(57)【要約】【課題】高精度でありながらコンパクトな構成を可能とする。【解決手段】放射線検出器１は、放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２を有して成る電極３と、電極３と対になる電極４と、電極３または電極４にて酸化または還元反応を生じることにより電極３と電極４との間で電流を伝える電解電導体５と、電極３と電極４とを電気的に接続すると共に両電極間で生じる電流または電圧を測定する測定手段６とを有している。【選択図】        図１
2004226163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、前記第１電極と対になる第２電極と、前記第１電極または前記第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより前記第１電極と前記第２電極との間で電流を伝える電解電導体と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続すると共に前記両電極間で生じる電流または電圧を測定する手段とを少なくとも有して構成されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記第１電極を層状に複数設けたことを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記第１電極を多孔質体としたことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出器。
【請求項４】
特定の放射線種の透過を妨げる又は特定の放射線種のみの透過を許容するフィルタを放射線源と前記第１電極との間に配置するようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項５】
放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、前記第１電極と対になる第２電極とを、前記第１電極または前記第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより前記第１電極と前記第２電極との間で電流を伝える電解電導体に浸し、前記第１電極と前記第２電極との間で生じる電流または電圧を測定することにより放射線を検出することを特徴とする放射線検出方法。
【請求項６】
放射線を紫外光または可視光に変換するシンチレータと、前記紫外光または前記可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、前記第１電極と対になる第２電極と、前記第１電極または前記第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより前記第１電極と前記第２電極との間で電流を伝える電解電導体と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続すると共に前記両電極間で生じる電流または電圧を測定する手段とを少なくとも有して構成されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、前記第１電極と対になる第２電極とを、前記第１電極または前記第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより前記第１電極と前記第２電極との間で電流を伝える電解電導体に浸し、放射線を紫外光または可視光に変換するシンチレータを放射線源と前記第１電極との間に配置し、前記第１電極と前記第２電極との間で生じる電流または電圧を測定することにより放射線を検出することを特徴とする放射線検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線検出器および放射線検出方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、半導体を用いた放射線検出器および放射線検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体を用いた放射線検出器として、半導体検出器が実用化されている（非特許文献１参考）。
【０００３】
【非特許文献１】
放射線計測ハンドブック第３版、ｋｎｏｌｌ著
