(57)【要約】【課題】  低温初段増幅器で発生する熱の影響による超電導放射線検出器やそれらを接続する超電導配線の温度上昇を抑え、超電導放射線検出器や低温初段増幅器に対して液体ヘリウムシールド層など外部からの輻射熱の影響を低減しつつ磁気ノイズの影響を減少させることなど、外部からの熱や磁場環境の影響によるノイズを低減して高精度の放射線検出測定が可能な超電導放射線検出装置とそれを用いた放射線分析装置を提供するものである。【解決手段】  放射線を検出する超電導放射線検出器１と、超電導放射線検出器1で検出した信号を増幅する低温初段増幅器２とを、冷却ヘッド１０４に固定し、超電導放射線検出器１及び低温初段増幅器２の上方に熱シールド板６が配し、少なくとも低温初段増幅器２と熱シールド板６の間に熱シールド板６の温度による冷却効果により超電導状態となる材料からなる超電導シールド膜７を備えた。【選択図】  図４
2007093587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する超電導放射線検出器と前記超電導放射線検出器からの信号を増幅する低温初段増幅器とが、
冷却された冷却ヘッドに固定され、
前記超電導放射線検出器の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板と、
を備えた放射線を検出する超電導放射線検出装置であって、
前記低温初段増幅器の上方に熱シールド板が配され、少なくとも前記低温初段増幅器と前記熱シールド板の間に超電導シールド膜を備えたことを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超電導放射線検出装置において、
前記超電導シールド膜は、前記熱シールド板、前記冷却ヘッド、または前記低温初段増幅器の少なくともいずれかを介して冷却され超電導状態であることを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の超電導放射線検出装置において、
前記超電導放射線検出器と前記熱シールド板の間に超電導シールド膜を備えたことを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超電導放射線検出装置において、
前記超電導シールド膜は、前記熱シールド板、前記冷却ヘッド、または前記低温初段増幅器の少なくともいずれかを介して冷却され超電導状態であることを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項５】
放射線を検出する超電導放射線検出器と前記超電導放射線検出器からの信号を増幅する低温初段増幅器とが、
冷却された冷却ヘッドに固定され、
前記超電導放射線検出器の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板と、
を備えた放射線を検出する超電導放射線検出装置であって、
前記低温初段増幅器と前記超電導放射線検出器とを接続する超電導配線の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板を備えたことを特徴とする超電導放射線検出装置において、
前記超電導配線と前記熱シールド板の間に超電導シールド膜を備えたことを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項６】
放射線を検出する超電導放射線検出器と前記超電導放射線検出器からの信号を増幅する低温初段増幅器とが、
冷却された冷却ヘッドに固定され、
前記超電導放射線検出器の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板と、
を備えた放射線を検出する超電導放射線検出装置であって、
前記冷却ヘッドに固定される熱緩衝用電極端子と、該熱緩衝用電極端子を介して、前記低温初段増幅器と前記超電導放射線検出器とを接続する超電導状態に保持された超電導配線で接続することを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の超電導放射線検出装置において、
前記超電導配線の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板を備え、
前記超電導配線と前記熱シールド板の間に超電導シールド膜を備えたことを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項８】
請求項１、５、６のいずれか１項に記載の超電導放射線検出装置において、
前記超電導放射線検出器が超電導転移端検出器であることを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項９】
