(57)【要約】  本発明では、放射線源（１０）からの電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、それが電界（２）によって読み出し電極（１）にドリフトされる、放射線検出器が提供される。前記放射線検出器は、電界集中領域のマトリックスであって、前記集中領域のそれぞれが、前記一次電子の１つから前記ガス中に電子なだれを発生させるのに十分な、局所電界勾配を発生させ、それにより前記ガス電子増倍管が、前記一次電子のための増幅器として動作する、電界集中領域のマトリックスと、読み出し電極（１）を備える位置感知信号検出器とを備える。前記放射線検出器はさらに、前記電界集中領域のマトリックス及び前記信号検出器が、同じ二重目的の物理的構造（３）内に一体化されていることを特徴とする。
2007520865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源（１０）からの電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、前記放射線源（１０）の近傍に位置する浮遊電極（１１）に負の電圧を印加することによって発生する電界（２）により、読み出し電極（１）にその一次電子がドリフトされる放射線検出器であって、  電界集中領域のマトリックスであって、前記集中領域のそれぞれが、前記一次電子の１つから前記ガス中に電子なだれを発生させるのに十分な局所電界勾配を発生させ、それによりガス電子増倍管が、前記一次電子のための増幅器として動作する、電界集中領域のマトリックスと、  前記浮遊電極（１１）に対して正の電圧が印加される読み出し電極（１）を備える位置感知信号検出器と、  を備え、  前記電界集中領域のマトリックス及び前記信号検出器が、同じ二重目的の物理的構造（３）内に一体化されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記二重目的の物理的構造（３）が、  互いに平行に配設されて、前記電界（２）に実質的に垂直で、前記放射線源（１０）に最も近い第１の平面（４）を形成する、第１の一組の縦型電極（１）と、  互いに平行に配設されて、少なくとも１つの追加の平面（４’）を形成する、少なくとも１組の追加の縦型電極（１）であって、前記１つ又は複数の追加の平面が、前記第１の平面（４）に重ね合わされると共にそれに平行である、少なくとも１組の追加の縦型電極（１）と、  を備え、  前記各平面内にある前記縦型電極（１）の方向が、他の１つ又は複数の各平面内にある前記縦型電極（１）の方向と角度を形成し、それぞれの平面内にある前記縦型電極の各交差が、局所電界勾配を発生させ、  前記それぞれの平面内にある前記縦型電極（１）が、前記浮遊電極（１１）に最も近い前記平面（４）から、前記浮遊電極から最も遠い前記平面に向かうにつれて、前記浮遊電極に対して漸次的に正の電圧が印加され、前記浮遊電極から最も遠い前記平面には、正の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記二重目的構造（３）が、重ね合わされた２つの平面（４）及び（４’）を形成する２組の縦型電極（１）を備え、上方から見たときに、前記第１の平面（４）内にある前記縦型電極（１）の前記方向が、前記第２の平面（４’）内にある前記縦型電極の前記方向に垂直であることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記二重目的構造（３）が、重ね合わされた３つの平面（４）、（４’）、及び（４”）を形成する、３組の縦型電極（１）を備え、各平面内にある前記縦型電極（１）の前記方向が、他の各平面内にある前記縦型電極（１）の前記方向と６０度の角度を形成し、上方から見たときに、所定の平面内にある前記縦型電極（１）が、他の２つの平面内にある前記縦型電極（１）と、これらの他の２つの平面内にある前記縦型電極（１）が交差するのと同じ点（５）で交差することを特徴とする請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項５】
互いに平行に配設され、前記平面を形成する前記縦型電極（１）が、導電性ストリップ（６）であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記平面が、前記導電性ストリップの前記交差点（５）に位置するスペーサ（７）によって離隔されていることを特徴とする請求項５に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記スペーサ（７）が、ポリイミドで作られていることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記スペーサ（７）が、接着剤で作られていることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出器。
【請求項９】
互いに平行に配設され、前記平面を形成する前記平行縦型電極（１）が、導電性ワイヤであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と共に編み上げられてメッシュを形成し、前記導電性ワイヤが、第１の軸に沿って配向され、前記非導電性ワイヤが、第２の軸に沿って配向され、前記第２の軸が前記第１の軸に垂直であることを特徴とする請求項９に記載の放射線検出器。
【請求項１１】
前記第１の軸において、前記導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と１本ずつ交互に並べられることを特徴とする請求項１０に記載の放射線検出器。
【請求項１２】
前記二重目的構造（３）内の前記縦型電極（１）が、タングステン製であることを特徴とする請求項２から１１のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項１３】
前記二重目的の物理的構造（３）が、機械的に可撓性であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、荷電粒子、光子、Ｘ線、中性子などの電離放射線を適切な位置で検出するために使用することのできる、新たな放射線検出器に関する。本発明に係る検出器では、放射線によるガスの電離によって生じる一次電子は、高局所強度をもつ電界勾配の効果のにより増倍され、同じ構造によって集められる。
【背景技術】