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記半導体検出器ではバイアス電圧を印加するため、漏れ電流が誤差要因となり、計測精度の向上が困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、高精度でありながらコンパクトな構成が可能な放射線検出器および放射線検出方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の放射線検出器は、放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、第１電極と対になる第２電極と、第１電極または第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより第１電極と第２電極との間で電流を伝える電解電導体と、第１電極と第２電極とを電気的に接続すると共に両電極間で生じる電流または電圧を測定する手段とを少なくとも有するようにしている。
【０００７】
また、請求項５記載の放射線検出方法は、放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、第１電極と対になる第２電極とを、第１電極または第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより第１電極と第２電極との間で電流を伝える電解電導体に浸し、第１電極と第２電極との間で生じる電流または電圧を測定することにより放射線を検出するようにしている。
【０００８】
したがって、放射線源から放射線が発せられ、放射線が第１電極に照射されると、半導体は、伝導電子および正孔を生成し、還元力および酸化力を発現する。半導体において発現された還元力および酸化力により、第１電極および第１電極と電気的に接続された第２電極において電解電導体が化学反応を起こす。当該化学反応によって電解電導体内に電流が流れる。即ち、第１電極が浴びた放射線量に応じて、第１電極と第２電極との間で起電力が生じる。そして、測定手段により当該起電力に基づく電圧または電流の値が測定される。当該電圧値または電流値により放射線の存在を検出できる。また、放射線量と当該放射線量に応じる電圧または電流の値との相関関係を予め求めておくことで、測定手段により測定された電圧値または電流値により、第１電極が浴びた放射線量を推定することが可能となる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の放射線検出器において、第１電極を層状に複数設けるようにしている。したがって、放射線が複数の第１電極の層を次々に透過することにより、測定手段により出力される電圧値または電流値が高まり、放射線検出の感度を高めることができる。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の放射線検出器において、第１電極を多孔質体としている。したがって、放射線は多孔質体内の多数の被照射面を次々に貫通するので、第１電極を中実とする場合よりも単位体積当たりの放射線の被照射面の面積を大きくすることができ、放射線検出の感度を高めることができる。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の放射線検出器において、特定の放射線種の透過を妨げる又は特定の放射線種のみの透過を許容するフィルタを放射線源と第１電極との間に配置するようにしている。したがって、ある特定の放射線種の放射線の存在を検出でき、また、ある特定の放射線種の放射線量を測定することができる。
【００１２】
また、請求項６記載の放射線検出器は、放射線を紫外光または可視光に変換するシンチレータと、紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、第１電極と対になる第２電極と、第１電極または第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより第１電極と第２電極との間で電流を伝える電解電導体と、第１電極と第２電極とを電気的に接続すると共に両電極間で生じる電流または電圧を測定する手段とを少なくとも有するようにしている。
【００１３】
また、請求項７記載の放射線検出方法は、紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体より成る又は該半導体を少なくとも有して成る第１電極と、第１電極と対になる第２電極とを、第１電極または第２電極にて酸化または還元反応を生じることにより第１電極と第２電極との間で電流を伝える電解電導体に浸し、放射線を紫外光または可視光に変換するシンチレータを放射線源と第１電極との間に配置し、第１電極と第２電極との間で生じる電流または電圧を測定することにより放射線を検出するようにしている。
【００１４】
