JP2003057355A - α線ダストモニタ用半導体式放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】α線ダストの核種の弁別及びその濃度の算出の
精度に優れたα線ダストモニタを実現でき、且つ安定性
に優れた放射線検出器を提供する。 【解決手段】半導体式放射線検出素子11a の放射線有感
領域111aが放射線入射部1111と気密シール部1112とチェ
ック部1113とを有し、筐体15a のリング溝153 に装着さ
れたＯリング17によって筐体15a と気密シール部1112と
が気密シールされる。ＬＥＤ13からの機能チェック用の
光パルスは、光ファイバ14と透明な樹脂からなる厚さ２
mm程度の光路変更部材18とによって、チェック部1113へ
垂直に入射される。筐体15a のα線入射窓151 は厚さ１
μm 以下のＰＥＴ膜16a によって覆われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、環境中に含まれ
る塵埃から放射されるα線を計測・監視するためのα線
ダストモニタに用いられる半導体式放射線検出器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】α線ダストモニタは、計測対象となる環
境の単位体積の空気中から放射されるα線を計測・監視
するための放射線計測装置であって、計測環境の空気を
濾紙に通して、その空気中に含まれる塵埃（ダスト）を
濾紙上に捕集し、その塵埃から放射される個々のα線の
エネルギーを放射線検出器によって計測し、所定時間内
に所定エネルギー幅内に入る検出数をヒストグラムとし
てエネルギースペクトラムを作成し、そのエネルギース
ペクトラムから、捕集した塵埃中に含まれるα線を放射
する塵埃（以下ではα線ダストと言う）の核種及びその
濃度を算出する放射線計測装置である。

【０００３】α線ダストモニタに用いられる放射線検出
器には、装置を小型軽量にまとめることができ、且つ必
要な情報を所望の精度で得ることができる半導体式放射
線検出素子を搭載した半導体式放射線検出器が、一般的
に使用されている。図２は、半導体式放射線検出素子
（図２では単に放射線検出素子、以下では放射線検出素
子と略称する）11を用いた従来技術によるα線ダストモ
ニタ用放射線検出器（図２では単に放射線検出器、以下
では放射線検出器と略称する）の一例１の構成を示し、
（ａ）は全体構成を示す概念図、（ｂ）は放射線検出素
子11の平面図である。

【０００４】放射線検出器１は、放射線検出素子11とパ
ルスアンプ12とＬＥＤ13と光ファイバ14とこれらを収納
する筐体15と筐体15のα線入射窓151 を覆うＰＥＴ膜16
とで構成されている。放射線検出素子11は、高抵抗率の
単結晶シリコンウェハの片面にｐｎ接合またはヘテロ接
合を形成され、この接合に逆方向バイアスが印加され
て、接合の両側に空乏層を形成されたものである。空乏
層を形成されている領域が放射線有感領域111 であっ
て、ｐｎ接合型の場合には、ｐｎ接合を形成されている
領域がこの領域となり、非晶質シリコンによるヘテロ接
合型の場合には、非晶質シリコン上に形成された電極の
領域がほぼこの領域となる。

【０００５】α線が物質中（放射線検出素子11の場合は
シリコン中）を移動すると、その物質とα線との相互作
用によってその移動経路に高密度の電子−正孔対が生成
される。この電子−正孔対の生成領域が空乏層のような
高電界領域であると、電子−正孔対はその高電界によっ
て電子と正孔とに分離されて、負電極側に正孔が取り出
され、正電極側に電子が取り出される。取り出された正
孔または電子は荷電粒子であるから、電極から取り出さ
れた電荷量を計測すると取り出された正孔または電子の
数が算出でき、これによって物質中で失われたα線のエ
ネルギーが分かる。放射線検出素子11の空乏層の厚さ
は、計測対象となるα線の飛程よりも厚く設計されてい
るので、電極から取り出される電荷量は空乏層に入射し
たα線のエネルギーに対応する。

【０００６】放射線検出素子11の電極から取り出された
電荷は、パルスアンプ12に入力されて、電荷量に比例し
た波高値をもつ電圧パルスに変換され、放射線検出器１
からα線ダストモニタの本体部に出力されて、そのエネ
ルギーが計測され、その計測結果に基づいてエネルギー
スペクトラムが作成される。そのエネルギースペクトラ
ムからα線ダストに含まれる放射性核種及びその濃度が
算出される。