【０００２】  ガス中での電離プロセス及び電荷増倍を利用する放射線検出器は、何年も前から継続して改善されながら使用されてきた。ガス検出器中で大きな「安定した」比例利得を得る方法は、引き続き検出器業界における研究課題である。【０００３】  このような検出器のうち最も広く知られているものは、平行平板型チャンバ（ＰＰＣ）である。ＰＰＣは、数ｍｍだけ互いに離隔され、それらの間で電子が増倍される、２つの平行なグリッドによって得られる計数器を有する。２つの平行なグリッド間にあるこのゾーンは、「増倍ゾーン（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｚｏｎｅ）」と呼ばれる。したがって、このような検出器の増倍ゾーンは、２つのグリッドによって画定される単一空間の形をとる。このような計数器は、比較的大きな寸法の単一空間を構成するため、非常に故障しやすいという欠点がある。さらに、このような平行平板型検出器の計数器は、限られた空間分解能しか有することができず、平板／グリッドの厚さのため、様々な形状を有する検出器を形成するように構成することができない。最後に、なだれの大きさは、一次電離のアノードからの距離に指数関数的に依存するため、ＰＰＣは比例計数器ではない。【０００４】  ガス検出器の別のタイプは、一平面内に張りつめられた状態の多数の等距離のアノード・ワイヤを有する、多線式比例チャンバ（ＭＷＰＣ）である。前記平面の両側に、カソードを形成する、張りつめられた状態のグリッドが１つずつ配置される。電子増倍は、その位置に高電界が存在するため、ワイヤの近辺で起こる。ただし、ＭＷＰＣには、固有の制限がある。高放射線レート（high radiation rates）では、遅い正イオンが発生すると、空間電荷が蓄積し、それによって計数が妨害され、利得が低下する。さらに、ＭＷＰＣの物理的な特性により、検出器は様々な形状をとることができない。【０００５】  平行平板型チャンバ及び多線式比例チャンバ（ＭＷＰＣ）の利得の制限を克服する１つの方法は、マルチステップ・チャンバ（ｍｕｌｔｉｓｔｅｐ  ｃｈａｍｂｅｒ）であり、以下「ＭＳＣ」という。ＭＳＣチャンバでは、従来のガス検出器のドリフト領域内に取り付けられ、平行平板型増倍管として動作する、２つの平行なグリッド電極により、ドリフトしている電子を前置増幅させ、それを主検出要素内に移動させることが可能になる。ＭＳＣチャンバは、感光性混合ガスを用いて動作させると、リング・イメージングＣＨＥＲＥＮＫＯＶ検出器において、単一の光検出に十分なほど大きな利得に達することが可能になるか、これを以下「ＲＩＣＨ」という。【０００６】  より最近のガス検出器のタイプは、マイクロストリップ・ガス・チャンバ（ＭＳＧＣ）である。ＭＳＧＣでは、計数器は、絶縁支持体上にエッチングされた共面電極から構成される。この検出器の重大な欠点は、いくつかの計数器を重ね合わせることができないために、比較的利得が低く、基本的には５０００に制限されることである。さらに、上述の平行平板型検出器の計数器と同様に、これらのマイクロストリップ検出器の計数器は、非常に薄いトラック（約１０μｍ）上に局在する非等方の増倍ゾーンを有し、そのため、放電損傷を非常に受けやすくなっている。これらの検出器は、比較的壊れやすく、老朽化しやすいという欠点もある。【０００７】  上述の問題が動機となり、ＭＳＧＣに代わるより耐久性の高い手段を見出すことに、大きな尽力が注がれてきた。したがって、マイクロ・パターン検出器（ＭＰＤ）と呼ばれる、新しい種類の検出器が開発された。【０００８】  Ｆ．ＢＡＲＴＯＬらのＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ＩＩＩ  ６（１９９６）、３３７では、カソード金属箔に開けた穴のマトリックスから実質的に構成される、ｃｏｍｐｔｅｕｒ  ａ  ｔｒｏｕｓ（ＣＡＴ）と呼ばれる新しい検出装置（ＭＰＤ）が紹介された。カソードと埋め込まれたアノードとの間に絶縁シートを挿入することにより、隙間の高い均一性を保証し、高利得を得ることが可能になる。【０００９】  別の放射線検出装置（ＭＰＤ）が、Ｙ．ＧＩＯＭＡＴＡＲＩＳらのＮｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ３７６（１９９６）２９によって、ほぼ同時期に紹介された。以下、「ＭＩＣＲＯＭＥＧＡＳ」というこの検出器は、増倍要素として隙間の狭い平行平板型なだれチャンバ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｌａｔｅ  ａｖａｌａｎｃｈｅ  ｃｈａｍｂｅｒ）を用いる、高利得ガス検出器である。一般的に見て、このような検出器は、薄い金属のマイクロメッシュ電極（ｍｉｃｒｏｍｅｓｈ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を、読み出し平面と平行に引き伸ばすことによって実現される、５０〜１００μｍの範囲の隙間から構成されている。非常に高い電界中での電極なだれ（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｖａｌａｎｃｈｅ）の特別な性質のため、非常に高利得及び高レートの能力が達成されてきた。この検出器の主要な不都合は、平行なメッシュを、高い精度で引き伸ばし維持する必要があることにある。強い静電引力の存在が、特に大きな寸法の検出器では、問題を大きくしている。この欠点を克服するためには、重い支持枠が必要であり、隙間内に、密な間隔で配置された、絶縁した線又はピンを導入することが必要であるが、そうすると組立てが複雑となり、効率が失われる。【００１０】  さらに最近の、さらなるガス検出器のタイプ（ＭＰＤ）は、ガス電子増倍管（ＧＥＭ）である。この検出器は、金属−Ｋａｐｔｏｎ−金属の薄い複合箔中に化学的エッチングで貫通させた、一般に直径５０〜１００μｍの一連の穴からなり、穴はそれぞれ、ガス中で、個々の一次電子から電子なだれを発生させるのに適した局所電界振幅の増大をもたらす。ＧＥＭは「静電レンズ」として働き、一次電子の所定の利得の増幅器として動作する。電荷の検出は、別の読み出し電極によって実現される。【００１１】  ＧＥＭ電極の製作のために開発されたポリイミド・エッチング技術を利用して、マイクログルーブ（ｍｉｃｒｏｇｒｏｏｖｅ）検出器（Ｂｅｌｌａｚｚｉｎｉら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４２４（１９９８）４４４）や、マイクロワイヤ（ｍｉｃｒｏ−ｗｉｒｅ）検出器（Ａｄｅｖａら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４３５（１９９９）４０２）など、他のＭＰＤ検出器が開発されてきた。【非特許文献１】Ｆ．ＢＡＲＴＯＬら、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ＩＩＩ  ６（１９９６）、３３７
【非特許文献２】Ｙ．ＧＩＯＭＡＴＡＲＩＳら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ３７６（１９９６）２９
【非特許文献３】Ｂｅｌｌａｚｚｉｎｉら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４２４（１９９８）４４４
