(57)【要約】【課題】２０ｋｅＶ以下の低エネルギーのβ線を確実に検出するシリコン主体のβ線検出素子を提供する。【解決手段】シリコン半導体基体（１１）上に受線用の接合面（１２ａ）を有したダイオード（１１，１２，１４）を形成し、かつ、半導体基体（１１）の表面のうち少なくとも前記受線用の接合面（１２ａ）に対向する領域に絶縁体膜（１５）を形成してβ線検出素子（１０）を構成し、かつ、その絶縁体膜（１５）の厚さを、８０ｎｍ以下に設定する。このように絶縁体膜（１５）を薄化すれば、低エネルギーのβ線によるキャリアが基板（１１）内で効率よく発生するので、β線検出素子（１０）の出力電流が大きくなる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成し、かつ、前記半導体基体の表面のうち少なくとも前記受線用の接合面に対向する領域に絶縁体膜を形成してなるβ線検出素子であって、
前記絶縁体膜の厚さは、８０ｎｍ以下である
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載のβ線検出素子において、
前記厚さは、５０ｎｍである
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のβ線検出素子において、
前記半導体基体の表面から前記受線用の接合面までの深さは、４００ｎｍ以下である
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項４】
請求項３に記載のβ線検出素子において、
前記深さは、３００ｎｍである
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のβ線検出素子において、
前記ダイオードは、ＰＩＮ接合ダイオードである
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項６】
シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成してなるβ線検出素子であって、
前記半導体基体の表面から前記受線用の接合面までの深さは、４００ｎｍ以下である
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項７】
請求項６に記載のβ線検出素子において、
前記深さは、３００ｎｍである
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のβ線検出素子において、
前記ダイオードは、ＰＩＮ接合ダイオードである
ことを特徴とするβ線検出素子。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載のβ線検出素子と、
前記β線検出素子を外部へ接続するためのコネクタと
を備えたことを特徴とするβ線検出器。
【請求項１０】
シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成し、かつ、前記半導体基体の表面のうち少なくとも前記受線用の接合面に対向する領域に絶縁体膜を形成してなる放射能測定用β線検出素子であって、
前記絶縁体膜の厚さは、８０ｎｍ以下であり、
前記受線用の接合面の広さは、径５０ｍｍの円と同等、又はそれより大きい
ことを特徴とする放射能測定用β線検出素子。
【請求項１１】
シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成してなる放射能測定用β線検出素子であって、
前記半導体基体の表面から前記受線用の接合面までの深さは、４００ｎｍ以下であり、
前記受線用の接合面の広さは、径５０ｍｍの円と同等、又はそれより大きい
ことを特徴とする放射能測定用β線検出素子。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の放射能測定用β線検出素子と、
前記放射能測定用β線検出素子を外部へ接続するためのコネクタと
を備えたことを特徴とする放射能測定用β線検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性核種などが放射するβ線を検出するβ線検出素子、及びβ線検出器に関する。また、本発明は、放射能測定に用いられる放射能測定用β線検出素子、及び放射能測定用β線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力施設などでは、構造部材の表面及び内部が放射性核種で汚染されるため、その放射能を測定し、クリアランスレベル区分を検認する必要がある。
我が国の原子力安全委員会の放射性廃棄物基準専門部会の報告によると、放射性核種として、３Ｈ，５４Ｍｎ，６０Ｃｏ，９０Ｓｒ，１３４Ｃｓ，１３７Ｃｓ，１５２Ｅｕ，１５４Ｅｕ、全α核種、の９種類の核種が選定されている。
