(57)【要約】【課題】分解能が低下したＧｅ結晶をアニーリングするには、その作業時間およびコストが問題となっている。また、いったん回復した分解能も、放射線損傷により再び分解能が低下するため、放射線損傷を受けやすい環境でＧｅ検出器を用いる場合、短時問でなおかつ容易に分解能を回復させることが重要である。【解決手段】放射線損傷を受けたＧｅ検出器に規定電圧をかけ、強いガンマ線源を検出器の近くに置き、十分多くの電子・空孔対を生成させると、これらが格子欠陥に取り込まれ、あたかも格子欠陥がなくなったかのような振る舞いをするようになる。この効果は、電圧をかけている間持続する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線損傷を受け低下したゲルマニウム半導体検出器（Ｇｅ検出器）の分解能を一時的に回復させる方法。
【請求項２】
放射線損傷を受けたＧｅ検出器に規定電圧をかけ、強いガンマ線源を検出器の近くに置き、Ｇｅ検出器のＧｅ結晶中に十分多くの電子・空孔対を生成させ、これらを格子欠陥に取り込ませて格子欠陥の存在しない状態でガンマ検出を行うことによりエネルギー分解能を一時的に回復させる請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線損傷を受けてガンマ線のエネルギー分解能の低下したＧｅ検出器の分解能を一時的に回復させる方法である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｇｅ検出器は、液体窒索などで冷却されたＧｅ結晶を用いたガンマ線検出器である。Ｇｅ結晶内では、ガンマ線により反跳を受けた電子が減速され反跳エネルギーを失う際にエネルギーに比例した量の電子と空孔の対を生成する。結晶には高電圧がかけられており、生成した電子・空孔対は、電場勾配により引き離され正負の電極まで輸送され、パルス状の電気信号として取り出される。
【０００３】
図１に、一般に用いられる放射線計測実験装置の構成を示す。Ｇｅ検出器は、その内部に電圧をかけられたＧｅ結晶を内装している。検出器からの電気信号は、アンプで整形・増幅されアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）で波高分析される。パルス波高は、入射したガンマ線のエネルギーに比例するので、波高分析でガンマ線のエネルギーを求めることができる。
【０００４】
Ｇｅ検出器は、ガンマ線のエネルギーを高い精度で測定できるので、ガンマ線を放出する放射性物質の測定に用いられる。このＧｅ検出器は、原子核物理、原子核科学といった基礎科学研究、放射化分析、放射線医療分野や環境モニターなどに利用されている。
【０００５】
加速器や原子炉などで使われるＧｅ検出器は、中性子線や陽子線にさらされるため、Ｇｅ結晶が損傷を受ける。放射線損傷を受けたＧｅ検出器は、検出器にかけてある電圧が一度下がると、再び電圧をかけた際にエネルギー分解能が低下する。これは、結晶中の格子欠陥が電子や空孔の移動を妨害するため、電荷が正常に収集されないためである。
【０００６】
損傷を受けたＧｅ検出器の分解能を回復するためには、Ｇｅ検出器を高真空に保ちながら加熱して、Ｇｅ結晶の格子欠陥をアニーリングする必要がある。こうした作業には、クリーンルームに設置された排気装置及びアニール装置が必要であり、一般的には製造会社のみが可能である（例えば、非特許文献１）。
【０００７】
【非特許文献１】
ＥＧ＆Ｇ  ＯＲＥＴＥＣ  ９７／９８，ＥＧ＆Ｇ  ＯＲＥＴＣ，  １９９７，ｐ．１．６７
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