【非特許文献４】Ａｄｅｖａら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４３５（１９９９）４０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  しかし、ＭＰＤ装置はいずれも、高レート下で、又は高電離したα粒子にさらされると、電圧に伴って急速に増大する放電率を示し、したがって、利得の制限を示す。この制限を克服するためには、さらなる利得を得る目的でいくつかの装置（特にＧＥＭ装置）を積層することができるが、機械的可撓性が犠牲となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明は、従来技術の放射線検出器の上述の欠点を克服する、非常に高性能な放射線検出器を提供するものである。【００１４】  本発明は、ＭＳＧＣチャンバの簡素さと、ＭＩＣＲＯＭＥＧＡＳ、ＣＡＴ、及びＧＥＭ放射線検出器の、高電界の利点との双方をもつが、機械的には実施するのがずっと簡単であり、放電損傷を受けにくく、また使用に際してより多用途であると思われる、放射線検出器を提供する。【００１５】  より具体的には、本発明によれば、ドリフト・チャンバ内の電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、次いで電界によって検出電極にそれがドリフトされる、放射線検出器が提供される。本発明に係る放射線検出器は、格子を形成するように、上方から見たときに非平行の幾何形状に配置された（例えば、３つの平面のそれぞれが、他に比べて６０度の角度になっている）、縦型電極（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の２つ以上の重ね合わされた平面を含む。２つ以上の重ね合わされた縦型電極の各交差により、ドリフト・チャンバ内で発生する一次電子のためのガス電子増倍管（なだれ）の働きをする、強い電界勾配がもたらされる。さらに、縦型電極の２つ以上の重ね合わされた平面は、なだれプロセス中に発生した電荷を集める、読み出し装置としても働く。したがって、縦型電極の格子は、電子増倍管として働くと同時に、読み出し装置としても働き、そのため二重目的の物理的構造を実現する。【００１６】  得られる放射線検出器は、粒子を高感度で検出すること、及びその位置を高精度で決定することを可能にする。この放射線検出器は、素粒子物理学で使用すると大きな利益が得られるが、医療用画像、ガス圧ゲージ、材料検査、及び他の多くの産業分野でも使用することができる。【００１７】  本発明の目的、利点、及び他の特定の特徴は、例示的なものとして示すにすぎない、本発明の好ましい実施形態についての以下の非限定的な説明を、添付の図面を参照して読めばすぐに、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  本発明は、放射線源（１０）からの電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、放射線源（１０）の近傍に位置する浮遊電極（１１）に負の電圧を印加することによって発生する電界（２）により、読み出し電極（１）にそれがドリフトされる放射線検出器において、−電界集中（ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ）領域のマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）であって、集中領域のそれぞれが、一次電子の１つからガス中に電子なだれを発生させるのに十分な、局所電界勾配を発生させ、それによりガス電子増倍管が、一次電子のための増幅器として動作する、電界集中領域のマトリックスと、−浮遊電極（１１）に対して正の電圧が印加される読み出し電極（１）を備える位置感知信号検出器とを備える放射線検出器であって、  電界集中領域のマトリックス及び信号検出器が、同じ二重目的の物理的構造（３）に一体化（ｕｎｉｔｅｄ）されていることを特徴とする、放射線検出器を提供する。【００１９】  放射線検出器で使用するガスは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、メタン、二酸化炭素、アルゴン／二酸化炭素の組合せなど、電離しやすく、なだれが起こる、どんなガス又はガスの組合せでもよい。【００２０】  本発明の好ましい一実施形態では、本発明の二重目的の物理的構造（３）は、−互いに平行に配設されて、電界（２）に実質的に垂直な第１の平面（４）を形成する、第１組の縦型電極（１）と、−互いに平行に配設されて、少なくとも１つの追加の平面（４’）を形成する、少なくとも１組の追加の縦型電極（１）であって、１つ又は複数の追加の平面が、第１の平面（４）に重ね合わされると共にそれに平行である、少なくとも１組の追加の縦型電極（１）とを備え、  各平面内にある縦型電極（１）の方向が、他の１つ又は複数の各平面内にある縦型電極（１）の方向角度を形成し、それぞれの平面内にある縦型電極の各交差が、局所電界勾配を発生させ、  それぞれの平面内にある縦型電極（１）が、浮遊電極（１１）に最も近い平面（４）から、それから最も遠い平面に向かうにつれて、浮遊電極に対して漸次的に正の電圧が印加され、浮遊電極から最も遠い平面には、正の電圧が印加される。この平面内にある電極は、電子を集めるためのものである。【００２１】  縦型電極（１）のそれぞれの平面は、制限はないが、好ましくは、互いに４０〜６０μｍだけ隔てられる。【００２２】  本発明の一実施形態では、放射線検出器は、二重目的構造（３）が、重ね合わされた２つの平面（４）及び（４’）を形成する２組の縦型電極（１）を備え、上方から見たときに、第１の平面（４）内にある縦型電極（１）の方向が、第２の平面（４’）内にある縦型電極（１）の方向に垂直であることを特徴とする。【００２３】  本発明の別の一実施形態では、放射線検出器は、二重目的構造（３）が、重ね合わされた３つの平面（４）、（４’）及び（４”）を形成する、３組の縦型電極（１）を備え、各平面内にある縦型電極（１）の方向が、他の各平面内にある縦型電極（１）の方向と６０度の角度を形成し、上方から見たときに、所定の平面内にある縦型電極（１）が、他の２つの平面内にある縦型電極（１）と、これらの他の２つの平面内にある縦型電極（１）が交差するのと同じ点（５���で交差することを特徴とする。この特徴により、交差のレベルで強い電界勾配が確保され、それにより電子なだれが可能になる。２平面の実施形態に比べて、３平面を使用することにより、多粒子のバーストにおいて、位置のあいまいさを解決することが可能になる。【００２４】  縦型電極（１）の２つ及び３つの平面を含む装置には、それぞれ９０度及び６０度の角度が好ましいが、他のどんな角度を使用することもできる。【００２５】  一実施形態では、これらの平面を形成する縦型電極は、導電性ストリップ（６）（金属性又は他の導電性の材料）である。【００２６】  これらの導電性ストリップは、導電性ストリップが交差する点（５）に位置するスペーサ（７）によって離隔することができる。スペーサ（７）は、接着剤、ポリイミド、又は他のどんな適切な材料でもよい。【００２７】  二重目的の物理的構造（３）の機械的抵抗は、エポキシ、ポリイミド、又は他の任意の適切な材料によって提供される。