したがって、放射線源から放射線が発せられ、この放射線がシンチレータに照射されると、放射線はシンチレータにより紫外光または可視光に変換されて、当該紫外光または可視光は第１電極に照射される。これにより、半導体は、伝導電子および正孔を生成し、還元力および酸化力を発現する。半導体において発現された還元力および酸化力により、第１電極および第１電極と電気的に接続された第２電極において電解電導体が化学反応を起こす。当該化学反応によって電解電導体内に電流が流れる。即ち、シンチレータが浴びた放射線量に応じて、紫外光または可視光が第１電極に浴びせられ、これにより、第１電極と第２電極との間で起電力が生じる。そして、測定手段により当該起電力に基づく電圧または電流の値が測定される。当該電圧値または電流値により放射線の存在を検出できる。また、放射線量と当該放射線量に応じる電圧または電流の値との相関関係を予め求めておくことで、測定手段により測定された電圧値または電流値により、シンチレータが浴びた放射線量を推定することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の第１の実施形態を示す。この放射線検出器１は、放射線（例えばα線，β線，γ線，Ｘ線，中性子線などの電離放射線）を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２より成る又は該半導体２を少なくとも有して成る第１電極３と、第１電極３と対になる第２電極４と、第１電極３または第２電極４にて酸化または還元反応を生じることにより第１電極３と第２電極４との間で電流を伝える電解電導体５と、第１電極３と第２電極４とを電気的に接続すると共に両電極間で生じる電流または電圧を測定する測定手段６とを少なくとも有して構成されている。尚、符号７は電解電導体５を収容する容器である。この容器７の材質は、放射線の減衰を最小限に抑え得る素材（例えば薄いステンレス製）であることが好ましい。
【００１７】
例えば本実施形態の第１電極３は、チタン基板８の表面に酸化チタン膜を形成して成るものとしている。この場合、酸化チタン膜が放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２として機能すると共に、電気伝導度の高いチタン基板８が電極層として機能する。また、第１電極３は陽極となる。ここで、白金やパラジウムなどの白金属元素を酸化チタン膜２に担持させると、一旦発生した電子と正孔（ホール）とを分離するため電荷分離効率を上げることができる。本実施形態の第２電極４は、第１電極３が陽極となるため、陰極となり、例えば白金製とされている。
【００１８】
但し、第１電極３の構成は本実施形態の例に限定されるものではない。例えば、第１電極３を構成する又は第１電極３に含まれる半導体２は、放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する物質、換言すれば放射線誘起表面活性（ＲＩＳＡ）を示す物質であれば良い。従って、酸化チタン膜には限られず、他のｎ型半導体あるいはｐ型半導体であっても良い。例えば、放射線は紫外線よりもエネルギが高いため、酸化チタンの他に、バンドギャップの大きいジルコニア、酸化ジルコニウム、ステンレス安定不動態、アルミナ、セリア等を利用することができる。また、例えば本実施形態では、第１電極３は、チタン基板８の表面に酸化チタン膜２を形成して成るものとしているが、これには限られずステンレスの表面を酸化して形成したり、あるいはガラス基板に酸化チタン膜をコーティングして形成しても良い。さらに、放射線を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２自体を第１電極３としても良い。ここで、上記半導体２は、放射線を浴びることにより伝導電子を生成し還元力を生ずると共にホールを生成して酸化力を生ずる。このため、上記半導体２は、これらの還元力および酸化力を利用して触媒として機能する。そこで、上記半導体２を放射線触媒または放射線誘起表面活性物質とも呼ぶ。
【００１９】
電解電導体５は、液状であっても良いが、放射線検出器１の小型化や携帯性等の観点からは、固体電解質や電解液をのり状に固めたものなどを用いることがより好ましい。また、耐食性などの観点から、第１電極３および第２電極４との材料共存性が良いものが望ましい。本実施形態では、電解電導体５として０．１Ｍ硫酸ナトリウムより成る電解質水溶液を用いている。この場合、半導体２は放射線を浴びることにより電解電導体５に含まれる水分子を分解する触媒として作用し、第１電極３では水分子の分解により酸素が発生し、第２電極４では水分子の分解により水素が発生する。尚、電解電導体５として他の電解質溶液（電解質水溶液には限定されない。）を用いても良い。例えばＫＣｌやＮａＣｌなどを濃度１ミリｍｏｌ／Ｌ（ミリモル／リットル）程度含む電解質溶液を用いても良い。
【００２０】
