WO2023234153A1 - Radiation detection device, control method, and computer program - Google Patents
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Definitions
- a radiation detection device includes an openable and closable sample chamber in which a sample is placed, and a radiation detector that is placed inside the sample chamber and detects radiation generated from the sample. , adjusting the atmosphere by reducing the pressure inside the sample chamber in the closed state or filling it with a specific gas, and introducing air from outside the sample chamber into the inside of the sample chamber in the condition where the atmosphere has been adjusted.
- the radiation detector includes an atmosphere adjustment section and a control section, the radiation detector includes a radiation detection element, and a temperature sensor that measures an internal temperature of the radiation detector, and the control section includes a
- the atmosphere adjustment section is characterized in that the atmosphere adjusting section is controlled to adjust the timing of introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber based on the temperature.
- the radiation detector further includes a housing that houses the radiation detection element therein, and the housing has an open opening. do.
- the control unit after detecting radiation using the radiation detection element, causes the voltage application unit to stop applying voltage to the radiation detection element;
- the method is characterized in that the illumination section is turned on after voltage application to the radiation detection element is stopped.
- an electric field (potential gradient) is generated in the semiconductor portion 112, in which the potential is higher as it approaches the signal output electrode 115 and becomes lower as it is farther from the signal output electrode 115.
- the electrode layer 113 is connected to the voltage application section 42 .
- a voltage is applied to the electrode layer 113 from the voltage application unit 42 so that the potential of the electrode layer 113 is between the innermost curved electrode 114 and the outermost curved electrode 114 . In this way, an electric field is generated inside the semiconductor section 112, the potential of which increases as it approaches the signal output electrode 115.
- the radiation detector 1 may include a control board that controls voltage application from the voltage application section 42 to the preamplifier 12. This control board performs a process of stopping voltage application from the voltage application unit 42 to the preamplifier 12 when the intensity of the signal output from the preamplifier 12 exceeds a predetermined threshold. The control board stops the operation of the preamplifier 12 by stopping the voltage application. When the illumination light enters the radiation detection element 11 and the intensity of the current signal output from the radiation detection element 11 via the preamplifier 12 increases significantly, a malfunction such as a failure may occur. The control board prevents malfunctions such as failure of the preamplifier 12 by stopping the operation of the preamplifier 12 when the output current signal is too large. The control board may be placed outside the radiation detector 1.
- the signal processing section 43 and the analysis section 44 correspond to a spectrum generation section.
- the display unit 46 displays the spectrum of radiation. The user can check the spectrum of the characteristic X-rays generated from the sample 6.
- the analysis unit 44 may further perform information processing based on the radiation spectrum. For example, the analysis unit 44 performs qualitative or quantitative analysis of elements contained in the sample 6 based on the spectrum of characteristic X-rays from the sample 6.
- the calculation unit 31 determines that the atmosphere adjustment has not been completed yet.
- the reference time is a time longer than the target time.
- the pressure of the inert gas or dry air inside the sample chamber 2 be at least one atmosphere. By setting the pressure to one atmosphere or more, air from outside the sample chamber 2 is prevented from entering.
- the reference time is predetermined so that the pressure of the supplied inert gas or dry air becomes one atmosphere or more within the sample chamber 2. If the atmosphere adjustment is not completed (S5: NO), the control unit 3 repeats the process of S5. Note that the control unit 3 may omit the process of S5.
- the control unit 3 After introducing external air into the sample chamber 2, the control unit 3 ends outputting the standby instruction (S23).
- the calculation unit 31 causes the display unit 46 to finish displaying the image including the standby instruction.
- the control section 3 then opens the lid section 20 (S24).
- the calculation section 31 controls the opening/closing section 41 to open the lid section 20 by transmitting a control signal to the opening/closing section 41 through the interface section 35.
- the opening/closing section 41 opens the lid section 20
- the sample chamber 2 is placed in an open state.
- a process may be performed that allows the user to open the lid 20 manually. With the sample chamber 2 open, work such as taking out or replacing the sample 6 is performed.
- the control unit 3 ends the process.
- the radiation detector 1 includes the collimator 14, but the radiation detector 1 may not include the collimator 14.
- the radiation detector 1 may have a configuration in which the opening 171 is not provided, the radiation detector 1 is provided with a window having a window material, and the radiation transmitted through the window is detected.
- the radiation detection element 11 is housed in the housing 17, but the radiation detector 1 may not include the housing 17.
- the radiation detection device 100 includes the irradiation unit 22, but the radiation detection device 100 may not include the irradiation unit 22.
- a mode is shown in which characteristic X-rays from the sample 6 are detected as radiation, but the radiation detection device 100 may be in a mode that detects radiation other than X-rays.
- the radiation detection device 100 may use a radiation detection element 11 other than a semiconductor element.
- the radiation detection device 100 may use a photomultiplier tube as the radiation detection element 11.
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Abstract
Provided are a radiation detection device, a control method, and a computer program which make it possible to suppress failure of a radiation detector. This radiation detection device comprises: a sample chamber which can be opened and closed and inside of which a sample is to be disposed; a radiation detector which is disposed inside the sample chamber and which detects radiation generated from the sample; an atmosphere adjustment unit which makes atmosphere adjustment for reducing the pressure inside the sample chamber in a closed state or filling the inside with a specific gas and which introduces air outside the sample chamber into the inside of the sample chamber in a state where atmosphere adjustment has been made; and a control unit. The radiation detector has: a radiation detection element; a temperature adjustment unit for adjusting the temperature of the radiation detection element; and a temperature sensor for measuring the temperature of the inside of the radiation detector. The control unit, on the basis of the temperature measured by the temperature sensor, controls the atmosphere adjustment unit so as to adjust a timing for introducing air outside the sample chamber into the inside of the sample chamber.
Description
本発明は、放射線を検出するための放射線検出装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
The present invention relates to a radiation detection device, a control method, and a computer program for detecting radiation.
Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器には、半導体を用いた放射線検出素子を備えたものがある。放射線の検出感度を高めるために、放射線検出素子は、冷却された状態で使用されることが多い。冷却された放射線検出素子が空気に曝された場合は、放射線検出器内の部品にガス又は水分が吸着し、放射線検出器に故障等の不具合が発生することがある。従来の放射線検出器は、放射線が透過する窓材でなる窓で封じられたハウジングの中に、放射線検出素子を収容している。ハウジングの内側は減圧されており、放射線検出素子が空気に曝されることがなく、ガス又は水分が吸着して放射線検出器に不具合が発生することが防止される。特許文献１には、放射線検出器のハウジングの内側を減圧した状態にするための技術が開示されている。
Some radiation detectors that detect radiation such as X-rays are equipped with a radiation detection element using a semiconductor. In order to increase radiation detection sensitivity, radiation detection elements are often used in a cooled state. When the cooled radiation detection element is exposed to air, gas or moisture may be adsorbed to parts within the radiation detector, which may cause problems such as failure of the radiation detector. A conventional radiation detector houses a radiation detection element in a housing sealed with a window made of a window material through which radiation passes. The inside of the housing is under reduced pressure, so that the radiation detection element is not exposed to air, which prevents gas or moisture from adsorbing and causing problems in the radiation detector. Patent Document 1 discloses a technique for bringing the inside of the housing of a radiation detector into a reduced pressure state.
放射線検出器には、窓を設けていないものがある。このような放射線検出器では、ハウジングの内側に空気が侵入し、放射線検出器内の部品にガス又は水分が吸着し、放射線検出器に不具合が発生する可能性がある。
Some radiation detectors do not have windows. In such a radiation detector, air may enter the inside of the housing, gas or moisture may be adsorbed to parts within the radiation detector, and a malfunction may occur in the radiation detector.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放射線検出器の不具合を抑制することができる放射線検出装置、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a radiation detection device, a control method, and a computer program that can suppress defects in radiation detectors. .
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、内部に試料が配置される開閉可能な試料室と、前記試料室の内部に配置されており、前記試料から発生する放射線を検出する放射線検出器と、閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部と、制御部とを備え、前記放射線検出器は、放射線検出素子と、前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有し、前記制御部は、前記温度センサが測定した温度に基づいて、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入するタイミングを調整するように、前記雰囲気調整部を制御することを特徴とする。
A radiation detection device according to one embodiment of the present invention includes an openable and closable sample chamber in which a sample is placed, and a radiation detector that is placed inside the sample chamber and detects radiation generated from the sample. , adjusting the atmosphere by reducing the pressure inside the sample chamber in the closed state or filling it with a specific gas, and introducing air from outside the sample chamber into the inside of the sample chamber in the condition where the atmosphere has been adjusted. The radiation detector includes an atmosphere adjustment section and a control section, the radiation detector includes a radiation detection element, and a temperature sensor that measures an internal temperature of the radiation detector, and the control section includes a The atmosphere adjustment section is characterized in that the atmosphere adjusting section is controlled to adjust the timing of introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber based on the temperature.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出器の内部の温度を測定し、測定した温度に基づいて、試料室の内部へ外部の空気を導入するタイミングを制御する。試料室の内部に配置された放射線検出素子が冷却されている状態で試料室の内部へ外部の空気が導入された場合は、放射線検出素子にガス又は水分が吸着する。放射線検出素子が冷却されている場合には試料室の内部へ外部の空気を導入しないように、空気を導入するタイミングを制御することにより、放射線検出素子へガス又は水分が吸着することが抑制される。
In one form of the present invention, the radiation detection device measures the temperature inside the radiation detector, and controls the timing of introducing outside air into the sample chamber based on the measured temperature. When external air is introduced into the sample chamber while the radiation detection element disposed inside the sample chamber is cooled, gas or moisture is adsorbed to the radiation detection element. By controlling the timing of introducing air so that outside air is not introduced into the sample chamber when the radiation detection element is cooled, adsorption of gas or moisture to the radiation detection element can be suppressed. Ru.
本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記温度センサが測定した温度が所定の温度閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部に、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入させることを特徴とする。
In the radiation detection device according to one aspect of the present invention, the control unit may cause the atmosphere adjustment unit to send the sample chamber to the inside of the sample chamber when the temperature measured by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature threshold. It is characterized by introducing outside air.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出器の内部の温度が高い場合に、試料室の内部へ外部の空気を導入する。放射線検出器の内部の温度が高くなった状態では、放射線検出素子の温度も高くなっており、放射線検出素子へのガス又は水分の吸着は発生し難い。
In one form of the present invention, the radiation detection device introduces outside air into the sample chamber when the temperature inside the radiation detector is high. When the temperature inside the radiation detector is high, the temperature of the radiation detection element is also high, and adsorption of gas or moisture to the radiation detection element is difficult to occur.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部と、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付ける導入指示受付部とを更に備え、前記制御部は、前記導入指示受付部が前記導入指示を受け付けた場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子を加熱させることを特徴とする。
A radiation detection device according to one embodiment of the present invention includes a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the radiation detection element, and receives an introduction instruction that instructs to introduce air from outside the sample chamber into the sample chamber. and an introduction instruction receiving section, wherein the control section causes the temperature adjustment section to heat the radiation detection element when the introduction instruction receiving section receives the introduction instruction.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室の内部へ外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付けた場合に、放射線検出素子を加熱する。放射線検出素子を加熱することにより、放射線検出素子の温度を素早く上昇させ、試料室の内部へ外部の空気を導入するまでの時間を短縮することができる。
In one form of the present invention, the radiation detection device heats the radiation detection element when receiving an introduction instruction instructing to introduce external air into the sample chamber. By heating the radiation detection element, the temperature of the radiation detection element can be quickly raised, and the time required to introduce outside air into the sample chamber can be shortened.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料室の開放を待機することを指示する待機指示を出力する出力部を更に備え、前記制御部は、前記雰囲気調整部が前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する前の期間に、前記出力部に前記待機指示を出力させることを特徴とする。
The radiation detection device according to one aspect of the present invention further includes an output unit that outputs a standby instruction for instructing to wait for opening of the sample chamber, and the control unit is configured such that the atmosphere adjustment unit The method is characterized in that the output unit outputs the standby instruction during a period before introducing air from outside into the sample chamber.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室の内部へ外部の空気を導入する前の期間に、試料室の開放を待機することを指示する待機指示を出力する。待機指示が出力されることにより、使用者が試料室を無理に開放することが抑止される。
In one form of the present invention, the radiation detection device outputs a standby instruction to wait for opening of the sample chamber during a period before introducing outside air into the sample chamber. By outputting the standby instruction, the user is prevented from forcibly opening the sample chamber.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部と、前記試料室の内部のガス圧を測定するガス圧センサとを更に備え、前記制御部は、前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記ガス圧センサが測定したガス圧が所定の圧力閾値以下になった場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させることを特徴とする。
The radiation detection device according to one embodiment of the present invention further includes a temperature adjustment section that adjusts the temperature of the radiation detection element, and a gas pressure sensor that measures gas pressure inside the sample chamber, and the control section includes: When the atmosphere adjustment unit starts adjusting the atmosphere and the gas pressure measured by the gas pressure sensor becomes equal to or less than a predetermined pressure threshold, the temperature adjustment unit is configured to start cooling the radiation detection element. shall be.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室内のガス圧が所定の圧力閾値以下になった場合に、放射線検出素子の冷却を開始する。試料室が減圧された状態では、冷却された放射線検出素子にはガス又は水分が吸着し難く、放射線検出素子に特定のガスが吸着したとしても、不具合は発生し難い。このため、放射線検出器の不具合の発生が抑制される。
In one form of the present invention, the radiation detection device starts cooling the radiation detection element when the gas pressure in the sample chamber becomes equal to or less than a predetermined pressure threshold. When the sample chamber is under reduced pressure, gas or moisture is difficult to adsorb to the cooled radiation detection element, and even if a specific gas is adsorbed to the radiation detection element, problems are unlikely to occur. Therefore, occurrence of defects in the radiation detector is suppressed.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部を更に備え、前記制御部は、前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記試料室の内部へ前記特定のガスを所定時間供給した場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させることを特徴とする。
The radiation detection device according to one aspect of the present invention further includes a temperature adjustment section that adjusts the temperature of the radiation detection element, and the control section is configured to control the atmosphere adjustment section so that the atmosphere adjustment section starts adjusting the atmosphere, and the temperature adjustment section adjusts the temperature of the radiation detection element. The present invention is characterized in that when the specific gas is supplied for a predetermined period of time, the temperature adjustment section starts cooling the radiation detection element.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料室の内部へ特定のガスを所定時間供給した場合に、放射線検出素子の冷却を開始する。不活性ガス等の特定のガスが十分に試料室に供給された状態では、冷却された放射線検出素子には水分が吸着し難く、放射線検出素子に特定のガスが吸着したとしても、不具合は発生し難い。このため、放射線検出器の不具合の発生が抑制される。
In one form of the present invention, the radiation detection device starts cooling the radiation detection element when a specific gas is supplied into the sample chamber for a predetermined period of time. When a sufficient amount of a specific gas such as an inert gas is supplied to the sample chamber, it is difficult for the cooled radiation detection element to absorb moisture, and even if the specific gas is adsorbed to the radiation detection element, a malfunction will occur. It's difficult. Therefore, occurrence of defects in the radiation detector is suppressed.
本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記放射線検出器は、前記放射線検出素子を内部に収容するハウジングを更に有し、前記ハウジングは、塞がれていない開口部を有することを特徴とする。
In the radiation detection device according to one aspect of the present invention, the radiation detector further includes a housing that houses the radiation detection element therein, and the housing has an open opening. do.
