[發(fā)明專利]中子檢測裝置和中子成像傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680015600.9
• 申請日: 2006-03-03
• 公開（公告）號: CN101171530A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐藤和朗;四谷任;石田武和;三木茂人
• 申請（專利權(quán)）人: 獨立行政法人科學技術(shù)振興機構(gòu);公立大學法人大阪府立大學
• 主分類號: G01T3/04
• 分類號: G01T3/04;H01L39/00;G01T1/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 浦柏明;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括多個中子檢測元件部的中子檢測裝置(neutrondetector)和中子成像傳感器(neutron?imaging?sensor)。

背景技術(shù)

以往，進行了利用超導轉(zhuǎn)變溫度高的材料的裝置的開發(fā)。作為超導轉(zhuǎn)變溫度高的超導材料，公知有超導轉(zhuǎn)變溫度為39K的MgB₂。而且，例如，以將包含¹⁰B作為結(jié)構(gòu)材料的能隙大的¹⁰B進行了濃縮的MgB₂作為中子檢測板，在該檢測板上，檢測由在中子入射時所發(fā)生的α射線產(chǎn)生的聲子(例如，參照專利文獻1)。

另外，還提出了可采用閃爍體板以二維方式檢測中子的中子成像傳感器。這樣的中子成像傳感器包括當中子入射時發(fā)光的閃爍體板和面向閃爍體板以二維方式設(shè)置的波長移動纖維，從而二維的中子檢測成為可能(例如，參照專利文獻2)。

專利文獻1：特開2003-14861號公報

專利文獻2：特開2002-71816號公報

現(xiàn)有的中子檢測裝置是單純以檢測中子為目的的通用的檢測裝置。因此，該中子檢測裝置并不是根據(jù)各種用途，諸如以檢測靈敏度為代價而要求時間分辨能力(time?resolution)的用途或以時間分辨能力為代價而要求檢測靈敏度的用途等而構(gòu)成的。

作為本申請的中子檢測裝置的用途，例如，往往用中子衍射來分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)等等。在該用途中，當使用低強度的中子源進行長時間的觀測時，要求盡管時間分辨能力低但檢測靈敏度高的中子檢測裝置。另外，當使用高強度的中子源進行短時間的觀測時，由于中子源本身為高強度，故要求是時間分辨能力高的中子檢測裝置，即使其檢測靈敏度低亦可。

這樣，在現(xiàn)有的中子檢測裝置中，并非針對中子檢測的高靈敏度和高時間分辨能力的用途，也不清楚用何種結(jié)構(gòu)能夠簡單地實現(xiàn)中子檢測的高靈敏度和高時間分辨能力。另外，雖然也要求以二維方式進行中子檢測，但存在無法以良好的靈敏度和時間分辨能力來實施二維的中子檢測的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述課題而進行的，其目的在于，提供一種可通過簡單的裝置結(jié)構(gòu)變更來設(shè)定(set)靈敏度和時間分辨能力的中子檢測裝置和中子成像傳感器。

為了達到上述目的的本發(fā)明的中子檢測裝置的特征結(jié)構(gòu)是下述方面：其中，具備多個中子檢測元件部，該中子檢測元件部具有：超導元件，其具有至少一個表面由電介質(zhì)材料形成的基體材料、在上述表面上形成的超導材料的帶狀線(strip?line)、以及在上述帶狀線的兩端部分形成的電極部；電阻測定單元，利用上述帶狀線的電阻值的變化來測定因上述帶狀線中的超導元素與中子的核反應引起的發(fā)熱；以及散熱設(shè)定單元，在與形成有上述帶狀線的上述表面相反一側(cè)的上述基體材料的背面部，設(shè)定因上述核反應引起的發(fā)熱的散熱性，在上述中子檢測元件部之間，使上述散熱性互不相同。

按照上述特征結(jié)構(gòu)，散熱設(shè)定單元以設(shè)定因帶狀線中的超導元素與中子的核反應引起的發(fā)熱的散熱性的方式而被構(gòu)成。通過用散熱設(shè)定單元來設(shè)定散熱性，從而即使因核反應發(fā)生的熱量相同，在帶狀線附近滯留的熱量的大小和滯留時間也不相同。而且，通過改善散熱性，從而雖然減小了在帶狀線附近滯留的熱量，但由于熱的滯留期間縮短，故可使帶狀線中的超導元素與中子的核反應的時間分辨能力提高。另外，通過使散熱性變差，從而雖然在帶狀線附近的熱的滯留期間變長，但由于滯留的熱量增大，故可提高帶狀線中的超導元素與中子的核反應的檢測靈敏度。

進而，由于在中子檢測元件部之間因核反應引起的發(fā)熱的散熱性互不相同，故可得到兼有因散熱性佳而時間分辨能力優(yōu)越的超導元件和因散熱性差而檢測靈敏度優(yōu)越的超導元件的中子檢測裝置。

在此處，理想情況是，上述多個中子檢測元件部設(shè)置在同一上述基體材料上。

按照該結(jié)構(gòu)，通過采用例如硅基板等作為上述基體材料，從而在同一基體材料上利用半導體制造工藝，可得到以高密度集成了中子檢測元件部的中子檢測裝置。

另外，也可以是具備3個以上的上述中子檢測元件部、在上述中子檢測元件部之間使上述散熱性按3個以上等級呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)。

按照該結(jié)構(gòu)，能夠以3個以上等級的時間分辨能力和檢測靈敏度進行中子的檢測。因此，即使是檢測對象的中子的量和強度發(fā)生種種變化的情形，也可用單一的裝置恰當?shù)剡M行中子的檢測。

另外，理想情況是，通過上述基體材料的上述背面部的厚度的設(shè)定，來構(gòu)成上述散熱設(shè)定單元。