第１電極３および第２電極４は、例えば電解電導体５内に浸されると共に、電解電導体５から露出した部分が導線等の信号線９，１０を用いて測定手段６に電気的に接続される。測定手段６は、周知の電圧計または電流計を用いて良い。
【００２１】
ここで、電解電導体５内における第１電極３および第２電極４の間には仕切り部１１を設けることが好ましい。仕切り部１１を設けることにより、電極間隔が狭くても、第１電極３および第２電極４にてそれぞれ生成された物質（例えば本実施形態では酸素と水素）の再結合を防止できる。これにより、放射線検出器１の一層の小型化を図ることができる。仕切り部１１としては、例えば気体分子を通さずにイオンを透過させるイオン交換膜の利用が好ましい。
【００２２】
ここで、第１電極３は放射線を受ける複数の被照射面を重ねて有するものとしても良い。この場合、放射線が複数の被照射面を次々に透過することにより複数の被照射面に放射線が照射されるので、１つの被照射面のみを有する構成に比べて、放射線検出の感度を高めることができる。複数の被照射面を重ねて有する構成としては、例えば図２に示すように、第１電極３を層状に複数（図示の例では４つ）設けると共にカスケード状に結合して、放射線が各第１電極３を透過しながら順次照射するように構成しても良い。
【００２３】
また、図３および図４に示すように、第１電極３を多孔質体としても良い。この場合、放射線は多孔質体を貫通し易く、多孔質体内の多数の被照射面を次々に貫通するので、第１電極３を中実とする場合よりも単位体積当たりの被照射面の面積を大きくすることができる。よって、放射線検出の感度を更に高めることができる。第１電極３を多孔質体とする場合は、例えば多孔質チタンの表面を酸化雰囲気中で７００℃１２時間酸化させる等して、伝導性の高いチタンの上に酸化チタン（半導体２）を生成させる。これにより、基材上での放射線の減衰を抑制することができ、放射線エネルギの利用効率を高めることができる。また、第１電極３を多孔質体としたときの孔の大きさは、反応物と生成物の拡散を妨げない程度の大きさとすることが好ましい。一方、孔が大きい過ぎると、正孔は移動度が小さいために孔の表面から遠い箇所で正孔が発生する割合が増加し、酸化力を発揮する前に、発生した電子と結合してしまうことになる。このため、この二つの制約から適切な孔の大きさを設定する必要がある。第１電極３を多孔質体とした場合、図３に示すように複数の第１電極３を設けることには限られず、図４に示すように単一の第１電極３を設けるようにしても良い。この場合でも、単一の第１電極３を放射線が透過するときに多数の被照射面を照射するので、放射線検出の感度を高めることができる。
【００２４】
また、例えば本実施形態では、ある特定の放射線種の放射線量を測定するために、非測定対象の放射線種の透過を妨げる又は測定対象の放射線種のみの透過を許容するフィルタ１２を放射線源１３と第１電極３との間に配置するようにしている。当該フィルタ１２としては、例えばフィルムバッチ等の周知の放射線測定方法で用いられている各種のフィルタを利用することができる（関口  昇  放射線計測概論等  参考）。例えば、それぞれ異なる種類のフィルタ１２を備えた複数の放射線検出器１で検出された放射線量およびこれらの差を求めることで、特定の放射線種の放射線量を求めることができる。一例を挙げると、放射線にα線，β線，γ線が含まれる場合、α線は飛程が小さいのでフィルタ１２の無い放射線検出器１で第１の放射線量を求め（即ちα線＋β線＋γ線の放射線量を求め）、β線は次に飛程が小さいので薄い皮膜（例えば薄い紙、０．１ｍｍ程度の厚み）で構成されたフィルタ１２を備える放射線検出器１でα線がカットされた第２の放射線量を求め（即ちβ線＋γ線の放射線量を求め）、さらに厚い皮膜（例えば厚さ１ｍｍ程度のアルミ板）で構成されたフィルタ１２を備える放射線検出器１でα線およびβ線がカットされた第３の放射線量を求める（即ちγ線の放射線量を求める）。第１の放射線量と第２の放射線量の差からα線の放射線量が求まり、第２の放射線量と第３の放射線量の差からβ線の放射線量が求まり、第３の放射線量からγ線の放射線量が求まる。上記皮膜に用いることができる物質としては、例えば以下の酸化物、窒化物、炭化物などが挙げられる。即ち、酸化物としては例えばＡｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯ，Ｙ２Ｏ３，ＭｎＯ２，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ２，ＺｒＯ２など、窒化物としては例えばＡｌＮ，ＣｒＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，Ｍｇ３Ｎ２，Ｌｉ３Ｎなど、炭化物としては例えばＡｌ４Ｃ３，ＵＣ，Ｕ２Ｃ３，ＣａＣ２，ＳｉＣ，ＺｒＣ，Ｗ２Ｃ，ＷＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｆｅ３Ｃ，ＨｆＣ，Ｂ４Ｃ，Ｍｎ３Ｃなどである。その他、中性子のうち熱中性子はカドミウムでカットできる。尚、上記例示の他、フィルムバッチ等の他の放射線測定方法で用いられている各種のフィルタを適宜選択し利用して良いのは勿論である。
