ
バ、12……オシレータ、13……周波数調節器、14……バ
イアス電源。
Claims (1)
- 【請求項１】ｐ型とｎ型の半導体を接合して成るダイオ
ードの該ｐ型に負、ｎ型に正という逆バイアス電圧を印
加することにより、その内部に空乏層を形成させ、放射
線に対する感度を持たせた半導体式放射線検出器に関し
て前記逆バイアス電圧の異常の有無を検出するためのバ
イアス異常検出装置において、 前記空乏層に対して放射線によるそれと類似な感度を持
たせ得る光パルスの発生手段と、前記光パルス発生手段
を制御して、発生する光パルスの繰り返し周波数を調節
する周波数調節手段と、光パルスがその空乏層に照射さ
れたことにより前記半導体式放射線検出器から出力され
るパルス波高値を監視して前記逆バイアス電圧の異常の
有無を判別する判別手段と、を具備して成ることを特徴
とする半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281300A JPH0672930B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281300A JPH0672930B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02128184A JPH02128184A (ja) | 1990-05-16 |
| JPH0672930B2 true JPH0672930B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=17637151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63281300A Expired - Lifetime JPH0672930B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体式放射線検出器のバイアス異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672930B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004239783A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線モニタ |
| JP2010044020A (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Aloka Co Ltd | 放射線測定装置 |
| US7999218B2 (en) | 2006-09-27 | 2011-08-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radiation detector |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4528547B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-08-18 | 株式会社東芝 | 半導体放射線検出器の劣化異常検出装置 |
| JP4599188B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2010-12-15 | 株式会社東芝 | 放射線検出器 |
| JP4912983B2 (ja) | 2007-08-24 | 2012-04-11 | 株式会社東芝 | 放射線モニタ及びその動作確認方法 |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP63281300A patent/JPH0672930B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004239783A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線モニタ |
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