【０００７】ＬＥＤ13及び光ファイバ14は、放射線検出
器１が正常に動作しているか否かをチェックする部材で
ある。ＬＥＤ13は、外部から入力されるテストパルスに
よって発光し、この光パルスが、光ファイバ14に導かれ
て筐体15の先端外周部に設けられた反射面152 に照射さ
れて矢印で示した方向に反射され、放射線検出素子11の
放射線有感領域111 へ導かれ、α線が入射した場合と同
様に、光パルスの照射部に電子−正孔対を生成し、放射
線有感領域111 の空乏層内で生成された電子−正孔対に
相当する電荷を出力する。この光パルスの照射によって
所定の出力が得られれば、放射線検出器１は正常に機能
していると判断される。

【０００８】必要な光量の光パルスを確実に放射線有感
領域111 へ導くためには、放射線有感領域111 に入射す
る光が放射線検出素子11の表面にある程度傾いて入射す
ることが必要であって（平行に近いと必要な光量の光パ
ルスが放射線有感領域111 に到達しないから）、筐体15
の内面と放射線検出素子11の放射線有感領域111 側の表
面とを10mm程度離すことが必要である。

【０００９】ＰＥＴ膜16は、筐体15内に収納されている
放射線検出素子11等の部材が計測対象の空気に直接に接
触してその表面が汚染され、放射線検出器１の特性が不
安定になることを防止するために、計測対象の空気から
筐体15の内部を隔離する目的で、筐体15のα線入射窓15
1 を覆って取り付けられている。計測対象の空気は、筐
体15のα線入射窓151 に対向して配置される不図示の濾
紙にα線入射窓151 側から通されるので、所定の空気流
量を確保するためには、放射線検出器１の前面（図２に
おける筐体15の左側面）と濾紙との間隔を５mm以上にす
ることが必要である。ＰＥＴ膜16の厚さは数μm であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】α線ダストモニタは、
「従来の技術」の項で説明したように、計測対象となる
環境中のα線ダストの核種及びその濃度を計測する放射
線計測装置であるから、核種を確実に弁別し、且つその
濃度を正確に計測することを求められる。ところが、α
線は、物質との相互作用が非常に強い放射線であって、
物質中を通過する際に多くのエネルギーを消耗する。例
えば、５ＭeVのα線が標準状態の空気中を通過する場合
には、 0.8ＭeV／cmの割合でエネルギーを消耗する。密
度の高い物質中を通過する場合には、ほぼその密度に比
例してエネルギーの消耗割合が増大する。したがって、
特定の核種から放射された特定エネルギー値をもつα線
であっても、放射線検出素子11の放射線有感領域111 に
到達するまでに通過する空気層及び他の物質層（例えば
ＰＥＴ膜16）の厚さが変われば、放射線有感領域111 に
到達した時にもつエネルギー値は異なることになる。

【００１１】濾紙上に捕集された塵埃から放射されるα
線が全て放射線検出素子11に垂直に入射するのであれ
ば、放射線検出素子11に入射するα線の通過する空気層
等の厚さは一定となるから、特定の核種から放射された
特定エネルギー値をもつα線は全て同じエネルギー値で
検出される。しかし、放射されるα線の放射方向は全く
ランダムであるから、放射線検出素子11に入射するα線
は、いろいろな傾きをもっており、傾きの角度が大きく
なるほど、通過する空気層等の厚さが厚くなり、その間
に失うエネルギー値が増大し、放射線検出素子11に入射
する際のエネルギー値が小さくなる。このような状況の
ために、横軸に検出されたα線のエネルギー値をとり、
縦軸にエネルギー値の一定幅毎のα線検出頻度をとっ
た、いわゆるエネルギースペクトラムは、核種毎に、垂
直入射に相当するエネルギー値で急激に立ち上がってピ
ークをもち、それより低いエネルギー側へ尾を引く状態
の、鋸歯状スペクトラムとなる。通過する空気層等の厚
さが厚くなるほど、同じ傾角であっても消耗エネルギー
が多くなるので、エネルギースペクトラムのピークが低
くなって尾が長くなる。

【００１２】いろいろな核種を弁別し、それぞれの濃度
をより精度良く算出できるα線ダストモニタを得るため
には、個々の核種に対応するそれぞれのエネルギースペ
クトラムの重なりを少なくすることが必要であり、この
ためには、得られるエネルギースペクトラムの低エネル
ギー側に引く尾の部分を少なくすることが必要条件とな
る。

