(57)【要約】【課題】分極に起因する問題の発生を抑制した実用的な放射線検出素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】放射線検出素子１は、重金属イオン（タリウムイオン）と陰イオン（臭素イオン）とが結合した化合物であるイオン・電子混合伝導体を素材とする結晶部１０と、この結晶部１０の１つの面に形成された金属電極１３ａと、この金属電極１３ａが形成された面に対向する面に形成された金属電極１３ｂとを備え、結晶部１０は、金属電極１３ａ，１３ｂが形成された面に、臭素元素が選択的に除去されタリウムイオンが中性となったタリウムを含有する金属含有部１２を有する。【選択図】  図１
2015102340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出素子であって、
重金属イオンと陰イオンとが結合した化合物であるイオン・電子混合伝導体を素材とする結晶部と、
この結晶部の１つの面に形成された第１金属電極と、
前記結晶部の前記第１金属電極が形成された面に対向する面に形成された第２金属電極とを備え、
前記結晶部は、前記第１金属電極および前記第２金属電極が形成された面に、前記陰イオンの元素が選択的に除去され前記重金属イオンが中性となった重金属を含有する金属含有部を有する
ことを特徴とする放射線検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出素子において、
前記結晶部は、臭化タリウム，沃化水銀，沃化鉛，沃化ビスマス，沃化インジウムのいずれかのイオン・電子混合伝導体を素材とする
ことを特徴とする放射線検出素子。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線検出素子において、
前記第１金属電極および前記第２金属電極は、金，白金，パラジウム，クロムの少なくとも一つ以上の金属からなる
ことを特徴とする放射線検出素子。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線検出素子と、
前記第１金属電極と前記第２金属電極のいずれか一方から出力された放射線検出信号を処理する信号処理装置とを備えた
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線検出器において、
前記放射線検出素子に印加する電圧の極性を変更可能な電圧印加装置を更に備えた
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
複数の放射線検出器が取り付けられるとともに、被検体を支持するベッドが挿入される計測領域を取り囲み、前記計測領域の周囲に配置された基板と、
前記基板の前記複数の放射線検出器から出力された放射線検出信号を基に得られた情報を用いて画像を生成する画像情報作成装置とを備え、
前記放射線検出器として、請求項４に記載の放射線検出器を備えた
ことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項７】
重金属イオンと陰イオンとが結合した化合物であるイオン・電子混合伝導体の結晶を作製する工程と、
作製した前記結晶の第１面とこの第１面に対抗する第２面とに、前記陰イオンの元素が選択的に除去され前記重金属イオンが中性となった重金属を含有する金属含有部を形成する工程と、
前記金属含有部が形成された前記第１面に第１金属電極を、前記金属含有部が形成された前記第２面に第２金属電極を形成する工程とを備える
ことを特徴とする放射線検出素子の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線検出素子の製造方法において、
前記結晶として、臭化タリウム，沃化水銀，沃化鉛，沃化ビスマス，沃化インジウムのいずれかのイオン・電子混合伝導体を素材とする結晶を作製する
ことを特徴とする放射線検出素子の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の放射線検出素子の製造方法において、
前記第１金属電極および前記第２金属電極の材質を、金，白金，パラジウム，クロムの少なくとも一つ以上の金属とする
ことを特徴とする放射線検出素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の放射線検出素子の製造方法において、
前記金属含有部を形成する工程は、前記結晶に対して真空中で加熱処理を施す工程である
ことを特徴とする放射線検出素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の放射線検出素子の製造方法において、
前記金属含有部を形成する工程は、前記結晶中の前記陰イオンを溶液中に溶出させる工程である
