(57)【要約】【課題】不感領域を小さくして、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ガス封入容器１と、このガス封入容器１内の軸心に配置された陽極線２と、前記陽極線２の両端に設けられ、円板状をなす電界補正部材１０と、前記ガス封入容器１に放射線を入射するための入射窓４とを備える。【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ガス封入容器と、
このガス封入容器内の軸心に配置された陽極線と、
前記陽極線の両端に設けられ、円板状をなす電界補正部材と、
前記ガス封入容器に放射線を入射するための入射窓と、
を備えることを特徴とする比例計数管。
【請求項２】
前記電界補正部材は、Ｂｅ又はＡｌ又はＭｇの純物質、あるいはＢｅ、Ａｌ、Ｍｇの少なくとも１つを含む合金からな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】
前記電界補正部材は、厚さが０．２ｍｍ以下であり、前記ガス封入容器の内径を前記電界補正部材の半径で除した値が５．８以上であ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。
【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、図７に示すように、陰極となる円筒状のガス封入容器１と、このガス封入容器１の中心軸上に陽極線２を備える。エンドウィンドウ型の比例計数管の場合、ガス封入容器１の一方の端面には陽極線２と電気的に接続される電流導入端子３を備える。ガス封入容器１の他方の端面にはＸ線の入射窓４を備える。
【０００３】
ガス封入容器１内部には検出ガスが封入されている。ガス封入容器１内のガスは、入射Ｘ線により電子とイオンとに電離する。電子はガス封入容器１内で発生している電界によって陽極線に近づくように移動し、陽極線近傍の電界強度が約１ＫＶ／ｍｍ以上の領域に達すると、電子雪崩（２次電離）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２に収集される。比例計数領域において、陽極線２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、円筒型比例計数管は、通常、その両端に陽極線２を固定するための支持端子５を有している（特許文献１、特許文献２）。この支持端子５のために、陽極線２の端近くの高電界領域を含む電界に歪みが発生する。このため、電極の終端近くのガス増幅率にも乱れが発生する。
【０００５】
この問題を解決する方法として、例えば、図７に示すように、計数管の終端近くに陽極線２と同軸に電界補正部材６を設けている（非特許文献１）。この電界補正部材６の表面電位を芯線から同じ距離だけ離れた場所のガス中の点の電位と等しくなるように保つようにすれば、陽極線２の終端近くの電圧の乱れを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６４３４４号公報
【特許文献２】特許第３５８９７６６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】JAERI-M  5466、「フィールド・チューブを設けた反跳陽子比例計数管の特性」1973年12月、大部誠、一守俊寛、白方敬章、日本原子力研究所
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電界補正部材６の効果を十分に発揮させるためには、電界補正部材６を長く太くする必要がある。
【０００９】
しかしながら、エンドウィンドウ型の比例計数管においては、電界補正部材６が遮蔽壁となるため、電界補正部材６を太くすると、入射窓４から入射されたＸ線量が電界補正部材６により減少する。また、電界補正部材６を長くすると、不感領域が大きくなる。このため、Ｘ線量が減少することから、Ｘ線量の検出効率が低下する。
【００１０】
本発明の課題は、不感領域を小さくして、入射Ｘ線の検出効率を向上させることができ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ガス封入容器と、このガス封入容器内の軸心に配置された陽極線と、前記陽極線の両端に設けられ、円板状をなす電界補正部材と、前記ガス封入容器に放射線を入射するための入射窓とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、陽極線の両端に設けられた電界補正部材が円板状をなすので、電界補正部材の長さが短くなることから、入射Ｘ線を吸収する不感領域が小さくなる。このため、従来、不感領域となっていた領域まで陽極線を延長することができるため、検出器の長さを変更することがなく、入射Ｘ線の検出効率を向上させることができる。
【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の比例計数管内の電界補正部材のＳｎ−Ｋα線（２５．１９５ＫｅＶ）のＢｅ、Ａｌ、Ｍｇ中の透過率を示す図である。
【図３】従来の比例計数管内の電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。
【図４】実施例１の比例計数管内の半径２ｍｍの電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。
【図５】実施例１の比例計数管内の半径５ｍｍの電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。
【図６】実施例１の比例計数管内の半径１０ｍｍの電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。
【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１を備えている。ガス封入容器１の一方の端面には入射Ｘ線をガス封入容器１の内部に取り込むための入射窓４が形成されている。この入射窓４にはガス封入容器１の気密が保持されるように窓板７が接合されている。窓板７は例えばＢｅが使用される。
【００１６】
また、ガス封入容器１の他方の端面には電流導入端子３を持つ絶縁物８が設けられている。絶縁物８は、ガラス、セラミックスなどが使用される。ガス封入容器１の内部では、ガス封入容器１の軸と一致するように陽極線２が配置される。