【００２５】
以上のように構成される放射線検出器１の動作の一例を説明する。放射線源１３から放射線が発せられ、フィルタ１２を介して特定の種類の放射線が第１電極３に照射されると、半導体２は、伝導電子および正孔を生成し、還元力および酸化力を発現する。放射線は紫外線等よりもエネルギが大きいことから、放射線が照射されるとコンプトン散乱などにより荷電子を含む軌道電子が伝導帯に励起される。半導体２において発現された還元力および酸化力により、第１電極３および第１電極３と電気的に接続された第２電極４において電解電導体５が化学反応を起こす。例えば本実施形態では、第１電極３では水分子が分解されて酸素が発生し、第２電極４では水分子が分解されて水素が発生する。これらの化学反応によって電解電導体５内に電流が流れる。即ち、第１電極３が浴びた放射線量に応じて、第１電極３と第２電極４との間で起電力が生じる。そして、測定手段６により当該起電力に基づく電圧または電流の値が測定される。従って、放射線量と、当該放射線量に応じる電圧または電流の値との相関関係を予め求めておけば、測定手段６により測定された電圧値または電流値により、第１電極３が浴びた放射線量を推定することが可能となる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態について図５を用いて説明する。この放射線検出器２０は、放射線（例えばα線，β線，γ線，Ｘ線，中性子線などの電離放射線）を紫外光または可視光に変換するシンチレータ２１と、紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２２より成る又は該半導体２２を少なくとも有して成る第１電極２３と、第１電極２３と対になる第２電極２４と、第１電極２３または第２電極２４にて酸化または還元反応を生じることにより第１電極２３と第２電極２４との間で電流を伝える電解電導体２５と、第１電極２３と第２電極２４とを電気的に接続すると共に両電極間で生じる電流または電圧を測定する測定手段６とを少なくとも有して構成されている。尚、符号２６は電解電導体２５を収容する容器である。この容器２６の材質は、紫外光または可視光が透過可能な透明材料（例えば透明なプラスチック材）としている。
【００２７】
例えば本実施形態の第１電極２３は、チタン基板２７の表面に酸化チタン膜を形成して成るものとしている。この場合、酸化チタン膜が紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２２として機能すると共に、電気伝導度の高いチタン基板２７が電極層として機能する。また、第１電極２３は陽極となる。ここで、白金やパラジウムなどの白金属元素を酸化チタン膜２２に担持させると、一旦発生した電子と正孔（ホール）とを分離するため電荷分離効率を上げることができる。本実施形態の第２電極２４は、第１電極２３が陽極となるため、陰極となり、例えば白金製とされている。
【００２８】
但し、第１電極２３の構成は本実施形態の例に限定されるものではない。例えば、第１電極２３を構成する又は第１電極２３に含まれる半導体２２は、紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する物質であれば良い。従って、酸化チタン膜には限られず、他のｎ型半導体あるいはｐ型半導体であっても良い。また、例えば本実施形態では、第１電極２３は、チタン基板２７の表面に酸化チタン膜２２を形成して成るものとしているが、これには限られずステンレスの表面を酸化して形成したり、あるいはガラス基板に酸化チタン膜をコーティングして形成しても良い。さらに、紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子および正孔を生成する半導体２２自体を第１電極２３としても良い。ここで、上記半導体２２は、紫外光または可視光を浴びることにより伝導電子を生成し還元力を生ずると共にホールを生成して酸化力を生ずる。このため、上記半導体２２は、これらの還元力および酸化力を利用して光触媒として機能する。そこで、上記半導体２２を光触媒とも呼ぶ。
【００２９】