ことを特徴とする放射線検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出素子およびそれを備えた放射線検出器、核医学診断装置ならびに放射線検出素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴｌＢｒ等のタリウムハロゲン化物を用いた放射線検出器として、例えば特許文献１に記載された検出器がある。
この特許文献１には、ハロゲン化タリウム結晶を用いた放射線検出素子において、対向する２つの面にタリウム金属電極を有するハロゲン化タリウム放射線検出素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０８３９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線を検出して信号を出力する放射線検出器の素材として、シンチレータやガスなど様々な材料が使用されている。その中で半導体は、微細加工が容易で放射線の入射位置を精度良く決定できる、あるいは検出した放射線のエネルギーを精度良く決定できる、等のメリットにより注目が高まっている。
【０００５】
半導体を放射線検出素子として使用する場合は、一般的には結晶の向かい合う面に金属電極を備え付け、電圧を印加する。放射線によって半導体の中に電子正孔対が生成されると、これらが電場に引かれて電極に集まることで信号が出力される。この信号を処理することで、放射線の種類や入射数などの情報を得ることができる。
【０００６】
放射線検出器の放射線に対する感度を上げるためには、密度および原子番号の高い放射線検出素子を用いることが効果的である。そのため、重金属を含む半導体、例えば臭化タリウムや沃化水銀を材料とした放射線検出素子の開発が進められている。これらの半導体は、シリコンなどとは異なり、イオンとしての性質が結晶中で強く見られるという特徴があり、イオン・電子混合伝導体と呼ばれている。
【０００７】
このようなイオン・電子混合伝導体を用いた放射線検出素子では、電子正孔対だけでなくイオンも電場に引かれて電極付近に移動する。これらのイオンは、中和されるよりも集積する方が速いため、電極付近に空間電荷を作り、結果として印加電圧による電場を打ち消すことになる。この現象は分極と呼ばれている。この分極により、放射線検出素子に電圧を印加してしばらく経つと、検出した放射線の信号を正常に出力することができなくなる、という望ましくない現象が起きる。
【０００８】
このような分極を避けるために、特許文献１に記載された放射線検出素子では、ハロゲン化タリウム結晶を用いた放射線検出素子において、対向する２つの面にタリウム金属電極を設けている。この方法によれば、ハロゲン化タリウム結晶中のタリウムイオンとハロゲンイオンは、タリウム金属製の電極付近に移動した後に、タリウムイオンはタリウム金属に、ハロゲンイオンはハロゲン化タリウムに変化する。イオンでなくなる、すなわち中和されるため、この方法によって分極が発生しない放射線検出素子を提供することができる、としている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、ハロゲン化タリウム結晶にタリウム金属の電極膜を蒸着によって形成している。しかし、タリウムを筆頭に重金属には毒性を有するものが多いため、その取扱いは容易でない。また蒸着するためには重金属を気体化させる必要があることから、非常に慎重に取扱う必要があり、そのために様々な対策を講じる必要がある。このため、実用化に向けて更なる改良が必要である、との問題がある。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、分極に起因する問題の発生を抑制した実用的な放射線検出素子およびそれを備えた放射線検出器、核医学診断装置ならびに放射線検出素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、放射線検出素子であって、重金属イオンと陰イオンとが結合した化合物であるイオン・電子混合伝導体を素材とする結晶部と、この結晶部の１つの面に形成された第１金属電極と、前記結晶部の前記第１金属電極が形成された面に対向する面に形成された第２金属電極とを備え、前記結晶部は、前記第１金属電極および前記第２金属電極が形成された面に、前記陰イオンの元素が選択的に除去され前記重金属イオンが中性となった重金属を含有する金属含有部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、分極に起因する問題の発生を抑制した実用的な放射線検出素子および放射線検出素子の製造方法を提供することができ、それを備えた放射線検出器、核医学診断装置も提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の放射線検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の放射線検出素子の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態の放射線検出素子を用いて放射線計測を行う放射線検出器の回路構成の模式図である。