本発明の一形態においては、放射線検出素子はハウジングに収容されており、ハウジングには窓材で塞がれていない開口部が設けられている。開口部を通過した放射線が放射線検出素子へ入射し、検出される。放射線検出装置は、エネルギーが低いために窓材を透過することができない放射線を検出することができる。
In one form of the present invention, the radiation detection element is housed in a housing, and the housing is provided with an opening that is not covered by a window material. The radiation that has passed through the opening enters the radiation detection element and is detected. The radiation detection device is capable of detecting radiation that cannot pass through the window material due to its low energy.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料へ放射線を照射する照射部と、前記放射線検出器が検出した放射線のスペクトルを生成するスペクトル生成部と、前記スペクトル生成部が生成したスペクトルを表示する表示部とを更に備えることを特徴とする。
A radiation detection device according to one embodiment of the present invention includes an irradiation unit that irradiates the sample with radiation, a spectrum generation unit that generates a spectrum of radiation detected by the radiation detector, and a spectrum generation unit that generates a spectrum of the radiation detected by the radiation detector. The apparatus is characterized by further comprising a display section for displaying information.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、試料へ放射線を照射し、試料から発生する放射線のスペクトルを生成し、生成したスペクトルを表示部に表示する。使用者は、試料から発生した放射線のスペクトルを確認することができる。
In one form of the present invention, the radiation detection device irradiates a sample with radiation, generates a spectrum of radiation generated from the sample, and displays the generated spectrum on a display unit. The user can check the spectrum of radiation generated from the sample.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、前記試料を照明するために点灯する照明部と、前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部とを更に備え、前記制御部は、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させた後に、前記照明部を点灯させ、前記照明部を消灯させた後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させることを特徴とする。
The radiation detection device according to one embodiment of the present invention further includes an illumination unit that lights up to illuminate the sample, and a voltage application unit that applies a voltage to the radiation detection element, and the control unit is configured to apply a voltage to the radiation detection element. After the part stops applying voltage to the radiation detection element, the illumination part is turned on, and after the illumination part is turned off, the voltage application part starts applying voltage to the radiation detection element. Features.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出素子への電圧印加を停止した後に、照明部を点灯する。照明光が放射線検出素子へ入射したとしても、放射線検出素子は動作しておらず、電流信号は出力されない。また、放射線検出装置は、照明部を消灯した後に、放射線検出素子への電圧印加を開始する。放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子には、照明光は入射しない。従って、放射線検出素子へ照明光が入射することを原因として放射線検出素子からの電流信号が増加することはなく、電流信号の増加によって不具合が発生することはない。
In one form of the present invention, the radiation detection device turns on the illumination section after stopping the voltage application to the radiation detection element. Even if the illumination light is incident on the radiation detection element, the radiation detection element is not operating and no current signal is output. Further, the radiation detection device starts applying voltage to the radiation detection element after turning off the illumination section. Illumination light does not enter the radiation detection element that has become capable of detecting radiation. Therefore, the current signal from the radiation detection element does not increase due to the illumination light entering the radiation detection element, and no problems occur due to the increase in the current signal.
本発明の一形態に係る放射線検出装置は、放射線の検出を開始することを指示する開始指示を受け付ける開始指示受付部を更に備え、前記制御部は、前記開始指示受付部が前記開始指示を受け付けた場合に、前記照明部を消灯させ、前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させることを特徴とする。
The radiation detection device according to one aspect of the present invention further includes a start instruction receiving unit that receives a start instruction instructing to start detecting radiation, and the control unit is configured such that the start instruction receiving unit receives the start instruction. In this case, the illumination section is turned off, and after the illumination section is turned off, the voltage application section is made to start applying voltage to the radiation detection element.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出の開始指示を受け付けた場合に、照明部を消灯し、放射線検出素子への電圧印加を開始する。使用者が開始指示を入力しただけで、放射線検出素子への照明光の入射を防止しながら、放射線検出が自動で行われる。
In one form of the present invention, when receiving an instruction to start radiation detection, the radiation detection device turns off the illumination section and starts applying voltage to the radiation detection element. When the user simply inputs a start instruction, radiation detection is automatically performed while preventing illumination light from entering the radiation detection element.
本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記放射線検出素子を用いた放射線の検出を行った後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させ、前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯させることを特徴とする。
In the radiation detection device according to one aspect of the present invention, after detecting radiation using the radiation detection element, the control unit causes the voltage application unit to stop applying voltage to the radiation detection element; The method is characterized in that the illumination section is turned on after voltage application to the radiation detection element is stopped.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出を行った後に、放射線検出素子への電圧印加を停止し、照明部を点灯する。放射線検出が行われた後は、動作している放射線検出素子への照明光の入射を防止しながら、試料の観察が可能となる。
In one form of the present invention, after performing radiation detection, the radiation detection device stops applying voltage to the radiation detection element and turns on the illumination section. After radiation detection is performed, the sample can be observed while preventing illumination light from entering the operating radiation detection element.
本発明の一形態に係る放射線検出装置では、前記制御部は、前記放射線検出素子への電圧印加が停止してから、所定の待機時間が経過した後に、前記照明部を点灯させることを特徴とする。
In the radiation detection device according to one aspect of the present invention, the control unit may turn on the illumination unit after a predetermined standby time has elapsed after the voltage application to the radiation detection element has stopped. do.
本発明の一形態においては、放射線検出装置は、放射線検出素子への電圧印加を停止してから所定の待機時間が経過した後に、照明部を点灯する。待機時間は、電圧を安定させるためのキャパシタが放電し、キャパシタから放射線検出素子へ印加される電圧が放射線検出器が動作しない電圧にまで変わる時間である。照明光が放射線検出素子へ入射したとしても、放射線検出素子は放射線検出のための動作を行っておらず、照明光による悪影響は生じない。
In one form of the present invention, the radiation detection device turns on the illumination section after a predetermined standby time has elapsed after stopping the voltage application to the radiation detection element. The standby time is the time during which the capacitor for stabilizing the voltage is discharged and the voltage applied from the capacitor to the radiation detection element changes to a voltage at which the radiation detector does not operate. Even if the illumination light enters the radiation detection element, the radiation detection element does not perform an operation for detecting radiation, and the illumination light does not cause any adverse effects.
本発明の一形態に係る制御方法は、内部に試料が配置される開閉可能な試料室と、前記試料室の内部に配置されており、前記試料から発生する放射線を検出する放射線検出器と、閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部とを備え、前記放射線検出器は、放射線検出素子と、前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有する放射線検出装置を制御する方法であって、前記温度センサが測定した温度を取得し、取得した前記温度が所定の閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部に、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入させることを特徴とする。
A control method according to one embodiment of the present invention includes: an openable and closable sample chamber in which a sample is placed; a radiation detector that is placed inside the sample chamber and detects radiation generated from the sample; An atmosphere in which the inside of the sample chamber in a closed state is adjusted by reducing the pressure or filling it with a specific gas, and introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber in which the atmosphere has been adjusted. an adjustment unit, the radiation detector is a method for controlling a radiation detection device having a radiation detection element and a temperature sensor that measures an internal temperature of the radiation detector, the radiation detector comprising: an adjustment unit; The method is characterized in that the temperature is acquired, and when the acquired temperature exceeds a predetermined threshold value, the atmosphere adjustment section is caused to introduce air from outside the sample chamber into the inside of the sample chamber.
本発明の一形態に係るコンピュータプログラムは、内部に試料が配置される開閉可能な試料室と、前記試料室の内部に配置されており、前記試料から発生する放射線を検出する放射線検出器と、閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部とを備え、前記放射線検出器は、放射線検出素子と、前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有する放射線検出装置を制御するコンピュータに、前記温度センサが測定した温度を取得し、取得した前記温度が所定の閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部により、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する処理を実行させることを特徴とする。
A computer program according to one embodiment of the present invention includes: an openable and closable sample chamber in which a sample is placed; a radiation detector placed inside the sample chamber to detect radiation generated from the sample; An atmosphere in which the inside of the sample chamber in a closed state is adjusted by reducing the pressure or filling it with a specific gas, and introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber in which the atmosphere has been adjusted. an adjustment unit, the radiation detector transmits the temperature measured by the temperature sensor to a computer that controls a radiation detection device having a radiation detection element and a temperature sensor that measures the temperature inside the radiation detector. The method is characterized in that when the obtained temperature exceeds a predetermined threshold value, the atmosphere adjustment section executes a process of introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber.
本発明の一形態においては、放射線検出器の内部の温度が取得され、放射線検出器の内部の温度が高い場合に、試料室の内部へ外部の空気が導入される。放射線検出器の内部の温度が高くなった状態では、放射線検出素子の温度も高くなっており、放射線検出素子へのガス又は水分の吸着は発生し難い。放射線検出素子が冷却されている状態では試料室の内部へ外部の空気を導入しないようになり、放射線検出素子へガス又は水分が吸着することが抑制される。
In one embodiment of the present invention, the temperature inside the radiation detector is acquired, and when the temperature inside the radiation detector is high, outside air is introduced into the sample chamber. When the temperature inside the radiation detector is high, the temperature of the radiation detection element is also high, and adsorption of gas or moisture to the radiation detection element is difficult to occur. When the radiation detection element is cooled, outside air is not introduced into the sample chamber, and adsorption of gas or moisture to the radiation detection element is suppressed.
本発明にあっては、放射線検出素子にガス又は水分が吸着することを原因とした放射線検出器の不具合が抑制される。このため、安定的に放射線検出を行うことができるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。
In the present invention, malfunctions of the radiation detector caused by adsorption of gas or moisture to the radiation detection element are suppressed. Therefore, the present invention has excellent effects such as being able to stably perform radiation detection.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、放射線検出装置１００の機能構成例を示すブロック図である。放射線検出装置１００は、例えば蛍光Ｘ線分析装置である。放射線検出装置１００は、試料６が載置される試料台２１と、試料６に電子線又はＸ線等の放射線を照射する照射部２２と、試料６を照明する照明部２３と、試料６を撮影する撮影部２４と、放射線検出器１とを備えている。照明部２３は、ＬＥＤ（light-emitting diode）等の光源を有し、光源の点灯及び消灯を行うことが可能である。光源が点灯することによって、照明部２３は、試料台２１に載置された試料６を照明する。撮影部２４は、照明部２３によって照明された試料６を撮影する。例えば、撮影部２４は、光学系と撮像素子とを有する。照射部２２から試料６へ放射線が照射され、試料６では蛍光Ｘ線等の特性Ｘ線が発生し、放射線検出器１は試料６から発生した特性Ｘ線を検出する。図中には、放射線及び特性Ｘ線を矢印で示している。なお、放射線検出装置１００は、試料台２１に載置させる方法以外の方法で試料６を保持する形態であってもよい。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of theradiation detection apparatus 100. The radiation detection device 100 is, for example, a fluorescent X-ray analysis device. The radiation detection apparatus 100 includes a sample stage 21 on which a sample 6 is placed, an irradiation unit 22 that irradiates the sample 6 with radiation such as an electron beam or an X-ray, an illumination unit 23 that illuminates the sample 6, and a It includes an imaging section 24 for imaging and a radiation detector 1. The illumination unit 23 has a light source such as an LED (light-emitting diode), and can turn on and off the light source. When the light source is turned on, the illumination section 23 illuminates the sample 6 placed on the sample stage 21. The photographing section 24 photographs the sample 6 illuminated by the illumination section 23 . For example, the photographing unit 24 includes an optical system and an image sensor. Radiation is irradiated from the irradiation unit 22 to the sample 6, characteristic X-rays such as fluorescent X-rays are generated in the sample 6, and the radiation detector 1 detects the characteristic X-rays generated from the sample 6. In the figure, radiation and characteristic X-rays are indicated by arrows. Note that the radiation detection apparatus 100 may be configured to hold the sample 6 by a method other than placing it on the sample stage 21.
図１は、放射線検出装置１００の機能構成例を示すブロック図である。放射線検出装置１００は、例えば蛍光Ｘ線分析装置である。放射線検出装置１００は、試料６が載置される試料台２１と、試料６に電子線又はＸ線等の放射線を照射する照射部２２と、試料６を照明する照明部２３と、試料６を撮影する撮影部２４と、放射線検出器１とを備えている。照明部２３は、ＬＥＤ（light-emitting diode）等の光源を有し、光源の点灯及び消灯を行うことが可能である。光源が点灯することによって、照明部２３は、試料台２１に載置された試料６を照明する。撮影部２４は、照明部２３によって照明された試料６を撮影する。例えば、撮影部２４は、光学系と撮像素子とを有する。照射部２２から試料６へ放射線が照射され、試料６では蛍光Ｘ線等の特性Ｘ線が発生し、放射線検出器１は試料６から発生した特性Ｘ線を検出する。図中には、放射線及び特性Ｘ線を矢印で示している。なお、放射線検出装置１００は、試料台２１に載置させる方法以外の方法で試料６を保持する形態であってもよい。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the
放射線検出装置１００は、試料室２を備えている。試料室２は、箱状であり、開閉可能な蓋部２０を有する。蓋部２０が閉鎖されることにより、試料室２は密閉される。蓋部２０には、蓋部２０を開閉駆動させる開閉部４１が連結されている。試料室２の内部には、試料台２１と、照射部２２と、照明部２３の少なくとも光源と、撮影部２４と、放射線検出器１とが配置されている。試料台２１に試料６が載置されることによって、試料室２の内部に試料６が配置される。照射部２２は、試料室２の外部から、試料室２の内部に配置された試料６へ放射線を照射する形態であってもよい。照明部２３は、試料室２の外部から、試料室２の内部に配置された試料６を照明する形態であってもよい。撮影部２４は、試料室２の外部から、試料室２の内部に配置された試料６を撮影する形態であってもよい。
The radiation detection device 100 includes a sample chamber 2. The sample chamber 2 is box-shaped and has a cover 20 that can be opened and closed. By closing the lid part 20, the sample chamber 2 is sealed. An opening/closing section 41 that drives the lid section 20 to open and close is connected to the lid section 20 . Inside the sample chamber 2, a sample stage 21, an irradiation section 22, at least a light source of an illumination section 23, an imaging section 24, and a radiation detector 1 are arranged. By placing the sample 6 on the sample stage 21, the sample 6 is placed inside the sample chamber 2. The irradiation unit 22 may be configured to irradiate the sample 6 placed inside the sample chamber 2 with radiation from outside the sample chamber 2 . The illumination unit 23 may be configured to illuminate the sample 6 placed inside the sample chamber 2 from outside the sample chamber 2 . The photographing unit 24 may be configured to photograph the sample 6 placed inside the sample chamber 2 from outside the sample chamber 2 .
放射線検出器１には、放射線検出素子１１、プリアンプ１２及び温度センサ１３が含まれている。プリアンプ１２は、一部が放射線検出器１の内部に含まれ他の部分が放射線検出器１の外部に配置されていてもよい。温度センサ１３は、放射線検出器１の内部の温度を測定する。例えば、温度センサ１３はサーミスタ又は熱電対を用いて構成されている。放射線検出器１には、放射線検出素子１１に放射線検出のために必要な電圧を印加する電圧印加部４２と、信号処理部４３とが接続されている。また、電圧印加部４２は、プリアンプ１２が動作するために必要な電圧を、プリアンプ１２に印加する。信号処理部４３には、分析部４４が接続されている。分析部４４はコンピュータを用いて構成されている。
The radiation detector 1 includes a radiation detection element 11, a preamplifier 12, and a temperature sensor 13. A part of the preamplifier 12 may be included inside the radiation detector 1 and another part may be arranged outside the radiation detector 1. Temperature sensor 13 measures the temperature inside radiation detector 1 . For example, the temperature sensor 13 is configured using a thermistor or a thermocouple. The radiation detector 1 is connected to a voltage application section 42 that applies a voltage necessary for radiation detection to the radiation detection element 11, and a signal processing section 43. Further, the voltage application section 42 applies a voltage necessary for the preamplifier 12 to operate to the preamplifier 12. An analysis section 44 is connected to the signal processing section 43 . The analysis section 44 is configured using a computer.
放射線検出装置１００は、制御部３を備えている。制御部３には、照射部２２、照明部２３、撮影部２４、放射線検出器１、開閉部４１、電圧印加部４２、信号処理部４３及び分析部４４が接続されている。制御部３は、照射部２２、照明部２３、撮影部２４、放射線検出器１、開閉部４１、電圧印加部４２、信号処理部４３及び分析部４４の動作を制御する。制御部３及び分析部４４には、操作部４５及び表示部４６が接続されている。操作部４５は、使用者からの操作を受け付けることにより、テキスト等の情報の入力を受け付ける。操作部４５は、例えばタッチパネル、キーボード又はポインティングデバイスである。表示部４６は、画像を表示する。表示部４６は、例えば、液晶ディスプレイ又はＥＬディスプレイ（Electroluminescent Display）である。
The radiation detection device 100 includes a control section 3. The control section 3 is connected to an irradiation section 22, an illumination section 23, an imaging section 24, a radiation detector 1, an opening/closing section 41, a voltage application section 42, a signal processing section 43, and an analysis section 44. The control section 3 controls the operations of the irradiation section 22, the illumination section 23, the imaging section 24, the radiation detector 1, the opening/closing section 41, the voltage application section 42, the signal processing section 43, and the analysis section 44. An operation section 45 and a display section 46 are connected to the control section 3 and analysis section 44 . The operation unit 45 accepts input of information such as text by accepting operations from the user. The operation unit 45 is, for example, a touch panel, a keyboard, or a pointing device. The display unit 46 displays images. The display unit 46 is, for example, a liquid crystal display or an EL display (Electroluminescent Display).
試料台２１には、試料台２１を駆動させる駆動部５４が連結されている。駆動部５４は、例えばステッピングモータを用いて構成されている。駆動部５４が試料台２１を駆動させることによって、試料台２１は移動する。例えば、試料台２１は、水平方向に移動する。試料台２１が移動することにより、試料台２１に載置された試料６は移動する。なお、放射線検出装置１００は、駆動部５４を備えていない形態であってもよい。
A drive unit 54 that drives the sample stage 21 is connected to the sample stage 21 . The drive unit 54 is configured using, for example, a stepping motor. The sample stage 21 is moved by the drive unit 54 driving the sample stage 21 . For example, the sample stage 21 moves in the horizontal direction. As the sample stage 21 moves, the sample 6 placed on the sample stage 21 moves. Note that the radiation detection device 100 may be configured without the drive unit 54.