電解電導体２５は、液状であっても良いが、放射線検出器１の小型化や携帯性等の観点からは、固体電解質や電解液をのり状に固めたものなどを用いることがより好ましい。また、耐食性などの観点から、第１電極３および第２電極４との材料共存性が良いものが望ましい。本実施形態では、電解電導体２５として１Ｍの硫酸を用いている。この場合、半導体２２は紫外光または可視光を浴びることにより電解電導体２５に含まれる水分子を分解する触媒として作用し、第１電極２３では水分子の分解により酸素が発生し、第２電極２４では水分子の分解により水素が発生する。尚、電解電導体５として他の電解質溶液（電解質水溶液には限定されない。）を用いても良い。例えばＮａ２ＳＯ４、ＫＣｌ、ＮａＣｌなどを濃度１ミリｍｏｌ／Ｌ（ミリモル／リットル）程度含む電解質溶液を用いても良い。
【００３０】
第１電極２３および第２電極２４は、例えば電解電導体２５内に浸されると共に、電解電導体２５から露出した部分が導線等の信号線９，１０を用いて測定手段６に電気的に接続される。測定手段６は、周知の電圧計または電流計を用いて良い。
【００３１】
ここで、電解電導体２５内における第１電極２３および第２電極２４の間には仕切り部２８を設けることが好ましい。仕切り部２８を設けることにより、電極間隔が狭くても、第１電極２３および第２電極２４にてそれぞれ生成された物質（例えば本実施形態では酸素と水素）の再結合を防止できる。これにより、放射線検出器２０の一層の小型化を図ることができる。仕切り部２８としては、例えば気体分子を通さずにイオンを透過させるイオン交換膜の利用が好ましい。
【００３２】
ここで、例えば本実施形態では、ある特定の放射線種の放射線量を測定するために、シンチレータ２１として、測定対象となる線種の放射線のみに反応して発光する、若しくは非測定対象となる線種の放射線には殆んど反応しない（即ち極々微弱にしか発光しない）物質が選択される。γ線とＸ線を測定対象とする場合には、例えばＮａＩ（Ｔｌ）即ちタリウム活性化ヨウ化ナトリウムをシンチレータ２１として使用する。また、α線とβ線とγ線を測定対象とする場合には、例えばＣｓＩ（Ｔｌ）をシンチレータ２１として使用する。また、中性子線を測定対象とする場合には、例えばＬｉＩ（Ｅｕ）をシンチレータ２１として使用する。また、α線を測定対象とする場合には、例えばＺｎＳ（Ａｇ）をシンチレータ２１として使用する。その他、測定対象となる放射線種に応じたシンチレータ２１として、従来の放射線計測等で用いられている物質（関口  昇  放射線計測概論等  参考）を利用して良いのは勿論である。また、ある特定の放射線種の放射線量を測定するために、非測定対象の放射線種の透過を妨げる又は測定対象の放射線種のみの透過を許容する上記第１の実施形態で説明したフィルタ１２を、放射線源１３とシンチレータ２１との間に配置するようにしても良い。
【００３３】
以上のように構成される放射線検出器２０の動作の一例を以下に説明する。放射線源１３から放射線が発せられ、この放射線がシンチレータ２１に照射されると、特定の種類の放射線がシンチレータ２１により紫外光または可視光に変換されて、当該紫外光または可視光は第１電極２３に照射される。これにより、半導体２２は、伝導電子および正孔を生成し、還元力および酸化力を発現する。半導体２２において発現された還元力および酸化力により、第１電極２３および第１電極２３と電気的に接続された第２電極２４において電解電導体２５が化学反応を起こす。例えば本実施形態では、第１電極２３では水分子が分解されて酸素が発生し、第２電極２４では水分子が分解されて水素が発生する。これらの化学反応によって電解電導体２５内に電流が流れる。即ち、シンチレータ２１が浴びた放射線量に応じて、紫外光または可視光が第１電極２３に浴びせられ、これにより、第１電極２３と第２電極２４との間で起電力が生じる。そして、測定手段６により当該起電力に基づく電圧または電流の値が測定される。従って、放射線量と、当該放射線量に応じる電圧または電流の値との相関関係を予め求めておけば、測定手段６により得られた電圧値または電流値により、シンチレータ２１が浴びた放射線量を推定することが可能となる。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
次に、上述した本発明の第１または第２の実施形態を、具体的に装置化する場合の構成例について図６から図１１を用いて説明する。但し、これらの図に示す構成例は、あくまでも好適な例示であって、本発明を何ら限定するものではない。
【００３５】
（実施例１−１）
図６および図７に、第１の構成例の放射線検出器３０を示す。この放射線検出器３０は、放射線を検出する検出部３１と、検出部３１の検出結果を出力する出力部３２と、検出部３１からの出力信号に基づいて出力部３２を動作させる制御部３３とを備え、検出部３１と出力部３２とを物理的に離して配置するようにしている。この場合の放射線検出器２０は遠隔モニタタイプとなり、放射線源１３から離れた安全な場所で放射線測定の結果を検討することが可能となる。