【図４】本発明の実施形態における放射線検出器を用いた核医学診断装置の一例の構成図である。
【図５】本発明の実施形態における放射線検出器を用いた核医学診断装置の他の一例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の放射線検出素子およびそれを備えた放射線検出器ならびに放射線検出素子の製造方法の実施形態を、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態の放射線検出素子の構成を示す斜視図、図２は本発明の実施形態の放射線検出素子の構成を示す側面図、図３は本発明の実施形態による放射線検出素子を用いて放射線計測を行う放射線検出器の回路構成の模式図である。
【００１５】
（放射線検出素子構成）  
図１および図２に示すように、放射線検出素子１は、結晶部１０と、金属電極１３とを備えている。
【００１６】
結晶部１０は、重金属イオンと陰イオンとが結合した化合物からなるイオン・電子混合伝導体の単結晶からなる単結晶部１１と、金属含有部１２とからなる。
結晶部１０の具体的な材料としては、臭化タリウム、沃化水銀、沃化鉛、沃化ビスマス、沃化インジウム等の単結晶が挙げられ、本実施例においては臭化タリウムの単結晶である。そのサイズは、例えば幅５ｍｍ、奥行き４ｍｍ、厚さ１．５ｍｍである。
【００１７】
金属含有部１２は、結晶部１０の金属電極１３が形成されている面側に形成されているものであり、その組成は基本的には単結晶部１１と同じで、臭化タリウム結晶から陰イオンである臭素イオンが選択的に除去され、タリウムイオンが中性となったタリウムが金属として含まれているものである。
【００１８】
金属電極１３は結晶部１０に対して電圧を印加するための電極であり、放射線検出素子１の結晶部１０における金属含有部１２が形成されている一つの面とこの一つの面に対抗する面とに備えられている。
金属電極１３は、例えば白金、金、パラジウム、クロムなどの反応性の低い金属を材料とすることが好適であり、本実施例においては白金電極である。その厚みは、例えば５０ｎｍである。
【００１９】
（回路構成）  
次に、図３を用いて本実施形態による放射線検出素子１を用いた放射線検出器について以下説明する。
【００２０】
図３に示すように、放射線検出器１０１は、放射線検出素子１の片方の金属電極１３ａに高圧電源発生装置２０が接続されている。この高圧電源発生装置２０は、例えば＋１０００Ｖの電圧を放射線検出素子１の金属電極１３ａに対して印加するための装置である。
放射線検出素子１の金属電極１３ａに対向する面に形成されている金属電極１３ｂは抵抗２１を介して接地されており、放射線検出素子１の対向する電極間には１０００Ｖの電位差が発生するようになっている。
【００２１】
電圧印加中に放射線検出素子１で放射線が検出されると、放射線のエネルギーによって生成した電荷がこの電位差によって移動することで、金属電極１３ｂに誘導電荷が誘起される。この電荷は、金属電極１３ｂに接続されているカップリングコンデンサ２２を通して電荷有感型前置増幅器２３へ入力される。電荷有感型前置増幅器２３は、微小な電荷である放射線検出信号を電圧に変換・増幅する。この放射線検出信号は、後段の信号処理装置２４に入力される。
【００２２】
信号処理装置２４では、入力された放射線検出信号に対して処理回路でさらに波形整形・ピークホールド・アナログデジタル変換などの処理を行い、データ処理装置によってエネルギースペクトルなどの情報へと処理する。この処理後のエネルギースペクトルなどの情報を表示装置などに出力し、表示させる。
【００２３】
（放射線の検出，分極の抑制効果）  
上述したように、本実施形態の放射線検出素子１０１は、放射線検出素子１と、金属電極１３ａ，１３ｂのいずれか一方から出力された放射線検出信号を処理する信号処理装置２４とを備えている。このうち、放射線検出素子１は、重金属イオン（タリウムイオン）と陰イオン（臭素イオン）とが結合した化合物であるイオン・電子混合伝導体を素材とする結晶部１０と、この結晶部１０の１つの面に形成された金属電極１３ａと、この金属電極１３ａが形成された面に対向する面に形成された金属電極１３ｂとを備え、結晶部１０は、金属電極１３ａおよび金属電極１３ｂが形成された面に、臭素が選択的に除去されタリウムイオンが中性となったタリウムを含有する金属含有部１２を有しているものである。
【００２４】
そのため、放射線検出器１０１によって放射線を検出するために放射線検出素子１に対して高圧電源発生装置２０によって＋１０００Ｖの電圧を印加すると、結晶部１０の内部に発生する電場により、臭化タリウム結晶内の臭素イオンとタリウムイオンが移動する。陰イオンである臭素イオンは金属電極１３ａ側へ、陽イオンであるタリウムイオンは金属電極１３ｂ側へと移動する。
【００２５】