試料室２には、試料室２の内部を減圧する減圧部５１と、試料室２の内部へガスを供給するガス供給部５３とが連結されている。また、放射線検出装置１００は、試料室２の内部にあるガスの圧力（ガス圧）を測定するガス圧センサ５２を備えている。減圧部５１は、蓋部２０が閉鎖した状態で、試料室２の内部を減圧する。また、減圧部５１は、試料室２の外部の空気を試料室２の内部へ導入することによって、試料室２の内部のガス圧を試料室２の外部と同等のガス圧へ戻すことができる。減圧部５１は、例えば、真空ポンプ及びリークバルブを用いて構成されている。
A pressure reducing part 51 that reduces the pressure inside the sample chamber 2 and a gas supply part 53 that supplies gas to the inside of the sample chamber 2 are connected to the sample chamber 2 . The radiation detection device 100 also includes a gas pressure sensor 52 that measures the pressure of gas inside the sample chamber 2 (gas pressure). The pressure reducing section 51 reduces the pressure inside the sample chamber 2 with the lid section 20 closed. In addition, the decompression unit 51 can return the gas pressure inside the sample chamber 2 to the same gas pressure as the outside of the sample chamber 2 by introducing air from outside the sample chamber 2 into the inside of the sample chamber 2. . The pressure reducing section 51 is configured using, for example, a vacuum pump and a leak valve.
ガス供給部５３は、減圧された試料室２の内部へ不活性ガス又は乾燥空気を供給する。これにより、試料室２の内部に不活性ガス又は乾燥空気が充填される。不活性ガス又は乾燥空気は特定のガスに対応する。例えば、不活性ガスはヘリウムである。ガス供給部５３は、例えば、不活性ガス又は乾燥空気が貯留されたガスタンクと、電磁弁とを用いて構成されている。減圧部５１、ガス供給部５３及びガス圧センサ５２は、制御部３に接続されている。制御部３は、減圧部５１及びガス供給部５３の動作を制御する。
The gas supply unit 53 supplies inert gas or dry air to the inside of the sample chamber 2 which has been reduced in pressure. As a result, the inside of the sample chamber 2 is filled with inert gas or dry air. Inert gas or dry air corresponds to a specific gas. For example, the inert gas is helium. The gas supply unit 53 is configured using, for example, a gas tank storing inert gas or dry air and a solenoid valve. The pressure reducing section 51, the gas supply section 53, and the gas pressure sensor 52 are connected to the control section 3. The control unit 3 controls the operation of the pressure reduction unit 51 and the gas supply unit 53.
減圧部５１及びガス供給部５３は、雰囲気調整部に対応する。減圧部５１及びガス供給部５３は、試料室２の内部に不活性ガス又は乾燥空気を充填することによって、試料室２の内部の雰囲気を調整する雰囲気調整を行う。なお、放射線検出装置１００は、ガス供給部５３を用いない形態であってもよい。この形態では、放射線検出装置１００は、ガス供給部５３を備えていなくてもよい。この形態では、減圧部５１は、雰囲気調整部に対応し、試料室２の内部を減圧することによって、雰囲気調整を行う。或いは、放射線検出装置１００は、減圧部５１を用いない形態であってもよい。この形態では、放射線検出装置１００は、減圧部５１を備えていなくてもよい。この形態では、ガス供給部５３は、不活性ガス又は乾燥空気を供給することによって、試料室２の内部にある空気を押し出して排出させ、試料室２の内部に不活性ガス又は乾燥空気を充填する。このようにして、この形態のガス供給部５３は雰囲気調整を行う。
The pressure reduction section 51 and the gas supply section 53 correspond to an atmosphere adjustment section. The decompression unit 51 and the gas supply unit 53 adjust the atmosphere inside the sample chamber 2 by filling the inside of the sample chamber 2 with inert gas or dry air. Note that the radiation detection device 100 may be configured without using the gas supply section 53. In this form, the radiation detection device 100 does not need to include the gas supply section 53. In this embodiment, the pressure reduction section 51 corresponds to an atmosphere adjustment section, and adjusts the atmosphere by reducing the pressure inside the sample chamber 2. Alternatively, the radiation detection apparatus 100 may be configured without using the decompression section 51. In this form, the radiation detection apparatus 100 does not need to include the pressure reduction section 51. In this form, the gas supply section 53 supplies inert gas or dry air to push out and discharge the air inside the sample chamber 2, and fills the inside of the sample chamber 2 with the inert gas or dry air. do. In this way, the gas supply section 53 of this form adjusts the atmosphere.
図２は、放射線検出器１の構成を示す模式的断面図である。放射線検出器１は、ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）である。放射線検出器１は、円筒の一端に切頭錐体が連結した形状のハウジング１７を備えている。ハウジング１７は、板状の底板部にキャップ状のカバーが被さって構成されている。ハウジング１７の先端には、開口部１７１が形成されている。開口部１７１には窓材を有する窓は設けられておらず、開口部１７１は塞がれていない。ハウジング１７の内側には、放射線検出素子１１、コリメータ１４、回路基板１５、温度調整部１６及びコールドフィンガ１８が配置されている。ハウジング１７は、放射線検出素子１１、コリメータ１４、回路基板１５及び温度調整部１６を収容している。温度調整部１６は、放射線検出素子１１の冷却及び加熱を行う。温度調整部１６は、例えば、ペルチェ素子を用いて構成されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the radiation detector 1. The radiation detector 1 is an SDD (Silicon Drift Detector). The radiation detector 1 includes a housing 17 having a cylindrical shape with a truncated cone connected to one end. The housing 17 is constructed by covering a plate-shaped bottom plate with a cap-shaped cover. An opening 171 is formed at the tip of the housing 17. The opening 171 is not provided with a window having a window material, and the opening 171 is not closed. Inside the housing 17, a radiation detection element 11, a collimator 14, a circuit board 15, a temperature adjustment section 16, and a cold finger 18 are arranged. The housing 17 accommodates the radiation detection element 11 , the collimator 14 , the circuit board 15 , and the temperature adjustment section 16 . The temperature adjustment section 16 cools and heats the radiation detection element 11. The temperature adjustment section 16 is configured using, for example, a Peltier element.
放射線検出素子１１は、回路基板１５の表面に実装されており、開口部１７１に対向する位置に配置されている。コリメータ１４は、両端が開口した筒状であり、放射線を遮蔽する材料で構成されている。コリメータ１４は、放射線検出素子１１と開口部１７１との間に配置されている。コリメータ１４の一端は開口部１７１に対向しており、他端は放射線検出素子１１の表面に対向している。主に開口部１７１を通過して放射線がハウジング１７の内側へ入射し、コリメータ１４は、放射線の一部を遮蔽する。放射線検出素子１１は、コリメータ１４で遮蔽されずに入射した放射線を検出する。
The radiation detection element 11 is mounted on the surface of the circuit board 15 and is placed at a position facing the opening 171. The collimator 14 has a cylindrical shape with both ends open, and is made of a material that shields radiation. The collimator 14 is arranged between the radiation detection element 11 and the opening 171. One end of the collimator 14 faces the opening 171, and the other end faces the surface of the radiation detection element 11. Radiation mainly passes through the opening 171 and enters the inside of the housing 17, and the collimator 14 blocks part of the radiation. The radiation detection element 11 detects radiation that is incident without being shielded by the collimator 14 .
回路基板１５には、回路が形成されており、プリアンプ１２及び温度センサ１３が実装されている。図２では、プリアンプ１２及び温度センサ１３を省略している。温度センサ１３は放射線検出素子１１の温度を測定してもよい。回路基板１５の裏面は、直接に又は介在物を介して、温度調整部１６の一端に熱的に接触している。温度調整部１６の他端はコールドフィンガ１８に熱的に接触している。コールドフィンガ１８は、温度調整部１６が熱的に接触する平板状の部分と、ハウジング１７の底板部を貫通している部分とを有している。温度調整部１６が放射線検出素子１１を冷却する場合は、放射線検出素子１１の熱は、回路基板１５を通じて温度調整部１６に吸熱され、温度調整部１６からコールドフィンガ１８へ伝わり、コールドフィンガ１８を通じて放射線検出器１の外部へ放熱される。
A circuit is formed on the circuit board 15, and a preamplifier 12 and a temperature sensor 13 are mounted thereon. In FIG. 2, the preamplifier 12 and temperature sensor 13 are omitted. The temperature sensor 13 may measure the temperature of the radiation detection element 11. The back surface of the circuit board 15 is in thermal contact with one end of the temperature adjustment section 16, either directly or via an intervening material. The other end of the temperature adjustment section 16 is in thermal contact with the cold finger 18. The cold finger 18 has a flat plate-shaped portion that is in thermal contact with the temperature adjustment section 16 and a portion that penetrates the bottom plate portion of the housing 17. When the temperature adjustment section 16 cools the radiation detection element 11, the heat of the radiation detection element 11 is absorbed by the temperature adjustment section 16 through the circuit board 15, transmitted from the temperature adjustment section 16 to the cold finger 18, and is transferred through the cold finger 18. Heat is radiated to the outside of the radiation detector 1.
放射線検出器１は、ハウジング１７の底板部を貫通した複数のリードピン１９を備えている。リードピン１９は、ワイヤボンディング等の方法で回路基板１５に接続されている。電圧印加部４２による放射線検出素子１１への電圧の印加と、プリアンプ１２からの信号の出力とはリードピン１９を通じて行われる。温度センサ１３は、リードピン１９を介して制御部３に接続されている。なお、放射線検出器１は、その他の構成物を更に備えていてもよい。
The radiation detector 1 includes a plurality of lead pins 19 passing through the bottom plate portion of the housing 17. The lead pins 19 are connected to the circuit board 15 by a method such as wire bonding. Application of a voltage to the radiation detection element 11 by the voltage application section 42 and output of a signal from the preamplifier 12 are performed through the lead pin 19. The temperature sensor 13 is connected to the control unit 3 via a lead pin 19. Note that the radiation detector 1 may further include other components.
図３は、放射線検出素子１１及びコリメータ１４を示す模式的断面図である。放射線検出素子１１は、シリコンドリフト型放射線検出素子である。放射線検出素子１１は、全体的に平板状である。放射線検出素子１１は、Ｓｉ（シリコン）からなる板状の半導体部１１２を備えている。半導体部１１２の成分はｎ型のＳｉである。放射線検出素子１１は、検出対象の放射線が入射する入射側に位置する入射面１１１と、入射面１１１の裏側に位置する電極面１１６とを有する。入射面１１１の一部は、コリメータ１４で覆われている。放射線検出素子１１は、電極面１１６が回路基板１５に対向し、入射面１１１が開口部１７１に対向するように、配置されている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the radiation detection element 11 and the collimator 14. The radiation detection element 11 is a silicon drift type radiation detection element. The radiation detection element 11 has a flat plate shape as a whole. The radiation detection element 11 includes a plate-shaped semiconductor section 112 made of Si (silicon). The component of the semiconductor portion 112 is n-type Si. The radiation detection element 11 has an entrance surface 111 located on the entrance side where radiation to be detected is incident, and an electrode surface 116 located on the back side of the entrance surface 111. A part of the entrance surface 111 is covered with a collimator 14. The radiation detection element 11 is arranged such that the electrode surface 116 faces the circuit board 15 and the entrance surface 111 faces the opening 171.
半導体部１１２の入射面１１１側にある部分には、電極層１１３が設けられている。電極層１１３は、Ｓｉを半導体部１１２の成分とは異なる型の半導体にするドーパントがドープされている。電極層１１３の成分は、ホウ素等の特定のドーパントがＳｉにドープされたｐ型のＳｉであり、例えば、ｐ＋Ｓｉである。電極層１１３は、平面視で入射面１１１の中央に対応する部分を含む、入射面１１１に沿った大半の領域に形成されている。例えば、電極層１１３の形状は平面視で円状である。入射面１１１の中でコリメータ１４で覆われていない部分に対応する領域には全て電極層１１３が形成されている。入射面１１１に沿った領域の周縁には、電極層１１３が形成されていない部分が存在する。
An electrode layer 113 is provided in a portion of the semiconductor portion 112 on the entrance surface 111 side. The electrode layer 113 is doped with a dopant that makes Si a different type of semiconductor than the components of the semiconductor portion 112 . The component of the electrode layer 113 is p-type Si in which Si is doped with a specific dopant such as boron, for example, p+Si. The electrode layer 113 is formed in most of the area along the entrance surface 111, including a portion corresponding to the center of the entrance surface 111 in plan view. For example, the shape of the electrode layer 113 is circular in plan view. An electrode layer 113 is formed in all areas of the incident surface 111 that correspond to the portions not covered by the collimator 14 . At the periphery of the region along the incident surface 111, there is a portion where the electrode layer 113 is not formed.
半導体部１１２の電極面１１６側にある部分には、放射線検出時に信号を出力する電極である信号出力電極１１５が設けられている。信号出力電極１１５の成分は、半導体部１１２と同じ型のＳｉである。例えば、信号出力電極１１５の成分は、リン等の特定のドーパントがＳｉにドープされたｎ＋Ｓｉである。また、半導体部１１２の電極面１１６側にある部分には、平面視で多重の環状になった複数の曲線状電極１１４が設けられている。曲線状電極１１４の成分は、半導体部１１２とは異なる型の半導体であり、ホウ素等の特定のドーパントがＳｉにドープされたｐ型のＳｉである。例えば、曲線状電極１１４の成分は、ｐ＋Ｓｉである。複数の曲線状電極１１４はほぼ同心であり、複数の曲線状電極１１４のほぼ中心に信号出力電極１１５が位置している。即ち、複数の曲線状電極１１４は信号出力電極１１５を囲んでおり、信号出力電極１１５と夫々の曲線状電極１１４との間の距離は異なる。
A signal output electrode 115, which is an electrode that outputs a signal during radiation detection, is provided in a portion of the semiconductor portion 112 on the electrode surface 116 side. The component of the signal output electrode 115 is the same type of Si as the semiconductor portion 112. For example, the component of the signal output electrode 115 is n+Si doped with a specific dopant such as phosphorus. In addition, a plurality of curved electrodes 114 that have multiple annular shapes in a plan view are provided in a portion of the semiconductor portion 112 on the electrode surface 116 side. The component of the curved electrode 114 is a different type of semiconductor than the semiconductor portion 112, and is p-type Si in which Si is doped with a specific dopant such as boron. For example, the component of curved electrode 114 is p+Si. The plurality of curved electrodes 114 are approximately concentric, and the signal output electrode 115 is located approximately at the center of the plurality of curved electrodes 114. That is, the plurality of curved electrodes 114 surround the signal output electrode 115, and the distances between the signal output electrode 115 and each curved electrode 114 are different.
図３には四つの曲線状電極１１４を示しているが、実際にはより多くの曲線状電極１１４が設けられている。なお、曲線状電極１１４の形状は円環以外の環であってもよく、多重の曲線状電極１１４は同心でなくともよい。曲線状電極１１４の形状は環の一部が欠けた形状であってもよい。信号出力電極１１５は、多重の曲線状電極１１４の中心以外の位置に配置されていてもよい。放射線検出素子１１は、信号出力電極１１５、複数の曲線状電極１１４及び電極層１１３の組を複数有する形態であってもよい。
Although four curved electrodes 114 are shown in FIG. 3, more curved electrodes 114 are actually provided. Note that the shape of the curved electrode 114 may be a ring other than a circular ring, and the multiple curved electrodes 114 may not be concentric. The shape of the curved electrode 114 may be a shape in which a part of the ring is missing. The signal output electrode 115 may be placed at a position other than the center of the multiple curved electrodes 114. The radiation detection element 11 may have a plurality of sets of signal output electrodes 115, plural curved electrodes 114, and electrode layers 113.