【００２８】  これらの実施形態は、「実験手順」の項で説明するエッチング技術によって行われる。【００２９】  別の実施形態では、これらの平面を形成するように配設された縦型電極は、導電性ワイヤ（８）（金属性又は他の導電性の材料）である。【００３０】  第１の下位実施形態では、導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と共に編み上げられてメッシュを形成し、導電性ワイヤ（８）が、第１の軸に沿って配向され、非導電性ワイヤ（９）が、第２の軸に沿って配向され、第２の軸は、第１の軸に垂直である。【００３１】  もう１つの下位実施形態では、第１の軸において、導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と１本ずつ交互に並べられる。こうすることにより、垂直な非導電性ワイヤの上下を交互に通過するにもかかわらず、完全に平行で、幾何的に同相の導電性ワイヤを得ることが可能になる。【００３２】  今説明した２つの下位実施形態は、当業者には公知の、標準的な編み上げ技術によって行うことができる。【００３３】  導電性ストリップ（６）又は導電性ワイヤ（８）は、タングステンや他の金属性又は非金属性の導電性材料など、どんな導電性材料製でもよい。【００３４】  本発明に係る二重目的の物理的構造（３）は、使用される材料及び装置の寸法によっては、機械的に可撓性にすることができる。したがって、二重目的の物理的構造（３）は、円筒形、半球形、他の形状など、様々な形状をとることができる。【００３５】  重ね合わされた各平面内にある、個々の縦型電極から生じる信号は、増幅され、記録され、検出器によって検出された粒子のエネルギー及び位置の情報を提供する多チャネル・アナライザ内で適切に処理される。【００３６】  実験手順 ２平面の二重目的物理的構造、接着スペーサ、及びエポキシ支持体の製作  工程１：片面が銅（１２）のエポキシ板（１３）のベース材料から始める。図６（ａ）。【００３７】  工程２：標準的なフォトリソグラフィ法を使用して、ストリップの底面パターンの像を銅上に転写する。図６（ｂ）。【００３８】  工程３：底面パターン上に接着するための、片面が銅被覆されたポリイミド片（１４）を準備する。図６（ｃ）。【００３９】  工程４：銅被覆されたポリイミド片を、底面パ��ーンが形成されたベース片上に接着する。図６（ｄ）。【００４０】  工程５：銅被覆されたポリイミド片内に、底面パターンの真上に位置合せしたトラックをエッチングする。図６（ｅ）。【００４１】  工程６：トラック間のポリイミドを、底面パターンのすぐ上の接着剤のレベルまでエッチングする。図６（ｆ）。【００４２】  工程７：次いで上面上のトラックを、接着スペーサを支持するポリイミドの型枠（１５）だけを残して、除去する。図６（ｇ）。【００４３】  工程８：銅箔のシート（１６）を準備し、ポリイミド型枠間の全ての空間を埋めるのに十分な接着剤を使用して、先の片上に接着する。図６（ｈ）。【００４４】  工程９：次いで、標準的なフォトリソグラフィ法を使用して、銅箔上に上面パターンを転写する（上面パターンは、その線が図面と平行に延びているため、工程１０では見えないことに注意されたい）。図６（ｉ）。【００４５】  工程１０：ポリイミド型枠を露出させるために、上方から（上面パターンの線間から）少量の接着剤をエッチング除去する。図６（ｊ）。【００４６】  工程１１：接着スペーサ（７）を残して、ポリイミド型枠をエッチングによって完全に除去する。図６（ｋ）。【００４７】  工程１２：底面パターンの線を露出させるために、少量の接着剤をエッチング除去する。こうすることにより、クロスオーバ点で空の空間によって分離された上平面及び底平面が、上平面の線が残りの接着スペーサ（７）によってそれらの間で支持されているため、残る。図６（ｌ）。【００４８】 ３平面の二重目的物理的構造、ポリイミド・スペーサ、及びポリイミド支持体の製作  工程１：両面が銅被覆されたポリイミド片（１８）から始める。図７（ａ）。【００４９】  工程２：標準的なフォトリソグラフィ法を使用して、両面が銅被覆されたポリイミド片の片面上に、中間パターンを転写する。図７（ｂ）。【００５０】  工程３：両面ポリイミド片の片面から銅を完全にエッチングすることにより、片面が銅被覆されたポリイミド片（１９）を準備する。図７（ｃ）。【００５１】  工程４：次いで、中間パターンが形成されたポリイミド片（１８）の上面上に、片面が銅被覆されたポリイミド片（１９）を接着する。図７（ｄ）。【００５２】  工程５：標準的なフォトリソグラフィ法を使用して、この片の両面上に、上面及び底面パターンを転写する。３つの全ての平面上の、ストリップのクロスオーバ点が、確実に正確に位置合せされるように、注意を払わなければならない。図７（ｅ）。【００５３】  工程６：検出に有効な領域（２１）内を除いて、検出器の周辺領域（２０）（両側）を、ポリイミド・エッチング溶液に耐性のあるポリマー樹脂（２２）の薄い被覆で保護する。図７（ｆ）及び図７（ｇ）。【００５４】  工程７：中間パターンを封入している接着剤が露出するまで、有効領域（２１）のポリイミドをエッチングし、またポリマー樹脂（２２）を除去する。銅パターンの下のポリイミド・スペーサ（７）は残る。図７（ｈ）。【００５５】  工程８：有効領域（２１）内の残りの接着剤を除去する。図７（ｉ）。【００５６】 ３平面金属ストリップ、ポリイミド・スペーサ、二重目的物理的構造での実験の結果  上記の製作方法に従って、金属ス��リップ及びポリイミド・スペーサをもつ３平面の検出器が適切に実施され、Ｆｅ  ５５放射線源からの電離放射線を検出することが判明した。実験のために、各平面内にある個々の縦型電極を、電気的に接続した。したがって、この実験は、位置特定機能なしで、検出器の検出能力を実証するものである。縦型電極を互いに分離した状態に保ち、各電極用の信号を別々に記録し、得られる信号を適当な方式（図５参照）で処理することによって、２次元の位置特定機能を追加することは、当業者には容易であろう。【００５７】  検出器の主要な特性：−放射線源（上部）：Ｆｅ  ５５−放射線源から上平面までの距離：４ｍｍ−浮遊電極電圧：−２０００Ｖ−上平面電圧：−３５０Ｖ−中間平面電圧：０Ｖ−底平面電圧：＋３５０Ｖ−ガス：アルゴン９１％；二酸化炭素９％−ガス圧：大気圧−スペーサ：ポリイミド【００５８】  信号検出：  適当に増幅した後に、検出された信号は、３ｋｅＶ及び５．９ｋｅＶにピークをもつＦｅ  ５５の典型的なスペクトルを示している。図８（ａ）は、浮遊電極から最も遠い、電子を集める平面（＋３５０Ｖ電圧における）によって検出されたスペクトルを表す。図８（ｂ）は、中間平面（接地電圧における）によって検出されたスペクトルを表す。図８（ｃ）は、浮遊電極に最も近い平面（―３５０Ｖ電圧における）によって検出されたスペクトルを表す。中間平面及び浮遊電極に最も近い平面はいずれも、正イオンを集める。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る放射線検出器の概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る二重目的の物理的構造の、上方から見た概略図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、上方から見た概略図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、側面から見た概略図である。