分解能が低下したＧｅ結晶をアニーリングするには、その作業時間およびコストが問題となっている。また、いったん回復した分解能も、放射線損傷により再び分解能が低下するため、放射線損傷を受けやすい環境でＧｅ検出器を用いる場合、短時問でなおかつ容易に分解能を回復させることが重要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、放射線損傷を受け低下したＧｅ検出器の分解能を、一時的に回復させる方法である。放射線損傷を受けたＧｅ検出器に規定電圧をかけ、強いガンマ線源を検出器の近くに置き、十分多くの電子・空孔対を生成させると、これらが格子欠陥に取り込まれ、あたかも格子欠陥がなくなったかのような振る舞いをするようになる。この効果は、検出器に規定電圧をかけている間持続する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、Ｇｅ検出器の近くに強いガンマ線源を配置することにより、放射線損傷を受けて分解能の低下したＧｅ検出器のＧｅ結晶中に十分多くの電子・空孔対を生成させ、Ｇｅ検出器のガンマ線のエネルギー分解能を一時的に回復させるものである。即ち、放射線損傷を受けてエネルギー分解能の低下したＧｅ検出器を用いて放射線計測を行う際に、上記強いガンマ線源の配置を行い、分解能を一時的に回復させた後にガンマ線の測定に供するのである。
【００１１】
図２は、６０Ｃｏ標準線源からのガンマ線を図１で示す放射線計測実験装置で測定したスペクトルで、放射線損傷を受けたときと、本発明を実施して回復した後とを比較している。横軸はガンマ線のエネルギーで、縦軸は計数を表しており、ピーク値が同じになるように縦軸を規格化してある。本来のスペクトルは、左右がほぼ対称になるが、放射線損傷により点線で示すように裾が左側（低いエネルギー側）に広がり、分解能が劣化している。分解能の回復処置を施すと、回復後を表すほぼ左右対称の実線で示されるように、分解能が一時的に回復していることが分かる。
【００１２】
【実施例】
放射線損傷を受けたＯＲＴＥＣ社製ＧＭＸ７０２２０−Ｓ型Ｇｅ検出器を用い、６０Ｃｏ標準ガンマ線源（線源強度：２３．２ｋＢｑ±１．９％）を検出器表面より約１３ｃｍの位置に置いて分解能の測定を行った。本検出器は、６０Ｃｏ標準ガンマ線源からの１３３５．５ｋｅＶのガンマ線を測定したとき、エネルギー分解能が半値幅で約２．２ｋｅＶ以下という仕様となっている。
【００１３】
図２に分解能の低下した上記検出器で測定された１３３５．５ｋｅＶのガンマ線のスペクトルを点線にて示す。測定の結果、低エネルギー側にテイルを引いており、明らかに放射線損傷を受けていることが分かる。エネルギー分解能は１／１０幅（ピークの最大値から１／１０の高さのピーク幅）で７．０ｋｅＶ、半値幅（ピークの最大値から１／２の高さのピーク幅）で２．９ｋｅＶに低下していた。
【００１４】
エネルギー分解能を回復させるために、１５２Ｅｕ標準ガンマ線源と１３３Ｂａ標準ガンマ線源をＧｅ検出器表面に置き、１４時間放置した。
その後、１５２Ｅｕ標準ガンマ線源と１３３Ｂａ標準ガンマ線源を取り外し、再び
６０Ｃｏ標準ガンマ線源を用いガンマ線エネルギースペクトルを測定した。その結果、図２に実線で示すように、エネルギー分解能が１／１０幅で５．２ｋｅＶ、半値幅で２．６ｋｅＶに回復した。
【００１５】
【発明の効果】
従来、損傷を受けたＧｅ検出器の分解能を回復するためには、Ｇｅ検出器を排気装置により高真空に保ちながら分解し、加熱して、Ｇｅ結晶の格子欠陥をアニーリングする処理が必要であった。これに対し、本発明では、放射線損傷を受けたＧｅ検出器の近くに強いガンマ線源を置き、Ｇｅ結晶に多くの電子・空孔対を生成させてあたかも格子欠陥がなくなったかのようにすることにより、Ｇｅ検出器の分解能を一時的に回復させることができる、という効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般に用いられる放射線計測実験装置の概略図である。
【図２】６０Ｃｏの１３３２．５ｋｅＶガンマ線のスペクトル線を示す図である。
【図１】
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【図２】
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