【００１３】また、筐体15のα線入射窓151 を覆って外
部の雰囲気と筐体内部とを隔離する隔離膜としてのＰＥ
Ｔ膜16は、数μm の厚さをもつので、通常の安定な使用
状態においては破損することはないが、急激な圧力変化
等の外力を受けると破損することもある。ＰＥＴ膜16が
破損すると、放射線検出素子11の放射線有感部111 側の
面やリード線等が計測対象の空気に直接に曝され、放射
線検出器１の特性が不安定になったり、場合によっては
計測不能になったりする。

【００１４】この発明の課題は、得られる個々の核種の
エネルギースペクトラムが低エネルギー側に引く尾の部
分をできるかぎり少なくすることができて、α線ダスト
の核種の弁別及びその濃度の算出の精度に優れたα線ダ
ストモニタを実現でき、且つ安定性に優れた放射線検出
器を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めには、「発明が解決しようとする課題」の項での説明
から明らかなように、次の３点が重要なポイントとな
る。 (1) 放射線検出器としての機能が安定しており、且つ、
放射線検出機能のチェックが確実に実施できること。

【００１６】(2) 塵埃を捕集する濾紙面と放射線検出素
子の放射線有感領域との間に存在する空気層を含めた物
質層の厚さを小さくして、そこに存在する物質の単位面
積当たりの質量を小さくすること。 (3) 傾いて入射する成分を少なくすること。 この内で、(3) の条件を満たすためには、既に、コリメ
ータが採用されており、コリメータの厚さと開口寸法と
の比率で決まる傾角を越えて入射するα線の成分が除去
されている。

【００１７】この発明は、上記(1) 及び(2) の条件を追
求した結果として考案されたものであり、その要点は次
の３つである。その１は、半導体式放射線検出素子で最
も環境の影響を受け易い放射線有感領域の外周部やリー
ド線、パルスアンプを完全な気密雰囲気内に収納する構
造とし、α線入射窓を覆うＰＥＴ膜の厚さをより薄くす
る。

【００１８】その２は、空気層の厚さを薄くするため
に、狭い空間でも確実にチェック用光パルスを放射線有
感領域へ導くことができる導光手段を導入する。その３
は、光パルスによる機能チェック部は前記気密雰囲気内
に収納する。個々の発明について説明する。請求項１の
発明は、半導体の片方の面に放射線有感領域を形成され
た放射線検出素子と、放射線検出素子がα線によって発
生した電荷信号を電圧パルス信号に変換して出力するパ
ルスアンプと、α線検出機能をチェックするために放射
線有感領域にチェック用光パルスを照射するための発光
手段及び導光手段と、これらの部材を収納しα線入射側
にα線入射窓を有する筐体と、筐体のα線入射窓を覆っ
て外部の雰囲気と筐体内部とを隔離する隔離膜と、を備
えた放射線検出器であって、前記放射線有感領域として
放射線入射部と放射線入射部を囲む気密シール部と気密
シール部の外側に配置され前記発光手段及び導光手段に
よって発光・伝搬されてきたチェック用光パルスを受光
するチェック部とを有する放射線検出素子と、前記放射
線入射部を除いた放射線検出素子の他の部分と前記パル
スアンプと前記発光手段及び導光手段とを前記筐体内に
気密に収納するシール部材と、このシール部材で気密シ
ールされた空間内にある放射線検出素子のチェック部へ
発光手段からのチェック用光パルスを導くための導光手
段としての光ファイバ及び２つ以上の反射面を有する光
路変更部材と、を備えている。

【００１９】この発明においては、放射線検出素子の放
射線有感領域が放射線入射部と気密シール部とチェック
部とを有し、シール部材が放射線検出素子の気密シール
部と筐体とを確実に気密シールするので、放射線入射部
を除いた放射線検出素子の他の部分とパルスアンプと前
記発光手段及び導光手段とが計測対象の雰囲気から確実
に隔離され、放射線検出素子で最も安定性確保上重要な
放射線有感領域の外周部やリードが、湿度を含んだ外気
の雰囲気に曝されることがなく、安定な放射線検出特性
を得ることができる。また、２つ以上の反射面を有する
光路変更部材によれば、放射線検出素子の放射線有感領
域ではない面側から導かれるチェック用光パルスを２回
あるいはそれ以上反射させることによって、放射線有感
領域のチェック部にほぼ垂直に入射させることができる
ので、光路変更部材の厚さは、光ファイバから導入され
た光ビーム（例えばφ１mm）をチェック部まで導くのに
必要な厚さであればよく、従来技術では10mm程度を必要
とした筐体の内面と放射線検出素子の表面との距離を大
幅に薄くすることができ、濾紙面と放射線検出素子の放
射線有感領域との間に存在する空気層の厚さを大幅に薄
くすることができる。

