(57)【要約】  【課題】タングステンにより陰極を構成することが容易な構造を有したガイガーミュラー管を提供する。  【解決手段】ガイガーミュラー管１０は、容器１１と、陰極１３と、陽極１５とを具える。陰極は帯状のタングステン板を螺旋状に巻いた筒状物で構成してある。陽極は筒状の陰極の中心軸に相当する位置に設けてある。陰極には陰極リード１３ａが接続してある。陽極には陽極リード１５ａが設けてある。陰極、陽極は、陰極リード及び陽極リード各々の一端が外部に引き出された状態で容器に封入してある。容器内には不活性ガスとクエンチガスが封入してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、この容器内に設けられた筒状の陰極と、この筒状の陰極内に設けられた陽極と、を具えるガイガーミュラー管において、
前記筒状の陰極は、帯状のタングステン材を螺旋状に巻いた筒状物で構成してあることを特徴とするガイガーミュラー管。
【請求項２】
前記帯状のタングステン材の厚みをＴ、幅をＷとしたとき、
厚みＴが０．１ｍｍ以上で０．６ｍｍ以下、幅Ｗが１ｍｍ以上で５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のガイガーミュラー管。
【請求項３】
前記螺旋状に巻いた筒状物の各螺旋部分の隣接する螺旋部分との間隔をＳとしたとき、間隔Ｓが実質的にゼロであることを特徴とする請求項１に記載のガイガーミュラー管。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のガイガーミュラー管と、
該ガイガーミュラー管から出力されるパルスを増幅する増幅器と、
該増幅器に接続されるカウンターと
を具えたことを特徴とする放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性に優れるガイガーミュラー管及びこれを用いた放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガイガーミュラー管は、放射線検出器等に使用される部品として知られている。このガイガーミュラー管は、容器と、この容器内に設けられた筒状の陰極と、この筒状の陰極内に設けられた陽極と、具える。容器の内部は、不活性ガスを含む所定の雰囲気とされ、陰極及び陰極間に高電圧が印加されて使用される。この容器内を放射線が通過する際に、上記不活性ガスの電離と上記高電圧とによって電子なだれが生じ、陽極・陰極間にパルス電流が生じる。このパルス電流を計測することで、放射線量を測定できる。パルス電流が連続電流になってしまうと、上記計測ができなくなるため、クエンチ動作が生じるような工夫がされている。具体的には、容器内にクエンチガスを封入する方法、又は、いわゆる外部クエンチによる方法である。
【０００３】
クエンチガスを用いる場合、クエンチガスとして、ブタンやエタノール等のような多原子有機物ガス、又は、臭素や塩素等のようなハロゲンガスが用いられる。しかし、多原子有機物ガスは、放電により分解するため、ガイガーミュラー管の高寿命化という点からは、ハロゲンガスが用いられる。反面、ハロゲンガスは、反応性が高いため、特に陰極と反応して消費される。これを軽減するために、陰極に対し種々の工夫がされている。例えば、所定の表面処理がされたステンレスで陰極を構成するとか、モリブデンで陰極を構成するとか、タングステで陰極を構成する等がなされる。そして、特にタングステンは、他の材料に比べてハロゲンとの反応性が低いため、陰極材料として好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５５８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、タングステンは硬く脆いことから、中空加工や丸目加工等が困難なため、筒状の陰極が得にくい。それを解決するため、この出願に係る出願人は、例えば特許文献１の図６等において、陰極の長さと同じ幅のタングステン板を筒状に丸めて、この筒状のタングステン板を陰極として用いたガイガーミュラー管を開示している。しかし、陰極の長さと同じ幅のタングステン板を筒状に丸めて陰極を構成する場合、やはり陰極の製作が行いにくいこと、筒の内側にタングステ板の一辺が出っ張る構造になりその部分で異常放電が起きやすいこと、陰極の設計自由度が低いこと等の課題があった。
この出願はこのような点に鑑みなされたものであり、この出願の目的は、タングステンにより陰極を構成することが容易な構造を有したガイガーミュラー管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的の達成を図るため、この発明によれば、容器と、この容器内に設けられた筒状の陰極と、この筒状の陰極内に設けられた陽極と、を具えるガイガーミュラー管において、
前記筒状の陰極は、帯状のタングステン材を螺旋状に巻いた筒状物で構成してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のガイガーミュラー管によれば、帯状のタングステン材を螺旋状に巻いた筒状物で陰極を構成してある。帯状のタングステン材の幅と厚さとを適正に選択することで、脆く硬いというタングステンの欠点を補うことができるため、タングステンから成る陰極を有した所望のガイガーミュラー管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態のガイガーミュラー管１０を説明する図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、用いる材料の留意点と、実施形態のガイガーミュラー管１０の製造例を説明するである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。なお、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の実施形態はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１０】