請求項１、５、６のいずれか１項に記載の超電導放射線検出装置において、
前記低温初段増幅器が複数の超電導量子干渉素子であることを特徴とする超電導放射線検出装置。
【請求項１０】
筐体と、前記筐体に納められた電子線、イオン、Ｘ線のいずれかを放出する一次線源と、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の超電導放射線検出装置を備え、
前記一次線源からサンプルへの照射により、該サンプルから発生した二次放射線を前記超電導放射線検出装置で検出し、前記サンプルの分析をすることを特徴とする放射線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出する超電導放射線検出装置およびそれを用いた超電導放射線分析装置に関し、特に超電導放射線検出装置に対する外部からの熱による影響を減少させ、高精度の放射線測定を可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線、イオン、Ｘ線などの放射線を検出するための超電導放射線検出器として、ＴＥＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｅｄｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）と呼ばれる超電導転移端検出器が開発されている。これは、入射された放射線のエネルギーを熱に変換して検出するカロリーメータの一種で、従来の半導体検出器を用いた放射線検出器に比べて高感度かつ高エネルギー分解能の放射線検出ができることが知られている。
【０００３】
図８に超電導放射線検出器であるＴＥＳの絶対温度に対するＴＥＳの抵抗の関係の一例を示す。ＴＥＳの温度と抵抗の関係において、電気抵抗をもつ高温側を常伝導状態１１９と、臨界温度Ｔｃ以下の低温にしたときに電気抵抗がゼロとなる超電導状態１１７と、その中間状態である転移状態１１８がある。この転移状態となる領域は超電導転移端と呼ばれ、この領域では微小な温度変化に対してＴＥＳの抵抗が大きく変動する。これにより、入射した放射線のエネルギーにより生じる数ｍＫというわずかな絶対温度の変化によって、定電圧にバイアスされているＴＥＳに急激な抵抗変化が生じ、この抵抗変化によってＴＥＳに流れる電流値が変化するので、電流変化幅を測定することで放射線のエネルギーを検出することができる。
【０００４】
そして、この放射線入射に伴うＴＥＳに流れる数μＡ程度の微弱な電流の変化は、ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子；Superconducting Quantum Interference Device）アンプを低温初段増幅器として用いることで検出され信号増幅される。
【０００５】
また、超電導放射線検出器となるＴＥＳを駆動させるためには、ＴＥＳの転移状態となる温度に保たなくてはならない。通常、絶対温度１００ｍＫ程度の極低温まで冷却し、低温初段増幅器となるＳＱＵＩＤアンプにおいても、超電導を利用した素子を用いているので、少なくとも４Ｋ程度に冷却する必要があることが知られている。（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００６】
図９に超電導放射線検出器となるＴＥＳを用いた超電導放射線検出装置の全体構成図の一例を示す。超電導放射線検出装置１１４は、外部からの断熱のために内部を真空ポンプ（図示せず）にて真空状態にすることが可能な真空容器外装１００の内側に、絶対温度７７Ｋの液体窒素で冷却する液体窒素タンク１０１と、液体窒素タンク１０１の内側に絶対温度４Ｋの液体ヘリウムで冷却する液体ヘリウムタンク１０２が備えられている。さらに、外部から断熱されたこれらの内部に設けられた3Ｈｅと4Ｈｅの混合物を使った希釈冷凍機、または断熱消磁用冷凍機などの冷凍機１０３により、冷凍機１０３に接続された冷却ヘッド１０４を冷却し、例えば絶対温度１００ｍＫ以下まで冷却する。
【０００７】
図１０に、図９の超電導放射線装置１１４の冷却ヘッド１０４の先端部のセンサー実装部１０５の周辺を拡大した概略構成図を示す。
【０００８】
液体窒素タンク１０１および液体ヘリウムタンク１０２にそれぞれ接続された金属をセンサー実装部１０５周辺まで設けて、それぞれを液体窒素シールド層１０６および液体ヘリウムシールド層１０７とする。これにより、冷却ヘッド１０４の先端周辺も、外側から、真空容器外装１００、液体窒素シールド層１０６、液体ヘリウムシールド層１０７の順に、室温からの熱遮蔽をするような構成がなされ、冷却ヘッド１０４を絶対温度１００ｍＫ以下になるように冷却することができる。