最も内側の曲線状電極１１４と、最も外側の曲線状電極１１４とは、電圧印加部４２に接続されている。複数の曲線状電極１１４は、最も内側の曲線状電極１１４の電位が最も高く、最も外側の曲線状電極１１４の電位が最も低くなるように、電圧印加部４２から電圧を印加される。また、放射線検出素子１１は、信号出力電極１１５からの距離が互いに異なり隣接する曲線状電極１１４の間に、所定の電気抵抗が発生するように構成されている。例えば、隣接する曲線状電極１１４の間に位置する部分の成分を調整することで、二つの曲線状電極１１４が接続される電気抵抗チャネルが形成されている。即ち、複数の曲線状電極１１４は、電気抵抗を介して数珠つなぎに接続されている。電圧が印加されることによって、夫々の曲線状電極１１４は、外側の曲線状電極１１４から内側の曲線状電極１１４に向けて順々に単調に増加する電位を有する。即ち、曲線状電極１１４の電位は、信号出力電極１１５に遠い曲線状電極１１４から信号出力電極１１５に近い曲線状電極１１４へ向けて順々に増加する。なお、複数の曲線状電極１１４の中に、電位が同じ隣接する一対の曲線状電極１１４が含まれていてもよい。
The innermost curved electrode 114 and the outermost curved electrode 114 are connected to the voltage application section 42. A voltage is applied to the plurality of curved electrodes 114 from the voltage application unit 42 such that the innermost curved electrode 114 has the highest potential and the outermost curved electrode 114 has the lowest potential. Further, the radiation detection element 11 is configured such that a predetermined electrical resistance is generated between adjacent curved electrodes 114 that are different in distance from the signal output electrode 115. For example, by adjusting the components of the portion located between adjacent curved electrodes 114, an electrical resistance channel to which two curved electrodes 114 are connected is formed. That is, the plurality of curved electrodes 114 are connected in a chain through electrical resistance. By applying a voltage, each curved electrode 114 has a potential that monotonically increases from the outer curved electrode 114 to the inner curved electrode 114. That is, the potential of the curved electrode 114 increases sequentially from the curved electrode 114 farther from the signal output electrode 115 to the curved electrode 114 closer to the signal output electrode 115. Note that the plurality of curved electrodes 114 may include a pair of adjacent curved electrodes 114 having the same potential.
複数の曲線状電極１１４の電位によって、半導体部１１２内には、段階的に信号出力電極１１５に近いほど電位が高く信号出力電極１１５から遠いほど電位が低くなる電界（電位勾配）が生成される。また、電極層１１３は、電圧印加部４２に接続されている。電極層１１３は、電極層１１３の電位が最も内側の曲線状電極１１４と最も外側の曲線状電極１１４との間の電位になるように、電圧印加部４２から電圧が印加される。このように、半導体部１１２の内部には、信号出力電極１１５に近づくほど電位が高くなる電界が生成される。
Due to the potentials of the plurality of curved electrodes 114, an electric field (potential gradient) is generated in the semiconductor portion 112, in which the potential is higher as it approaches the signal output electrode 115 and becomes lower as it is farther from the signal output electrode 115. . Furthermore, the electrode layer 113 is connected to the voltage application section 42 . A voltage is applied to the electrode layer 113 from the voltage application unit 42 so that the potential of the electrode layer 113 is between the innermost curved electrode 114 and the outermost curved electrode 114 . In this way, an electric field is generated inside the semiconductor section 112, the potential of which increases as it approaches the signal output electrode 115.
照射部２２から試料６へ放射線が照射され、試料６では蛍光Ｘ線等の特性Ｘ線が発生し、放射線検出器１へ入射する。特性Ｘ線からなる放射線は、主に開口部１７１を通過し、放射線検出器１の内部へ入射する。放射線検出器１の内部へ入射した放射線の一部は、コリメータ１４で遮蔽される。コリメータ１４で遮蔽されなかった放射線は、放射線検出素子１１へ入射する。放射線検出素子１１へ入射した放射線は、半導体部１１２へ入射する。
Radiation is irradiated from the irradiation unit 22 to the sample 6, and characteristic X-rays such as fluorescent X-rays are generated in the sample 6 and enter the radiation detector 1. Radiation consisting of characteristic X-rays mainly passes through the opening 171 and enters the inside of the radiation detector 1. A part of the radiation that has entered the inside of the radiation detector 1 is blocked by the collimator 14. Radiation that is not blocked by the collimator 14 enters the radiation detection element 11. The radiation that has entered the radiation detection element 11 enters the semiconductor section 112.
半導体部１１２へ入射した放射線は、半導体部１１２内で吸収され、吸収された放射線のエネルギーに応じた量の電荷が、半導体部１１２内に発生する。発生する電荷は電子及び正孔である。発生した電荷は、半導体部１１２の内部の電界によって移動し、一方の種類の電荷は、信号出力電極１１５へ集中して流入する。本実施形態では、放射線の入射によって発生した電子が移動し、信号出力電極１１５へ流入する。信号出力電極１１５へ流入した電荷は電流信号となって出力される。
The radiation incident on the semiconductor section 112 is absorbed within the semiconductor section 112, and an amount of charge corresponding to the energy of the absorbed radiation is generated within the semiconductor section 112. The charges generated are electrons and holes. The generated charges are moved by the electric field inside the semiconductor section 112, and one type of charge flows into the signal output electrode 115 in a concentrated manner. In this embodiment, electrons generated by the incidence of radiation move and flow into the signal output electrode 115. The charge flowing into the signal output electrode 115 is output as a current signal.
信号出力電極１１５はプリアンプ１２に接続されている。信号出力電極１１５が出力した信号はプリアンプ１２へ入力される。プリアンプ１２は、電流信号を電圧信号へ変換する。プリアンプ１２は、放射線のエネルギーに応じた強度の信号を出力する。プリアンプ１２は信号処理部４３に接続されている。プリアンプ１２が信号を出力することにより、放射線検出器１は、放射線のエネルギーに応じた強度の信号を信号処理部４３へ出力する。
The signal output electrode 115 is connected to the preamplifier 12. The signal output from the signal output electrode 115 is input to the preamplifier 12. Preamplifier 12 converts the current signal into a voltage signal. The preamplifier 12 outputs a signal whose intensity corresponds to the energy of the radiation. Preamplifier 12 is connected to signal processing section 43 . When the preamplifier 12 outputs a signal, the radiation detector 1 outputs a signal with an intensity corresponding to the energy of the radiation to the signal processing section 43.
放射線検出器１は、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加を制御する制御基板を含んでいてもよい。この制御基板は、プリアンプ１２が出力する信号の強度が所定の閾値を超過した場合に、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加を停止する処理を行う。制御基板は、電圧印加を停止することによって、プリアンプ１２の動作を停止させる。照明光が放射線検出素子１１へ入射し、放射線検出素子１１からプリアンプ１２を経由して出力される電流信号の強度が大きく上昇した場合に、故障等の不具合が発生することがある。制御基板は、出力される電流信号が大きすぎる場合にプリアンプ１２の動作を停止させることによって、プリアンプ１２の故障等の不具合の発生を防止する。制御基板は、放射線検出器１の外側に配置されてもよい。
The radiation detector 1 may include a control board that controls voltage application from the voltage application section 42 to the preamplifier 12. This control board performs a process of stopping voltage application from the voltage application unit 42 to the preamplifier 12 when the intensity of the signal output from the preamplifier 12 exceeds a predetermined threshold. The control board stops the operation of the preamplifier 12 by stopping the voltage application. When the illumination light enters the radiation detection element 11 and the intensity of the current signal output from the radiation detection element 11 via the preamplifier 12 increases significantly, a malfunction such as a failure may occur. The control board prevents malfunctions such as failure of the preamplifier 12 by stopping the operation of the preamplifier 12 when the output current signal is too large. The control board may be placed outside the radiation detector 1.
信号処理部４３は、放射線検出器１が出力した信号を受け付け、信号の強度を検出することにより、放射線検出器１が検出した放射線のエネルギーに対応する信号値を検出する。信号処理部４３は、信号値別に信号をカウントし、信号値とカウント数との関係を示すデータを分析部４４へ出力する。
The signal processing unit 43 receives the signal output by the radiation detector 1 and detects the signal value corresponding to the energy of the radiation detected by the radiation detector 1 by detecting the intensity of the signal. The signal processing unit 43 counts signals by signal value and outputs data indicating the relationship between the signal value and the count number to the analysis unit 44.
分析部４４は、信号処理部４３が出力した信号値とカウント数との関係を示すデータを受け付ける。分析部４４は、信号処理部４３からのデータに基づいて、放射線検出器１へ入射した放射線のスペクトルを生成する。信号値は放射線のエネルギーに対応し、カウント数は放射線を検出した回数に対応するので、信号値とカウント数との関係から、放射線のスペクトルが得られる。スペクトルは、放射線のエネルギーと強度との関係を示す。放射線検出器１が出力した信号を信号値別にカウントする処理は、信号処理部４３ではなく分析部４４で行ってもよい。放射線のスペクトルの生成は信号処理部４３で行われてもよい。分析部４４は、放射線のスペクトルを表したスペクトルデータを記憶する。信号処理部４３及び分析部４４は、スペクトル生成部に対応する。表示部４６は、放射線のスペクトルを表示する。使用者は、試料６から発生した特性Ｘ線のスペクトルを確認することができる。分析部４４は、更に、放射線のスペクトルに基づいた情報処理を行ってもよい。例えば、分析部４４は、試料６からの特性Ｘ線のスペクトルに基づいて、試料６に含まれる元素の定性分析又は定量分析を行う。
The analysis unit 44 receives data indicating the relationship between the signal value and the count number output by the signal processing unit 43. The analysis section 44 generates a spectrum of the radiation incident on the radiation detector 1 based on the data from the signal processing section 43 . Since the signal value corresponds to the energy of the radiation and the count number corresponds to the number of times the radiation was detected, the spectrum of the radiation can be obtained from the relationship between the signal value and the count number. A spectrum shows the relationship between energy and intensity of radiation. The process of counting the signals output by the radiation detector 1 by signal value may be performed by the analysis unit 44 instead of the signal processing unit 43. The generation of the radiation spectrum may be performed by the signal processing unit 43. The analysis unit 44 stores spectrum data representing the spectrum of radiation. The signal processing section 43 and the analysis section 44 correspond to a spectrum generation section. The display unit 46 displays the spectrum of radiation. The user can check the spectrum of the characteristic X-rays generated from the sample 6. The analysis unit 44 may further perform information processing based on the radiation spectrum. For example, the analysis unit 44 performs qualitative or quantitative analysis of elements contained in the sample 6 based on the spectrum of characteristic X-rays from the sample 6.
図４は、制御部３の内部の構成例を示すブロック図である。制御部３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。制御部３は、演算部３１と、メモリ３２と、読取部３３と、記憶部３４と、インタフェース部３５とを備えている。演算部３１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はマルチコアＣＰＵを用いて構成されている。演算部３１は、量子コンピュータを用いて構成されていてもよい。メモリ３２は、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶する。メモリ３２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。読取部３３は、光ディスク又は可搬型メモリ等の記録媒体３０から情報を読み取る。記憶部３４は、不揮発性であり、例えばハードディスク又は不揮発性半導体メモリである。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the control unit 3. The control unit 3 is configured using a computer such as a personal computer. The control section 3 includes a calculation section 31, a memory 32, a reading section 33, a storage section 34, and an interface section 35. The calculation unit 31 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or a multi-core CPU. The calculation unit 31 may be configured using a quantum computer. The memory 32 stores temporary data generated along with calculations. The memory 32 is, for example, a RAM (Random Access Memory). The reading unit 33 reads information from the recording medium 30 such as an optical disc or a portable memory. The storage unit 34 is nonvolatile, and is, for example, a hard disk or a nonvolatile semiconductor memory.
演算部３１は、記録媒体３０に記録されたコンピュータプログラム３４１を読取部３３に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム３４１を記憶部３４に記憶させる。演算部３１は、コンピュータプログラム３４１に従って、制御部３に必要な処理を実行する。なお、コンピュータプログラム３４１は、制御部３の外部からダウンロードされてもよい。又は、コンピュータプログラム３４１は、記憶部３４に予め記憶されていてもよい。これらの場合は、制御部３は読取部３３を備えていなくてもよい。なお、制御部３は、複数のコンピュータで構成されていてもよい。或いは、制御部３及び分析部４４は同一のコンピュータで構成されていてもよい。
The calculation unit 31 causes the reading unit 33 to read the computer program 341 recorded on the recording medium 30, and causes the storage unit 34 to store the read computer program 341. The calculation unit 31 executes processing necessary for the control unit 3 according to the computer program 341. Note that the computer program 341 may be downloaded from outside the control unit 3. Alternatively, the computer program 341 may be stored in the storage unit 34 in advance. In these cases, the control section 3 does not need to include the reading section 33. Note that the control unit 3 may be composed of a plurality of computers. Alternatively, the control section 3 and the analysis section 44 may be configured by the same computer.
制御部３には、操作部４５及び表示部４６が接続されている。放射線検出装置１００の他の部分は、インタフェース部３５に接続されている。使用者は、操作部４５を操作することにより、測定開始の指示等の各種の指示を制御部３へ入力する。制御部３は、操作部４５を用いて入力された指示を受け付ける。表示部４６は画像を表示する。制御部３は、情報を含む画像を表示部４６に表示することにより、放射線検出に必要な情報を出力する。制御部３は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出装置１００の各部から信号を受け付けることにより、制御に必要な情報を受け付ける。制御部３は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出装置１００の各部へ制御信号を送信することにより、各部の動作を制御する。
An operation section 45 and a display section 46 are connected to the control section 3. Other parts of the radiation detection device 100 are connected to the interface section 35. The user inputs various instructions to the control section 3, such as an instruction to start measurement, by operating the operation section 45. The control unit 3 receives instructions input using the operation unit 45. The display section 46 displays images. The control unit 3 outputs information necessary for radiation detection by displaying an image containing the information on the display unit 46. The control section 3 receives information necessary for control by receiving signals from each section of the radiation detection apparatus 100 through the interface section 35. The control section 3 controls the operation of each section of the radiation detection apparatus 100 by transmitting control signals to each section through the interface section 35 .
放射線検出装置１００では、開口部１７１は窓材で塞がれておらず、開口部１７１を通過した放射線が検出される。検出される放射線は窓材を透過する必要が無いので、放射線検出装置１００は、低エネルギーの放射線を検出する感度が高い。一方で、試料６の交換等の作業を行うために、試料室２を開放し、試料室２の内部へ外部の空気を導入する必要がある。試料室２の内部へ外部の空気を導入した際には、開口部１７１を通過して放射線検出器１の内部へ空気が侵入し、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着し、不具合が発生し得る。制御部３は、不具合の発生を抑制するように放射線検出装置１００を制御する制御方法を実行する。
In the radiation detection device 100, the opening 171 is not covered with a window material, and radiation passing through the opening 171 is detected. Since the radiation to be detected does not need to pass through the window material, the radiation detection device 100 has high sensitivity for detecting low-energy radiation. On the other hand, in order to perform work such as replacing the sample 6, it is necessary to open the sample chamber 2 and introduce outside air into the sample chamber 2. When outside air is introduced into the sample chamber 2, the air passes through the opening 171 and enters the radiation detector 1, and gas or moisture is adsorbed to the radiation detection element 11, causing a malfunction. It is possible. The control unit 3 executes a control method for controlling the radiation detection apparatus 100 so as to suppress the occurrence of defects.
図５及び図６は、制御部３が実行する処理の手順の例を示すフローチャートである。以下、ステップをＳと略す。演算部３１がコンピュータプログラム３４１に従って情報処理を実行することにより、制御部３は以下の処理を実行する。試料台２１に試料６が載置され、蓋部２０が閉じて試料室２が閉鎖された状態で、制御部３は、雰囲気調整の指示を受け付ける（Ｓ１）。Ｓ１では、演算部３１は、雰囲気調整の指示を受け付けるための受付画像を表示部４６に表示し、使用者が操作部４５を操作することにより、雰囲気調整の指示を受け付ける。例えば、雰囲気調整を指示するためのボタンを含む画像が表示され、使用者が操作部４５を操作して、画像上でボタンを指定することにより、雰囲気調整の指示が入力される。雰囲気調整を指示するためのボタンとして、「減圧」、「真空引き」又は「ガス置換」等の、雰囲気調整の内容を示すボタンが表示されてもよい。なお、放射線検出装置１００は、押下ボタン等の雰囲気調整の指示を受け付けるためのハードウェアを備えていてもよい。
5 and 6 are flowcharts illustrating an example of a procedure of processing executed by the control unit 3. Hereinafter, step will be abbreviated as S. When the calculation unit 31 executes information processing according to the computer program 341, the control unit 3 executes the following processing. With the sample 6 placed on the sample stage 21 and the lid 20 closed to close the sample chamber 2, the control unit 3 receives an instruction to adjust the atmosphere (S1). In S1, the calculation unit 31 displays a reception image for accepting an atmosphere adjustment instruction on the display unit 46, and when the user operates the operation unit 45, the operation unit 31 receives the atmosphere adjustment instruction. For example, an image including a button for instructing atmosphere adjustment is displayed, and the user operates the operation unit 45 to specify a button on the image, thereby inputting an atmosphere adjustment instruction. As a button for instructing atmosphere adjustment, a button indicating the content of atmosphere adjustment, such as "depressurization," "vacuum," or "gas replacement," may be displayed. Note that the radiation detection apparatus 100 may include hardware for receiving instructions for adjusting the atmosphere, such as a push button.
