(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板上に実装されるセンサユニットを備えた放射線検出装置であって、
前記センサユニットは、放射線検出素子と、前記放射線検出素子の有感面側に配置されたエネルギーフィルタと、前記放射線検出素子を覆う第１シールドとを有し、
前記エネルギーフィルタは、前記有感面に対向する位置でフィルタ厚方向に貫通する孔を含む肉厚部と、当該肉厚部の周りに位置する肉薄部とを備え、
前記肉厚部は、前記肉薄部より相対的に厚みが大きく形成され、前記第１シールドに形成された貫通穴内を貫通し、前記放射線検出素子に接着又は貼り付けられることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記肉厚部と前記肉薄部とは別体で形成され、且つ、隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記肉薄部は一様な厚みの板状体を積層して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記肉薄部は肉厚部から離れるに従って厚みが小さくなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記肉薄部は、膨んだ表面形状に形成さ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装置。
【請求項６】
前記センサユニットを覆う第２シールドを更に有していることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記フィルタ厚方向から見たときに、前記孔は前記有感面に収まる形状に形成され、前記肉厚部の外周形状は前記有感面が収まる形状に形成されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記肉薄部には開口部が形成され、当該開口部内に前記肉厚部が配置されることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線量を計測する放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より使用されている放射線被ばく量の計測器具として線量計がある。線量計の内部には、放射線検出素子が配置され、放射線量の計測を可能としている。特許文献１は、放射線検出素子を備えた放射線検出装置を開示しており、放射線のエネルギー特性を所定の範囲内に収めるため、放射線検出素子の有感面側に金属製のフィルタを配置している。また、特許文献１では、低エネルギー領域のＸ線（又はγ線）のエネルギー特性を確保すべく、フィルタに貫通孔を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放射線検出素子に対して斜め方向から照射された放射線は、フィルタの厚み内に斜め方向に進入して有感面に向かうことになる。従って、有感面にまで到達するまでのフィルタの実効的な厚みが鉛直方向に比べて長くなり、鉛直方向に対する角度が大きくなる程、実効的な厚みが増してエネルギー特性が悪くなる。このため、低エネルギーの放射線に対してはエネルギー特性が大幅に低下して良好なエネルギー特性が得られない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、斜め方向から照射される放射線に対しても良好なエネルギー特性を得ることができる放射線検出装置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】
【０００６】
本発明の放射線検出装置は、所定の基板上に実装されるセンサユニットを備えた放射線検出装置であって、前記センサユニットは、放射線検出素子と、前記放射線検出素子の有感面側に配置されたエネルギーフィルタと、前記放射線検出素子を覆う第１シールドとを有し、前記エネルギーフィルタは、前記有感面に対向する位置でフィルタ厚方向に貫通する孔を含む肉厚部と、当該肉厚部の周りに位置する肉薄部とを備え、前記肉厚部は、前記肉薄部より相対的に厚みが大きく形成され、前記第１シールドに形成された貫通穴内を貫通し、前記放射線検出素子に接着又は貼り付けられることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、斜め方向から照射された放射線がエネルギーフィルタ内を通過して有感面に到達するまでの実効的な厚みを小さくでき、斜め方向から照射される放射線に対するエネルギー特性（特に低エネルギーに対する感度特性）を安定して向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来に比べて斜め方向から照射される放射線に対しても良好なエネルギー特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る放射線検出装置の縦断面図である。
【図２】センサユニットの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図５Ａから図５Ｃは、変形例に係るエネルギーフィルタの説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。また、以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。
