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GAS RADIATION DETECTOR achieved

Patent code P110005469
File No. 276JP
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2007-083191
Publication number P2008-243634A
Patent number P4613319
Date of filing Mar 28, 2007
Date of publication of application Oct 9, 2008
Date of registration Oct 29, 2010
Inventor
  • (In Japanese)宇野 彰二
Applicant
  • (In Japanese)大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
Title GAS RADIATION DETECTOR achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas radiation detector employing a reading substrate using a technique used in electronic industry.
SOLUTION: The gas radiation detector is used for detecting primary electrons generated by ionizing radiation in a gas at a reading electrode. The gas radiation detector includes: a drift electrode 10 imparting an electric field accelerating the generated electrons; and a gas electron amplification part 20 locally increased in electric field intensity for generating an electronic avalanche in the gas from one of the primary electrons; wherein the reading electrode includes multiple electrode elements ST1j capable of uniformly detecting the occurrence of an electronic avalanche, an insulator insulating the respective electrode elements, and a static elimination means 80 alleviating charge accumulated in the insulator.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

素粒子は分子や原子よりもさらに小さく、目で見たりすることはもちろん、電子顕微鏡などを使っても見ることもできない。そこで、素粒子や原子核の研究には素粒子を捕らえるための検出器は重要である。

さらに、X線やγ線や中性子を使った物質構造の研究、気球を使った宇宙の観測、さらにはポジトロン断層法(Positron emission tomography 以下「PET」という。)などの医学診療の最前線、あるいは工場で製品の非破壊検査などを行う際にも素粒子の検出技術はきわめて重要である。

従来技術としては、1997年、ヨーロッパCERN研究所のサウリ、ファビオ(Sauli Fabio)によって発明されたガス放射線検出器(Gas Electron Multiplier 以下「GEM」という。)が注目されている(例えば、特許文献1参照)。

図8と図9は、サウリにより提案されたGEMチェンバーの構造の概略図であり、図10は、気体電子増幅部の両面フレキシブル基板の一例と原理を説明する図である。

GEMチェンバーは、図8と図9に示すようにドリフト電極10と気体電子増幅部20と読出し基板30とを有する。これらは、密封することができる容器(図示せず)に収納され内部には、検出したい放射線に適合する気体が充填されている。

この容器内で入射電離放射線により1次電子が生成されると、ドリフト電極10による電界により、1次電子は気体電子増幅部20に引き寄せられる。気体電子増幅部20は、図10に示すように両面フレキシブル基板で厚さ50μmのカプトン等の絶縁物の両面に5μmの銅箔が張られている。両面フレキシブル基板には径70μmの穴が140μmピッチであけられている。両面の銅箔間に例えば450V程度の電圧を加えると図10の左側に示すように穴の部分で局部的に強い電界が発生する。

生成されて気体電子増幅部20に引寄せられた1次電子は穴の中で強い電界により加速され、充填されている気体と衝突して電子雪崩を発生させる。この電子雪崩が発生することにより電子の数が増大して、電子雪崩の発生した位置を読出し基板30が検出する(さらに詳しくは特許文献1を参照)。
【特許文献1】
特公表2001-508935号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ガス放射線検出器に関する。さらに詳しくは、ガス放射線検出器に好適な読出し電極に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
気体中で電離放射線によって発生した1次電子を読出し電極にて検出するガス放射線検出器であって、
発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、
前記1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、
前記読出し電極は電子雪崩が生じたことを一様に検出できる極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段と、
を備えたガス放射線検出器。

【請求項2】
 
気体中で電離放射線によって発生した1次電子を2次元読出し電極にて検出するス放射線検出器であって、
発生した電子を加速させる電界を発生させるドリフト電極と、
前記1次電子の1つから前記気体中で電子雪崩を生じさせるために電界強度を局部的に高められた気体電子増幅部と、
前記2次元読出し電極は、
前記気体電子増幅部に対向して、第1の所定の方向に沿って延びており電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、該絶縁物に蓄積した電荷を緩和させる除電手段とを有する第1の読出し電極と、
該第1の読出し電極の前記気体電子増幅部の反対側に位置し、前記第1の所定の方向を横切って、第2の所定の方向に沿って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する第2の読出し電極と、
を備えたス放射線検出器。

【請求項3】
 
前記2次元読み出し電極は、
第1の所定の方向と前記第2の所定の方向の中間の第3の方向に沿って、前記第1の読出し電極と前記第2の読出し電極とを横切って延びている電子雪崩が生じたことを一様に検出できる複数の平行な電極素子と、各電極素子を絶縁する絶縁物と、を有する第3の読出し電極と、
をさらに備える請求項2に記載のス放射線検出器。

【請求項4】
 
前記電極素子は、導電帯板である請求項1から3のいずれか一項に記載のス放射線検出器。

【請求項5】
 
前記除電手段は、前記絶縁物の気体電子増幅部側に高抵抗体を塗布したものである請求項1から3のいずれか一項に記載のス放射線検出器。

【請求項6】
 
前記高抵抗体はカーボン塗料である請求項5に記載のス放射線検出器。

【請求項7】
 
前記除電手段は、前記第1の読出し電極の絶縁物は所定の時間内に蓄積した電荷を電可能な絶縁抵抗を持つ絶縁物である請求項2又は3に記載のス放射線検出器。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007083191thum.jpg
State of application right Registered
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