制御部３は、次に、試料室２の内部の雰囲気調整を開始する（Ｓ２）。ガス供給部５３を用いない形態では、Ｓ２で、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１へ制御信号を送信することにより、雰囲気調整を開始するように、減圧部５１を制御する。制御部３は、試料室２の内部のガス圧が所定の目標値になるまで試料室２の内部を減圧させることによって、雰囲気調整を行う。
Next, the control unit 3 starts adjusting the atmosphere inside the sample chamber 2 (S2). In the case where the gas supply section 53 is not used, the calculation section 31 transmits a control signal to the pressure reduction section 51 through the interface section 35 in S2, thereby controlling the pressure reduction section 51 to start atmosphere adjustment. The control unit 3 adjusts the atmosphere by reducing the pressure inside the sample chamber 2 until the gas pressure inside the sample chamber 2 reaches a predetermined target value.
ガス供給部５３を用いる形態では、Ｓ２で、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１及びガス供給部５３へ制御信号を送信することにより、雰囲気調整を開始するように、減圧部５１及びガス供給部５３を制御する。雰囲気調整では、制御部３は、減圧部５１に、試料室２の内部のガス圧が所定の目標圧力になるまで試料室２の内部を減圧させ、次に、ガス供給部５３に、試料室２の内部へ不活性ガス又は乾燥空気を供給させる。試料室２の内部の減圧を行わずに、ガス供給部５３から不活性ガス又は乾燥空気の供給を行ってもよい。不活性ガス又は乾燥空気の供給により、試料室２の内部は不活性ガス又は乾燥空気で充填される。
In the embodiment using the gas supply section 53, in S2, the calculation section 31 transmits a control signal to the pressure reduction section 51 and the gas supply section 53 through the interface section 35, so as to start the atmosphere adjustment. and controls the gas supply section 53. In the atmosphere adjustment, the control section 3 causes the pressure reducing section 51 to reduce the pressure inside the sample chamber 2 until the gas pressure inside the sample chamber 2 reaches a predetermined target pressure, and then causes the gas supply section 53 to reduce the pressure inside the sample chamber 2. Inert gas or dry air is supplied to the inside of 2. Inert gas or dry air may be supplied from the gas supply section 53 without reducing the pressure inside the sample chamber 2. By supplying the inert gas or dry air, the inside of the sample chamber 2 is filled with the inert gas or dry air.
ガス圧センサ５２は試料室２の内部のガス圧を測定し、制御部３は、ガス圧センサ５２が測定したガス圧を取得する。ガス圧センサ５２は、測定したガス圧を示す信号を出力し、制御部３は、ガス圧センサ５２からの信号をインタフェース部３５で受信することにより、ガス圧を取得する。
The gas pressure sensor 52 measures the gas pressure inside the sample chamber 2, and the control unit 3 acquires the gas pressure measured by the gas pressure sensor 52. The gas pressure sensor 52 outputs a signal indicating the measured gas pressure, and the control unit 3 acquires the gas pressure by receiving the signal from the gas pressure sensor 52 at the interface unit 35.
制御部３は、次に、ガス圧センサ５２が測定したガス圧が所定の圧力閾値以下であるか否か、又は、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してから所定の目標時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３）。ガス供給部５３を用いない形態では、Ｓ３で、演算部３１は、ガス圧が圧力閾値以下であるか否かを判定する。圧力閾値は、大気圧よりも低く、目標圧力以上の値である。圧力閾値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。圧力閾値は例えば２００Ｐａである。ガス圧が圧力閾値以下であることは、試料室２の内部が既に減圧されていることを意味する。
Next, the control unit 3 determines whether the gas pressure measured by the gas pressure sensor 52 is below a predetermined pressure threshold, or after starting the supply of inert gas or dry air to the inside of the sample chamber 2. It is determined whether a predetermined target time has elapsed (S3). In the embodiment that does not use the gas supply unit 53, in S3, the calculation unit 31 determines whether the gas pressure is equal to or lower than the pressure threshold value. The pressure threshold value is a value lower than atmospheric pressure and higher than the target pressure. The pressure threshold value is stored in advance in the storage unit 34 or included in the computer program 341. The pressure threshold is, for example, 200 Pa. The fact that the gas pressure is below the pressure threshold means that the inside of the sample chamber 2 has already been depressurized.
ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気を試料室２の内部へ供給し始めてから経過した時間を計測する。Ｓ３では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が所定の目標時間に達したか否かを判定する。目標時間の値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してから目標時間が経過したことは、ある程度の量の不活性ガス又は乾燥空気が試料室２の内部に充填されていることを意味する。
In the case where the gas supply section 53 is used, the calculation section 31 measures the time that has passed since the inert gas or dry air started being supplied into the sample chamber 2 . In S3, the calculation unit 31 determines whether the elapsed time after starting the supply of inert gas or dry air has reached a predetermined target time. The value of the target time is stored in advance in the storage unit 34 or included in the computer program 341. The fact that the target time has elapsed since the supply of inert gas or dry air was started means that a certain amount of inert gas or dry air has been filled inside the sample chamber 2 .
ガス圧センサ５２が測定したガス圧が圧力閾値を超過する場合、又は、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してから経過した時間が目標時間未満である場合は（Ｓ３：ＮＯ）、制御部３は、Ｓ３の処理を繰り返す。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、ガス圧が圧力閾値を超過する場合に、Ｓ３の処理を繰り返す。ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が目標時間未満である場合に、Ｓ３の処理を繰り返す。なお、放射線検出装置１００は、Ｓ３で、ガス圧センサ５２が測定したガス圧が圧力閾値未満であるか否か、又は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が目標時間を超過するか否かを判定する形態であってもよい。
If the gas pressure measured by the gas pressure sensor 52 exceeds the pressure threshold, or if the time that has elapsed since the start of supplying inert gas or dry air to the inside of the sample chamber 2 is less than the target time ( S3: NO), the control unit 3 repeats the process of S3. In the case where the gas supply section 53 is not used, the calculation section 31 repeats the process of S3 when the gas pressure exceeds the pressure threshold. In the embodiment using the gas supply section 53, the calculation section 31 repeats the process of S3 when the elapsed time after starting the supply of inert gas or dry air is less than the target time. In addition, in S3, the radiation detection apparatus 100 determines whether the gas pressure measured by the gas pressure sensor 52 is less than the pressure threshold value or the elapsed time after starting the supply of inert gas or dry air. A form may be adopted in which it is determined whether or not the time is exceeded.
ガス圧センサ５２が測定したガス圧が圧力閾値以下である場合、又は、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してから目標時間が経過した場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部３は、放射線検出素子１１の冷却を開始する（Ｓ４）。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、ガス圧が圧力閾値以下である場合に、温度調整部１６に放射線検出素子１１の冷却を開始させる。ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を開始してから目標時間が経過した場合に、温度調整部１６に放射線検出素子１１の冷却を開始させる。Ｓ４では、例えば、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出器１へ制御信号を送信することにより、温度調整部１６に含まれるペルチェ素子に放射線検出素子１１を冷却するための電圧を印加するように、温度調整部１６を制御する。
If the gas pressure measured by the gas pressure sensor 52 is below the pressure threshold, or if the target time has elapsed since the start of supply of inert gas or dry air to the inside of the sample chamber 2 (S3: YES) , the control unit 3 starts cooling the radiation detection element 11 (S4). In the case where the gas supply unit 53 is not used, the calculation unit 31 causes the temperature adjustment unit 16 to start cooling the radiation detection element 11 when the gas pressure is below the pressure threshold. In the embodiment using the gas supply section 53, the calculation section 31 causes the temperature adjustment section 16 to start cooling the radiation detection element 11 when a target time has elapsed after starting the supply of inert gas or dry air. In S4, for example, the calculation unit 31 applies a voltage for cooling the radiation detection element 11 to the Peltier element included in the temperature adjustment unit 16 by transmitting a control signal to the radiation detector 1 through the interface unit 35. The temperature adjustment section 16 is controlled so as to.
ガス供給部５３を用いない形態では、放射線検出素子１１の冷却が開始されたときには、試料室２の内部は既に減圧されている。減圧によって試料室２の内部に存在する水蒸気等のガスが希薄になっているので、冷却された放射線検出素子１１にはガス又は水分が吸着し難い。ガス供給部５３を用いる形態では、放射線検出素子１１の冷却が開始されたときには、試料室２の内部に不活性ガス若しくは乾燥空気が充填されている。試料室２の内部に存在する水蒸気は希薄になっているので、冷却された放射線検出素子１１には水分が吸着し難い。冷却された放射線検出素子１１に不活性ガス又は乾燥空気が吸着したとしても、不活性ガス及び乾燥空気は、放射線検出素子１１に不具合を引き起こし難い。このため、冷却された放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着することによる放射線検出器１の不具合の発生が、抑制される。
In the case where the gas supply section 53 is not used, the pressure inside the sample chamber 2 has already been reduced when cooling of the radiation detection element 11 is started. Since the gas such as water vapor existing inside the sample chamber 2 is diluted by the reduced pressure, it is difficult for the cooled radiation detection element 11 to adsorb gas or moisture. In the embodiment using the gas supply section 53, when cooling of the radiation detection element 11 is started, the inside of the sample chamber 2 is filled with inert gas or dry air. Since the water vapor existing inside the sample chamber 2 is diluted, water is difficult to adsorb to the cooled radiation detection element 11. Even if an inert gas or dry air is adsorbed to the cooled radiation detection element 11, the inert gas and dry air are unlikely to cause a problem in the radiation detection element 11. Therefore, the occurrence of malfunctions in the radiation detector 1 due to adsorption of gas or moisture to the cooled radiation detection element 11 is suppressed.
制御部３は、次に、試料室２の内部の雰囲気調整が完了したか否かを判定する（Ｓ５）。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、Ｓ５で、ガス圧センサ５２が測定したガス圧を取得し、ガス圧が目標値まで低下した場合に、雰囲気調整が完了したと判定する。また、演算部３１は、ガス圧が目標値を上回る場合に、まだ雰囲気調整が完了していないと判定する。ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、Ｓ５で、試料室２の内部へ不活性ガス若しくは乾燥空気の供給を開始してからの経過時間が所定の基準時間に達した場合に、雰囲気調整が完了したと判定する。また、演算部３１は、経過時間が基準時間未満である場合に、まだ雰囲気調整が完了していないと判定する。基準時間は目標時間以上の時間である。雰囲気調整では、試料室２の内部の不活性ガス若しくは乾燥空気の圧力が一気圧以上になることが望ましい。圧力が一気圧以上であることによって、試料室２の外部の空気の進入が抑制される。基準時間は、供給された不活性ガス若しくは乾燥空気の圧力が試料室２内で一気圧以上になるように、予め定められている。雰囲気調整が完了していない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、制御部３は、Ｓ５の処理を繰り返す。なお、制御部３は、Ｓ５の処理を省略してもよい。
The control unit 3 then determines whether the adjustment of the atmosphere inside the sample chamber 2 has been completed (S5). In the case where the gas supply section 53 is not used, the calculation section 31 acquires the gas pressure measured by the gas pressure sensor 52 in S5, and determines that the atmosphere adjustment is completed when the gas pressure has decreased to the target value. . Furthermore, when the gas pressure exceeds the target value, the calculation unit 31 determines that the atmosphere adjustment is not yet completed. In the case where the gas supply unit 53 is used, the calculation unit 31 performs the following operations in S5 when the elapsed time from the start of supplying the inert gas or dry air to the inside of the sample chamber 2 reaches a predetermined reference time. It is determined that the atmosphere adjustment has been completed. Furthermore, when the elapsed time is less than the reference time, the calculation unit 31 determines that the atmosphere adjustment has not been completed yet. The reference time is a time longer than the target time. In adjusting the atmosphere, it is desirable that the pressure of the inert gas or dry air inside the sample chamber 2 be at least one atmosphere. By setting the pressure to one atmosphere or more, air from outside the sample chamber 2 is prevented from entering. The reference time is predetermined so that the pressure of the supplied inert gas or dry air becomes one atmosphere or more within the sample chamber 2. If the atmosphere adjustment is not completed (S5: NO), the control unit 3 repeats the process of S5. Note that the control unit 3 may omit the process of S5.
雰囲気調整が完了した場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部３は、照明部２３を点灯させる（Ｓ６）。Ｓ６では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、照明部２３へ制御信号を送信することにより、照明部２３に含まれる光源へ点灯に必要な電流を供給するように、照明部２３を制御する。なお、制御部３は、雰囲気調整が完了したことを表示部４６に表示してもよい。放射線検出装置１００は、雰囲気調整が完了した場合に点灯するランプ等、雰囲気調整が完了したことを報知するためのハードウェアを備えていてもよい。
If the atmosphere adjustment is completed (S5: YES), the control unit 3 turns on the lighting unit 23 (S6). In S6, the calculation unit 31 transmits a control signal to the illumination unit 23 through the interface unit 35, thereby controlling the illumination unit 23 to supply the current necessary for lighting to the light source included in the illumination unit 23. . Note that the control unit 3 may display on the display unit 46 that the atmosphere adjustment has been completed. The radiation detection apparatus 100 may include hardware for notifying that the atmosphere adjustment has been completed, such as a lamp that turns on when the atmosphere adjustment is completed.
照明部２３が点灯することにより、試料６は照明される。Ｓ６の段階では、放射線を検出するために必要な放射線検出素子１１への電圧の印加は行われていない。電圧が印加されておらず放射線検出素子１１は動作していないので、照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、悪影響は生じない。
The sample 6 is illuminated by lighting the illumination unit 23. At the stage of S6, the voltage necessary for detecting radiation is not applied to the radiation detection element 11. Since no voltage is applied and the radiation detection element 11 is not operating, even if illumination light enters the radiation detection element 11, the current signal from the radiation detection element 11 will not increase and no adverse effects will occur. .
制御部３は、次に、試料６の撮影を行う（Ｓ７）。Ｓ７では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、撮影部２４へ制御信号を送信することにより、撮影部２４に試料６を撮影させる。撮影部２４は、照明された試料６を撮影し、撮影画像を表した撮影データを制御部３へ送信する。制御部３は、インタフェース部３５で撮影データを受け付け、演算部３１は、撮影画像を表示部４６に表示させる。使用者は、表示された観察画像を視認することにより、試料６を観察することができる。
The control unit 3 then photographs the sample 6 (S7). In S7, the calculation section 31 transmits a control signal to the photographing section 24 through the interface section 35, thereby causing the photographing section 24 to photograph the sample 6. The photographing section 24 photographs the illuminated sample 6 and transmits photographic data representing the photographed image to the control section 3 . The control unit 3 receives the photographed data through the interface unit 35, and the calculation unit 31 causes the display unit 46 to display the photographed image. The user can observe the sample 6 by viewing the displayed observation image.
制御部３は、次に、放射線検出の準備を行う（Ｓ８）。Ｓ８では、制御部３は、駆動部５４を制御して、試料６を放射線が照射される位置まで移動させる。例えば、試料台２１には複数の試料６が載置されており、放射線が照射される位置にいずれか一つの試料６が配置される。例えば、試料６が移動することによって、試料６の中の放射線が照射される部分が変更される。また、制御部３は、照射部２２を制御して、照射部２２が照射する放射線のフォーカスを調整する。例えば、試料６の撮影画像を視認した使用者が操作部４５を操作することによって、制御指示が制御部３へ入力され、制御部３は、制御指示に従って、試料６の移動及び放射線のフォーカスの調整を行う。制御部３は、Ｓ８で、放射線の検出を準備するためのその他の制御を行ってもよい。
The control unit 3 next prepares for radiation detection (S8). In S8, the control unit 3 controls the drive unit 54 to move the sample 6 to a position where it is irradiated with radiation. For example, a plurality of samples 6 are placed on the sample stage 21, and one of the samples 6 is placed at a position to be irradiated with radiation. For example, by moving the sample 6, the portion of the sample 6 that is irradiated with radiation is changed. Further, the control unit 3 controls the irradiation unit 22 to adjust the focus of the radiation irradiated by the irradiation unit 22. For example, when a user visually confirms a photographed image of the sample 6 and operates the operation unit 45, a control instruction is input to the control unit 3, and the control unit 3 controls the movement of the sample 6 and the focus of the radiation according to the control instruction. Make adjustments. The control unit 3 may perform other controls to prepare for detection of radiation in S8.
なお、Ｓ６～Ｓ８の少なくとも一部の処理は、雰囲気調整の処理と並行して行われてもよい。ガス供給部５３を用いない形態では、試料室２の内部の減圧と並行してＳ６の処理が行われ、Ｓ３又はＳ５の処理が終了した後に、Ｓ７及びＳ８の処理が実行されてもよい。ガス供給部５３を用いる形態では、試料室２の内部への不活性ガス又は乾燥空気への供給と並行して、Ｓ６～Ｓ８の処理が実行されてもよい。
Note that at least some of the processes in S6 to S8 may be performed in parallel with the atmosphere adjustment process. In an embodiment that does not use the gas supply unit 53, the process in S6 may be performed in parallel with the depressurization inside the sample chamber 2, and the processes in S7 and S8 may be performed after the process in S3 or S5 is completed. In the case where the gas supply section 53 is used, the processes of S6 to S8 may be executed in parallel with the supply of inert gas or dry air to the inside of the sample chamber 2.