【０００３】
このうちトリチウム（３Ｈ）は、γ線を放出せずに２０ｋｅＶ以下の比較的低いエネルギー（高々１８．６ｋｅＶである。）のβ線（以下、「低エネルギーのβ線」という。）のみを放射する。その放射能測定では、この低エネルギーのβ線を検出する必要がある。
その放射能測定方法として現在採用されているのは、１．被検物からサンプルを液状として採取し液体シンチレーションカウンタを用いる方法、２．被検物からサンプルを水蒸気として採取し液体比例計数管を用いる方法、３．スミア濾紙サンプリングで被検物の表面を拭き取るスミア法、などである。
【０００４】
その他に、近年、トリチウムから放射される低エネルギーのβ線を検出する素子として、シリコンを主要物質としたβ線検出素子が提案された（非特許文献１参照）。
【非特許文献】
ワンプラー及びドイル（Ｗ．Ｒ．Ｗａｍｐｌｅｒ　ａｎｄ　Ｂ．Ｌ．Ｄｏｙｌｅ），　”トリチウム表面汚染の検出にピンダイオードを使用した低エネルギーβ線分光学（ＬＯＷ−ＥＮＥＲＧＹ　ＢＥＴＡ　ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ　ＵＳＩＮＧ　ＰＩＮ　ＤＩＯＤＥＳ　ＴＯ　ＭＯＮＩＴＯＲ　ＴＲＩＴＩＵＭ　ＳＵＲＦＡＣＥ　ＣＯＮＴＡＭＩＮＡＴＩＯＮ）”，ＳＡＮＤ９４−０９３９（米国），１９９４年６月，Ｃａｔｅｇｏｒｙ　ＵＣ−４２３，ｐ．１−２４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１の方法では、予めサンプルを採取し溶解する前処理が必要である、２の方法では、メタンガスを使用するため排気が必要である、３の方法では、拭き取りの採取効率や離脱率を一定にする必要がある、というようにそれぞれ非常に煩雑な作業を要し、効率よく測定することができない。１，３の方法に至っては、測定をリアルタイムで行うことができないという問題もある。
【０００６】
また、トリチウムの放射する低エネルギーのβ線の線量を確実に検出するべく、１，３の方法では、実効的なβ線量を引き上げる必要があり、測定精度を向上させにくい（因みに、他の放射性同位元素で一般的に知られている６３Ｎｉは６５．９ｋｅＶ、１４Ｃは１５６ｋｅＶ、６０Ｃｏは３１８ｋｅＶ、９０Ｓｒは５６４ｋｅＶ、１３７Ｃｓは６６２ｋｅＶのβ線をそれぞれ放射する。）。
【０００７】
一方、非特許文献１において提案されたシリコン主体のβ線検出素子による放射能測定は、上記各問題を一切生じさせないので極めて有用性が高い。
しかしながら、このβ線検出素子による低エネルギーのβ線の検出の再現性は実際のところ不十分であり、実用化の域には達していない。
したがって、現在、トリチウムに汚染された可能性のある構造部材は、クリアランスレベル区分の検認を効率的に行うことが難しい。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、２０ｋｅＶ以下の低エネルギーのβ線を確実に検出することのできるシリコン主体のβ線検出素子、及びそれを用いたβ線検出器を提供することを目的とする。また、本発明は、低エネルギーのβ線を放射する放射性核種の短時間かつ高精度な放射能測定を可能とするシリコン主体の放射能測定用β線検出素子、及びそれを用いた放射能測定用β線検出器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のβ線検出素子は、シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成し、かつ、前記半導体基体の表面のうち少なくとも前記受線用の接合面に対向する領域に絶縁体膜を形成してなるβ線検出素子であって、前記絶縁体膜の厚さは、８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のβ線検出素子は、請求項１に記載のβ線検出素子において、前記厚さは、５０ｎｍであることを特徴とする。
請求項３に記載のβ線検出素子は、請求項１又は請求項２に記載のβ線検出素子において、前記半導体基体の表面から前記受線用の接合面までの深さは、４００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載のβ線検出素子は、請求項３に記載のβ線検出素子において、前記深さは、３００ｎｍであることを特徴とする。
請求項５に記載のβ線検出素子は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のβ線検出素子において、前記ダイオードは、ＰＩＮ接合ダイオードであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載のβ線検出素子は、シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成してなるβ線検出素子であって、前記半導体基体の表面から前記受線用の接合面までの深さは、４００ｎｍ以下であることを特徴とする。
