(57)【要約】【課題】不感領域を狭くして、入射Ｘ線の強度減衰を抑制し、入射Ｘ線の検出効率を向上させる比例計数管を提供する。【解決手段】検出ガスが封入され且つ陰極である円筒型の容器２と、この容器内の軸心に配置された陽極線５と、容器２に放射線を入射するための入射窓１５と、入射窓１５の開口部に該開口部中心を通って形成されたブリッジ部４と、陽極線５に電圧を印加するための電気導入端子を持つ絶縁物７とを備え、ブリッジ部４と絶縁物７とにより陽極線５を支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出ガスが封入され且つ陰極である円筒型の容器と、
この容器内の軸心に配置された陽極線と、
前記容器に放射線を入射するための入射窓と、
前記入射窓の開口部に該開口部中心を通って形成されたブリッジ部と、
前記陽極線に電圧を印加するための電気導入端子を持つ絶縁物とを備え、
前記ブリッジ部と前記絶縁物とにより前記陽極線を支持することを特徴とする比例計数管。
【請求項２】
前記ブリッジ部に電圧を印加する電圧印加部を備えることを特徴とする請求項１記載の比例計数管。
【請求項３】
前記ブリッジ部には、検出対象元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料又は放射線発生部の構成部品で使用されている導電材料が含まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の比例計数管。
【請求項４】
前記導電材料は、モリブデン、ロジウム、タングステン、金、白金の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項３記載の比例計数管。
【請求項５】
前記検出対象元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料は、アルミニウム、炭素、ガラスの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項３記載の比例計数管。
【請求項６】
前記電圧印加部は、前記ブリッジ部および前記陽極線間の電圧差の絶対値が、前記陽極線および前記陰極間の電圧差の絶対値以下となるような電圧を前記ブリッジ部に印加することを特徴とする請求項２記載の比例計数管。
【請求項７】
前記入射窓は、前記円筒型の容器の端部に設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項記載の比例計数管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器に用いられる比例計数管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のＸ線検出器において、ガスの光電効果および電子雪崩現象を利用した比例計数管が知られている。この比例計数管は、陰極である円筒型の容器を備え、この容器内の軸心には陽極線が配置され、容器内部には検出ガスが封入されている。また、容器にはＸ線を取り込む入射窓が設けられている。
【０００３】
容器内のガスは、入射Ｘ線により電子とイオンとに電離する。このとき、電子とイオンとの対の数は、入射Ｘ線のエネルギーに応じた数となる。電離した自由電子は陽極線側に引かれ、陽極線近傍に形成された高電界により電子雪崩を引き起こす。この電子雪崩により発生した電荷が陽極線に収集される。比例計数領域において、陽極線が収集した電荷パルスを前置増幅器で取得することにより、入射Ｘ線のエネルギー量を求めることができる。
【０００４】
また、円筒型の比例計数管には、入射窓を円筒容器の側面に設けた比例計数管（例えば、特許文献１）や、円筒容器の端面に設けたものがある。図７に示す従来の比例計数管は、陰極である円筒型の容器５１の端面に入射Ｘ線を入射する入射窓５３が設けられている。容器５１内の軸心には陽極線５２が配置され、容器内部には検出ガスが封入されている。
【０００５】
円筒型の容器５１の端面に入射窓５３がある比例計数管は、透過距離を大きくとることができるので、入射Ｘ線を効率よく検出することができる。また、軸心の陽極線５２と陰極である円筒型の容器５１との間には一様の電界が発生し、有感領域５７が発生している。
【０００６】
また、円筒型の容器５１の端面に入射窓５３がある比例計数管においては、容器５１の端面の外縁部から円筒の軸心を通るように陽極線５２を支持するためのアタッチメント５５が設けられている。
【０００７】
なお、従来の技術として、例えば、特許文献２〜４に記載されたものが知られている。特許文献２〜４には、Ｘ線入射方向に沿って陽極線を配置したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１６４３４４号公報
【特許文献２】特開平７−５２６５号公報
【特許文献３】特開平３−６４８４４号公報
【特許文献４】特開平１−１３４２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７に示す比例計数管には、アタッチメント５５が設けられているため、かなりのスペースを要しており、入射窓５３の付近に不感領域５６が発生する。この不感領域５６において、入射Ｘ線の強度が減衰し、入射Ｘ線の検出効率が低下する。
【００１０】