【００１１】
図１は、実施の形態に係る放射線検出装置の縦断面図である。図１に示すように、放射線検出装置１０は、筐体１１内に配置されたセンサユニット１３、プリント基板（基板）１４、報知部１６及び表示部１７を備えている。センサユニット１３は、プリント基板１４上に実装されて電気的に接続され、金属製のシールド（第２シールド）１８によって覆われている。シールド１８は、センサユニット１３への電磁波の進入を抑える。報知部１６は、プリント基板１４のＣＰＵにて処理した信号により、警告音等を報知するブザーやスピーカ等からなる。表示部１７は、センサユニット１３において検出した放射線量等を表示する。装着部２０は、衣服等に放射線検出装置１０を装着可能に設けられる。
【００１２】
図２は、センサユニットの正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図２及び図３に示すように、センサユニット１３は、プリント基板等からなるセンサユニット用基板２４に実装された放射線検出素子２５と、放射線検出素子２５の有感面２６側に配置されたエネルギーフィルタ２８と、電磁波を遮蔽するための金属シールド（第１シールド）２９とを有している。センサユニット用基板２４には、放射線検出素子２５からの出力を処理する不図示の増幅回路や部品等が搭載される。
【００１３】
放射線検出素子２５は、例えば、シリコンのｐｎ接合からなるダイオード構造等である。ダイオード構造の放射線検出素子２５では、ｐｎ接合部に所定の大きさの空乏層を形成するように逆方向のバイアス電圧が印加されて使用され、この空乏層内で放射線によって直接及び間接に生成される電子及び正孔を電流パルスとして出力する。なお、放射線検出素子２５の構成はこれに限定されるものではない。
【００１４】
図４は、図３の部分拡大図である。図４に示すように、放射線検出素子２５は、有感部３１と、有感部３１の表面を除いて、有感部３１の周囲に位置する支持部３２とを有する。有感部３１の表面が有感面２６となる。有感面２６の大きさは、例えば、数ｍｍ角で形成される。
【００１５】
放射線検出素子２５の感度は放射線エネルギーによって大きく変化する。よって、このエネルギー特性を所定範囲内に収めるべく、エネルギーフィルタ２８が放射線検出素子２５の有感面２６側に配置されている。
【００１６】
エネルギーフィルタ２８は、有感面２６に対向する位置に設けられた肉厚部３４と、肉厚部３４の周りに設けられた肉薄部３５とを備えている。肉厚部３４は、肉薄部３５より相対的に厚みが大きく形成され、肉薄部３５におけるエネルギーフィルタ２８のフィルタ厚方向（Ｚ方向、エネルギーフィルタ２８の表面に対する垂直方向）少なくとも一面側から肉厚部３４がはみ出るように形成されている。本実施の形態では、肉薄部３５のフィルタ厚方向両側から肉厚部３４がはみ出ている。
【００１７】
肉厚部３４は、フィルタ厚方向（Ｚ方向）に貫通する孔３６を備えている。この孔３６は、放射線入射面３４ａ側と、その反対側の放射線検出素子２５との対向面３４ｂ側との双方で開口している。図４では、孔３６の内周面は、フィルタ厚方向に平行に形成されているが、内周面がフィルタ厚方向に対して多少傾斜した形状であったり、多少のうねりがあったりしてもよい。
【００１８】
肉厚部３４は、放射線検出素子２５に貼付部材３８を介して貼り付けられている。そして、肉厚部３４は、金属シールド２９に形成された貫通孔２９ａを貫通し、図４中の上端部が金属シールド２９の上面より突出するように設けられる。なお、肉厚部３４は、放射線検出素子２５に取り付けられていればよく、貼付部材３８はテープや接着剤とすることができる。
【００１９】
肉厚部３４と肉薄部３５とは別体で形成され、肉薄部３５は金属シールド２９の上面に貼付部材３８を介した貼付あるいは接着によって装着されている。肉薄部３５には肉厚部３４の外周形状に対応する開口部４０が形成され、この開口部４０内に肉厚部３４が略ぴったりと挿入された状態となっている。従って、肉厚部３４と肉薄部３５とは別体でありつつ、肉薄部３５が肉厚部３４に隣接しながら囲うように配置されている。
【００２０】
肉薄部３５は、一様（均一）な厚みとなる２枚の板状体を積層して構成される。それら２枚の板状体については、厚みが同一でも異なっていてもよい。また、図２では、２枚の板状体の平面形状が異なる場合を図示したが、同一形状としてもよい。本実施の形態では、２枚の板状体の位置合わせを容易にするため、それぞれの一辺の位置を揃えたときに、各板状体に形成された開口部４０の位置が一致するように形成されている。
【００２１】
エネルギーフィルタ２８を構成する肉厚部３４及び肉薄部３５の２枚の板状体は、銅やタンタル、錫等の金属フィルタであり、所望のエネルギー特性を得るためにそのフィルタ厚が選定されている。
【００２２】
前記フィルタ厚方向、つまり、図２で示した方向から見たときに、肉厚部３４の孔３６は有感面２６に収まる形状に形成されている。また、肉厚部３４は有感面２６が収まる外周形状に形成されている。従って、孔３６の開口形状、有感面２６、肉厚部３４の外周形状の順に大きくなる平面サイズに形成されている。
【００２３】
図４に戻り、フィルタ厚方向（Ｚ方向）から照射される放射線Ｒ１については、照射方向が肉厚部３４の孔３６の貫通方向と一致しているため、放射線Ｒ１の一部は孔３６を通って有感面２６に到達する。従って、低エネルギー（約３０ｋｅＶ〜５０ｋｅＶ程度）の放射線Ｒ１を、所定感度に相当する量だけ放射線検出素子２５の有感面２６にまで到達させることができる。