【００１７】
陽極線２の両端には円板状の電界補正部材１０が配置され、電界補正部材１０の中心と陽極線２とが電気的に接続される。２つの電界補正部材１０は、それぞれ電流導入端子３と支持端子５に接続される。電界補正部材１０は、Ｂｅ又はＡｌ又はＭｇの純物質、あるいはＢｅ、Ａｌ、Ｍｇの少なくとも１つを含む合金からなる。
【００１８】
図２は、電界補正部材１０のＳｎ−Ｋα線（２５．１９５ＫｅＶ）のＢｅ、Ａｌ、Ｍｇ中の透過率を示す図である。図２に示すように、Ｂｅ、Ａｌ、Ｍｇ中の透過率が９０％以上になる透過距離は、０．２ｍｍ以下である。
【００１９】
電界補正部材１０は、陽極線２の線径をφ５０μｍ、陰極となるガス封入容器１の内径をφ２９ｍｍ、印加電圧を２ｋＶとした場合に、電界補正部材１０の厚さは、中・高エネルギーＸ線で十分な透過率が得られる０．２ｍｍ以下とした。
【００２０】
支持端子５は、絶縁体１１を備えており、ガス封入容器１と陽極線２と電界補正部材１０と電流導入端子３とを電気的に絶縁している。絶縁体１１は、例えば、ガラス、セラミックスなどが使用される。
【００２１】
ガス封入容器１の内部には検出ガスとして希ガス（例えば、ネオン、アルゴン、クリプトン）が充填される。
【００２２】
陽極線２には絶縁物８を介して高電圧が印加されることにより、陽極線２とガス封入容器１側面との間に電界１２が発生し、陽極線２の周囲に高電界が形成され、有感領域１３が発生する。電界補正部材１０により、陽極線２の両端の電界の歪みが抑制される。
【００２３】
図３は、従来の比例計数管内の電界補正部材６を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。図３においては、電界強度は、ｋＶ／ｍｍで表している。
【００２４】
図３に示す電界補正部材６は、半径Ｒが０．３ｍｍであり、長さＬが４ｍｍである。陽極線２の線径は、φ５０μｍであり、陰極となるガス封入容器１の内径は、φ２９ｍｍであり、電界補正部材６への印加電圧は２ｋＶである。この場合、電界強度が１ｋＶ／ｍｍ以上となると、２次電離が発生する。
【００２５】
即ち、電界補正部材６の近傍で、１ｋＶ／ｍｍの電界強度線の内側の部分が１ｋＶ／ｍｍ以上となる領域で、この領域で２次電離が発生し、２次電離の領域の体積が約７．６ｍｍ３となる。
【００２６】
図４は、実施例１の比例計数管内の半径２ｍｍの電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。図４においては、電界強度は、Ｖ／ｍで表している。
【００２７】
図４に示す電界補正部材１０は、半径Ｒが２ｍｍであり、厚さＬが０．２ｍｍである。陽極線２の線径は、φ５０μｍであり、陰極となるガス封入容器１の内径は、φ２９ｍｍであり、電界補正部材１０への印加電圧は２ｋＶである。この場合、電界補正部材１０の近傍で、電界強度が１ｋＶ／ｍｍ以上となると、２次電離が発生する領域の体積は、約４．８ｍｍ３となる。
【００２８】
図５は、実施例１の比例計数管内の半径５ｍｍの電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。図５においては、電界強度は、Ｖ／ｍで表している。
【００２９】
図５に示す電界補正部材１０は、半径Ｒが５ｍｍであり、厚さＬが０．２ｍｍである。陽極線２の線径は、φ５０μｍであり、陰極となるガス封入容器１の内径は、φ２９ｍｍであり、電界補正部材１０への印加電圧は２ｋＶである。この場合、電界補正部材１０の近傍で、電界強度が１ｋＶ／ｍｍ以上となると、２次電離が発生する領域の体積は、約６．７ｍｍ３となる。
【００３０】
図６は、実施例１の比例計数管内の半径１０ｍｍの電界補正部材を使用した場合の電界分布の状態を片側半分について解析したシミュレーション結果を示す図である。図６においては、電界強度は、Ｖ／ｍで表している。  
【００３１】
図６に示す電界補正部材１０は、半径Ｒが１０ｍｍであり、厚さＬが０．２ｍｍである。陽極線２の線径は、φ５０μｍであり、陰極となるガス封入容器１の内径は、φ２９ｍｍであり、電界補正部材１０への印加電圧は２ｋＶである。この場合、電界補正部材１０の近傍で、電界強度が１ｋＶ／ｍｍ以上となると、２次電離が発生する領域の体積は、約１３．３ｍｍ３となる。
【００３２】
従って、電界補正部材１０の半径Ｒが５ｍｍ以下とした場合に、従来の電界補正部材６よりも２次電離が発生する領域を小さくすることができる。
【００３３】
また、ガス封入容器１内の電界強度は、電圧が一定である場合には、陰極となるガス封入容器１の内径と陽極線２の半径との比に相関がある。このため、上記の効果と同等以上の効果を得るためには、ガス封入容器１の内径ｂと陽極線２の半径Ｒとの比、即ちｂ／Ｒ＝２９／５＝５．８以上とすればよい。  
【００３４】
このように実施例１の比例計数管によれば、陽極線２の両端に設けられた電界補正部材１０が円板状をなすので、電界補正部材１０の長さが短くなることから、入射Ｘ線を吸収する不感領域が小さくなる。このため、従来、不感領域となっていた領域まで陽極線２を延長することができるため、検出器の長さを変更することがなく、入射Ｘ線の検出効率を向上させることができる。
【００３５】
また、電界補正部材１０は、Ｂｅ又はＡｌ又はＭｇの純物質、あるいはＢｅ、Ａｌ、Ｍｇの少なくとも１つを含む合金からなるので、Ｘ線透過率が良く、Ｘ線の検出効率が良くなる。
【００３６】
また、電界補正部材１０は、厚さが０．２ｍｍ以下であるので、Ｘ線透過率が良く、Ｘ線の検出効率が良くなる。また、ガス封入容器１の内径を電界補正部材１０の半径で除した値が５．８以上であるので、２次電離が発生する領域の体積がより小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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】
【００３８】
１  ガス封入容器
２  陽極線
３  電流導入端子  
４  入射窓
５  支持端子
６，１０  電界補正部材
７  窓板
８，１１  絶縁体
１２  電界
１３  有感領域  
【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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