【００３６】
検出部３１は、上記第１の実施形態で説明した第１電極３と第２電極４と電解電導体５等を有して構成されるものであっても良く、或いは上記第２の実施形態で説明したシンチレータ２１と第１電極２３と第２電極２４と電解電導体２５等を有して構成されるものであっても良い。出力部３２は、例えば、測定手段６が出力する電圧値または電流値に基づいた放射線量を表示する表示部３４（例えば液晶ディスプレイ）と、測定手段６が出力する電圧値または電流値あるいはこれらの値に基づいた放射線量が予め定めた閾値を超える場合に警告音や警告メッセージ等を発する警報部３５と、測定手段６が出力する電圧値または電流値あるいはこれらの値に基づいた放射線量を紙やハードディスク等の記録媒体に自動で記録する記録部３６とにより構成される。制御部３３は、例えば、測定手段６と、測定手段６からの出力信号を増幅する増幅回路３７と、出力部３２（表示部３４，警報部３５，記録部３６）を駆動するための駆動回路３８，３９，４０と、増幅回路３７と駆動回路３８，３９，４０とを接続する入出力インターフェース４１とを有している。
【００３７】
また、この放射線検出器３０では、例えば外部電源４２を利用して出力部３２や制御部３３を動作させるようにしている。尚、外部電源４２は一般にはコンセント等により得られる電力であるが、例えば充電池等を用いても良い。外部電源４２からの電力は、例えば変圧器４３を介して測定手段６と増幅回路３７と入出力インターフェース４１とに供給される。尚、検出部３１と制御部３３とは有線で電気的に接続されるものに限らず、無線で接続されるものであっても良い。
【００３８】
（実施例１−２）
次に、図８および図９に、第２の構成例の放射線検出器４５を示す。この放射線検出器４５は、放射線を検出する検出部３１と、検出部３１の検出結果を出力する出力部と、検出部３１からの出力信号に基づいて出力部を動作させる制御部とを備え、検出部３１と出力部と制御部とが１つのケース４６に組み込まれて１ユニットとなっている。この場合、放射線検出器４５を携帯可能に構成できる。
【００３９】
検出部３１は、上記第１の実施形態で説明した第１電極３と第２電極４と電解電導体５等を有して構成されるものであっても良く、或いは上記第２の実施形態で説明したシンチレータ２１と第１電極２３と第２電極２４と電解電導体２５等を有して構成されるものであっても良い。出力部は、例えば、測定手段６が出力する電圧値または電流値に基づいた放射線量を表示する表示部３４（例えば液晶ディスプレイ）と、測定手段６が出力する電圧値または電流値あるいはこれらの値に基づいた放射線量が予め定めた閾値を超える場合に警告音や警告メッセージ等を発する警報部３５とにより構成される。制御部は、例えば、測定手段６と、測定手段６からの出力信号を増幅する増幅回路３７と、出力部（表示部３４，警報部３５）を駆動するための駆動回路３８，３９と、増幅回路３７と駆動回路３８，３９を接続する入出力インターフェース４１とを有している。また、この放射線検出器４５では、例えば検出部３１において発生する電力を利用して出力部や制御部を動作させるようにしている。検出部３１において発生した電力は、例えば増幅回路３７と入出力インターフェース４１とに供給される。
【００４０】
（実施例１−３）
次に、図１０および図１１に、第３の構成例の放射線検出器５０を示す。この放射線検出器５０は、放射線を検出する検出部３１と、検出部３１の検出結果を出力する出力部と、検出部３１からの出力信号に基づいて出力部を動作させる制御部とを備え、さらに出力部は検出部３１の検出結果を外部に送信する送信手段５１を有している。したがって、遠隔にある図示しない受信手段に放射線検出結果を送信することができる。また、例えば検出部３１と出力部と制御部とは１つのケース５２に組み込まれて１ユニットとしている。この場合、放射線検出器５０を携帯可能に構成できる。
【００４１】
検出部３１は、上記第１の実施形態で説明した第１電極３と第２電極４と電解電導体５等を有して構成されるものであっても良く、或いは上記第２の実施形態で説明したシンチレータ２１と第１電極２３と第２電極２４と電解電導体２５等を有して構成されるものであっても良い。出力部は、例えば、測定手段６が出力する電圧値または電流値に基づいた放射線量を表示する表示部３４（例えば液晶ディスプレイ）と、測定手段６が出力する電圧値または電流値あるいはこれらの値に基づいた放射線量が予め定めた閾値を超える場合に警告音や警告メッセージ等を発する警報部３５と、送信手段としての発信アンテナ５１とにより構成される。制御部は、例えば、測定手段６と、測定手段６からの出力信号を増幅する増幅回路３７と、出力部（表示部３４，警報部３５，発信アンテナ５１）を駆動するための駆動回路３８，３９，５３と、増幅回路３７と駆動回路３８，３９，５３を接続する入出力インターフェース４１とを有している。