請求項７に記載のβ線検出素子は、請求項６に記載のβ線検出素子において、前記深さは、３００ｎｍであることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載のβ線検出素子は、請求項６又は請求項７に記載のβ線検出素子において、前記ダイオードは、ＰＩＮ接合ダイオードであることを特徴とする。
請求項９に記載のβ線検出器は、請求項１〜請求項８の何れか一項に記載のβ線検出素子と、前記β線検出素子を外部へ接続するためのコネクタとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載の放射能測定用β線検出素子は、シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成し、かつ、前記半導体基体の表面のうち少なくとも前記受線用の接合面に対向する領域に絶縁体膜を形成してなる放射能測定用β線検出素子であって、前記絶縁体膜の厚さは、８０ｎｍ以下であり、前記受線用の接合面の広さは、径５０ｍｍの円と同等、又はそれより大きいことを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に記載の放射能測定用β線検出素子は、シリコン半導体基体上に受線用の接合面を有したダイオードを形成してなる放射能測定用β線検出素子であって、前記半導体基体の表面から前記受線用の接合面までの深さは、４００ｎｍ以下であり、前記受線用の接合面の広さは、径５０ｍｍの円と同等、又はそれより大きいことを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に記載の放射能測定用β線検出器は、請求項１０又は請求項１１に記載の放射能測定用β線検出素子と、前記放射能測定用β線検出素子を外部へ接続するためのコネクタとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態では、シリコン主体のβ線検出素子を用いてトリチウムを検出する。
図１は、本実施形態のβ線検出素子の構成を示す図である。
【００１９】
β線検出素子１０は、シリコン半導体基板１１の表面に受線用の接合面１２ａを有したダイオード（ここでは、符号１２，１１，１４で示す各半導体領域からなるＰＩＮ接合ダイオードとする。）を形成してなる。
以下、シリコン半導体基板１１上でこの接合面１２ａの形成される領域については、「受線領域」と称し、また、符号「Ｅ１２」を付与する。受線領域Ｅ１２の形状は、例えば円形である（以下、円形とする。）。
【００２０】
また、β線検出素子１０の保護及びダイオードの界面準位の安定性などを目的として、シリコン半導体基板１１のうち少なくとも受線領域Ｅ１２には、その表面に二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの絶縁体膜１５が形成されている。
なお、β線検出素子１０に形成されるダイオードを、ＰＮ接合ではなくＰＩＮ接合としたのは、トリチウムの放射する低エネルギーのβ線を検出するに当たり、高速応答性が求められるからである。
【００２１】
以上の構成のβ線検出素子１０は、例えば、図２に示す手順で製造される。
先ず、シリコン半導体基板１１として、ＰＩＮ接合ダイオードのＩ領域となるべき、不純物濃度の低いシリコン半導体基板（ここでは、Ｎ−シリコン半導体基板とする。）１１を用意し、その表面において受線領域Ｅ１２とすべき領域に、Ｎ−シリコン半導体基板１１とは反対導電型であり、かつ不純物濃度の低い半導体領域（ここでは、Ｐ−半導体領域）１２を形成する。この形成は、表面側からの不純物拡散などにより行われる（図２（ａ））。こうしてできたＰ−半導体領域１２が、ＰＩＮ接合ダイオードのＰ領域となる。
【００２２】
また、このＰ−半導体領域１２の周囲（Ｐ−半導体領域１２の障害にならず、かつ若干オーバーラップする領域）に、Ｐ−半導体領域１２と同じ導電型であり、かつＰ−半導体領域１２よりも不純物濃度が高くかつ深い半導体領域（ここでは、Ｐ＋半導体領域）１３を形成する。
なお、Ｐ＋半導体領域１３を形成するのは、Ｐ−半導体領域１２から後述する配線材１７への良好なコンタクトを得るためである。
【００２３】
また、Ｎ−シリコン半導体基板１１から後述する配線材１７への良好なコンタクトを得るために、Ｎ−シリコン半導体基板１１と同じ導電型であり、かつＮ−シリコン半導体基板１１よりも不純物濃度の高い半導体領域（ここでは、Ｎ＋半導体領域）１４を形成しておく。このＮ＋半導体領域１４が、ＰＩＮ接合ダイオードのＮ領域となる。
【００２４】