【０００９】
さらに、液体ヘリウムシールド層１０７の内側に、超電導放射線検出器１としてＴＥＳ、低温初段増幅器２としてＳＱＵＩＤアンプが冷却ヘッド１０４の先端面４に固定されている。
一般的に、低温初段増幅器は、充分に増幅するために複数のＳＱＵＩＤを直列に接続した構成からなるＳＱＵＩＤアンプと呼ばれるものが用いられている。
【００１０】
超電導放射線検出器１であるＴＥＳの端子の片側は、低温初段増幅器２となるＳＱＵＩＤアンプと超電導配線５で接続され、他方は超電導放射線検出器１に定電圧バイアスを印加するための室温領域に設けたバイアス電源（図示せず）から銅などの配線など介して、超電導配線で接続されている。
【００１１】
ここで、入射する放射線により超電導放射線検出器１となるＴＥＳで発生するジュール熱はｎＷオーダーの非常にわずかな発熱量であるので、前述したようにＴＥＳは絶対温度１００ｍＫ程度まで冷却する必要があり、かつ絶対温度４Ｋの液体ヘリウムを用いて冷却されている液体ヘリウムシールド層１０７からのＴＥＳへの輻射熱を遮蔽して、ＴＥＳを安定的に冷却するために熱シールド板６が設けてられている。
【００１２】
熱シールド板６は、超電導放射線検出器１であるＴＥＳや低温初段増幅器２であるＳＱＵＩＤアンプと液体ヘリウムシールド層１０７との間に設けられた板状のものであり、高熱伝導性で比熱が小さい材料で常伝導材料である銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などが用いられ、外部からの放射線が超電導放射線検出器に入射するように真空容器外装１００、液体窒素シールド層１０６、液体ヘリウムシールド層１０７のそれぞれに放射線透過膜８が設けられている。この放射線透過膜８は、Ｘ線などの放射線が透過できるようなベリリウムなど材料からなる薄膜が用いられ、さらに外部からの輻射熱を防いだり、外部との圧力差を維持したりする役割も果たしている。また、この熱シールド板６は、絶対温度１００ｍＫ以下に冷却された冷却ヘッド１０４に接続されることで冷却されている。このようにして、外部からの輻射熱を遮蔽してＴＥＳやＳＱＵＩＤアンプを正常に動作する温度に保つようにしている。
【００１３】
さらに、超電導現象を利用したＴＥＳやＳＱＵＩＤは、外部磁場により特性の影響を受けやすい。例えば、ＴＥＳでは、外部磁場によりＴＥＳに流れる電流が変化し、ＴＥＳの温度-抵抗の関係が変化するなどの特性に悪影響を与える。そこで、外部磁場による影響を防ぐために、冷却ヘッドに超電導材料を使用した基板を設けたり、磁気遮蔽効果の高いパーマロイ（鉄ニッケル合金）からなる磁気シールド容器（図示せず）でＴＥＳの周辺を覆うようにしている。（例えば、特許文献１を参照）
また、ＳＱＵＩＤは、脳から発生するような微小磁場を高感度に検出する高感度磁場検出装置に利用されていることが知られている。
【非特許文献１）】D.A.WOLLMAN et al 著, “High-resolution, energy-dispersive microcalorimeter spectrometer for X-ray microanalysis,", J.Microscopy, Vol.188,Issue 03, Page 196-223,1997
【特許文献１】特開２００４−２３３０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、外部からの熱や磁場の影響を防ぐために上記のようにしても、以下のような問題が残されている。
【００１５】
外部からの輻射熱を遮断するための設けられた熱シールド板に用いられている銅などの金属では、抵抗体内において伝導電子の不規則なゆらぎによって熱ノイズが生じる。この熱ノイズにより磁気ノイズを生じる電流ノイズにより、磁気に対して高い感度を持つＴＥＳやＳＱＵＩＤにおいて影響を受けて測定精度に大きく影響する。また、発生する電流ノイズは抵抗体の抵抗値の平方根に反比例することが知られている。
【００１６】
従って、絶対温度１００ｍＫ以下に冷却された冷却ヘッドに接続される熱シールド板の抵抗値は非常に小さい値となり、発生する磁気ノイズが大きくなるので、超電導放射線検出器であるＴＥＳ素子や低温初段増幅器であるＳＱＵＩＤアンプの特性が影響を受けて、高精度な測定ができないという問題が生じていた。特に、ＳＱＵＩＤは高感度の磁場検出素子として知られており、微小な磁場でＳＱＵＩＤの特性が不安定になっていた。
【００１７】