制御部３は、次に、放射線検出素子１１が十分に冷却されたか否かを判定する（Ｓ９）。Ｓ９では、演算部３１は、温度センサ１３が測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて判定を行う。温度センサ１３は、測定した温度を示す信号を出力し、制御部３は、温度センサ１３からの信号をインタフェース部３５で受信することにより、温度を取得する。演算部３１は、取得した温度が基準温度以下である場合に、放射線検出素子１１は十分に冷却されていると判定し、取得した温度が所定の基準温度を超過している場合に、放射線検出素子１１はまだ十分に冷却されていないと判定する。基準温度は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。演算部３１は、取得した温度が基準温度未満であるか否かに基づいて判定を行ってもよい。
Next, the control unit 3 determines whether the radiation detection element 11 has been sufficiently cooled (S9). In S9, the calculation unit 31 acquires the temperature measured by the temperature sensor 13, and makes a determination based on the acquired temperature. The temperature sensor 13 outputs a signal indicating the measured temperature, and the control unit 3 acquires the temperature by receiving the signal from the temperature sensor 13 at the interface unit 35. The calculation unit 31 determines that the radiation detection element 11 is sufficiently cooled when the acquired temperature is below the reference temperature, and determines that the radiation detection element 11 is sufficiently cooled when the acquired temperature exceeds the predetermined reference temperature. It is determined that the element 11 has not been sufficiently cooled yet. The reference temperature is stored in advance in the storage unit 34 or included in the computer program 341. The calculation unit 31 may make the determination based on whether the acquired temperature is lower than the reference temperature.
放射線検出素子１１がまだ十分に冷却されていない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、制御部３は、Ｓ９の処理を繰り返す。放射線検出素子１１がまだ十分に冷却されていない状態では、制御部３は、放射線の検出の開始を禁止している。制御部３は、放射線検出素子１１が冷却中であること又は放射線の検出が開始できないことを報知してもよい。例えば、制御部３は、「冷却中」という文字列を含んだ画像を表示部４６に表示する。放射線検出装置１００は、放射線検出素子１１が冷却中であること又は放射線の検出が開始できないことを報知するための専用のハードウェアを備えていてもよい。
If the radiation detection element 11 has not been sufficiently cooled yet (S9: NO), the control unit 3 repeats the process of S9. In a state where the radiation detection element 11 has not yet been sufficiently cooled, the control unit 3 prohibits the start of radiation detection. The control unit 3 may notify that the radiation detection element 11 is being cooled or that radiation detection cannot be started. For example, the control unit 3 displays on the display unit 46 an image including the character string “Cooling in progress”. The radiation detection apparatus 100 may include dedicated hardware for notifying that the radiation detection element 11 is being cooled or that radiation detection cannot be started.
放射線検出素子１１が十分に冷却されている場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御部３は、放射線の検出を開始することを指示する開始指示を受け付ける（Ｓ１０）。このとき、制御部３は、放射線検出素子１１が冷却中であること又は放射線の検出が開始できないことの放置を終了する。Ｓ１０では、使用者が操作部４５を操作することにより、制御部３は、開始指示を受け付ける。Ｓ１０の処理は、開始指示受付部に対応する。なお、放射線検出装置１００は、押下ボタン等の開始指示を受け付けるためのハードウェアを備えていてもよい。
If the radiation detection element 11 is sufficiently cooled (S9: YES), the control unit 3 receives a start instruction to start detecting radiation (S10). At this time, the control unit 3 ends leaving the fact that the radiation detection element 11 is being cooled or that radiation detection cannot be started. In S10, when the user operates the operation unit 45, the control unit 3 receives a start instruction. The process in S10 corresponds to the start instruction receiving section. Note that the radiation detection apparatus 100 may include hardware for receiving a start instruction such as a push button.
制御部３は、次に、照明部２３を消灯させる（Ｓ１１）。Ｓ１１では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、照明部２３へ制御信号を送信することにより、光源へ供給する電流を停止するように、照明部２３を制御する。照明部２３が消灯した後に、制御部３は、電圧印加部４２に、放射線検出素子１１への電圧印加を開始させる（Ｓ１２）。Ｓ１２では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、電圧印加部４２へ制御信号を送信することにより、放射線検出素子１１に電圧を印加するように、電圧印加部４２を制御する。電圧印加部４２は、前述したように、電極層１１３と、最も内側の曲線状電極１１４と、最も外側の曲線状電極１１４との間に、電圧を印加する。
Next, the control unit 3 turns off the illumination unit 23 (S11). In S11, the calculation unit 31 transmits a control signal to the illumination unit 23 through the interface unit 35, thereby controlling the illumination unit 23 to stop the current supplied to the light source. After the illumination unit 23 is turned off, the control unit 3 causes the voltage application unit 42 to start applying voltage to the radiation detection element 11 (S12). In S12, the calculation unit 31 controls the voltage application unit 42 to apply a voltage to the radiation detection element 11 by transmitting a control signal to the voltage application unit 42 through the interface unit 35. As described above, the voltage application unit 42 applies a voltage between the electrode layer 113, the innermost curved electrode 114, and the outermost curved electrode 114.
放射線検出素子１１に電圧が印加されることにより、放射線検出素子１１は、放射線を検出することが可能な状態となる。照明部２３が消灯した後に電圧印加が開始されるので、放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子１１には、照明部２３からの照明光は入射しない。照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、照明光による悪影響は生じない。
By applying a voltage to the radiation detection element 11, the radiation detection element 11 enters a state in which it can detect radiation. Since the voltage application is started after the illumination section 23 is turned off, the illumination light from the illumination section 23 does not enter the radiation detection element 11 which is now in a state capable of detecting radiation. The current signal from the radiation detection element 11 does not increase due to the illumination light, and no adverse effects are caused by the illumination light.
制御部３は、次に、放射線の検出を行う（Ｓ１３）。Ｓ１３では、制御部３は、インタフェース部３５を通じて、照射部２２へ制御信号を送信することにより、放射線を照射するように、照射部２２を制御する。照射部２２は試料６へ放射線を照射し、試料６からは特性Ｘ線が発生する。特性Ｘ線からなる放射線は放射線検出器１内の放射線検出素子１１へ入射し、放射線検出素子１１は放射線に応じた電流信号を出力する。前述したように、プリアンプ１２は電流信号を電圧信号へ変換し、信号処理部４３は放射線のエネルギーに対応する信号値別に信号をカウントし、分析部４４は放射線のスペクトルを生成する。このようにして、試料６から発生した特性Ｘ線が検出され、特性Ｘ線のスペクトルが生成される。Ｓ１０～Ｓ１３の処理により、使用者が開始指示を入力しただけで、放射線検出素子１１への照明光の入射を防止しながら、放射線検出が自動で行われる。
The control unit 3 next performs radiation detection (S13). In S13, the control unit 3 controls the irradiation unit 22 to irradiate radiation by transmitting a control signal to the irradiation unit 22 through the interface unit 35. The irradiation unit 22 irradiates the sample 6 with radiation, and the sample 6 generates characteristic X-rays. Radiation consisting of characteristic X-rays enters a radiation detection element 11 in the radiation detector 1, and the radiation detection element 11 outputs a current signal according to the radiation. As described above, the preamplifier 12 converts the current signal into a voltage signal, the signal processing section 43 counts the signals according to the signal value corresponding to the energy of the radiation, and the analysis section 44 generates the spectrum of the radiation. In this way, the characteristic X-rays generated from the sample 6 are detected, and a spectrum of the characteristic X-rays is generated. Through the processes of S10 to S13, radiation detection is automatically performed while preventing illumination light from entering the radiation detection element 11 just by the user inputting a start instruction.
制御部３は、次に、放射線検出素子１１への電圧印加を停止させる（Ｓ１４）。Ｓ１４では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、電圧印加部４２へ制御信号を送信することにより、電圧の印加を停止するように、電圧印加部４２を制御する。電圧印加部４２は、電圧の印加を停止する。電圧の印加が停止されることにより、放射線検出素子１１は、放射線を検出できない状態となる。
The control unit 3 then stops applying voltage to the radiation detection element 11 (S14). In S14, the calculation unit 31 transmits a control signal to the voltage application unit 42 through the interface unit 35, thereby controlling the voltage application unit 42 to stop applying the voltage. The voltage application unit 42 stops applying voltage. By stopping the voltage application, the radiation detection element 11 is in a state where it cannot detect radiation.
放射線検出素子１１への電圧印加が停止してから、所定の待機時間が経過した後に、制御部３は、照明部２３を点灯させる（Ｓ１５）。Ｓ１５では、電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後、演算部３１は、所定の待機時間の間、待機する。待機時間の値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。待機時間が経過した後に、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、照明部２３へ制御信号を送信することにより、点灯に必要な電流を光源へ供給するように、照明部２３を制御する。照明部２３が点灯することにより、試料６は照明される。放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後に、照明部２３が点灯するので、照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１は放射線検出のための動作を行わない。このため、照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、悪影響は生じない。
After a predetermined standby time has elapsed after the voltage application to the radiation detection element 11 was stopped, the control unit 3 turns on the illumination unit 23 (S15). In S15, after the voltage application from the voltage application section 42 to the radiation detection element 11 is stopped, the calculation section 31 waits for a predetermined standby time. The value of the waiting time is stored in advance in the storage unit 34 or included in the computer program 341. After the standby time has elapsed, the calculation section 31 transmits a control signal to the illumination section 23 through the interface section 35, thereby controlling the illumination section 23 to supply the current necessary for lighting to the light source. The sample 6 is illuminated by lighting the illumination section 23 . Since the illumination unit 23 is turned on after the voltage application to the radiation detection element 11 is stopped, even if illumination light is incident on the radiation detection element 11, the radiation detection element 11 does not perform an operation for detecting radiation. Therefore, the current signal from the radiation detection element 11 does not increase due to the illumination light, and no adverse effects occur.
電圧印加部４２は、放射線検出素子１１へ印加する電圧に含まれるノイズを除去し、電圧を安定させるために、キャパシタを含んでいる。キャパシタは、電圧印加部４２と放射線検出素子１１との間に配置されていてもよい。電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加を停止した場合、キャパシタの放電にはある程度時間がかかり、キャパシタの電圧はすぐには変わらないので、放射線検出素子１１に印加される電圧もすぐには変わらない。このため、電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加を停止した直後に照明部２３を点灯させた場合は、動作した状態の放射線検出素子１１へ照明光が入射し、照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加する虞がある。
The voltage application unit 42 includes a capacitor in order to remove noise contained in the voltage applied to the radiation detection element 11 and stabilize the voltage. The capacitor may be arranged between the voltage application section 42 and the radiation detection element 11. When the voltage application from the voltage application unit 42 to the radiation detection element 11 is stopped, it takes some time for the capacitor to discharge, and the voltage of the capacitor does not change immediately, so the voltage applied to the radiation detection element 11 also stops immediately. There is no change. Therefore, if the illumination unit 23 is turned on immediately after stopping the voltage application from the voltage application unit 42 to the radiation detection element 11, the illumination light will enter the radiation detection element 11 in the operating state, causing the illumination light to As a result, the current signal from the radiation detection element 11 may increase.
そこで、制御部３は、電圧印加部４２から放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後に、所定の待機時間の間、照明部２３の点灯を待機する。待機時間は、キャパシタが放電し、放射線検出素子へ印加される電圧が放射線検出器が動作しない電圧にまで変わる時間である。例えば、待機時間は２～３秒である。待機時間が経過した後には、放射線検出素子１１は放射線検出のための動作を行わない。待機時間が経過した後に、制御部３は、照明部２３を点灯させる。照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１は放射線検出のための動作を行っていないので、照明光を原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、照明光による悪影響は生じない。
Therefore, the control unit 3 waits for the illumination unit 23 to turn on for a predetermined standby time after the voltage application from the voltage application unit 42 to the radiation detection element 11 is stopped. The standby time is the time during which the capacitor discharges and the voltage applied to the radiation detection element changes to a voltage at which the radiation detector does not operate. For example, the waiting time is 2 to 3 seconds. After the standby time has elapsed, the radiation detection element 11 does not perform any radiation detection operation. After the standby time has elapsed, the control section 3 turns on the illumination section 23. Even if the illumination light is incident on the radiation detection element 11, the radiation detection element 11 is not performing any radiation detection operation, so the current signal from the radiation detection element 11 will not increase due to the illumination light. There are no ill effects caused by the illumination light.
Ｓ１５で照明部２３が点灯した後は、撮影部２４が試料６を撮影し、表示部４６が撮影画像を表示することができる。使用者は、撮影画像を視認することにより、放射線検出が行われた後の試料６を観察することができる。このように、放射線検出が行われた後に、動作している放射線検出素子１１への照明光の入射を防止しながら、試料６の観察が可能となる。
After the illumination section 23 is turned on in S15, the photographing section 24 can photograph the sample 6, and the display section 46 can display the photographed image. The user can observe the sample 6 after radiation detection by visually checking the captured image. In this way, after radiation detection is performed, the sample 6 can be observed while preventing illumination light from entering the radiation detection element 11 in operation.
制御部３は、次に、放射線検出を終了するか否かを判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６では、例えば、演算部３１は、使用者が操作部４５を操作することにより、検出終了の指示を受け付けた場合に、放射線検出を終了すると判定する。例えば、演算部３１は、予め定められている回数の放射線検出が行われた場合に、放射線検出を終了すると判定する。例えば、演算部３１は、放射線検出を開始してから所定の時間が経過した場合に、放射線検出を終了すると判定する。放射線検出を終了しない場合は（Ｓ１６：ＮＯ）、演算部３１は、Ｓ７へ戻し、放射線を検出するための処理を繰り返す。
The control unit 3 then determines whether to end radiation detection (S16). In S16, for example, when the user operates the operation unit 45 to receive an instruction to end the detection, the calculation unit 31 determines to end the radiation detection. For example, the calculation unit 31 determines to end radiation detection when radiation detection has been performed a predetermined number of times. For example, the calculation unit 31 determines to end radiation detection when a predetermined time has elapsed since the start of radiation detection. If the radiation detection is not completed (S16: NO), the calculation unit 31 returns to S7 and repeats the process for detecting radiation.
放射線検出を終了する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部３は、試料室２の内部へ試料室２の外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付ける（Ｓ１７）。Ｓ１７では、使用者が操作部４５を操作することにより、制御部３は、導入指示を受け付ける。Ｓ１７の処理は、導入指示受付部に対応する。なお、放射線検出装置１００は、押下ボタン等の導入指示を受け付けるためのハードウェアを備えていてもよい。
When ending radiation detection (S16: YES), the control unit 3 receives an introduction instruction to introduce air from outside the sample chamber 2 into the sample chamber 2 (S17). In S17, when the user operates the operation unit 45, the control unit 3 receives an introduction instruction. The process in S17 corresponds to the installation instruction receiving section. Note that the radiation detection apparatus 100 may include hardware for receiving an introduction instruction such as a push button.
制御部３は、次に、試料室２の開放を待機することを指示する待機指示を出力する（Ｓ１８）。Ｓ１８では、演算部３１は、待機指示を含む画像を表示部４６に表示することにより、待機指示を出力する。例えば、演算部３１は、試料室２の開放を待機することを文章で示した画像を表示部４６に表示する。なお、放射線検出装置１００は、試料室２の開放を待機することを文章で示した画像を表示するための専用のディスプレイ等、待機指示を出力するためのハードウェアを備えていてもよい。
Next, the control unit 3 outputs a standby instruction to wait for the opening of the sample chamber 2 (S18). In S18, the calculation unit 31 outputs the standby instruction by displaying an image including the standby instruction on the display unit 46. For example, the calculation unit 31 displays on the display unit 46 an image indicating in text that the opening of the sample chamber 2 is to be waited for. Note that the radiation detection apparatus 100 may be equipped with hardware for outputting a standby instruction, such as a dedicated display for displaying an image indicating in text that the sample chamber 2 is waiting for opening.
導入指示が受け付けられた直後は、試料室２の内部は減圧された状態であり、試料室２を開放することは困難である。また、放射線検出素子１１は冷却された状態であり、試料室２が開放された場合は、試料室２の外部の空気が放射線検出器１内へ侵入し、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着する。待機指示が出力されることにより、使用者が試料室２を無理に開放することが抑止される。Ｓ１８の処理は出力部に対応する。
Immediately after the introduction instruction is accepted, the inside of the sample chamber 2 is in a reduced pressure state, and it is difficult to open the sample chamber 2. Furthermore, the radiation detection element 11 is in a cooled state, and when the sample chamber 2 is opened, air from outside the sample chamber 2 enters the radiation detector 1, causing gas or moisture to enter the radiation detection element 11. Adsorb. By outputting the standby instruction, the user is prevented from forcibly opening the sample chamber 2. The process of S18 corresponds to the output section.