電圧を印加し続けると、この移動したイオンが金属電極１３ａまたは金属電極１３ｂ付近に集積し、分極が発生して結晶内の電場が弱まり、放射線検出器としての性能が劣化する。
しかし、本実施形態の放射線検出素子１では、金属電極１３ａ，１３ｂの下にタリウム金属が含まれる金属含有部１２が備えられている。そのため、金属電極１３ａ側では、移動してきた臭素イオンが金属含有部１２に含まれているタリウム金属と結合し、電子を放出して臭化タリウムとなるので、金属電極１３ａ側での臭素イオンの集積が抑制される。また、金属電極１３ｂ側では、移動してきたタリウムイオンが電子と結合してタリウム金属となるので、タリウムイオンが金属電極１３ｂ側に集積することが抑制される。これらの効果によって分極の発生が抑制され、放射線検出器の性能の劣化が抑制される。
【００２６】
この過程が継続すると、金属電極１３ａの下に備えられた金属含有部１２に含まれるタリウム金属が臭化タリウムへ変化することで、徐々にタリウム金属の含有量が減ってしまう。また、金属電極１３ｂの下に備えられた金属含有部１２にはタリウム金属の含有量が徐々に増加してしまう。
【００２７】
しかし、臭化タリウムおよびタリウム金属の生成反応は可逆反応であるため、高圧電源発生装置２０によって結晶部１０に印加する電圧の極性を変えて−１０００Ｖとし、同じ時間だけ電圧を印加する。
これにより、金属電極１３ｂ側では、移動してきた臭素イオンが金属含有部１２に含まれているタリウム金属と結合，電子を放出して臭化タリウムとなることでタリウム金属の含有量が減少する。同様に、金属電極１３ａ側では、移動してきたタリウムイオンが電子と結合してタリウム金属が生じ、タリウム金属の含有量が増加する。これにより、結晶部１０の金属含有部１２の組成を電圧印加前の初期状態と同様の状態に戻すことができる。これによって、本実施形態の放射線検出器を恒久的に使用することができる。
【００２８】
また、結晶部１０に−１０００Ｖの電圧が印加されている時にも、結晶部１０の結晶内には電場が発生している。このため、放射線検出素子１が放射線を検出した際には、電荷有感型前置増幅器２３に放射線信号が入力され、放射線計測を行うことができる。
【００２９】
なお、高圧電源発生装置２０の出力が＋１０００Ｖの場合と−１０００Ｖの場合とで電荷有感型前置増幅器２３に入力される放射線信号の極性が逆になることから、高圧電源発生装置の出力する電圧の極性に対応して電荷有感型前置増幅器２３の処理を切り替える。
【００３０】
また、上述したように、結晶部１０に臭化タリウムを用いる場合について説明したが、沃化水銀，沃化鉛，沃化ビスマス，沃化インジウムのいずれかのイオン・電子混合伝導体を素材とすることができる。
【００３１】
また、金属電極１３ａおよび金属電極１３ｂに白金を用いる場合について説明したが、金，パラジウム，クロムのいずれかの金属であってもよいし、更にはこれら金，白金，パラジウム，クロムのうち一つ以上の金属を混合した合金であってもよい。
【００３２】
（放射線検出素子の作製）  
次に、本実施形態の放射線検出素子１の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、金属含有部１２を有する結晶部１０を構成する臭化タリウム結晶の作製方法について説明する。
臭化タリウムの単結晶は、市販の純度９９．９９％臭化タリウム原料を純化処理した後、単結晶育成装置によって単結晶インゴットを育成し、これを加工することで作製する。
単結晶育成方法としては、例えば垂直ブリッジマン法を用いることができる。単結晶インゴットの直径は約３インチである。育成された単結晶インゴットをスライサで切断し、さらに研磨することで所望の厚さ（本実施例では厚さ１．５ｍｍ）の３インチ臭化タリウム単結晶ウェハが得られる。
【００３４】
次いで、作製した臭化タリウム単結晶ウェハの両面から臭素を選択的に除去し、タリウムが金属として含まれている金属含有部１２を形成する。
その一つの方法としては、作製した単結晶ウェハを真空加熱チャンバー内に設置し、ポンプで真空加熱チャンバーを真空に引くとともに、設置した単結晶ウェハを数十〜数百℃に加熱する。これにより、単結晶ウェハの表面に存在している臭素を選択的に除去し、タリウムが金属として含まれている金属含有部１２を形成する。これは、大気圧中でのタリウムの沸点が１４７３℃であるのに対し、臭素の沸点は５９℃と著しく低く蒸気圧が高いという性質を利用している。
また別の方法として、作製した単結晶ウェハを、エッチング液等の溶液に浸し、臭素を溶液に溶出させると共にタリウムイオンをタリウム金属に還元させることで、同様にウェハ表面から臭素を選択的に除去し、タリウムが金属として含まれている金属含有部１２を形成する。
【００３５】
次いで、表面に金属含有部１２を形成した後、単結晶ウェハに対し、電子ビーム蒸着法等の方法によって白金を両面の金属含有部１２の上に蒸着させることで、金属電極１３ａ，１３ｂとを形成する。
【００３６】