また、ＳＱＵＩＤアンプでＴＥＳからの出力信号を増幅するときに発熱が生じ、その熱がＴＥＳとＳＱＵＩＤアンプとを接続する超電導配線を介して、ＴＥＳや超電導配線の温度が上がるので、微小な温度を検出するＴＥＳにとって熱ノイズとなり測定精度が低下させたり、超電導配線にとっては超電導状態から常伝導状態になり、熱伝導性が大きくなりさらにＴＥＳの温度を上げたりするという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、低温初段増幅器で発生する熱の影響による超電導放射線検出器やそれらを接続する超電導配線への温度上昇を抑え、超電導放射線検出器や低温初段増幅器に対して液体ヘリウムシールド層など外部からの輻射熱の影響を低減しつつ磁気ノイズの影響を減少させることなど、外部からの熱や磁場環境の影響によるノイズを低減して高精度の放射線検出測定が可能な超電導放射線検出装置とそれを用いた放射線分析装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００２０】
本発明の超電導放射線検出装置は、放射線を検出する超電導放射線検出器と、前記超電導放射線検出器からの信号を増幅する低温初段増幅器と、冷却された冷却ヘッドに固定され、前記超電導放射線検出器の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板と、を備え、放射線を検出する超電導放射線検出装置であって、前記低温初段増幅器の上方に熱シールド板が配され、前記低温初段増幅器と前記熱シールド板の間に超電導シールド膜を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
この超電導シールド膜は、少なくとも熱シールド板、冷却ヘッド、低温初段増幅器のいずれかを介して冷却されることを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、超電導放射線検出器と熱シールド板の間に超電導シールド膜を備えていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の超電導放射線検出装置は、放射線を検出する超電導放射線検出器と、前記超電導放射線検出器からの信号を増幅する低温初段増幅器と、冷却された冷却ヘッドに固定され、前記超電導放射線検出器の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板と、を備え、放射線を検出する超電導放射線検出装置であって、前記低温初段増幅器と前記超電導放射線検出器とを接続する超電導配線の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板を備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の超電導放射線検出装置は、放射線を検出する超電導放射線検出器と、前記超電導放射線検出器からの信号を増幅する低温初段増幅器と、冷却された冷却ヘッドに固定され、前記超電導放射線検出器の上方に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板と、を備え、放射線を検出する超電導放射線検出装置であって、前記冷却ヘッドに固定される熱緩衝用電極端子を介して、前記低温初段増幅器と前記超電導放射線検出器とを超電導状態に保持された超電導配線で接続することを特徴とするものである。
【００２５】
さらに、超電導配線や熱緩衝用電極端子上に前記冷却ヘッドに接続された熱シールド板を備えて、超電導配線や熱緩衝用電極端子と前記熱シールド板と間に超電導シールド膜を備えていることを特徴とするものである。
【００２６】
さらに、前記の超電導放射線検出器が超電導転移端検出器や、前記の低温初段増幅器が複数の超電導量子干渉素子であることを特徴とするものである。
【００２７】
または、本発明の放射線分析装置は、筐体と、前記筐体に納められた電子線、イオン、Ｘ線のいずれかを放出する一次線源と、上記に記載の超電導放射線検出装置を備え、前記一次線源からサンプルへの照射により、該サンプルから発生した二次放射線を前記超電導放射線検出装置で検出し、前記サンプルの分析をすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の超電導放射線検出装置によれば、超電導放射線検出器や低温初段増幅器に対する外部からの輻射熱を防ぐだけでなく磁気ノイズの影響も低減することができ、かつ超電導放射線検出器や低温初段増幅器に接続する配線から介して外部からの熱侵入を低減することができるので、超電導放射線検出器や低温初段増幅器の動作が安定し、低ノイズで高精度の放射線検出測定が可能となる。本発明の超電導放射線分析装置によれば、このような超電導放射線検出装置を用いることで一次線源によりサンプルから射出した二次放射線を安定して高精度に放射線検出測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下に示す本実施例は、センサー実装部１０５周辺の一部を除いて、図９で示した超電導放射線検出装置の全体構成図と同一の構成であり、同一の構成要素には同じ符号を記して詳細な説明は省略する。