制御部３は、次に、温度調整部１６に、放射線検出素子１１を加熱させる（Ｓ１９）。Ｓ１９では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、放射線検出器１へ制御信号を送信することにより、温度調整部１６に含まれるペルチェ素子に放射線検出素子１１を加熱するための電圧を印加するように、温度調整部１６を制御する。放射線検出素子１１を加熱することにより、放射線検出素子１１の温度を素早く上昇させ、試料室２の内部へ外部の空気を導入するまでの時間を短縮することができる。
Next, the control unit 3 causes the temperature adjustment unit 16 to heat the radiation detection element 11 (S19). In S19, the calculation unit 31 applies a voltage for heating the radiation detection element 11 to the Peltier element included in the temperature adjustment unit 16 by transmitting a control signal to the radiation detector 1 through the interface unit 35. Then, the temperature adjustment section 16 is controlled. By heating the radiation detection element 11, the temperature of the radiation detection element 11 can be quickly raised, and the time required to introduce outside air into the sample chamber 2 can be shortened.
温度センサ１３は、放射線検出器１の内部の温度を測定し、制御部３は、温度センサ１３が測定した温度を取得する（Ｓ２０）。温度センサ１３は、測定した温度を示す信号を出力し、制御部３は、温度センサ１３からの信号をインタフェース部３５で受信することにより、温度を取得する。
The temperature sensor 13 measures the temperature inside the radiation detector 1, and the control unit 3 acquires the temperature measured by the temperature sensor 13 (S20). The temperature sensor 13 outputs a signal indicating the measured temperature, and the control unit 3 acquires the temperature by receiving the signal from the temperature sensor 13 at the interface unit 35.
制御部３は、次に、取得した温度が所定の温度閾値を超過したか否かを判定する（Ｓ２１）。Ｓ２１では、制御部３は、温度センサ１３が測定した温度と温度閾値とを比較して判定を行う。温度閾値は、０℃よりも高い温度である。温度閾値は、予め記憶部３４に記憶されているか、又はコンピュータプログラム３４１に含まれている。温度閾値は、例えば２０℃である。温度センサ１３が測定した温度が温度閾値を超過することは、放射線検出素子１１へのガスの吸着又は水分の吸着が発生し難くなるほど、放射線検出素子１１の温度が十分に高くなったことを意味する。なお、放射線検出装置１００は、Ｓ２１で、温度が温度閾値以上であるか否かを判定する形態であってもよい。
Next, the control unit 3 determines whether the obtained temperature exceeds a predetermined temperature threshold (S21). In S21, the control unit 3 compares the temperature measured by the temperature sensor 13 with a temperature threshold value to make a determination. The temperature threshold is a temperature above 0°C. The temperature threshold value is stored in advance in the storage unit 34 or included in the computer program 341. The temperature threshold is, for example, 20°C. The fact that the temperature measured by the temperature sensor 13 exceeds the temperature threshold means that the temperature of the radiation detection element 11 has become sufficiently high that gas adsorption or moisture adsorption to the radiation detection element 11 becomes difficult to occur. do. Note that the radiation detection device 100 may be configured to determine whether the temperature is equal to or higher than a temperature threshold in S21.
取得した温度が温度閾値以下である場合は（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部３は、処理をＳ２０へ戻す。取得した温度が温度閾値を超過する場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部３は、試料室２の内部へ外部の空気を導入する（Ｓ２２）。ガス供給部５３を用いない形態では、演算部３１は、Ｓ２２で、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１へ制御信号を送信することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入するように、減圧部５１を制御する。減圧部５１は、減圧を停止し、試料室２の内部へ外部の空気を導入して、試料室２の内部のガス圧を外部と同等のガス圧へ戻す。例えば、減圧部５１は、真空ポンプを停止し、リークバルブを開放することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入する。
If the acquired temperature is below the temperature threshold (S21: NO), the control unit 3 returns the process to S20. If the acquired temperature exceeds the temperature threshold (S21: YES), the control unit 3 introduces external air into the sample chamber 2 (S22). In the case where the gas supply unit 53 is not used, the calculation unit 31 transmits a control signal to the decompression unit 51 through the interface unit 35 in S22 to introduce external air into the sample chamber 2. Controls the pressure reducing section 51. The decompression unit 51 stops decompression, introduces outside air into the sample chamber 2, and returns the gas pressure inside the sample chamber 2 to the same gas pressure as the outside. For example, the pressure reducing unit 51 introduces external air into the sample chamber 2 by stopping the vacuum pump and opening the leak valve.
ガス供給部５３を用いる形態では、演算部３１は、Ｓ２２で、インタフェース部３５を通じて、減圧部５１及びガス供給部５３へ制御信号を送信することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入するように、減圧部５１及びガス供給部５３を制御する。ガス供給部５３は、不活性ガス又は乾燥空気の供給を停止し、減圧部５１は、試料室２の内部へ外部の空気を導入して、試料室２の内部のガス圧を外部と同等のガス圧へ戻す。例えば、減圧部５１は、ガス供給部５３が不活性ガス又は乾燥空気の供給を停止し、真空ポンプが停止した状態で、リークバルブを開放することにより、試料室２の内部へ外部の空気を導入する。
In the embodiment using the gas supply section 53, the calculation section 31 introduces external air into the sample chamber 2 by transmitting a control signal to the pressure reduction section 51 and the gas supply section 53 through the interface section 35 in S22. The pressure reducing section 51 and the gas supply section 53 are controlled so as to do so. The gas supply section 53 stops supplying inert gas or dry air, and the pressure reduction section 51 introduces external air into the sample chamber 2 to bring the gas pressure inside the sample chamber 2 to the same level as that outside. Return to gas pressure. For example, the decompression unit 51 allows external air to enter the sample chamber 2 by opening the leak valve while the gas supply unit 53 stops supplying inert gas or dry air and the vacuum pump stops. Introduce.
試料室２の内部へ外部の空気を導入した後、制御部３は、待機指示の出力を終了する（Ｓ２３）。Ｓ２３では、例えば、演算部３１は、表示部４６に待機指示を含む画像の表示を終了させる。制御部３は、次に、蓋部２０を開放する（Ｓ２４）。Ｓ２４では、演算部３１は、インタフェース部３５を通じて、開閉部４１へ制御信号を送信することにより、蓋部２０を開放するように、開閉部４１を制御する。開閉部４１が蓋部２０を開放することにより、試料室２は開放状態になる。Ｓ２４では、自動で蓋部２０を開放するのではなく、使用者が手で蓋部２０を開けることができるようにする処理が行われてもよい。試料室２が開放された状態で、試料６の取り出し又は入れ替え等の作業が行われる。Ｓ２４が終了した後、制御部３は処理を終了する。
After introducing external air into the sample chamber 2, the control unit 3 ends outputting the standby instruction (S23). In S23, for example, the calculation unit 31 causes the display unit 46 to finish displaying the image including the standby instruction. The control section 3 then opens the lid section 20 (S24). In S24, the calculation section 31 controls the opening/closing section 41 to open the lid section 20 by transmitting a control signal to the opening/closing section 41 through the interface section 35. When the opening/closing section 41 opens the lid section 20, the sample chamber 2 is placed in an open state. In S24, instead of automatically opening the lid 20, a process may be performed that allows the user to open the lid 20 manually. With the sample chamber 2 open, work such as taking out or replacing the sample 6 is performed. After S24 ends, the control unit 3 ends the process.
蓋部２０が開放されている間、又は減圧部５１のリークバルブを通して外部の空気が導入されている間は、試料室２の内部へ外部の空気が導入される。外部の空気の温度が低い場合は、空気によって放射線検出素子１１が冷却される虞がある。制御部３は、蓋部２０が開放されている間、又は試料室２の内部へ外部の空気が導入されている間は、温度センサ１３が測定する温度が温度閾値以上になるように、温度調整部１６を制御する。例えば、制御部３は、温度センサ１３が測定する温度が温度閾値以下になった場合に、温度調整部１６に放射線検出素子１１を加熱させ、温度が温度閾値を超過した場合に、温度調整部１６に加熱を停止させる。外部の空気によって放射線検出素子１１が冷却されることが防止され、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着することが防止される。
While the lid section 20 is open or while external air is introduced through the leak valve of the pressure reducing section 51, external air is introduced into the sample chamber 2. If the temperature of the outside air is low, there is a possibility that the radiation detection element 11 will be cooled by the air. The control unit 3 controls the temperature so that the temperature measured by the temperature sensor 13 is equal to or higher than the temperature threshold while the lid unit 20 is open or while external air is introduced into the sample chamber 2. Controls the adjustment section 16. For example, the control unit 3 causes the temperature adjustment unit 16 to heat the radiation detection element 11 when the temperature measured by the temperature sensor 13 becomes below the temperature threshold, and causes the temperature adjustment unit 16 to heat the radiation detection element 11 when the temperature exceeds the temperature threshold. 16 to stop heating. The radiation detection element 11 is prevented from being cooled by external air, and gas or moisture is prevented from adsorbing to the radiation detection element 11.
以上詳述した如く、本実施形態においては、放射線検出装置１００は、放射線検出器１の内部の温度を測定し、放射線検出器１の内部の温度に基づいて、試料室２の内部へ外部の空気を導入するタイミングを制御する。具体的には、放射線検出装置１００は、放射線検出器１の内部の温度が低い場合には、試料室２の内部へ外部の空気を導入せず、放射線検出器１の内部の温度が高い場合に、試料室２の内部へ外部の空気を導入する。
As described in detail above, in this embodiment, the radiation detection apparatus 100 measures the temperature inside the radiation detector 1 and, based on the temperature inside the radiation detector 1, transmits external data to the inside of the sample chamber 2. Control the timing of air introduction. Specifically, the radiation detection apparatus 100 does not introduce external air into the sample chamber 2 when the temperature inside the radiation detector 1 is low, and when the temperature inside the radiation detector 1 is high. Then, outside air is introduced into the sample chamber 2.
本実施形態では、放射線検出器１のハウジング１７には窓材で塞がれていない開口部１７１が設けられており、開口部１７１を通過した放射線が検出される。検出される放射線は窓材を透過する必要が無いので、放射線検出装置１００は、エネルギーが低いために窓材を透過することができない放射線を検出することができる。従って、放射線検出装置１００は、低エネルギーの放射線を検出する感度が向上する。一方で、開口部１７１を通過して放射線検出器１の内部へガスが侵入する。放射線検出のために放射線検出素子１１が冷却されている状態で放射線検出器１の内部へ空気が侵入した場合は、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着する。放射線検出時には、試料室２は減圧された状態又は不活性ガス若しくは乾燥空気が充填された状態であるので、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着する不具合の発生は抑制される。しかし、放射線検出素子１１が冷却されている状態で試料室２の内部へ外部の空気が導入された場合は、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着し、不具合が発生し得る。
In this embodiment, the housing 17 of the radiation detector 1 is provided with an opening 171 that is not covered with a window material, and radiation passing through the opening 171 is detected. Since the radiation to be detected does not need to pass through the window material, the radiation detection device 100 can detect radiation that cannot pass through the window material due to its low energy. Therefore, the radiation detection device 100 has improved sensitivity for detecting low-energy radiation. On the other hand, gas passes through the opening 171 and enters the inside of the radiation detector 1 . If air enters the inside of the radiation detector 1 while the radiation detection element 11 is being cooled for radiation detection, gas or moisture will be adsorbed to the radiation detection element 11 . At the time of radiation detection, the sample chamber 2 is in a reduced pressure state or filled with inert gas or dry air, so that the occurrence of a problem in which gas or moisture is adsorbed to the radiation detection element 11 is suppressed. However, if outside air is introduced into the sample chamber 2 while the radiation detection element 11 is being cooled, gas or moisture may be adsorbed to the radiation detection element 11, causing a problem.
本実施形態では、放射線検出装置１００は、放射線検出器１の内部の温度が低い場合には試料室２の内部へ外部の空気を導入せずに待機し、放射線検出器１の内部の温度が高くなってから、試料室２の内部へ外部の空気を導入し、試料室２を開放する。放射線検出器１の内部の温度が高くなった状態では、放射線検出素子１１の温度も高くなっており、放射線検出素子１１へのガス又は水分の吸着は発生し難い。このため、放射線検出素子１１にガス又は水分が吸着することを原因として、放射線検出器１に故障等の不具合が発生することは、起こり難い。従って、放射線検出器１の不具合が抑制され、放射線検出装置１００は、安定的に放射線検出を行うことができる。
In this embodiment, the radiation detection apparatus 100 stands by without introducing external air into the sample chamber 2 when the temperature inside the radiation detector 1 is low. After the temperature rises, external air is introduced into the sample chamber 2 and the sample chamber 2 is opened. When the temperature inside the radiation detector 1 is high, the temperature of the radiation detection element 11 is also high, and adsorption of gas or moisture to the radiation detection element 11 is difficult to occur. Therefore, it is unlikely that a malfunction such as a failure will occur in the radiation detector 1 due to adsorption of gas or moisture to the radiation detection element 11. Therefore, defects in the radiation detector 1 are suppressed, and the radiation detection apparatus 100 can stably perform radiation detection.
また、本実施形態では、放射線検出装置１００は、試料６を照明するための照明部２３の点灯と、放射線検出のために必要な放射線検出素子１１への電圧印加とのタイミングを制御する。具体的には、放射線検出装置１００は、放射線検出素子１１への電圧印加を停止した後に、照明部２３を点灯し、照明部２３を消灯した後に、放射線検出素子１１への電圧印加を開始する。
Furthermore, in this embodiment, the radiation detection apparatus 100 controls the timing of turning on the illumination unit 23 for illuminating the sample 6 and applying voltage to the radiation detection element 11 necessary for radiation detection. Specifically, the radiation detection device 100 turns on the illumination unit 23 after stopping the voltage application to the radiation detection element 11, and starts applying the voltage to the radiation detection element 11 after turning off the illumination unit 23. .
放射線を検出すべく放射線検出素子１１が動作している状態で放射線検出素子１１へ光が入射した場合は、放射線検出素子１１が出力する電流信号が増加し、放射線検出の精度の悪化又は放射線検出装置の故障の発生等、不具合が発生することがある。照明部２３からの照明光は、開口部１７１を通過し、放射線検出素子１１へ入射し得る。
If light enters the radiation detection element 11 while the radiation detection element 11 is operating to detect radiation, the current signal output by the radiation detection element 11 increases, and the accuracy of radiation detection deteriorates or the radiation detection Malfunctions may occur, such as equipment failure. Illumination light from the illumination section 23 can pass through the opening 171 and enter the radiation detection element 11 .
本実施形態では、照明部２３が消灯した後に放射線検出素子１１への電圧印加が開始されるので、放射線を検出することが可能な状態になった放射線検出素子１１には、照明光は入射しない。更に、放射線検出素子１１への電圧印加が停止した後に、照明部２３が点灯するので、照明光が放射線検出素子１１へ入射したとしても、放射線検出素子１１は動作しておらず、電流信号は出力されない。このため、放射線検出素子１１へ照明部２３からの照明光が入射することを原因として放射線検出素子１１からの電流信号が増加することはなく、電流信号の増加によって不具合が発生することはない。従って、放射線検出装置１００の不具合が抑制される。放射線検出装置１００は、安定的に放射線検出を行うことができる。
In this embodiment, since voltage application to the radiation detection element 11 is started after the illumination unit 23 is turned off, illumination light does not enter the radiation detection element 11 that is in a state capable of detecting radiation. . Furthermore, since the illumination section 23 is turned on after the voltage application to the radiation detection element 11 is stopped, even if the illumination light is incident on the radiation detection element 11, the radiation detection element 11 is not operating and the current signal is No output. Therefore, the current signal from the radiation detection element 11 does not increase due to the illumination light from the illumination unit 23 entering the radiation detection element 11, and no problems occur due to the increase in the current signal. Therefore, malfunctions of the radiation detection device 100 are suppressed. The radiation detection device 100 can stably detect radiation.