本発明の課題は、不感領域を狭くして、入射Ｘ線の強度減衰を抑制し、入射Ｘ線の検出効率を向上させる比例計数管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る比例計数管は、上記課題を解決するために、検出ガスが封入され且つ陰極である円筒型の容器と、この容器内の軸心に配置された陽極線と、前記容器に放射線を入射するための入射窓と、前記入射窓の開口部に該開口部中心を通って形成されたブリッジ部と、前記陽極線に電圧を印加するための電気導入端子を持つ絶縁物とを備え、前記ブリッジ部と前記絶縁物とにより前記陽極線を支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入射窓の開口部に開口部中心を通って形成されたブリッジ部と、陽極線に電圧を印加するための電気導入端子を持つ絶縁物とにより陽極線を支持するので、入射Ｘ線を吸収する不感領域が狭まるため、入射Ｘ線の強度減衰を抑制し、入射Ｘ線の検出効率を向上させる比例計数管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の比例計数管の構成図である。
【図２】実施例１の比例計数管の変形例の入射窓の形状を示す図である。
【図３】実施例１の比例計数管のアルゴン気体中のＭｎＫａの透過率特性を示す図である。
【図４】実施例２の比例計数管の構成図である。
【図５】実施例２の比例計数管の円板の形状を示す図である。
【図６】比例計数管の入射Ｘ線に対する配置例を示す図である。
【図７】従来の比例計数管の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の比例計数管の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１の比例計数管の構成図である。図１に示す比例計数管は、円筒型のガス封入容器２と、検出ガスをガス封入容器２内に導入するためのガス導入パイプ１とを備えている。ガス封入容器２の一方の端面には入射Ｘ線をガス封入容器２の内部に取り込むための入射窓１５が形成されている。この入射窓１５の外壁にはＢｅ箔３が接合されている。
【００１６】
また、ガス封入容器２の他方の端面には電気導入端子を持つ絶縁物７が設けられている。この絶縁物７を介してガス封入容器２内部の陽極線５とガス封入容器２の外部に設けられた高圧電源９とが電気的に接続されている。
【００１７】
また、ガス封入容器２の入射窓１５の内壁側には、特定の材料からなる細長い平板４（本発明のブリッジ部に対応）が入射窓１５の中心部を通りガス封入容器２の一端から他端に亙って配置されている。平板４の中心部は、ガラス溶接部１２により絶縁性を確保して接着され、フィールドチューブ６を介して陽極線５に接合されている。平板４と絶縁物７とは陽極線５を支持している。
【００１８】
陽極線５には絶縁物７を介して高圧電源９の電圧が印加されることにより、陽極線５とガス封入容器２側面との間に電界８が発生し、陽極線５の周囲に高電界が形成され、有感領域１１が発生する。
【００１９】
陽極線５にはフィールドチューブ６を取り付ることにより、フィールドチューブ６とガス封入容器２の端面との間で形成される電界強度を弱め、有感領域１１に形成されている電界分布の歪みを軽減することができる。
【００２０】
ガス封入容器２に封入される検出ガスには希ガスが主に用いられる。検出ガスには９０％のアルゴンと１０％のメタンとの混合ガスが広く用いられる。
【００２１】
平板４の材料には、検出対象となる元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料、もしくはＸ線発生部（Ｘ線管球やＸ線コリメータ）の構成部品に使用されている元素からなる導電材料を用いる。
【００２２】
検出対象となる元素としては、例えば、クリプトンガス封入の比例計数管では、検出対象元素範囲は、Ｇｅ〜Ｔｅであり、アルゴンガス封入の比例計数管では、検出対象元素範囲は、Ｋ〜Ｇａ等がある。
【００２３】
検出対象となる元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料は、例えば、炭素、アルミニウム、ガラス（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３等）の少なくとも１つからなる。
【００２４】
Ｘ線発生部の構成部品に使用されている導電材料は、Ｘ線の管球に使用しているフィラメントと同一の金属、例えば、タングステン、ロジウム、金、白金やＸ線コリメータの材質と同一の金属、例えばモリブデンの少なくとも１つからなる。
【００２５】
このように実施例１の比例計数管によれば、入射窓１５の開口部に開口部中心を通って形成されたブリッジ部である平板４と、陽極線５に電圧を印加するための電気導入端子を持つ絶縁物７とにより陽極線５を支持するので、有感領域をより入射窓１５側に形成することができる。即ち、入射Ｘ線を吸収する不感領域が狭まるため、入射Ｘ線の強度減衰を抑制し、入射Ｘ線の検出効率を向上させる比例計数管を提供することができる。
【００２６】
また、ブリッジ部である平板４に、検出対象となる元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料を使用することにより、検出対象元素のエネルギー範囲に不純なスペクトルが生じない。このため、入射Ｘ線の強度減衰を抑制し、入射Ｘ線の検出効率を向上させることができる。
【００２７】