【００２０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記光路変更部材が、その一端をチェック部と筐体
との間に底辺をチェック部側にして挟み込まれ、その底
辺側の他端に光ファイバの先端が配置され、両側の斜辺
が底辺に対して45度の傾きをもつ台形状の透明なプラス
チックからなる光路変更部材であり、前記隔離膜の材質
がＰＥＴであって、その厚さが0.4 μm 〜１μm であ
る。

【００２１】底辺の一端がチェック部と筐体との間に挟
み込まれる台形状の透明なプラスチックからなる光路変
更部材は、底辺に垂直に入射したチェック用光パルスを
45度の斜辺で２回反射することによってチェック部に垂
直に入射させる。また、筐体のα線入射窓を覆う隔離膜
は、シール部材によって気密状態を確保されている部
分、すなわち放射線入射部を除いた放射線検出素子の部
分とパルスアンプと発光手段及び導光手段、を計測対象
の雰囲気から隔離する必要はなく、放射線入射部だけを
隔離すればよいので、常に確実な隔離状態が確保されな
くてもよく、破損したときに交換し、放射線入射部の表
面に付着した塵埃を除去すれば済む。そのため、隔離膜
としては、従来技術に比べてはるかに薄い膜を使用する
ことが可能となり、0.4 μm 〜１μm のＰＥＴ膜が採用
できる。なお、材質がＰＥＴである理由は、ＰＥＴが薄
くて機械的に強い膜を得やすい実用的な材料であるから
である。

【００２２】

【発明の実施の形態】この発明によるα線ダストモニタ
用半導体式放射線検出器（以下では放射線検出器と略称
する）の実施の形態について実施例を用いて説明する。
なお、従来技術と同じ機能をもつ部分には同じ符号を用
いる。図１は、この発明による放射線検出器の実施例1a
の構成を示し、（ａ）は全体構成を示す概念図、（ｂ）
はこの実施例に用いられている半導体式放射線検出素子
（図１では単に放射線検出素子、以下では放射線検出素
子と略称する）11a の平面図、（ｃ）はチェック用光パ
ルスの光路を示す部分拡大図である。

【００２３】放射線検出器1aは、放射線検出素子11a
と、パルスアンプ12と、発光手段であるＬＥＤ13と、導
光手段である光ファイバ14及び光路変更部材18と、これ
らを収納する筐体15a と、筐体15a のα線入射窓151 を
覆うＰＥＴ膜16a と、放射線検出素子11a の放射線有感
領域111 の一部と筐体15a の内面との間で筐体内部を気
密にシールするＯリング17と、で構成されている。

【００２４】放射線検出素子11a は、従来技術の放射線
検出素子と同様の構成であって、高抵抗率の単結晶シリ
コンウェハの片面にｐｎ接合またはヘテロ接合を形成さ
れ、この接合に逆方向バイアスが印加されて接合の両側
に空乏層を形成されたものである。空乏層を形成されて
いる領域が放射線有感領域111aであって、ｐｎ接合型の
場合には、ｐｎ接合を形成されている領域が放射線有感
領域111aとなり、非晶質シリコンによるヘテロ接合型の
場合には、非晶質シリコン上に形成された電極の領域が
放射線有感領域111aとなる。この放射線有感領域111a
は、図１（ｂ）に示すように、筐体15a のα線入射窓15
1 から入射するα線を検出するために中央部にある放射
線入射部1111と、Ｏリング17によって気密にシールされ
るために放射線入射部1111の外周部にある気密シール部
1112と、ＬＥＤ13から光ファイバ14及び光路変更部材18
を経由して導かれた機能チェック用光パルスを受けて機
能チェック用信号を発するためのチェック部1113と、か
らなっている。チェック部1113は放射線有感領域111aの
最外部に配置され、その形状は例えば半円形や反楕円形
である。