【００２４】
一方、フィルタ厚方向（Ｚ方向）に対して斜めに傾いた方向から照射される放射線Ｒ２は、その傾斜角が図示した角度においては、肉薄部３５を通過してから肉厚部３４を通過して有感面２６に入射される。このとき、放射線Ｒ２がエネルギーフィルタ２８内を斜め方向に通過し、有感面２６にまで到達するまでの実効的な厚みは、肉薄部３５を薄くした距離Ｌ１分だけ小さくできる。従って、放射線Ｒ２においては、実効的な厚みは、Ｌ２となる。
【００２５】
このような実施の形態によれば、肉厚部３４の周りに相対的に厚みが小さい肉薄部３５を設けたので、エネルギーフィルタ２８において、斜め方向からの放射線Ｒ２が有感面２６に到達するまでの実効的な厚みを小さくできる。これにより、斜め方向から照射される放射線Ｒ２、特に低エネルギーの放射線Ｒ２を有感面２６にまで効果的に到達させることができる。放射線Ｒ２の方向は一例であり、図２で示した方向（フィルタ厚方向）から見たときに、有感面２６に向かう３６０°の何れの方向の放射線においても、肉薄部３５を通過して有感面２６に入射する放射線であれば、同様に実効的な厚みを小さくできる。これにより、かかる放射線の減衰量を小さくでき、フィルタ厚方向に対して種々の角度及び傾斜方向となる低エネルギーの放射線に対し、エネルギー特性を良好にし、且つ、方向特性も担保することができる。
【００２６】
また、隣接する肉厚部３４と肉薄部３５とを別体に形成したので、肉厚部３４をリング状や筒状、穴明き片状とし、肉薄部３５を開口部４０が形成された板状体として加工容易な形状にすることができる。これにより、加工工数や加工時間の削減を通じて、製品コストを低減させることができる。しかも、肉薄部３５は複数の板状体を積層しているので、肉薄部３５の積層枚数を変えたり、一部又は全部の板状体の大きさや形状を変更したりすることで、所望のエネルギー特性を選定できる。
【００２７】
更に、放射線検出素子２５に肉厚部３４を貼付又は接着したので、金属シールド２９に肉厚部３４を接着する場合に比べ、センサユニット１３全体としての厚みを小さくすることができる。但し、センサユニット１３の厚みに制約等がなければ、金属シールド２９に肉厚部３４を接着等することを妨げるものでない。また、肉薄部３５を金属シールド２９に貼付したので、センサユニット用基板２４に金属シールド２９を装着した後に、肉薄部３５を着脱することができる。
【００２８】
また、上述のように孔３６の開口形状、有感面２６、肉厚部３４の外周形状の順に大きくなる平面サイズに形成したので、孔３６の対向面３４ｂを通過した放射線は全て有感面２６に入射させることができる。更には、有感面２６に入射する放射線は、孔３６及び肉厚部３４の厚み内の少なくとも一方を通過させることができ、安定したエネルギー特性の向上に寄与することができる。
【００２９】
また、肉薄部３５の開口部４０内に肉厚部３４が挿入されるので、肉薄部３５を金属シールド２９に貼付するときに、開口部４０内に肉厚部３４を挿入して肉薄部３５を位置決めすることができる。
【００３０】
本発明は上記実施の形態に限定されず種々変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態で説明した数値、寸法、材質、方向については特に制限はない。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【００３１】
例えば、肉薄部３５の構成は、図５Ａから図５Ｃに示す構成に代替することができる。図５Ａから図５Ｃは、変形例に係るエネルギーフィルタの説明用断面図である。図５Ａのエネルギーフィルタ２８では、肉薄部５０が単一の板状体若しくは片状体によって形成されている。この肉薄部５０においても肉厚部３４より相対的に厚みが小さく形成される。
【００３２】
図５Ｂのエネルギーフィルタ２８では、肉薄部５１が肉厚部３４から離れるに従って厚みが次第に小さくなる円錐台形状に形成されている。従って、肉薄部５１の表面はテーパ面によって形成される。また、図５Ｃのエネルギーフィルタ２８では、肉薄部５２が肉厚部３４から離れるに従って厚みが次第に小さくなりつつ、膨んだ表面形状に形成されている。このように肉薄部５１、５２の厚みを変化させることによって、肉薄部５１、５２での放射線の減衰量を変えることができ、所望のエネルギー特性や方向特性が得られるようにすることができる。
【００３３】
また、上記実施の形態では、肉薄部３５の両面側から肉厚部３４がはみ出る構成としたが、肉薄部３５及び肉厚部３４の図４中各上面を面一となるよう揃えたり、金属シールド２９の内側に肉薄部３５を設け、それらの図４中各下面を面一となるよう揃えてもよい。
【００３４】
また、肉厚部３４や孔３６の平面形状は、円形でなくてもよいが、円形とした方が方向特性を安定させ易くなる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  放射線検出装置
１３  センサユニット
１４  プリント基板（基板）
１８  シールド（第２シールド）
２５  放射線検出素子
２６  有感面
２８  エネルギーフィルタ
２９  金属シールド（第１シールド）
３４  肉厚部
３５  肉薄部
３６  孔
【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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