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METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING INCIDENCE DIRECTION OF γ RAY FROM TRACE IMAGE OF BOUNCING ELECTRON BY MSGC commons

Patent code P010000408
File No. A051P101
Posted date Jan 17, 2003
Application number P1999-187831
Publication number P2001-013251A
Patent number P3535045
Date of filing Jul 1, 1999
Date of publication of application Jan 19, 2001
Date of registration Mar 19, 2004
Inventor
  • (In Japanese)谷森 達
  • (In Japanese)越智 敦彦
  • (In Japanese)西 勇二
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING INCIDENCE DIRECTION OF γ RAY FROM TRACE IMAGE OF BOUNCING ELECTRON BY MSGC commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method and device for determining the incidence direction of γ rays from the trace image of recoil electrons by an MSGC for rapidly and securely determining the incidence direction of γ rays without using any collimators.
SOLUTION: The device is provided with a drift electrode 11 that becomes a window, a gas package 12, a long drift region 15 with a plurality of field wires 13, a capillary plate 14, an MSGC 16, and a data collection system 20. Gas in a detection region is ionized by bouncing electrons in the gas package 12, and the electrons drift along a drift electric field being adjusted so that they are vertical to a detection surface, reach the capillary plate 14 that is an intermediate amplifier, and are subjected to gas amplification. Further, the amplified electrons drift to the MSGC 16 and generate a signal by a two-dimensional electrode, and a position is recorded at each high-speed time by the data collection system 20.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


γ線(ここでのγ線は、100keV~1MeV程度のものを指す)は、最もエネルギーの高い電磁波であり、光と同様、非常に直進性が高く、X線以上に物質の透過性に優れているため、物体内の透過、さらにはγ線を発生する同位体の原子核を用いることにより、生体内の物質の移動を見るトレーサとして、化学、生物、医療、薬学を始めとする多くの分野で使用されている。
特に、医学分野への利用においては、現在、癌、腫瘍など多数の診断にγ線による画像診断が利用されている。適用される臓器も脳、心臓、肺、肝臓、循環器、骨などほとんどの分野で広く使用されている。多くは140keVあたりのガンマ線を出す放射性同位体を使用し、それらのガンマ線をコリメータにより検出できる方向を限定したガンマ線検出器で捉え、画像を得るようにしている。
また、生物、工業利用でもγ線を用いた調査が試みられている。
一方、核反応を利用する原子力では、γ線は危険であることから遮蔽されなければならないが、γ線を探すことにより汚染を調査することができる。
このように、エネルギー領域のγ線は現在の最先端技術に不可欠なものであり、その検出方法の改善、向上は科学のみならず産業にも大きな影響があるといえる。
γ線の検出が必要な分野では、その検出目的により、そのエネルギーを求め、γ線を放射した物質を決定するスペクトル分析、およびその発生源の方向、さらにはγ線によるイメージの検出が必要である。前者は各種のシンチレーション結晶などが開発され多くの装置が使用されている。
一方、γ線は光やX線のような反射、屈折現象がなく光学的な手法を適用できないため、画像をとることは殆ど不可能であった。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、MSGC(マイクロストリップガスチャンバー)による反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
MSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置であって、
(a)窓となるドリフト電極と、
(b)ガスパッケージと、
(c)該ガスパッケージ内に配置される複数のフィールドワイヤを有する長いドリフト領域と、
(d)前記ガスパッケージ内に配置されるキャピラリープレートと、
(e)前記ガスパッケージ内に配置されるMSGC基板部と、
(f)データ収集システムとを備え、
(g)前記ガスパッケージ中の反跳電子により検出領域中のガスを電離させ、このうち電子は検出面に垂直になるよう調整されたドリフト電場に沿ってドリフトし、中間増幅器である前記キャピラリプレートに到達し、ガス増幅され、さらに増幅された電子を前記MSGC基板部へドリフトし、2次元の電極で信号を発生し、これが前記データ収集システムによってナノ秒オーダーの高速時間毎に位置が記録されることを特徴とするMSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置。

【請求項2】
 
MSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置であって、
(a)窓となるドリフト電極と、
(b)ガスパッケージと、
(c)該ガスパッケージ内に配置される複数のフィールドワイヤを有する長いドリフト領域と、
(d)前記ガスパッケージ内に配置される長いドリフト領域の脇に配置される光検出器と、
(e)前記ガスパッケージ内に配置されるキャピラリープレートと、
(f)前記ガスパッケージ内に配置されるMSGC基板部と、
(g)データ収集システムとを備え、
(h)前記ガスパッケージ中の反跳電子は検出領域中のガスを電離させ、γ線がガス中で光電/コンプトン効果を起こした瞬時の時間を決定するために、前記光検出器で電離気体が発生する光を捉えるとともに、前記電子は検出面に垂直になるよう調整されたドリフト電場に沿ってドリフトさせ、中間増幅器である前記キャピラリプレートに到達し、ガス増幅され、さらに増幅された電子をMSGC基板部へドリフトし、2次元の電極で信号を発生し、これが前記データ収集システムによってナノ秒オーダーの高速時間毎に位置が記録されることを特徴とするMSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置。

【請求項3】
 
請求項1又は2記載のMSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置において、前記ガスパッケージはXeをベースとするガスで満たされることを特徴とするMSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置。

【請求項4】
 
請求項3記載のMSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置において、前記ガスパッケージはXeの圧力を調整可能にしてなることを特徴とするMSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP1999187831thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Single Molecule and Atom Level Reactions AREA
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