【００２５】放射線検出素子11a によるα線の検出原理
の説明は、「従来の技術」の項と全く同じであるので省
略する。ＬＥＤ13、光ファイバ14及び光路変更部材18
は、放射線検出器1aが正常に動作しているか否かをチェ
ックする部材であり、従来技術と異なる点は、従来技術
における筐体の反射面152 が光路変更部材18に置き換え
られていることである。光路変更部材18は、アクリル樹
脂等の透明なプラスチックで作製され、両斜辺が底辺に
対して45度傾いた台形状の部材である。ＬＥＤ13は外部
から入力されるテストパルスによって発光する。その光
パルスが、光ファイバ14に導かれて光路変更部材18の底
辺の一端に入射されて、底辺に45度の傾きをもつ反射面
181 で直角に上方に曲げられ、更に底辺に45度の傾きを
もつ反射面182 で直角に右方に曲げられて、光路変更部
材18の底辺の上部から放射線検出素子11a の放射線有感
領域111aのチェック部1113へ導かれ、α線が入射した場
合と同様に、チェック部1113に電子−正孔対を生成す
る。図１（ｃ）の矢印は光路変更部材18内での光パルス
の経路を示している。この光パルスによって、所定の出
力が得られれば、放射線検出器1aは正常に機能している
と判断される。

【００２６】この実施例のように、光パルスの経路を光
路変更部材18で曲げる場合には、「従来の技術」の項で
説明したように光パルスを放射線有感領域に斜めに入射
させるのとは異なり、光ファイバ14に導かれて底辺下部
に入射された光パルスのビームが、反射面181 で直角に
上方に曲げられて底辺に平行な光ビームとなり、反射面
182 で直角に右方に曲げられてチェック部1113へ垂直に
入射する。したがって、光路変更部材18の厚さは、光ビ
ームを底辺に平行に伝搬できる厚さであればよく、２〜
３mmの厚さがあれば必要な機能を十分に果たすことがで
きる。その結果、筐体15a のα線入射窓側の外面と放射
線検出素子11a の放射線有感領域111aの表面との距離を
従来技術に比べて大幅に短くすることが可能となる。光
路変更部材18は、筐体15a に彫られた凹部154 に嵌め込
まれ、放射線検出素子11a の気密シール部1112と筐体15
a とがＯリング17で気密にシールされるときに放射線検
出素子11a と筐体15a との間に挟み込まれて固定され
る。

【００２７】光路変更部材18は、チェック用光パルスを
透過させる透明な材料で作製されればよく、この実施例
では、加工性し易く安価なアクリル樹脂で作製されてい
る。寸法の一例を示すと、長さに相当する底辺が14mm、
上辺が10mm、台形の高さに相当する厚さが２mm、幅が12
mmである。長さや幅は、放射線検出素子11a の大きさや
放射線検出素子11a 上でのチェック部1113の位置、光フ
ァイバの太さ、加工精度や位置決め精度等に合わせて決
めればよい。

【００２８】なお、この実施例では、斜辺が底辺に対し
て45度傾いている光路変更部材18を示したが、斜辺の傾
きを４５度より大きくして、両斜辺に加えて上辺でも反
射させる方式の光路変更部材もある。いずれの光路変更
部材の場合でも、チェック用光パルスをチェック部1113
に垂直に入射させることが最も望ましい。Ｏリング17
は、１mmφ程度の太さであって、筐体15a のα線入射窓
151 の外周部に彫られたリング溝153 に嵌め込まれて位
置決めされ、筐体15a と放射線検出素子11a の気密シー
ル部1112とを気密にシールし、放射線入射部1111を除い
た放射線検出素子11a の他の部分とパルスアンプ12とＬ
ＥＤ13と光ファイバ14と光路変更手段18とを計測対象の
雰囲気から完全に隔離する。したがって、放射線検出素
子11a で最も安定性確保上重要な放射線有感領域111aの
外周部や不図示のリード等が、湿度や塵埃を含んだ計測
対象の雰囲気に曝されることがなく、安定な放射線検出
特性を得ることができる。更に、ＬＥＤ13等の機能チェ
ック用部材の表面汚染も避けられ、確実な機能チェック
が実施できる。Ｏリング17の大きさは、α線入射窓151
が通常φ50mmに形成されるので、φ55mm程度である。