【図４（ａ）】図４（ａ）は、本発明の別の実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、上方から見た概略図である。
【図４（ｂ）】図４（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、側面から見た概略図である。
【図５】図５は、本発明に係る放射線検出器の信号処理の流れ図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｌ）は、接着スペーサを用いた、２平面の二重目的物理的構造の製作の、段階ごとの概略図である。
【図６（２）】図６（ａ）〜（ｌ）は、接着スペーサを用いた、２平面の二重目的物理的構造の製作の、段階ごとの概略図である。
【図７】、
【図７（ｇ）】図７（ａ）〜（ｉ）は、ポリイミド・スペーサを用いた、３平面の二重目的物理的構造の製作の、段階ごとの概略図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るＦｅ  ５５放射線源を用いる３平面の放射線検出器を用いて得られた、実験に基づくスペクトルを示す図である。
【図１】
2007520865.tif 000003
【図２】
2007520865.tif 000004
【図３（ａ）】
2007520865.tif 000005
【図３（ｂ）】
2007520865.tif 000006
【図４（ａ）】
2007520865.tif 000007
【図４（ｂ）】
2007520865.tif 000008
【図５】
2007520865.tif 000009
【図６】
2007520865.tif 000010
【図６（２）】
2007520865.tif 000011
【図７】
2007520865.tif 000012
【図７（ｇ）】
2007520865.tif 000013
【図８】
2007520865.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月12日(2005.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源（１０）からの電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、前記放射線源（１０）の近傍に位置する浮遊電極（１１）に負の電圧を印加することによって発生する電界（２）により、読み出し電極（１）にその一次電子がドリフトされる放射線検出器であって、
互いに平行に配設されて、前記電界（２）に実質的に垂直で、前記放射線源（１０）に最も近い第１の平面（４）を形成する、第１の一組の縦型電極（１）と、
互いに平行に配設されて、第２の平面（４’）を形成する、１組の第２の縦型電極（１）であって、前記第２の平面が、前記第１の平面（４）に重ね合わされると共にそれに平行である、１組の第２の縦型電極（１）と、
互いに平行に配設されて、第３の平面（４”）を形成する、１組の第３の縦型電極（１）であって、前記第３の平面が、前記第１、第２の平面（４）及び（４’）に重ね合わされると共にそれに平行である、１組の第３の縦型電極（１）と、
を備え、
上方から見たときに、前記各平面内にある前記縦型電極（１）の方向が、他の各平面内にある前記縦型電極（１）の方向と角度を形成し、前記縦型電極の各交差が、局所電界勾配を発生させ、
前記それぞれの平面内にある前記縦型電極（１）が、前記浮遊電極に最も近い前記平面（４）から、前記浮遊電極から最も遠い前記平面（４”）に向かうにつれて、前記浮遊電極（１１）に対して漸次的に正の電圧が印加され、前記浮遊電極から最も遠い前記平面（４”）には、正の電圧が印加されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
上方から見たときに、前記各平面内にある前記縦型電極（１）の前記方向の間の角度が６０度であり、所定の平面内にある前記縦型電極（１）が、他の２つの平面内にある前記縦型電極（１）と、これらの他の２つの平面内にある前記縦型電極（１）が交差するのと同じ点（５）で交差することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記平面を形成する前記縦型電極（１）が、導電性ストリップ（６）であることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記平面が、前記導電性ストリップの前記交差点（５）に位置するスペーサ（７）によって離隔されていることを特徴とする請求項３に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記スペーサ（７）が、ポリイミドで作られていることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記スペーサ（７）が、接着剤で作られていることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記平面を形成する前記平行縦型電極（１）が、導電性ワイヤであることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と共に編み上げられてメッシュを形成し、前記導電性ワイヤが、第１の軸に沿って配向され、前記非導電性ワイヤが、第２の軸に沿って配向され、前記第２の軸が前記第１の軸に垂直であることを特徴とする請求項７に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記第１の軸において、前記導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と１本ずつ交互に並べられることを特徴とする請求項８に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記縦型電極（１）が、タングステン製であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項１１】
その物理的構造（３）が、機械的に可撓性であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の放射線検出器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子、光子、Ｘ線、中性子などの電離放射線を適切な位置で検出するために使用することのできる、新たな放射線検出器に関する。本発明に係る検出器では、放射線によるガスの電離によって生じる一次電子は、高局所強度をもつ電界勾配の効果のにより増倍され、同じ構造によって集められる。