放射線検出装置１００は、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加を、放射線検出素子１１への電圧印加と同様に制御してもよい。即ち、制御部３は、放射線検出素子１１への電圧印加の開始と同じタイミングで、電圧印加部４２にプリアンプ１２への電圧印加を開始させる。また、制御部３は、放射線検出素子１１への電圧印加の停止と同じタイミングで、電圧印加部４２に、プリアンプ１２への電圧印加を停止させる。これにより、照明光を原因としてプリアンプ１２に不具合が発生することが防止される。なお、電圧印加部４２からプリアンプ１２への電圧印加は、放射線検出装置１００が動作している間は常時行われていてもよい。
The radiation detection device 100 may control the voltage application from the voltage application unit 42 to the preamplifier 12 in the same way as the voltage application to the radiation detection element 11. That is, the control section 3 causes the voltage application section 42 to start applying voltage to the preamplifier 12 at the same timing as the start of voltage application to the radiation detection element 11 . Further, the control section 3 causes the voltage application section 42 to stop applying voltage to the preamplifier 12 at the same timing as when the voltage application to the radiation detection element 11 is stopped. This prevents malfunctions in the preamplifier 12 from occurring due to illumination light. Note that the voltage application from the voltage application unit 42 to the preamplifier 12 may be performed at all times while the radiation detection apparatus 100 is operating.
放射線検出装置１００は、温度調整部１６がヒータを有する形態であってもよい。この形態では、Ｓ１９の処理において、温度調整部１６は、ヒータにより放射線検出素子１１を加熱する。ヒータを用いることにより、放射線検出素子１１の温度をより素早く上昇させることができる。温度調整部１６は、ペルチェ素子又はヒータ以外の温度を調整するための機構を有していてもよい。或いは、放射線検出装置１００は、温度調整部１６が冷却を行うのみで加熱を行わない形態であってもよい。この形態では、Ｓ１９での加熱は行われず、冷却が終了され、放射線検出素子１１の温度は自然に上昇する。
The radiation detection device 100 may have a configuration in which the temperature adjustment section 16 includes a heater. In this form, in the process of S19, the temperature adjustment unit 16 heats the radiation detection element 11 with a heater. By using a heater, the temperature of the radiation detection element 11 can be raised more quickly. The temperature adjustment section 16 may have a mechanism for adjusting the temperature other than the Peltier element or the heater. Alternatively, the radiation detection device 100 may have a configuration in which the temperature adjustment section 16 only performs cooling and does not perform heating. In this form, heating in S19 is not performed, cooling is ended, and the temperature of the radiation detection element 11 rises naturally.
本実施形態においては、放射線検出素子１１を構成する半導体がＳｉである形態を示したが、放射線検出素子１１はＳｉ以外の半導体で構成された形態であってもよい。本実施形態においては、半導体部１１２がｎ型の半導体からなり、電極層１１３及び曲線状電極１１４がｐ型の半導体からなる形態を示したが、放射線検出素子１１は、半導体部１１２がｐ型の半導体からなり、電極層１１３及び曲線状電極１１４がｎ型の半導体からなる形態であってもよい。本実施形態においては、放射線検出素子１１がシリコンドリフト型放射線検出素子である形態を示したが、放射線検出素子１１は、シリコンドリフト型放射線検出素子以外の半導体製の素子であってもよい。このため、放射線検出器１は、ＳＤＤ以外の放射線検出器であってもよい。
In this embodiment, the semiconductor configuring the radiation detection element 11 is made of Si, but the radiation detection element 11 may be made of a semiconductor other than Si. In this embodiment, the semiconductor portion 112 is made of an n-type semiconductor, and the electrode layer 113 and the curved electrode 114 are made of a p-type semiconductor. The electrode layer 113 and the curved electrode 114 may be made of an n-type semiconductor. In this embodiment, the radiation detection element 11 is a silicon drift type radiation detection element, but the radiation detection element 11 may be a semiconductor element other than a silicon drift type radiation detection element. Therefore, the radiation detector 1 may be a radiation detector other than an SDD.
本実施形態においては、放射線検出器１がコリメータ１４を備える形態を示したが、放射線検出器１はコリメータ１４を備えていない形態であってもよい。放射線検出器１は、開口部１７１が設けられておらず、窓材を有する窓を備え、窓を透過した放射線を検出する形態であってもよい。本実施形態においては、放射線検出素子１１がハウジング１７に収容されている形態を示したが、放射線検出器１は、ハウジング１７を備えていない形態であってもよい。本実施形態においては、放射線検出装置１００が照射部２２を備えている形態を示したが、放射線検出装置１００は、照射部２２を備えていない形態であってもよい。本実施形態においては、放射線として試料６からの特性Ｘ線を検出する形態を示したが、放射線検出装置１００は、Ｘ線以外の放射線を検出する形態であってもよい。又は、放射線検出装置１００は、半導体製の素子以外の放射線検出素子１１を用いる形態であってもよい。例えば、放射線検出装置１００は、放射線検出素子１１として光電子増倍管を用いた形態であってもよい。
In the present embodiment, the radiation detector 1 includes the collimator 14, but the radiation detector 1 may not include the collimator 14. The radiation detector 1 may have a configuration in which the opening 171 is not provided, the radiation detector 1 is provided with a window having a window material, and the radiation transmitted through the window is detected. In this embodiment, the radiation detection element 11 is housed in the housing 17, but the radiation detector 1 may not include the housing 17. In the present embodiment, the radiation detection device 100 includes the irradiation unit 22, but the radiation detection device 100 may not include the irradiation unit 22. In this embodiment, a mode is shown in which characteristic X-rays from the sample 6 are detected as radiation, but the radiation detection device 100 may be in a mode that detects radiation other than X-rays. Alternatively, the radiation detection device 100 may use a radiation detection element 11 other than a semiconductor element. For example, the radiation detection device 100 may use a photomultiplier tube as the radiation detection element 11.
本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
The present invention is not limited to the contents of the embodiments described above, and various changes can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included within the technical scope of the present invention.
各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。
The items described in each embodiment can be combined with each other. Moreover, the independent claims and dependent claims recited in the claims may be combined with each other in any and all combinations, regardless of the form in which they are cited. Furthermore, although the scope of claims uses a format in which claims refer to two or more other claims (multi-claim format), the invention is not limited to this format. It may be written using a multi-claim format that cites at least one multi-claim.
１００ 放射線検出装置
１ 放射線検出器
１１ 放射線検出素子
１３ 温度センサ
１６ 温度調整部
１７ ハウジング
１７１ 開口部
２ 試料室
２０ 蓋部
２２ 照射部
２３ 照明部
２４ 撮影部
３ 制御部
３４１ コンピュータプログラム
４６ 表示部
５１ 減圧部（雰囲気調整部）
５２ ガス圧センサ
５３ ガス供給部（雰囲気調整部）
６ 試料
100Radiation detection device 1 Radiation detector 11 Radiation detection element 13 Temperature sensor 16 Temperature adjustment section 17 Housing 171 Opening section 2 Sample chamber 20 Lid section 22 Irradiation section 23 Illumination section 24 Imaging section 3 Control section 341 Computer program 46 Display section 51 Decompression Department (atmosphere adjustment department)
52Gas pressure sensor 53 Gas supply section (atmosphere adjustment section)
6 Sample
１ 放射線検出器
１１ 放射線検出素子
１３ 温度センサ
１６ 温度調整部
１７ ハウジング
１７１ 開口部
２ 試料室
２０ 蓋部
２２ 照射部
２３ 照明部
２４ 撮影部
３ 制御部
３４１ コンピュータプログラム
４６ 表示部
５１ 減圧部（雰囲気調整部）
５２ ガス圧センサ
５３ ガス供給部（雰囲気調整部）
６ 試料
100
52
6 Sample
Claims (14)
- 内部に試料が配置される開閉可能な試料室と、
前記試料室の内部に配置されており、前記試料から発生する放射線を検出する放射線検出器と、
閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部と、
制御部とを備え、
前記放射線検出器は、
放射線検出素子と、
前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有し、
前記制御部は、
前記温度センサが測定した温度に基づいて、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入するタイミングを調整するように、前記雰囲気調整部を制御する
ことを特徴とする放射線検出装置。 an openable and closable sample chamber in which a sample is placed;
a radiation detector that is placed inside the sample chamber and detects radiation generated from the sample;
An atmosphere in which the inside of the sample chamber in a closed state is adjusted by reducing the pressure or filling it with a specific gas, and introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber in which the atmosphere has been adjusted. an adjustment section;
It is equipped with a control section,
The radiation detector includes:
a radiation detection element;
and a temperature sensor that measures the temperature inside the radiation detector,
The control unit includes:
The radiation detection device is characterized in that the atmosphere adjustment unit is controlled to adjust the timing of introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber based on the temperature measured by the temperature sensor. - 前記制御部は、
前記温度センサが測定した温度が所定の温度閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部に、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入させる
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。 The control unit includes:
2. The atmosphere adjusting section causes the atmosphere adjustment section to introduce air from outside the sample chamber into the sample chamber when the temperature measured by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature threshold. radiation detection device. - 前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部と、
前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入することを指示する導入指示を受け付ける導入指示受付部とを更に備え、
前記制御部は、
前記導入指示受付部が前記導入指示を受け付けた場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子を加熱させる
ことを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。 a temperature adjustment section that adjusts the temperature of the radiation detection element;
further comprising an introduction instruction receiving unit that receives an introduction instruction instructing to introduce air from outside the sample chamber into the sample chamber,
The control unit includes:
The radiation detection device according to claim 2, wherein when the introduction instruction reception unit receives the introduction instruction, the temperature adjustment unit is caused to heat the radiation detection element. - 前記試料室の開放を待機することを指示する待機指示を出力する出力部を更に備え、
前記制御部は、
前記雰囲気調整部が前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する前の期間に、前記出力部に前記待機指示を出力させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 further comprising an output unit that outputs a standby instruction instructing to wait for opening of the sample chamber,
The control unit includes:
Any one of claims 1 to 3, wherein the output unit outputs the standby instruction during a period before the atmosphere adjustment unit introduces air from outside the sample chamber into the sample chamber. The radiation detection device described in . - 前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部と、
前記試料室の内部のガス圧を測定するガス圧センサとを更に備え、
前記制御部は、
前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記ガス圧センサが測定したガス圧が所定の圧力閾値以下になった場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 a temperature adjustment section that adjusts the temperature of the radiation detection element;
further comprising a gas pressure sensor that measures the gas pressure inside the sample chamber,
The control unit includes:
When the atmosphere adjustment section starts atmosphere adjustment and the gas pressure measured by the gas pressure sensor becomes equal to or less than a predetermined pressure threshold, the temperature adjustment section is made to start cooling the radiation detection element. The radiation detection device according to any one of claims 1 to 4. - 前記放射線検出素子の温度を調整する温度調整部を更に備え、
前記制御部は、
前記雰囲気調整部が雰囲気調整を開始し、前記試料室の内部へ前記特定のガスを所定時間供給した場合に、前記温度調整部に、前記放射線検出素子の冷却を開始させる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 further comprising a temperature adjustment section that adjusts the temperature of the radiation detection element,
The control unit includes:
A claim characterized in that when the atmosphere adjustment section starts atmosphere adjustment and supplies the specific gas to the inside of the sample chamber for a predetermined period of time, the temperature adjustment section starts cooling the radiation detection element. 5. The radiation detection device according to any one of items 1 to 4. - 前記放射線検出器は、前記放射線検出素子を内部に収容するハウジングを更に有し、
前記ハウジングは、塞がれていない開口部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 The radiation detector further includes a housing that houses the radiation detection element therein,
The radiation detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the housing has an open opening. - 前記試料へ放射線を照射する照射部と、
前記放射線検出器が検出した放射線のスペクトルを生成するスペクトル生成部と、
前記スペクトル生成部が生成したスペクトルを表示する表示部と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 an irradiation unit that irradiates the sample with radiation;
a spectrum generation unit that generates a spectrum of radiation detected by the radiation detector;
The radiation detection apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a display unit that displays the spectrum generated by the spectrum generation unit. - 前記試料を照明するために点灯する照明部と、
前記放射線検出素子に電圧を印加する電圧印加部とを更に備え、
前記制御部は、
前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させた後に、前記照明部を点灯させ、
前記照明部を消灯させた後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させる
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 an illumination unit that lights up to illuminate the sample;
further comprising a voltage application unit that applies a voltage to the radiation detection element,
The control unit includes:
After causing the voltage application unit to stop applying voltage to the radiation detection element, turning on the illumination unit,
The radiation detection device according to any one of claims 1 to 8, wherein the voltage application unit starts applying voltage to the radiation detection element after the illumination unit is turned off. - 放射線の検出を開始することを指示する開始指示を受け付ける開始指示受付部を更に備え、
前記制御部は、
前記開始指示受付部が前記開始指示を受け付けた場合に、前記照明部を消灯させ、
前記照明部が消灯した後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を開始させる
ことを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。 further comprising a start instruction receiving unit that receives a start instruction instructing to start detecting radiation,
The control unit includes:
When the start instruction receiving unit receives the start instruction, turning off the lighting unit;
The radiation detection device according to claim 9, wherein the voltage application unit starts applying voltage to the radiation detection element after the illumination unit is turned off. - 前記制御部は、
前記放射線検出素子を用いた放射線の検出を行った後に、前記電圧印加部に前記放射線検出素子への電圧印加を停止させ、
前記放射線検出素子への電圧印加が停止した後に、前記照明部を点灯させる
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の放射線検出装置。 The control unit includes:
After detecting radiation using the radiation detection element, causing the voltage application section to stop applying voltage to the radiation detection element,
The radiation detection device according to claim 9 or 10, wherein the illumination section is turned on after voltage application to the radiation detection element is stopped. - 前記制御部は、
前記放射線検出素子への電圧印加が停止してから、所定の待機時間が経過した後に、前記照明部を点灯させる
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一つに記載の放射線検出装置。 The control unit includes:
The radiation detection device according to any one of claims 9 to 11, wherein the illumination unit is turned on after a predetermined standby time has elapsed after the voltage application to the radiation detection element is stopped. . - 内部に試料が配置される開閉可能な試料室と、前記試料室の内部に配置されており、前記試料から発生する放射線を検出する放射線検出器と、閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部とを備え、前記放射線検出器は、放射線検出素子と、前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有する放射線検出装置を制御する方法であって、
前記温度センサが測定した温度を取得し、
取得した前記温度が所定の閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部に、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入させる
ことを特徴とする制御方法。 a sample chamber that can be opened and closed in which a sample is placed; a radiation detector that is placed inside the sample chamber and detects radiation generated from the sample; and a depressurized interior of the sample chamber that is closed. and an atmosphere adjustment section that adjusts the atmosphere by filling the sample chamber with a specific gas, and introduces air from outside the sample chamber into the sample chamber in which the atmosphere has been adjusted, and the radiation detector , a method for controlling a radiation detection device having a radiation detection element and a temperature sensor that measures the temperature inside the radiation detector,
obtaining the temperature measured by the temperature sensor;
A control method comprising: causing the atmosphere adjustment section to introduce air from outside the sample chamber into the sample chamber when the obtained temperature exceeds a predetermined threshold value. - 内部に試料が配置される開閉可能な試料室と、前記試料室の内部に配置されており、前記試料から発生する放射線を検出する放射線検出器と、閉鎖した状態の前記試料室の内部を減圧するか又は特定のガスで充填する雰囲気調整を行い、雰囲気調整が行われた状態の前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する雰囲気調整部とを備え、前記放射線検出器は、放射線検出素子と、前記放射線検出器の内部の温度を測定する温度センサとを有する放射線検出装置を制御するコンピュータに、
前記温度センサが測定した温度を取得し、
取得した前記温度が所定の閾値を超過した場合に、前記雰囲気調整部により、前記試料室の内部へ前記試料室の外部の空気を導入する
処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
a sample chamber that can be opened and closed in which a sample is placed; a radiation detector that is placed inside the sample chamber and detects radiation generated from the sample; and a depressurized interior of the sample chamber that is closed. and an atmosphere adjustment section that adjusts the atmosphere by filling the sample chamber with a specific gas, and introduces air from outside the sample chamber into the sample chamber in which the atmosphere has been adjusted, and the radiation detector , a computer that controls a radiation detection device having a radiation detection element and a temperature sensor that measures the temperature inside the radiation detector;
obtaining the temperature measured by the temperature sensor;
A computer program characterized in that, when the acquired temperature exceeds a predetermined threshold value, the atmosphere adjustment section executes a process of introducing air from outside the sample chamber into the sample chamber.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022-088954 | 2022-05-31 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/019416 WO2023234153A1 (en) | 2022-05-31 | 2023-05-25 | Radiation detection device, control method, and computer program |
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|---|---|
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Citations (6)
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| JPS6454387A (en) * | 1987-08-05 | 1989-03-01 | Rinku Anariteikaru Ltd | X rays detector |
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| JPH10311879A (en) * | 1997-05-10 | 1998-11-24 | Horiba Ltd | Energy dispersion type semiconductor x-ray detector |
| JP2019133787A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 日本電子株式会社 | Charged particle beam device |
-
2023
- 2023-05-25 WO PCT/JP2023/019416 patent/WO2023234153A1/en unknown
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