１． 実施形態の構造
図１は実施形態のガイガーミュラー管１０を説明する図であり、特に図１（Ａ）はその側面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＰ−Ｐ線に沿った断面図である。
実施形態のガイガーミュラー管１０は、容器１１と、陰極１３と、陰極リード部１３ａと、陽極１５と、陽極リード部１５ａと、を具える。
【００１１】
容器１１は、この場合、両端が密封されている円筒形のガラス管で構成してある。
また、陰極１３は、帯状のタングステン材を螺旋状に巻いた筒状物で構成してある。螺旋の巻き数は、要求される陰極の長さに応じた数であり、典型的には相当の多数回である。この陰極１３は、その断面が円形状であり、その直径がφとしてある。また、螺旋状にまかれている各部分の間隔Ｓ（図１（Ａ）参照）は、設計に応じた適正な寸法とできる。間隔Ｓは空いている場合があっても良いが、典型的には、なるべく狭い方が良く、より好ましくは隣接する螺旋部分の間隔Ｓが実質的にゼロ、すなわち、隣接する螺旋部分が互いに実質的に接触するよう螺旋状に巻いてあるのが良い。放電の安定性が図れる等の理由からである。
【００１２】
陰極リード１３ａは、設計に応じた好適な材料で構成した線状物である。この陰極リード１３ａは、その一端が陰極１３の長手方向の一端に接続され、その多端が容器１１の封入部分を経由して外部に取り出されている。
また、陽極１５は、設計に応じた好適な材料で構成した棒状物である。この陽極１５は、この場合、筒状の陰極１３の中心軸に当たる部分に配置してある。
陽極リード１５ａは、設計に応じた好適な材料で構成した線状物である。この陽極リード１５ａは、その一端が陽極１５の長手方向の一端に接続され、その多端が容器１１の封入部分を経由して外部に取り出されている。
【００１３】
２．留意点、製造法、実験結果
次に、この発明の理解を深めるために、帯状のタングステン板を選択する際の留意点及びガイガーミュラー管１０の製造手順について説明する。図２はそれらの説明図であり、特に図２（Ａ）は用いた帯状タングステン材１３ｘの平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中のＭ部分を拡大した斜視図、図２（Ｃ）は帯状タングステ材１３Ｘを螺旋状に巻いた途中の中間物１３ｙの一部側面図である。
帯状のタングステン材として、図２（Ａ）、（Ｂ）に示したように、幅Ｗ、厚さＴ、長さＬのものを用いる。これらＷ，Ｔ，Ｌの各寸法は、タングステン材の脆さ、硬さと、筒状の陰極１３の径φや長さをいくつにするかと、そのような径φで螺旋巻き加工自体が可能なこと等を考慮した、適正な寸法にする必要がある。特に幅Ｗと厚さＴは重要である。
【００１４】
この出願に係る発明者の詳細な検討によれば、厚さＴが薄すぎては、強度の点で帯状タングステン自体を得ることができず、かつ、螺旋巻き加工自体ができない。また、厚さＴが厚すぎても螺旋巻き加工自体が出来ない。これらの点を考慮すると、厚さＴは、０．１ｍｍ以上で０．６ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、厚さＴは、０．１５ｍｍ以上で０．５ｍｍ以下が良い。ただし、螺旋巻き加工が出来るか否かは、厚さＴのみでは決まらず、幅Ｗも考慮する必要がある。すなわち、幅Ｗが５ｍｍを超えると螺旋巻き加工が難しくなる。また、幅Ｗが小さすぎては強度が弱く問題であり、また幅が狭い程、螺旋巻きの回数が増えるので作業が大変になり好ましくない。これらを考慮すると、幅Ｗは、１ｍｍ以上で５ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、幅Ｗは、１．５ｍｍ以上で５ｍｍ以下が良い。この実施形態のガイガーミュラー１０を製造する際は、帯状タングステン１３ｘとして、厚みＴ＝０．２ｍｍ、幅Ｗ＝２．０ｍｍのものを用いた。
【００１５】
このように選択した帯状タングステン材１３ｘを、図２（Ｃ）に示したように、所定治具（図示せず）に螺旋状に巻きつけてゆき、帯状のタングステン材を螺旋状に巻いた筒状の陰極の中間体１３ｙを得る。次に、この筒状の陰極の中間体１３ｙに陰極リード１３ａを例えばロー材で接続し、さらに、陽極リード１５ａが接続されている陽極１５と共に、容器１１に収容し、容器１１内に不活性ガス及びクエンチガスとして例えばハロゲンガスを入れて、容器を封入することで、実施形態のガイガーミュラー管１０を製造できる。
【００１６】
この発明によれば、陰極をタングステンで構成することの種々のメリットが得られると共に、特に帯状タングステ材を用いたため、製造も容易なこと、螺旋部分の間隔や筒状陰極の径等の設計自由度も高いという新たな効果が得られる。
また、発明者の実験によれば、実施形態のガイガーミュラー管１０は、最大放射線量が１４９μＳｖ／ｈの環境下で−１０〜＋４０℃の温度範囲においても動作可能なものであることが分かった。一方、筒状陰極をモリブデンにより構成した比較例のガイガーミュラー管は、最大放射線量が９．９μＳｖ／ｈの環境下で−１５〜＋５０℃の温度範囲においても動作するものであった。従って、この発明によれば、比較例に比べて、約１５倍の放射線量環境でかつより広い温度範囲で動作可能なガイガーミュラー管が得られることが分かる。
【符号の説明】
【００１７】
１０：実施形態のガイガーミュラー管、        １１：容器、
１３：陰極、                                １３ａ：陰極リード
１３ｘ：帯状の陰極材、                      １３ｙ：陰極の中間体
１５：陽極、                                １５ａ：陽極リード
【図１】
2018146316.tif 000003
【図２】
2018146316.tif 000004