【背景技術】
【０００２】
ガス中での電離プロセス及び電荷増倍を利用する放射線検出器は、何年も前から継続して改善されながら使用されてきた。ガス検出器中で大きな「安定した」比例利得を得る方法は、引き続き検出器業界における研究課題である。
【０００３】
このような検出器のうち最も広く知られているものは、平行平板型チャンバ（ＰＰＣ）である。ＰＰＣは、数ｍｍだけ互いに離隔され、それらの間で電子が増倍される、２つの平行なグリッドによって得られる計数器を有する。２つの平行なグリッド間にあるこのゾーンは、「増倍ゾーン（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｚｏｎｅ）」と呼ばれる。したがって、このような検出器の増倍ゾーンは、２つのグリッドによって画定される単一空間の形をとる。このような計数器は、比較的大きな寸法の単一空間を構成するため、非常に故障しやすいという欠点がある。さらに、このような平行平板型検出器の計数器は、限られた空間分解能しか有することができず、平板／グリッドの厚さのため、様々な形状を有する検出器を形成するように構成することができない。最後に、なだれの大きさは、一次電離のアノードからの距離に指数関数的に依存するため、ＰＰＣは比例計数器ではない。
【０００４】
ガス検出器の別のタイプは、一平面内に張りつめられた状態の多数の等距離のアノード・ワイヤを有する、多線式比例チャンバ（ＭＷＰＣ）である。前記平面の両側に、カソードを形成する、張りつめられた状態のグリッドが１つずつ配置される。電子増倍は、その位置に高電界が存在するため、ワイヤの近辺で起こる。ただし、ＭＷＰＣには、固有の制限がある。高放射線レート（ｈｉｇｈ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｒａｔｅｓ）では、遅い正イオンが発生すると、空間電荷が蓄積し、それによって計数が妨害され、利得が低下する。さらに、ＭＷＰＣの物理的な特性により、検出器は様々な形状をとることができない。
【０００５】
平行平板型チャンバ及び多線式比例チャンバ（ＭＷＰＣ）の利得の制限を克服する１つの方法は、マルチステップ・チャンバ（ｍｕｌｔｉｓｔｅｐ  ｃｈａｍｂｅｒ）であり、以下「ＭＳＣ」という。ＭＳＣチャンバでは、従来のガス検出器のドリフト領域内に取り付けられ、平行平板型増倍管として動作する、２つの平行なグリッド電極により、ドリフトしている電子を前置増幅させ、それを主検出要素内に移動させることが可能になる。ＭＳＣチャンバは、感光性混合ガスを用いて動作させると、リング・イメージングＣＨＥＲＥＮＫＯＶ検出器において、単一の光検出に十分なほど大きな利得に達することが可能になるか、これを以下「ＲＩＣＨ」という。
【０００６】
より最近のガス検出器のタイプは、マイクロストリップ・ガス・チャンバ（ＭＳＧＣ）である。ＭＳＧＣでは、計数器は、絶縁支持体上にエッチングされた共面電極から構成される。この検出器の重大な欠点は、いくつかの計数器を重ね合わせることができないために、比較的利得が低く、基本的には５０００に制限されることである。さらに、上述の平行平板型検出器の計数器と同様に、これらのマイクロストリップ検出器の計数器は、非常に薄いトラック（約１０μｍ）上に局在する非等方の増倍ゾーンを有し、そのため、放電損傷を非常に受けやすくなっている。これらの検出器は、比較的壊れやすく、老朽化しやすいという欠点もある。
【０００７】
上述の問題が動機となり、ＭＳＧＣに代わるより耐久性の高い手段を見出すことに、大きな尽力が注がれてきた。したがって、マイクロ・パターン検出器（ＭＰＤ）と呼ばれる、新しい種類の検出器が開発された。
【０００８】
Ｆ．ＢＡＲＴＯＬらのＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ＩＩＩ  ６（１９９６）、３３７では、カソード金属箔に開けた穴のマトリックスから実質的に構成される、ｃｏｍｐｔｅｕｒ  ａ  ｔｒｏｕｓ（ＣＡＴ）と呼ばれる新しい検出装置（ＭＰＤ）が紹介された。カソードと埋め込まれたアノードとの間に絶縁シートを挿入することにより、隙間の高い均一性を保証し、高利得を得ることが可能になる。
【０００９】
別の放射線検出装置（ＭＰＤ）が、Ｙ．ＧＩＯＭＡＴＡＲＩＳらのＮｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ３７６（１９９６）２９によって、ほぼ同時期に紹介された。以下、「ＭＩＣＲＯＭＥＧＡＳ」というこの検出器は、増倍要素として隙間の狭い平行平板型なだれチャンバ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｌａｔｅ  ａｖａｌａｎｃｈｅ  ｃｈａｍｂｅｒ）を用いる、高利得ガス検出器である。一般的に見て、このような検出器は、薄い金属のマイクロメッシュ電極（ｍｉｃｒｏｍｅｓｈ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を、読み出し平面と平行に引き伸ばすことによって実現される、５０〜１００μｍの範囲の隙間から構成されている。非常に高い電界中での電極なだれ（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｖａｌａｎｃｈｅ）の特別な性質のため、非常に高利得及び高レートの能力が達成されてきた。この検出器の主要な不都合は、平行なメッシュを、高い精度で引き伸ばし維持する必要があることにある。強い静電引力の存在が、特に大きな寸法の検出器では、問題を大きくしている。この欠点を克服するためには、重い支持枠が必要であり、隙間内に、密な間隔で配置された、絶縁した線又はピンを導入することが必要であるが、そうすると組立てが複雑となり、効率が失われる。
【００１０】
さらに最近の、さらなるガス検出器のタイプ（ＭＰＤ）は、ガス電子増倍管（ＧＥＭ）である。この検出器は、金属−Ｋａｐｔｏｎ−金属の薄い複合箔中に化学的エッチングで貫通させた、一般に直径５０〜１００μｍの一連の穴からなり、穴はそれぞれ、ガス中で、個々の一次電子から電子なだれを発生させるのに適した局所電界振幅の増大をもたらす。ＧＥＭは「静電レンズ」として働き、一次電子の所定の利得の増幅器として動作する。電荷の検出は、別の読み出し電極によって実現される。
【００１１】
ＧＥＭ電極の製作のために開発されたポリイミド・エッチング技術を利用して、マイクログルーブ（ｍｉｃｒｏｇｒｏｏｖｅ）検出器（Ｂｅｌｌａｚｚｉｎｉら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４２４（１９９８）４４４）や、マイクロワイヤ（ｍｉｃｒｏ−ｗｉｒｅ）検出器（Ａｄｅｖａら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４３５（１９９９）４０２）など、他のＭＰＤ検出器が開発されてきた。