しかる後、例えば、Ｎ−シリコン半導体基板１１の表面の酸化を行い、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる絶縁体膜１５を形成する（図２（ｂ））。
しかる後、絶縁体膜１５においてＰ＋半導体領域１３、及びＮ＋半導体領域１４に当接する領域にコンタクトホール１６を形成し、そのコンタクトホール１６を介して配線材１７をＰ＋半導体領域１３、及びＮ＋半導体領域１４のそれぞれに接続し、β線検出素子１０を完成させる（図２（ｃ））（以上、製造方法）。
【００２５】
さて、トリチウムの検出時、被検物の表面に、β線検出素子１０の受線領域Ｅ１２の表面側を対向させる。
被検物がトリチウムを含有していた場合、トリチウムから放射される低エネルギーのβ線が、β線検出素子１０の受線領域Ｅ１２に入射する。
入射したβ線は、ＰＩＮ接合ダイオードの受線用の接合面１２ａの近傍において、３〜４ｅＶ／対に相当する電子・正孔対を発生させ、電流を生起させると考えられる。
【００２６】
もしこのキャリアを効率的に発生させることができれば、β線検出素子１０の出力電流が大きくなるので、トリチウムの検出（つまりβ線の検出）を、より確実にすることができる。
但し、低エネルギーのβ線がキャリアを発生させる箇所は、シリコン半導体基板１１の比較的浅い（すなわち、シリコン半導体基板１１の表面に近い）部分と考えられる。
【００２７】
よって、キャリアを効率的に発生させるため、低エネルギーのβ線にとって直接的に障害となる絶縁体膜１５は、なるべく薄い方がよいと考えられる。
その一方で、上記した保護及び安定性等の観点からすると、絶縁体膜１５は、或る程度の厚さが必要と考えられる。
図３は、絶縁体膜１５（二酸化シリコンＳｉＯ２）の膜厚とシリコン主体のβ線検出素子の出力電流との関係を示す実験データである。なお、実験では、絶縁体膜１５の膜厚以外の条件は一定とした。
【００２８】
この実験データに基づけば、絶縁体膜１５の厚さは、８０ｎｍ以下であるときに電流値が大きくなり、５０ｎｍ程度が最良であることが分かる。
よって、図１に示すように、本実施形態のβ線検出素子１０においては、絶縁体膜１５の厚さは、５０ｎｍとされる。なお、絶縁体膜１５の厚さは、上記したＮ−シリコン半導体基板１１の表面の酸化の手順にて制御される。
【００２９】
同様に、キャリアを効率的に発生させるために、受線用の接合面１２ａの深さ（絶縁体膜１５との界面から受線用の接合面１２ａまでの距離）も、適切に制御すべきである。
その一方で、ダイオードの性能を得るためには、受線用の接合面１２ａの深さは、或る程度確保される必要がある。
【００３０】
図４は、受線用の接合面１２ａの深さとシリコン主体のβ線検出素子の出力電流との関係を示す実験データである。なお、受線用の接合面１２ａの深さ以外の条件は一定とした。
この実験データに基づけば、受線用の接合面１２ａの深さは、４００ｎｍ以下が有効であり、３００ｎｍ程度が最良であることが分かる。
【００３１】
よって、図１に示すように、本実施形態のβ線検出素子１０においては、受線用の接合面１２ａの深さは、３００ｎｍとされる。なお、受線用の接合面１２ａの深さは、上記したＰ−半導体領域１２の形成の手順にて制御される。
図５は、以上の構成の本実施形態のβ線検出素子１０の特性を示す実験データである。なお、実験では、β線の加速エネルギーを各種に変化させた。
【００３２】
図５において横軸はβ線のエネルギー、縦軸はβ線検出素子１０の増幅率である。
この実験データによれば、β線のエネルギーが２０ｋｅＶの近傍にあるときにも十分に高い電流が得られることが分かる。
【００３３】
すなわち、本実施形態のβ線検出素子１０によれば、トリチウムが放射する低エネルギーのβ線を確実に検出することができる。
なお、本実施形態のβ線検出素子１０は、シリコン半導体基板１１上にＰＩＮ接合ダイオードを形成したものであるが、要求される検出精度が緩やかである場合などには、図６に示すような、シリコン半導体基板１１’上にＰＮ接合ダイオード（応答性はＰＩＮ接合ダイオードよりは劣る）が形成されたβ線検出素子１０’を使用してもよい。
【００３４】
図６に示すβ線検出素子１０’においては、シリコン半導体基板１１’がダイオードのＮ領域、Ｐ−半導体領域１２がダイオードのＰ領域として動作する。
なお、β線検出素子１０’においても、絶縁体膜１５の膜厚、受線用の接合面１２ａの深さなどは、上記説明したβ線検出素子１０におけるそれと同じであることが好ましい。
【００３５】
また、本実施形態のβ線検出素子１０，１０’は、絶縁体膜１５の膜厚と、受線用の接合面１２ａの深さとの双方が適切な値に制御されているが、何れか一方のみが制御されても、双方を制御したものよりは下がるものの、一定の検出精度は得られる。