【００４２】
また、この放射線検出器５０では、例えば外部電源ユニット４２（例えば充電池等）を利用して出力部や制御部を動作させるようにしている。外部電源ユニット４２の電力は、例えば測定手段６と増幅回路３７と入出力インターフェース４１とに供給される。ただし、図８および図９に示した上記第２の構成例のように、検出部３１において発生する電力を利用して出力部や制御部を動作させるようにしても良い。
【００４３】
（実施例２）
図１に示す構成の放射線検出器１に、γ線を照射し、且つγ線の強度を変化させて、γ線の強度［Ｇｙ／ｈｒ］と測定手段６により測定された電圧との関係を求める実験を行った。同実験では、チタン板をブンゼンバーナで焼成したものを第１電極３とし、白金電極を第２電極４とした。また、電解電導体５として、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌ（モル／リットル）のＮａ２ＳＯ４水溶液を用いた。実験結果を図１２に示す。図１２により、放射線検出器１に照射される放射線量と、放射線検出器１で測定される電圧値との間に、相関関係があることが確認できる。
【００４４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、第１電極または第２電極における化学反応により生じた物質の生成量により、放射線の検出または放射線量の測定を行なうようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１および６記載の放射線検出器、請求項５および７記載の放射線検出方法によれば、バイアス電圧を印加する必要は無いため漏れ電流を生じることは無く、計測精度を向上できる。また、電解電導体に固体電解質や電解液をのり状に固めたものなどを採用する等によって放射線検出器を小型化でき、携帯型の放射線検出器としても構成できる。また、現時点での放射線量を即時に表示装置等に出力することもできるので、リアルタイムでの放射線検出が可能となる。
【００４６】
さらに、請求項２記載の放射線検出器によれば、放射線が複数の第１電極の層を次々に透過することにより、出力される電圧値または電流値が高まり、放射線検出の感度を高めることができる。
【００４７】
さらに、請求項３記載の放射線検出器によれば、放射線が多孔質体内の多数の被照射面を次々に貫通するので、第１電極を中実とする場合よりも単位体積当たりの放射線の被照射面の面積を大きくすることができ、放射線検出の感度を高めることができる。
【００４８】
さらに、請求項４記載の放射線検出器によれば、フィルタを放射線源と第１電極との間に配置するようにしているので、特定の放射線種の放射線の存在を検出でき、また、特定の放射線種の放射線量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線検出器および放射線検出方法の第１の実施形態の原理を示す概略構成図である。
【図２】上記放射線検出器および放射線検出方法の他の形態を示す概略構成図である。
【図３】上記放射線検出器および放射線検出方法のさらに他の形態を示す概略構成図である。
【図４】上記放射線検出器および放射線検出方法のさらに他の形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の放射線検出器および放射線検出方法の第２の実施形態の原理を示す概略構成図である。
【図６】本発明の放射線検出器の構成の一例（遠隔モニタタイプ）を示す概念図である。
【図７】図６の放射線検出器の概略機能ブロック図である。
【図８】本発明の放射線検出器の構成の一例（携帯タイプ）を示す概念図である。
【図９】図８の放射線検出器の概略機能ブロック図である。
【図１０】本発明の放射線検出器の構成の一例（送信手段付き携帯タイプ）を示す概念図である。
【図１１】図１０の放射線検出器の概略機能ブロック図である。
【図１２】γ線の強度と測定された電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，２０，３０，４５，５０  放射線検出器
２  半導体（放射線誘起表面活性物質，放射線触媒）
３  第１電極
４  第２電極
５  電解電導体
６  測定手段
１２  フィルタ
２１  シンチレータ
２２  半導体（光触媒）
２３  第１電極
２４  第２電極
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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