【非特許文献１】Ｆ．ＢＡＲＴＯＬら、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ＩＩＩ  ６（１９９６）、３３７
【非特許文献２】Ｙ．ＧＩＯＭＡＴＡＲＩＳら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ３７６（１９９６）２９
【非特許文献３】Ｂｅｌｌａｚｚｉｎｉら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４２４（１９９８）４４４
【非特許文献４】Ａｄｅｖａら、Ｎｕｃｌ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．Ａｎｄ  Ｍｅｔｈ．Ａ４３５（１９９９）４０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、ＭＰＤ装置はいずれも、高レート下で、又は高電離したα粒子にさらされると、電圧に伴って急速に増大する放電率を示し、したがって、利得の制限を示す。この制限を克服するためには、さらなる利得を得る目的でいくつかの装置（特にＧＥＭ装置）を積層することができるが、機械的可撓性が犠牲となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、従来技術の放射線検出器の上述の欠点を克服する、非常に高性能な放射線検出器を提供するものである。
【００１４】
本発明は、ＭＳＧＣチャンバの簡素さと、ＭＩＣＲＯＭＥＧＡＳ、ＣＡＴ、及びＧＥＭ放射線検出器の、高電界の利点との双方をもつが、機械的には実施するのがずっと簡単であり、放電損傷を受けにくく、また使用に際してより多用途であると思われる、放射線検出器を提供する。
【００１５】
より具体的には、本発明によれば、ドリフト・チャンバ内の電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、次いで電界によって検出電極にそれがドリフトされる、放射線検出器が提供される。本発明に係る放射線検出器は、格子を形成するように、上方から見たときに非平行の幾何形状に配置された（例えば、３つの平面のそれぞれが、他に比べて６０度の角度になっている）、縦型電極（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の３つの重ね合わされた平面を含む。３つの重ね合わされた縦型電極の各交差により、ドリフト・チャンバ内で発生する一次電子のためのガス電子増倍管（なだれ）の働きをする、強い電界勾配がもたらされる。さらに、縦型電極の３つの重ね合わされた平面は、なだれプロセス中に発生した電荷を集める、読み出し装置としても働く。したがって、縦型電極の格子は、電子増倍管として働くと同時に、読み出し装置としても働く。
【００１６】
得られる放射線検出器は、粒子を高感度で検出すること、及びその位置を高精度で決定することを可能にする。この放射線検出器は、素粒子物理学で使用すると大きな利益が得られるが、医療用画像、ガス圧ゲージ、材料検査、及び他の多くの産業分野でも使用することができる。
【００１７】
本発明の目的、利点、及び他の特定の特徴は、例示的なものとして示すにすぎない、本発明の好ましい実施形態についての以下の非限定的な説明を、添付の図面を参照して読めばすぐに、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、放射線源（１０）からの電離放射線によって一次電子がガス中に放出され、放射線源（１０）の近傍に位置する浮遊電極（１１）に負の電圧を印加することによって発生する電界（２）により、読み出し電極（１）にそれがドリフトされる放射線検出器であって、
−互いに平行に配設されて、前記電界（２）に実質的に垂直で、前記放射線源（１０）に最も近い第１の平面（４）を形成する、第１の一組の縦型電極（１）と、
−互いに平行に配設されて、第２の平面（４’）を形成する、１組の第２の縦型電極（１）であって、前記第２の平面が、前記第１の平面（４）に重ね合わされると共にそれに平行である、１組の第２の縦型電極（１）と、
−互いに平行に配設されて、第３の平面（４”）を形成する、１組の第３の縦型電極（１）であって、前記第３の平面が、前記第１、第２の平面（４）及び（４’）に重ね合わされると共にそれに平行である、１組の第３の縦型電極（１）と、
を備え、
上方から見たときに、前記各平面内にある前記縦型電極（１）の方向が、他の各平面内にある前記縦型電極（１）の方向と角度を形成し、前記縦型電極の各交差が、局所電界勾配を発生させ、
前記それぞれの平面内にある前記縦型電極（１）が、前記浮遊電極に最も近い前記平面（４）から、前記浮遊電極から最も遠い前記平面（４”）に向かうにつれて、前記浮遊電極（１１）に対して漸次的に正の電圧が印加され、前記浮遊電極から最も遠い前記平面（４”）には、正の電圧が印加されることを特徴とする放射線検出器を提供する。
放射線検出器で使用するガスは、ヘリウム、アルゴン、キセノン、メタン、二酸化炭素、アルゴン／二酸化炭素の組合せなど、電離しやすく、なだれが起こる、どんなガス又はガスの組合せでもよい。
【００１９】
縦型電極（１）のそれぞれの平面は、制限はないが、好ましくは、互いに４０〜６０μｍだけ隔てられる。
【００２０】
３平面を使用することにより、多粒子のバーストにおいて、位置のあいまいさを解決することが可能になる。
【００２１】
前記各平面内にある前記縦型電極（１）の前記方向の間の角度が６０度であり、所定の平面内にある前記縦型電極（１）が、他の２つの平面内にある前記縦型電極（１）と、これらの他の２つの平面内にある前記縦型電極（１）が交差するのと同じ点（５）で交差する。
【００２２】
これら３つの平面内にあるこれらの電極の共通の交差点により、交差のレベルで（ａｔ  ｔｈｅ  ｌｅｖｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｌｏｓｓｉｎｇｓ）強い電界勾配が確保され、それによりさらに重要なことには、電子なだれが可能になる。
【００２３】
別の実施形態では、これらの平面を形成する縦型電極は、導電性ストリップ（６）（金属性又は他の導電性の材料）である。
【００２４】
これらの導電性ストリップは、導電性ストリップが交差する点（５）に位置するスペーサ（７）によって離隔することができる。スペーサ（７）は、接着剤、ポリイミド、又は他のどんな適切な材料でもよい。
【００２５】
放射線検出器の物理的構造（３）の機械的抵抗は、エポキシ、ポリイミド、又は他の任意の適切な材料によって提供される。
【００２６】
これらの実施形態は、「実験手順」の項で説明するエッチング技術によって行われる。
【００２７】
別の実施形態では、これらの平面を形成するように配設された縦型電極は、導電性ワイヤ（８）（金属性又は他の導電性の材料）である。
【００２８】