【００２９】筐体15a は、真鍮またはアルミで作製さ
れ、放射線検出素子11a やパルスアンプ12等の収納容器
であると同時に、外部からのノイズの侵入を防止するシ
ールドボックスを兼ねる。ＰＥＴ膜16a は、放射線検出
素子11a の放射線入射部1111が計測対象の雰囲気中に含
まれる塵埃等で汚染されることを防止するために、筐体
15a のα線入射窓151 を覆って取り付けられる。この実
施例の場合には、Ｏリング17による気密シールによっ
て、検出特性の安定性に強く影響する放射線有感領域11
1aの外周部やリード線等を計測対象の雰囲気から完全に
隔離しているので、このＰＥＴ膜16aが筐体15a のα線
入射窓151 内を計測対象の雰囲気から確実に隔離するこ
とは、必ずしも必要ではない。したがって、ＰＥＴ膜16
a の厚さを従来のＰＥＴ膜に比べてはるかに薄くするこ
とが可能となり、この実施例では0.6 μm のＰＥＴ膜16
a が採用されている。これだけ薄い膜となると、湿度の
透過量も多くなるし破損の可能性も高くなるが、通常の
使用条件では殆ど破損することがなく、実用上の問題は
ない。大きな圧力差がかかる等によってＰＥＴ膜16a が
破損した場合には、ＰＥＴ膜16a を交換して放射線検出
素子11a の放射線入射部1111に付着した塵埃を除去すれ
ばよい。

【００３０】以上の説明から明らかなように、光路変更
部材18の厚さが２〜３mmあれば光路変更部材18はその機
能を果たすことができるので、この実施例によれば、光
路変更部材18を嵌め込まれた部分の筐体の厚さを２mmと
しても、筐体15a のα線入射窓側の外面と放射線検出素
子11a の放射線有感領域111aの表面との距離を５mm以下
とすることができる。一方、塵埃を捕集する濾紙面と筐
体1aとの距離は、「従来の技術」の項で説明したよう
に、必要な空気量を濾紙に供給するために、５mmより狭
くすることは困難である。したがって、従来技術におい
ては、15mmより狭くすることが困難であった、濾紙面と
放射線検出素子の放射線有感領域との距離を、この実施
例の場合には、上述の説明から明らかなように、10mm以
下にまで短縮することができる。言い換えれば、α線が
通過する空気層の厚さが従来技術に比べて２／３以下と
なる。これに加えて、上述のように、隔離膜としてのＰ
ＥＴ膜の厚さを従来技術の数分の１以下に薄くすること
ができるので、この実施例によれば、核種の弁別及びそ
の濃度の算出の精度に優れたα線ダストモニタを実現で
き、且つ優れた安定性を有する放射線検出器を提供する
ことができる。

【００３１】なお、α線入射窓151 内にコリメータを装
着すれば、コリメータの厚さと開口部の幅で決まる傾角
以上の傾きで入射するα線が除去されるので、核種の弁
別及びその濃度の算出の精度がより優れたものになる。
装着できるコリメータの厚さを、筐体15a のα線入射側
の表面から放射線検出素子11a の放射線入射部1111の表
面までの距離以下とすれば、空気層の厚さを厚くするこ
となくコリメータを装着することができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、放射線検出素
子の放射線有感領域が放射線入射部と気密シール部とチ
ェック部とを有し、シール部材が放射線検出素子の気密
シール部と筐体とを確実に気密シールするので、放射線
入射部を除いた放射線検出素子の他の部分とパルスアン
プと前記発光手段及び導光手段とが計測対象の雰囲気か
ら確実に隔離され、放射線検出素子で最も安定性確保上
重要な放射線有感領域の外周部やリードが、湿度を含ん
だ外気の雰囲気に曝されることがなく、安定な放射線検
出特性を得ることができる。また、２つ以上の反射面を
有する光路変更部材によれば、放射線検出素子の放射線
有感領域ではない面側から導かれるチェック用光パルス
を２回あるいはそれ以上反射させることによって、放射
線有感領域のチェック部にほぼ垂直に入射させることが
できるので、光路変更部材の厚さは、光ファイバから導
入された光ビーム（例えばφ１mm）をチェック部まで導
くのに必要な厚さであればよく、従来技術では10mm程度
を必要とした筐体の内面と放射線検出素子の表面との距
離を大幅に薄くすることができ、濾紙面と放射線検出素
子の放射線有感領域との間に存在する空気層の厚さを大
幅に薄くすることができる。