【００３１】
図１は本発明による超電導放射線検出装置の第１実施例を示した概略図である。超電導放射線検出器１としては、ＴＥＳを用い、低温初段増幅器２としては複数個のＳＱＵＩＤを直列接続させたＳＱＵＩＤアンプを用いている。
【００３２】
超電導放射線検出装置の外部からの放射線は、図１０と同様に真空容器外装１００、液体窒素シールド層１０６、液体ヘリウムシールド層１０７、及び熱シールド板６のそれぞれに設けられた放射線透過膜８を通って超電導放射線検出器１に入射されるようになっている。ただし、冷凍機の仕様や冷凍能力などによっては、液体窒素シールド１０６が不必要な場合や、センサー実装部１０５周辺の系が真空容器外装１００を設けなくとも、真空の中に納められている場合などは、必ずしもすべてのシールド層や外層が必要となるわけではない。
【００３３】
希釈冷凍機などの冷凍機１０３と接続された冷却ヘッド１０４は、超電導放射線検出器１と低温初段増幅器２を例えば１００ｍＫ程度まで冷却するために、高熱伝導性の材料として無酸素銅を使用している。他の材料として、黄銅、りん青銅などを用いてもよい。
【００３４】
図１０と同様に例えば真空容器外装１００、液体窒素シールド層１０６、液体ヘリウムシールド層１０７により、外部からの熱を遮断することにより、冷却ヘッド１０４の温度が維持できることで超電導放射線検出器１と低温初段増幅器２が作動する低温に保つようになっている。冷却された冷却ヘッド１０４の先端面４に、例えばワニスなどを用いて、超電導放射線検出器１、先端面４とは異なる面に低温初段増幅器２を実装されている。
【００３５】
先端面４には、液体ヘリウムシールド層１０７などの外部からの輻射熱を防ぐために超電導放射線検出器１の上方に、高熱伝導性の材料として無酸素銅を用いた熱シールド板６を設け、冷却ヘッド１０４と接続されている。これにより、熱シールド板６は冷却ヘッド１０４により冷却される。
【００３６】
超電導放射線検出器１および低温初段増幅器２への接続は、超電導放射線検出器１の信号をＳ／Ｎよく伝達し、かつ低温初段増幅器２で発生した熱を超電導放射線検出器１に伝えにくくする材料がよい。この材料として、超電導材料があげられる。超電導状態では、物質の抵抗がゼロになることから超電導放射線検出器１の信号をＳ／Ｎよく伝達することができ、熱伝導率が著しく小さくなることを利用して低温初段増幅器２で発生した熱を超電導放射線検出器１に伝えにくくすることができる。本実施例では、１０００ｍＫ程度で超電導状態となるアルミニウムからなる超電導配線５を用いている。
【００３７】
本実施例では、冷却ヘッド１０４の表面に熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１を固定し、この熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１を介して超電導放射線検出器１および低温初段増幅器２を超電導配線５で接続するような構造にしている。
【００３８】
この熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１は、冷却ヘッド１０４の温度を効率的に伝えるために、低温で熱伝導性のよいシリコン基板上に、電気的に抵抗が小さい金（Ａｕ）電極を備えたものを用いた。シリコンは、冷却ヘッド１０４との電気的に絶縁する効果も持つ。また電極材としては、Ａｕの他に、Ｃｕなどの金属でもよい。熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１は、低温で高熱伝導性である材料であり、ボンディング接合部分で抵抗の小さいものであればよい。これにより、冷却ヘッド１０４で冷却された熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１により、低温初段増幅器２で生じた熱が、超電導配線５を通じて超電導放射線検出器１へ伝わらないようになる。また、このように超電導配線を熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１につなぐことで、超電導配線５が部分的に温度上昇し常電導状態になることで生じる抵抗により、伝達する信号のＳ／Ｎを下げることがないようにする効果もある。
【００３９】