また、β線検出素子１０又はβ線検出素子１０’において、絶縁体膜１５を有しておらず、かつ、受線用の接合面１２ａの深さが上記した適切な値に制御されたものも、本発明のβ線検出素子である。
【００３６】
［第２実施形態］
図７を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、放射能測定用β線検出素子（シリコン主体）を使用して、トリチウムの放射能測定を行う。ここでは、放射能の指標として、トリチウムで汚染された被検物の表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ２）を測定する。
【００３７】
図７は、本実施形態の放射能測定用β線検出素子の構成を示す図である。
本実施形態の放射能測定用β線検出素子１０”は、第１実施形態で説明した何れかのβ線検出素子（以下、代表してβ線検出素子１０とする。）において、受線領域Ｅ１２を十分に広く、具体的にはその径を５０ｍｍに設定したものである。
なお、受線領域Ｅ１２の広さは、上述したＰ−半導体領域１２の形成の手順にて制御される。
【００３８】
放射能測定では、被検物の表面に放射能測定用β線検出素子１０”の受線領域Ｅ１２を対向させると共に、その放射能測定用β線検出素子１０”を連続的に駆動する。このときの放射能測定用β線検出素子１０”の出力電流に現れるパルス数から、β線の量が計数される。その結果から、被検物の表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ２）が求まる。
【００３９】
ところで、本実施形態で検出すべきβ線（トリチウムの放射するβ線）のエネルギーは低いので、放射能測定の精度は、他の放射性核種の放射能測定の精度と比較すると、低くなる可能性がある。
なお、単に、測定精度を高めるためだけであれば、測定時間を長くすることが考えられるが、それでは測定者の負担が大きくなる。また、測定時間の長期化による精度向上には、放射能測定用β線検出素子１０”のノイズレベルに起因する限界がある。
【００４０】
しかし、本実施形態の放射能測定用β線検出素子１０”は、受線領域Ｅ１２の径を十分に大きい５０ｍｍとしたので、測定時間を大幅に長期化しないにも拘わらず、測定精度が十分に得られた。
実際、実験によると、表面汚染密度（Ｂｑ／ｃｍ２）の検出下限値は、１００秒程度の測定時間（測定者が十分に許容できる範囲内である。）で自然放射能レベルと略同じ０．１Ｂｑ／ｃｍ２であった。
【００４１】
因みに、受線領域Ｅ１２の径を５ｍｍとしたときには、検出下限値は、測定時間を１００００秒にまで延長しなければ、自然放射能レベルと略同じ０．１Ｂｑ／ｃｍ２にすることはできなかった（なお、１０秒では１００Ｂｑ／ｃｍ２，１０００秒では１Ｂｑ／ｃｍ２）。
以上、本実施形態では、十分に広い受線領域Ｅ１２を有した放射能測定用β線検出素子１０”を使用するので、トリチウムの放射能測定を短時間かつ高精度に行うことが可能となる。
【００４２】
なお、本実施形態では、放射能測定用β線検出素子１０”として、受線領域Ｅ１２の径が５０ｍｍであるものを説明したが、他に制約が無ければ、さらに大きくすることもできる。但し、５０ｍｍ程度に抑えた方が、十分な測定精度を得つつも素子サイズを抑えられるので好ましい。
また、本実施形態では、放射能測定用β線検出素子１０”として、受線領域Ｅ１２の形状が単一円であるものを説明したが、円形以外の形状や、複数化してもよいことは言うまでもない。それら領域の合計の面積を上記したように十分に大きく設定すれば（すなわち、径５０ｍｍの円以上に設定すれば）、十分な測定精度が得られる。
【００４３】
［第３実施形態］
図８を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、第１実施形態のβ線検出素子１０を利用したβ線検出器を構成する。
図８は、本実施形態のβ線検出器２０の構成を示す図である。
【００４４】
図８（ａ）は、β線検出器２０の外観図、図８（ｂ）は、β線検出器２０の概略断面図である。
図８（ａ）（ｂ）に示すように、β線検出器２０において、β線検出素子１０は、プリント基板などの基板２３に実装された状態で、筐体２１内に固定される。
この筐体２１のうち、少なくともβ線検出素子１０の受線領域Ｅ１２に対向する領域には、開口２０ａが設けられる。また、筐体２１は、β線検出素子１０の受線領域Ｅ１２に対し略垂直な方向以外の方向からβ線が入射しないよう、導電性の金属などで遮蔽されている。
【００４５】
また、β線検出素子１０から筐体２１の開口２０ａの端部までの間隔は適度にとられ、また、その端部の形状は、被検物の表面に対し接触させたときに、その表面からβ線検出素子１０の受線領域Ｅ１２までの距離が安定して保たれるよう整えられている。
また、β線検出器２０においてこの開口２０ａと反対の側には、コネクタ２２が形成されている。