さらに、ブリッジ部である平板４に、Ｘ線発生部の構成部品に使用されている導電材料を用いることにより、もともと存在している不純スペクトル以外に別の不純スペクトルが発生しない。このため、入射Ｘ線の強度減衰を抑制し、入射Ｘ線の検出効率を向上させることができる。
【００２８】
例えば、ＭｎＫａの入射Ｘ線のアルゴン気体中における透過率特性を考える。ランベルトベールの法則は、入射Ｘ線強度Ｉｏ、アルゴン気体中の透過距離をｔ（ｃｍ）透過後のＸ線強度をＩ、ρを密度（ｇ／ｃｍ）とすると、式（１）で表される。
【００２９】
Ｉ／Ｉｏ＝ｅｘｐ（−μｍρｔ）    ‥（１）
μｍ；質量吸収係数ｃｍ２／ｇ
式（１）により、透過率は、図３に示すようになる。従来、有感領域が入射窓側から１０ｍｍの位置から形成されていたとすると、入射Ｘ線強度Ｉｏに対して、有感領域に侵入するＸ線Ｉｒは、
Ｉｒ＝０．６３８×Ｉｏ
となる。
【００３０】
実施例１では、有感領域が入射窓側から５ｍｍの位置から形成されていたとすると、入射Ｘ線強度Ｉｏに対して、有感領域に侵入するＸ線Ｉｒ´は、
Ｉｒ´＝０．７９９×Ｉｏ
となる。従って、ＩｒとＩｒ´との比は、
Ｉｒ／Ｉｒ´＝０．７９９／０．６３８＝１．２５
となり、従来よりも２５％検出効率が向上する。
【００３１】
図２に実施例１の比例計数管の変形例の入射窓の形状を示す。この変形例では、平板４ａがガス封入容器２と一体成形され、入射窓１５の中心部を通るように配置されている。平板４ａに平板４の材料と同じで材料でメッキを施す。あるいは、多層構造にしたものでも実現可能である。平板４ａがガス封入容器２と一体成形されているので、比例計数管が安価となる。
【実施例２】
【００３２】
図４は、実施例２の比例計数管の構成図である。図４に示す実施例２の比例計数管は、図１に示す実施例１の比例計数管に対して、平板４に代えて、特定の導電材料からなるドーナツ型の円板２０を設けるとともに、絶縁物２１、導線２２、電気導入端子２３、高圧電源２４を備えることを特徴とする。
【００３３】
ドーナツ型の円板２０は、中心が入射窓１５の中心と一致するように配置されている。円板２０は、ガス封入容器２内部と絶縁物２１により絶縁されている。円板２０の中心部は、絶縁性を確保して接着され陽極線５に接合されている。円板２０と絶縁物７とは陽極線５を支持している。
【００３４】
また、円板２０は、導線２２およびガス封入容器２との絶縁性を保った電気導入端子２３を介してガス封入容器２の外部に配置された高圧電源２４と電気的に接続されている。
【００３５】
高圧電源２４は、本発明の電圧印加部に対応し、円板２０および陽極線５間の電圧差の絶対値が、陽極線５および陰極であるガス封入容器２間の電圧差の絶対値以下となるような電圧を円板２０に印加する。
【００３６】
これにより、陽極線５および円板２０間で発生する電界強度を弱めることができ、これによって、有感領域１１に形成されている電界分布の歪みを軽減することができる。
【００３７】
図５に、実施例２の比例計数管の円板の形状を示す。円板２０の開口径は、ガス封入容器２の入射窓１５の口径と同等以上の径となっている。また、開口部には、円板２０の中心を通るようにブリッジ部２０ａが形成されている。
【００３８】
円板２０の材質は、検出対象となる元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料、もしくはＸ線発生部（Ｘ線管球やＸ線コリメータ）の構成部品に使用されている元素からなる導電材料を用いる。
【００３９】
検出対象となる元素のエネルギー範囲外の元素からなる材料は、例えば、炭素、アルミニウム、ガラス（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３等）の少なくとも１つからなる。
【００４０】
Ｘ線発生部の構成部品に使用されている導電材料は、Ｘ線の管球に使用しているフィラメントと同一の金属、例えば、タングステン、ロジウム、金、白金やＸ線コリメータの材質と同一の金属、例えばモリブデンの少なくとも１つからなる。
【００４１】
このように実施例２の比例計数管によれば、実施例１の比例計数管の効果と同様な効果が得られる。
【００４２】
また、円板２０のブリッジ部２０ａの方向は、図６に示すように、比例計数管の入射窓１５の直前に配置されるＸ線コリメータ３２のスリット方向と一致させる。これにより、Ｘ線コリメータ３２によりコリメートされたＸ線３３が円板２０のブリッジ部２０ａで遮蔽される確率が小さくなる。これによって、Ｘ線を効率よく比例計数管内部に取り込むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る比例計数管は、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ガス導入パイプ  
２  ガス封入容器
３  Ｂｅ箔
４，４ａ  平板  
５  陽極線
６  フィールドチューブ
７，２１  絶縁物
９，２４  高圧電源
１０  前置増幅器
１１  有感領域
１２  ガラス溶接部
１４  コンデンサ
１５  入射窓
２０  円板
２２  導線
２３  電気導入端子
３１  入射Ｘ線
３２  Ｘ線コリメータ
３３  コリメートされたＸ線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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