また、低温初段増幅器２を駆動制御し、検出信号を出力するために、冷却ヘッド１０４の表面に固定した電極端子９と低温初段増幅器２とを超電導配線５で接続し、電極端子９から銅などの材料からなる配線１０を用いて常温の外部領域に設けた制御系装置（図示せず）に接続している。この電極端子９は、ガラスエポキシ材などのプリント基板を用い、配線１０はハンダ付けを行って、接合する。これにより、冷却ヘッド１０４で冷却された電極端子９が常温である外部から配線１０を通って伝わってくる熱を直接、超電導配線５を介して低温初段増幅器２に伝えないようになっている。
【実施例２】
【００４０】
図２は、本発明による超電導放射線検出装置の第２実施例を示した概略構成図である。
【００４１】
本実施例は、センサー実装部１０５周辺以外は第１実施例と同一の構成であり詳細な説明は省略する。
【００４２】
本実施例では、超電導配線５の上方に熱シールド板１２を設けている。この熱シール板１２は、高熱伝導性の無酸素銅を用い冷却ヘッド１０４で接続されている。
【００４３】
これにより、超電導配線５に対する液体ヘリウムシールド層１０７などの外部からの輻射熱が低減し、輻射熱により超電導配線５で生じた熱が超電導放射線検出器１を温度上昇させることを防ぎ、さらに超電導配線５が温度上昇すると超電導状態からで常伝導状態になり、低温初段増幅器２で生じた熱も超電導放射線検出器１に伝達したりすることを防ぐことができる。また、超電導配線５を完全に超電導状態に保つことで、超電導放射線検出器１の信号をＳ／Ｎを下げることなく伝達することができる。
【実施例３】
【００４４】
図３は、本発明による超電導放射線検出装置の第３実施例を示した概略構成図である。第２実施例と同様に、第３実施例についてもセンサー実装部１０５周辺以外は第１実施例と同一の構成であり、かつ第１実施例と同じ構成要素である部分の詳細な説明は省略する。
【００４５】
超電導放射線検出器１と低温初段増幅器２とを先端面４に実装し、超電導放射線検出器１と低温初段増幅器２の上方に冷却ヘッド１０４に接続された熱シールド板６を備え、かつ少なくとも低温初段増幅器２と熱シールド板６の間に、超電導シールド膜７を備え、本実施例では、この超電導シールド膜７として１０００ｍＫ程度で超電導状態となるアルミニウム（Ａｌ）を用いた。
【００４６】
尚、本実施例では超電導シールド膜７として、熱シールド板６に、アルミニウムの箔を貼り付けたが、ニオブ（Ｎｂ）などの他の超伝導体の箔を貼り付けたり、蒸着・メッキ法などの成膜手段で形成したものでもよい。さらに、超伝導シールド膜７は、熱シールド板６に貼り付けなくとも、超電導シールド膜７が超伝導状態になるようであれば、超電導放射線検出器１または低温初段増幅器２と熱シールド板６の間に設けても良い。例えば、超電導放射線検出器１や低温初段増幅器２側に設けてもよい。その場合に、超電導放射線検出器１や低温初段増幅器２と超電導シールド膜７とが導通しないように、絶縁層を介することでもよい。これにより、超電導放射線検出器１や低温初段増幅器２、または冷却ヘッド１０４により超電導シールド膜７が冷却され、超電導状態となり磁気遮断性能が高くなる。
【００４７】
これにより、熱シールド板６により超電導放射線検出器１または低温初段増幅器２への輻射熱を遮断し、かつ熱シールド板６で生じる熱ノイズによって発生する磁気ノイズを超電導シールド膜７で低減することができる。
【実施例４】
【００４８】
図４は、本発明による超電導放射線検出装置の第４実施例を示した概略構成図である。第４実施例は、先端面４の実装部分以外は、第３実施例と同様である為、詳細な説明は省略する。第３実施例との相違点は以下の２点である。１点目は冷却ヘッド４の表面にシリコンなど熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１を固定し、この熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１を介して超電導放射線検出器１および低温初段増幅器２を超電導配線５で接続している点である。これにより、低温初段増幅器２で生じた熱が、超電導配線５を通じて超電導放射線検出器１へ伝わらないようになると共に、超電導配線５が部分的に温度上昇し常電導状態になることで生じる抵抗により、伝達する信号のＳ／Ｎを下げることがないようにする効果もある。
【００４９】
また、２点目は超電導シールド膜７が超電導放射線検出器１と熱シールド板６の間にも設けてある点である。これにより、熱シールド板６により超電導放射線検出器１に対しても、熱シールド板６で生じる熱ノイズによって発生する磁気ノイズを超電導シールド膜７で低減することができ、より高精度な測定が可能となる。尚、超電導放射線検出装置の外部からの放射線が超電導放射線検出器１に入射するように、放射線透過膜８と超電導放射線検出器１との間には超電導シールド膜７は設けないようにしてある。