次いで、金属含有部１２および金属電極１３ａ，１３ｂとが両面に備えられた単結晶ウェハを、ダイシング装置で所望の大きさ（本実施例では幅５ｍｍ奥行き４ｍｍ）に切り出すことにより、放射線検出素子１が得られる。
【００３７】
以上、放射線検出素子およびそれを備えた放射線検出器ならびに放射線検出素子の製造方法の好適な実施例について述べてきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更・追加を考えることができる。
【００３８】
例えば、一つの放射線検出素子１に備えられている金属電極１３ａ，１３ｂのうち、片面あるいは両面をダイシングやフォトリソグラフィその他の手法で分割することによって、ストリップ型検出器やピクセル型検出器などの複数の検出チャンネルを持つ検出器とすることが可能である。
【００３９】
また、単結晶ウェハから放射線検出素子１をダイシング装置で切り出すタイミングは、単結晶ウェハの両面に金属含有部および金属電極を備えた後に限定せずとも同様の効果が得られる。
例えば、研磨が終わった単結晶ウェハからダイシング装置で単結晶を切り出し、この単結晶の両面に金属含有部および金属電極を備えることで放射線検出素子を作製しても良い。
あるいは、金属含有部を備えた単結晶ウェハをダイシング装置で切り、その後で金属電極を備えることで放射線検出素子を作製しても良い。
【００４０】
（核医学診断装置）  
次に、図４および図５を用いて、本実施形態による放射線検出器を用いた核医学診断装置の構成について説明する。
図４および図５は、本発明の一実施形態による放射線検出器を用いた核医学診断装置の構成図である。
【００４１】
最初に、図４を用いて、核医学診断装置として、単光子放射断層撮像装置（ＳＰＥＣＴ撮像装置）６００に本実施形態の放射線検出器１０１を適用した場合について説明する。
【００４２】
図４において、ＳＰＥＣＴ撮像装置６００は、中央部分に円柱状の計測領域６０２を取り囲むようにして、２台の上下に位置した放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂと、回転支持台６０６と、ベッド３１と、画像情報作成装置６０３を備えている。
【００４３】
ここで、上側に位置する放射線検出ブロック６０１Ａは、複数の放射線計測ユニット６１１と、ユニット支持部材６１５と、遮光・電磁シールド６１３とを備えている。放射線計測ユニット６１１は、複数の放射線検出器１０１と、基板６１２と、コリメータ６１４とを備えている。また、下部に位置する放射線検出ブロック６０１Ｂも同様の構成である。また、画像情報作成装置６０３は、データ処理装置３２と、表示装置３３とから構成されている。
【００４４】
放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂは、回転支持台６０６において周方向に１８０度ずれた位置に配置されている。具体的には、それぞれの放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂの各ユニット支持部材６１５（一方のみ図示）が、周方向に１８０度隔てた位置で回転支持台６０６に取り付けられる。そして、ユニット支持部材６１５に、基板６１２を含む複数の放射線計測ユニット６１１が着脱可能に取り付けられている。
【００４５】
複数の放射線検出器１０１は、コリメータ６１４で仕切られる領域Ｋに、基板６１２に取り付けられた状態で多段にそれぞれ配置される。コリメータ６１４は、放射線遮蔽材（例えば、鉛、タングステン等）から形成され、放射線（例えば、γ線）が通過する多数の放射線通路を形成している。
【００４６】
全ての基板６１２およびコリメータ６１４は、回転支持台６０６に設置された遮光・電磁シールド６１３内に配置される。この遮光・電磁シールド６１３は、γ線以外の電磁波の放射線検出器１０１等への影響を遮断している。
【００４７】
このようなＳＰＥＣＴ撮像装置６００では、放射性薬剤を投与された被検体Ｈが載置されるベッド３１が移動され、被検体Ｈは、一対の放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂの間に移動される。そして、回転支持台６０６が回転されることによって、各放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂが被検体Ｈの周囲を旋回して検出が開始される。
【００４８】
そして、放射性薬剤が集積した被検体Ｈ内の集積部（例えば、患部）Ｄからγ線が放出されると、放出されたγ線がコリメータ６１４の放射線通路を通って対応する放射線検出器１０１に入射する。そして、放射線検出器１０１は、γ線検出信号を出力する。このγ線検出信号は、γ線のエネルギー毎にデータ処理装置３２によってカウントされ、その情報等が表示装置３３に表示される。
【００４９】