【００３３】したがって、この発明によれば、シール部
材による完全な気密シール構造によって、α線検出機能
の優れた安定性が確保され、且つ空気層の厚さの大幅な
低減によって、核種の弁別及びその濃度の算出の精度を
高めることができる。請求項２の発明によれば、底辺の
一端がチェック部と筐体との間に挟み込まれる台形状の
透明なプラスチックからなる光路変更部材は、底辺に垂
直に入射したチェック用光パルスを45度の斜辺で２回反
射することによってチェック部に垂直に入射させる。こ
の光路変更部材の斜辺から斜辺までを伝搬する光ビーム
の中心の方向は底辺に平行となるので、光ビームの大部
分を通過させるために必要な厚さを薄くすることができ
る。更に、この光路変更部材は、樹脂製であり且つ単純
な形状であるので、製作が容易であり且つ安価である。
このような光路変更部材が使用できることによって、放
射線検出器の筐体の放射線入射側の表面と放射線検出素
子の放射線有感領域との距離を５mm以下に縮めることが
可能となる。

【００３４】また、請求項１の発明による筐体内の気密
シール構造によって、隔離膜としては、従来技術に比べ
てはるかに薄い膜を使用することが可能となり、0.4 μ
m 〜１μm のＰＥＴ膜が採用できるので、隔離膜による
α線エネルギーの消耗が従来技術の数分の１から10分の
１以下と大幅に低減される。したがって、この発明によ
れば、核種の弁別及びその濃度の算出の精度をより高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による放射線検出器の実施例の構成を
示し、（ａ）は全体構成を示す概念図、（ｂ）は放射線
検出素子の平面図、（ｃ）はチェック用光パルスの光路
を示す部分拡大図

【図２】従来技術による放射線検出器の一例の構成を示
し、（ａ）は全体構成を示す概念図、（ｂ）は放射線検
出素子の平面図

【符号の説明】

１，1a 放射線検出器 11, 11a 放射線検出素子 111, 111a 放射線有感領域 1111 放射線入射部 1112 気密シール部 1113 チェック部 12 パルスアンプ 13 ＬＥＤ 14 光ファイバ 15, 15a 筐体 151 α線入射窓 152 反射面 153 リング溝 154 凹部 16, 16a ＰＥＴ膜 17 Ｏリング 18 光路変更部材 181, 182 反射面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G088 EE12 EE17 EE25 FF06 FF15 GG21 HH03 JJ08 JJ09 JJ10 JJ27 JJ36 KK24 LL28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体の片方の面に放射線有感領域を形成
   された半導体式放射線検出素子と、半導体式放射線検出
   素子がα線によって発生した電荷信号を電圧パルス信号
   に変換して出力するパルスアンプと、α線検出機能をチ
   ェックするために放射線有感領域にチェック用光パルス
   を照射するための発光手段及び導光手段と、これらの部
   材を収納しα線入射側にα線入射窓を有する筐体と、筐
   体のα線入射窓を覆って外部の雰囲気と筐体内部とを隔
   離する隔離膜と、を備えたα線ダストモニタ用半導体式
   放射線検出器であって、 前記放射線有感領域として放射線入射部と放射線入射部
   を囲む気密シール部と気密シール部の外側に配置され前
   記発光手段及び導光手段によって発光・伝搬されてきた
   チェック用光パルスを受光するチェック部とを有する半
   導体式放射線検出素子と、 前記放射線入射部を除いた放射線検出素子の他の部分と
   前記パルスアンプと前記発光手段及び導光手段とを前記
   筐体内に気密に収納するシール部材と、 このシール部材で気密シールされた空間内にある半導体
   式放射線検出素子のチェック部へ発光手段からのチェッ
   ク用光パルスを導くための導光手段としての光ファイバ
   及び２つ以上の反射面を有する光路変更部材と、を備え
   ている、 ことを特徴とするα線ダストモニタ用半導体式放射線検
   出器。
2. 【請求項２】前記光路変更部材が、その一端をチェック
   部と筐体との間に底辺をチェック部側にして挟み込ま
   れ、その底辺側の他端に光ファイバの先端が配置され、
   両側の斜辺が底辺に対して45度の傾きをもつ台形状の透
   明なプラスチックからなる光路変更部材であり、 前記隔離膜の材質がＰＥＴであって、その厚さが0.4 μ
   m 〜１μm である、 ことを特徴とする請求項１に記載のα線ダストモニタ用
   半導体式放射線検出器。