【実施例５】
【００５０】
図５は、本発明による超電導放射線検出装置の第５実施例を示した概略構成図である。
【００５１】
センサー実装部１０５周辺以外は第２実施例と同一の構成であり詳細な説明は省略する。第２実施例との相違点は、低温初段増幅器２及び、超電導配線５の上方に熱シールド板１２が配され、さらに熱シールド板１２からの熱ノイズを遮蔽する為に、超電導シールド膜７が配されている。
【実施例６】
【００５２】
図６は、本発明による超電導放射線検出装置の第６実施例を示した概略構成図である。
【００５３】
センサー実装部１０５周辺以外は第１実施例と同一の構成であり詳細な説明は省略する。第１実施例との相違点は、低温初段増幅器２及の前方に熱シールド板１２が配され、熱シールド板１２からの熱ノイズを遮蔽するために、超電導シールド膜７が配され、かつ超電導配線５が熱緩衝（熱アンカー）用電極端子１１を介して接続している点である。熱シールド板１２は、超電導配線５の上方まで覆うように設けても良い。
【実施例７】
【００５４】
図７は、上記の実施例１から６に示した超電導放射線検出器を用いた超電導放射線検出装置を使った放射線分析装置の概略構成図を示す。本実施例では、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）と組み合わせて使用した一例である。
【００５５】
筐体１１５に設けられた一次線源となる電子銃１０８から出射された電子ビームＢは、サンプルＳに照射される。この一次線源の照射により、サンプルＳから放出される二次電子は筐体１１５内に備えられた二次電子検出器１１６によって検出され、サンプル表面の画像情報を得ることができる。超電導放射線検出装置１１４のセンサー実装部１０５が、筐体１１５内に装入し、超電導放射線検出器１が筐体１１５内サンプルＳに接近するように設置される。そして、電子銃１０８から電子ビームＢがサンプルＳに照射され、サンプルＳから放出される放射線である特性Ｘ線は、超電導放射線検出装置１１４に設けられた放射線透過膜８を通り超電導放射線検出器１に入射することで検出されて、サンプルの元素分析などをすることができる。
【００５６】
尚、第２実施例において、熱シールド板１２からの熱ノイズに起因する磁気ノイズの影響を防ぐために、超電導配線５の上方の熱シールド板１２上に超電導シールド膜を備えることでも良い。
【００５７】
尚、本実施例での放射線分析装置では、一次線源として本実施例では電子銃を用いて、電子線をサンプルに照射する走査型電子顕微鏡で説明したが、この一次線源としてイオン、Ｘ線のいずれかを放出する一次線源を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】発明による超電導放射線装置の第１実施例の超電導放射線検出器周辺を示した概略構成図である。
【図２】本発明による超電導放射線装置の第２実施例の超電導放射線検出器周辺を示した概略構成図である。
【図３】本発明による超電導放射線装置の第３実施例の超電導放射線検出器周辺を示した概略構成図である。
【図４】本発明による超電導放射線装置の第４実施例の超電導放射線検出器周辺を示した概略構成図である。
【図５】本発明による超電導放射線装置の第５実施例の超電導放射線検出器周辺を示した概略構成図である。
【図６】本発明による超電導放射線装置の第６実施例の超電導放射線検出器周辺を示した概略構成図である。
【図７】本発明による超電導放射線装置を用いた超電導放射線分析装置の概略構成図である。
【図８】ＴＥＳの温度−抵抗曲線の一例を示す図である。
【図９】超電導放射線装置の概略全体構成図である。
【図１０】従来の超電導放射線装置の超電導放射線検出器周辺の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１        超電導放射線検出器
２        低温初段増幅器
４        先端面
５        超電導配線
６、１２  熱シールド板
７        超電導シールド膜
８        放射線透過膜
９        電極端子
１０      配線
１１      熱緩衝（熱アンカー）用電極端子
１０３    冷凍機
１０４    冷却ヘッド
１０５    センサー実装部
１０８    電子銃（一次線源）
１１４    超電導放射線検出装置
１１５    筐体
１１６    二次電子検出器
１１７    常伝導状態
１１８    転移状態
１１９    超電導状態
【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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