なお、図４において、放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂは、回転支持台６０６に支えられながら、太い矢印で示したように回転し、被検体Ｈとの角度を変えながら、撮像および計測を行う。また、放射線検出ブロック６０１Ａ，６０１Ｂは、細い矢印で示したように上下に移動可能であり、被検体Ｈとの距離を変えることができる。
【００５０】
このようなＳＰＥＣＴ撮像装置６００に用いられた検出器１０１として、図３に示すような回路構成であり、臭化タリウム結晶から陰イオンである臭素イオンが選択的に除去され、タリウムイオンが中性となったタリウムが金属として含まれている金属含有部１２を有する結晶部１０と、金属電極１３とを備えている放射線検出素子１を備えた放射線検出器が用いられている。
【００５１】
次に、図５を用いて、核医学診断装置として、ＰＥＴ撮像装置７００に本実施形態の放射線検出器１０１を適用した場合について説明する。
【００５２】
本実施形態の放射線検出器１０１は、ＳＰＥＣＴ撮像装置６００に限られることではなく、核医学診断装置としての、ガンマカメラ装置、ＰＥＴ撮像装置等に対しても用いることができる。
【００５３】
図５において、陽電子放出型断層撮像装置（ＰＥＴ撮像装置）７００は、中央部分に円柱状の計測領域７０２を有する撮像装置７０１と、被検体Ｈを支持して長手方向に移動可能なベッド３１と、画像情報作成装置７０３を備えて構成される。なお、画像情報作成装置７０３は、データ処理装置３２および表示装置３３を備えて構成されている。
【００５４】
撮像装置７０１には、計測領域７０２を取り囲むようにして、前記の放射線検出器１０１を多数搭載した基板Ｐが配置されている。
【００５５】
このようなＰＥＴ撮像装置７００では、データ処理機能を有するデジタルＡＳＩＣ（デジタル回路用のＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、デジタル回路用の特定用途向け集積回路、図示せず）等を備え、γ線のエネルギー値、時刻、放射線検出器１０１の検出チャンネルＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を有するパケットが作成され、この作成されたパケットがデータ処理装置３２に入力されるようになっている。
【００５６】
検査時には、被検体Ｈの体内から放射性薬剤に起因して放射されたγ線が、放射線検出器１０１によって検出される。すなわち、ＰＥＴ撮像用の放射性薬剤から放出された陽電子の消滅時に、一対のγ線が約１８０度の反対方向に放出され、多数の放射線検出器１０１のうち別々の検出チャンネルで検出される。検出されたγ線検出信号は、該当する前記デジタルＡＳＩＣに入力されて、前記したように信号処理が行われ、γ線を検出した検出チャンネルの位置情報およびγ線の検出時刻情報が、データ処理装置３２に入力される。
【００５７】
そして、データ処理装置３２によって、１つの陽電子の消滅により発生した一対のγ線を１個として計数（同時計数）し、その一対のγ線を検出した２つの検出チャンネルの位置を、それらの位置情報を基に特定する。また、データ処理装置３２は、同時計数で得た計数値および検出チャンネルの位置情報を用いて、放射性薬剤の集積位置、すなわち腫瘍位置での被検体Ｈの断層像情報（画像情報）を作成する。この断層像情報は表示装置３３に表示される。
【００５８】
このようなＰＥＴ撮像装置７００に用いられた放射線検出器１０１として、図３に示すような回路構成であり、臭化タリウム結晶から陰イオンである臭素イオンが選択的に除去され、タリウムイオンが中性となったタリウムが金属として含まれている金属含有部１２を有する結晶部１０と、金属電極１３とを備えている放射線検出素子１を備えた放射線検出器が用いられている。
【００５９】
なお、本発明の放射線検出器、およびそれを搭載した核医学診断装置は、高いエネルギー分解能で放射性薬剤を撮像可能であり、かつ小型化および価格低減を図ることができるため、これら装置の普及に貢献して、この分野で広く利用、採用される。
【符号の説明】
【００６０】
１…放射線検出素子、
１０…結晶部、
１１…単結晶部、
１２…金属含有部、
１３，１３ａ，１３ｂ…金属電極、
２０…高圧電源発生装置、
２１…抵抗、
２２…カップリングコンデンサ、
２３…電荷有感型前置増幅器、
２４…信号処理装置、
１０１…放射線検出器、
６００…ＳＰＥＣＴ撮像装置、
６０１Ａ，６０１Ｂ…放射線検出ブロック、
６０２，７０２…計測領域、
６０３，７０３…画像情報作成装置、
６０６…回転支持台、
６１１…放射線計測ユニット、
６１２…基板、
６１３…遮光・電磁シールド、
６１４…コリメータ、
６１５…ユニット支持部材、
７００…ＰＥＴ撮像装置、
７０１…撮像装置、
Ｄ…集積部、
Ｈ…被検体、
Ｋ…コリメータで仕切られる領域、
Ｐ…基板。
【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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