【００４６】
コネクタ２２は、β線検出素子１０と、外部のプリアンプや信号処理装置などの電気・電子測定機器類との間を接続する。コネクタ２２は、一般の電気・電子測定機器類の接続に用いられる、ＢＮＣ型、Ｎ型などの規格化されたコネクタであることが好ましい。
また、β線検出素子１０と基板２３との間、及び、基板２３とコネクタ２２との間は、それぞれ金属などの導電体からなる接続線２４などを介して電気的に接続される。
【００４７】
なお、筐体２１の遮蔽に導電性の金属を用いたので、β線検出器２０から接続線２４を介して外部へ出力される信号に重畳するノイズ成分（外来の電磁波などに起因する。）は、低減する。
また、β線検出器２０の使用時には、開口２０ａの空隙２７に、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスを充填又は流通させることが好ましい。
【００４８】
これにより、被検物の表面から受線領域Ｅ１２に入射するまでのβ線のエネルギー減衰を抑えることができる。
したがって、β線検出素子１０による検出精度は、高く保たれる。
以上、本実施形態のβ線検出器２０によれば、β線検出素子１０の電気・電子測定機器への接続が容易になると共に、β線検出素子１０の取り扱いが容易になる。また、β線検出素子１０による検出精度が高まる。
【００４９】
［その他］
なお、第３実施形態のβ線検出器２０において、β線検出素子１０の代わりに第２実施形態の放射能測定用β線検出素子１０”を実装すれば、放射能測定用β検出器を構成することができる。この放射能測定用β検出器によれば、放射能測定用β線検出素子１０”の電気・電子測定機器への接続が容易になると共に、放射能測定用β線検出素子１０”の取り扱いが容易になる。また、放射能測定用β線検出素子１０”による放射能測定精度が高まる。
【００５０】
なお、第３実施形態のβ線検出器には、β線検出素子が１つのみしか実装されていないが、複数化し、各β線検出素子の出力を電気・電子測定機器等で処理できるよう構成してもよい。また、複数化した各β線検出素子の受線領域Ｅ１２の合計の面積が十分に大ければ（すなわち、径５０ｍｍの円以上であれば）、放射能測定用β線検出器として使用した場合に、放射能測定を高い精度で行うことができる。
【００５１】
また、上述したβ線検出素子、β線検出器は、低エネルギーのβ線だけでなくそれよりも大きなエネルギーのβ線をも検出できるので、６０Ｃｏの検出などにも兼用できる。
また、上述した放射能測定用β線検出素子、放射能測定用β線検出器は、低エネルギーのβ線だけでなく大きなエネルギーのβ線をも検出できるので、６０Ｃｏの放射能測定などにも兼用できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、２０ｋｅＶ以下の低エネルギーのβ線を確実に検出することのできるシリコン主体のβ線検出素子、及びそれを用いたβ線検出器が実現する。また、本発明によれば、低エネルギーのβ線を放射する放射性核種の短時間かつ高精度な放射能測定を可能とするシリコン主体の放射能測定用β線検出素子、及びそれを用いた放射能測定用β線検出器が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のβ線検出素子１０の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態のβ線検出素子１０の製造方法の一例を示す図である。
【図３】絶縁体膜１５（二酸化シリコンＳｉＯ２）の膜厚とシリコン主体のβ線検出素子の出力電流との関係を示す実験データである。
【図４】受線用の接合面１２ａの深さとシリコン主体のβ線検出素子の出力電流との関係を示す実験データである。
【図５】第１実施形態のβ線検出素子１０の特性を示す実験データである。
【図６】β線検出素子１０’の構成を示す図である。
【図７】第２実施形態の放射能測定用β線検出素子１０”の構成を示す図である。
【図８】第３実施形態のβ線検出器２０の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０’　β線検出素子
１０”　放射能測定用β線検出素子
１１　シリコン半導体基板（Ｎ−シリコン半導体基板）
１１’　シリコン半導体基板（Ｎシリコン半導体基板）
１２　Ｐ−半導体領域
１３　Ｐ＋半導体領域
１４　Ｎ＋半導体領域
１５　絶縁体膜
１６　コンタクトホール
１７　配線
Ｅ１２　受線領域
１２ａ　受線用の接合面
２０　β線検出器
２０ａ　開口
２１　筐体
２２　コネクタ
２３　基板
２４　接続線
２７　空隙
【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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