第１の下位実施形態では、導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と共に編み上げられてメッシュを形成し、導電性ワイヤ（８）が、第１の軸に沿って配向され、非導電性ワイヤ（９）が、第２の軸に沿って配向され、第２の軸は、第１の軸に垂直である。
【００２９】
もう１つの下位実施形態では、第１の軸において、導電性ワイヤ（８）が、非導電性ワイヤ（９）と１本ずつ交互に並べられる。こうすることにより、垂直な非導電性ワイヤの上下を交互に通過するにもかかわらず、完全に平行で、幾何的に同相の導電性ワイヤを得ることが可能になる。
【００３０】
今説明した２つの下位実施形態は、当業者には公知の、標準的な編み上げ技術によって行うことができる。
【００３１】
導電性ストリップ（６）又は導電性ワイヤ（８）は、タングステンや他の金属性又は非金属性の導電性材料など、どんな導電性材料製でもよい。
【００３２】
本発明に係る放射線検出器の物理的構造（３）は、使用される材料及び装置の寸法によっては、機械的に可撓性にすることができる。したがって、放射線検出器の物理的構造（３）は、円筒形、半球形、他の形状など、様々な形状をとることができる。
【００３３】
重ね合わされた各平面内にある、個々の縦型電極から生じる信号は、増幅され、記録され、検出器によって検出された粒子のエネルギー及び位置の情報を提供する多チャネル・アナライザ内で適切に処理される。
【００３４】
実験手順
３平面の放射線検出器、ポリイミド・スペーサ、及びポリイミド支持体の製作
工程１：両面が銅被覆されたポリイミド片（１８）から始める。図６（ａ）。
【００３５】
工程２：標準的なフォトリソグラフィ法を使用して、両面が銅被覆されたポリイミド片の片面上に、中間パターンを転写する。図６（ｂ）。
【００３６】
工程３：両面ポリイミド片の片面から銅を完全にエッチングすることにより、片面が銅被覆されたポリイミド片（１９）を準備する。図６（ｃ）。
【００３７】
工程４：次いで、中間パターンが形成されたポリイミド片（１８）の上面上に、片面が銅被覆されたポリイミド片（１９）を接着する。図６（ｄ）。
【００３８】
工程５：標準的なフォトリソグラフィ法を使用して、この片の両面上に、上面及び底面パターンを転写する。３つの全ての平面上の、ストリップのクロスオーバ点が、確実に正確に位置合せされるように、注意を払わなければならない。図６（ｅ）。
【００３９】
工程６：検出に有効な領域（２１）内を除いて、検出器の周辺領域（２０）（両側）を、ポリイミド・エッチング溶液に耐性のあるポリマー樹脂（２２）の薄い被覆で保護する。図６（ｆ）及び図７（ｇ）。
【００４０】
工程７：中間パターンを封入している接着剤が露出するまで、有効領域（２１）のポリイミドをエッチングし、またポリマー樹脂（２２）を除去する。銅パターンの下のポリイミド・スペーサ（７）は残る。図６（ｈ）。
【００４１】
工程８：有効領域（２１）内の残りの接着剤を除去する。図６（ｉ）。結果として得られる放射線検出器の上面図は、図７に示される。
【００４２】
３平面金属ストリップ、ポリイミド・スペーサ検出器での実験の結果
上記の製作方法に従って、金属ストリップ及びポリイミド・スペーサをもつ３平面の検出器が適切に実施され、Ｆｅ  ５５放射線源からの電離放射線を検出することが判明した。実験のために、各平面内にある個々の縦型電極を、電気的に接続した。したがって、この実験は、位置特定機能なしで、検出器の検出能力を実証するものである。縦型電極を互いに分離した状態に保ち、各電極用の信号を別々に記録し、得られる信号を適当な方式（図５参照）で処理することによって、２次元の位置特定機能を追加することは、当業者には容易であろう。
【００４３】
検出器の主要な特性：
−放射線源（上部）：Ｆｅ  ５５
−放射線源から上平面までの距離：４ｍｍ
−浮遊電極電圧：−２０００Ｖ
−上平面電圧：−３５０Ｖ
−中間平面電圧：０Ｖ
−底平面電圧：＋３５０Ｖ
−ガス：アルゴン９１％；二酸化炭素９％
−ガス圧：大気圧
−スペーサ：ポリイミド
【００４４】
信号検出：
適当に増幅した後に、検出された信号は、３ｋｅＶ及び５．９ｋｅＶにピークをもつＦｅ  ５５の典型的なスペクトルを示している。図８（ａ）は、浮遊電極から最も遠い、電子を集める平面（＋３５０Ｖ電圧における）によって検出されたスペクトルを表す。図８（ｂ）は、中間平面（接地電圧における）によって検出されたスペクトルを表す。図８（ｃ）は、浮遊電極に最も近い平面（―３５０Ｖ電圧における）によって検出されたスペクトルを表す。中間平面及び浮遊電極に最も近い平面はいずれも、正イオンを集める。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る放射線検出器の概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る放射線検出器の、上方から見た概略図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、上方から見た概略図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、側面から見た概略図である。
【図４（ａ）】図４（ａ）は、本発明の別の実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、上方から見た概略図である。
【図４（ｂ）】図４（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る平行な導電性ワイヤによって形成される平面の１つの、側面から見た概略図である。
【図５】図５は、本発明に係る放射線検出器の信号処理の流れ図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｉ）は、ポリイミド・スペーサを用いた、３平面の二重目的物理的構造の製作の、段階ごとの概略図である。
【図７】図７は、ポリイミド・スペーサを用いた、放射線検出器の上面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るＦｅ  ５５放射線源を用いる３平面の放射線検出器を用いて得られた、実験に基づくスペクトルを示す図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2007520865.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６（２）
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2007520865.tif 000016
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７（ｇ）
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2007520865.tif 000017
【国際調査報告】
2007520865.tif 000018
2007520865.tif 000019