JP2003279691A

JP2003279691A - 放射線・電流変換装置および放射線・電流変換方法

Info

Publication number: JP2003279691A
Application number: JP2002086842A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Nakayama; 邦彦中山; Koichi Nitto; 光一日塔; Chikara Konagai; 主税小長井; Keisuke Kitsukawa; 敬介橘川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP4020677B2

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の外部放射線源を利用して作動し、１つの
放射線を繰り返し利用して放射線・電流変換が可能な放
射線・電流変換装置およびその方法を提供する。【解決手段】放射線・電流変換装置１０は、放射線・電
流変換工程において、電流を発生させるエネルギ源とし
ての放射性同位元素を内包する構造を有していないた
め、放射性廃棄物等の外部放射線源２１を有効利用して
作動し得る。また、同一放射線２２を複数回にわたり放
射線・電流変換に利用することが可能に構成されるた
め、放射線２２のエネルギ利用率が高い効率的手段を有
する放射線・電流変換装置１０およびその方法を提供す
ることが可能となる。

Description

【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・電流変換
装置およびその方法に係り、特に、外部放射線源を利用
し、同一放射線を複数回電流変換することが可能な放射
線・電流変換装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の放射線・電流変換装置を図７に示
す。

【０００３】図７に示される放射線・電流変換装置１
は、一般に原子力電池もしくはアイソトープ電池（Radi
o Isotope 電池：ＲＩ電池）の名称で知られている。こ
の放射線・電流変換装置１は、本体ケーシング２の内部
に放射線・電流変換を行う発電手段３を備える。この発
電手段３は、放射線遮蔽体５ａで周囲を覆われ、本体ケ
ーシング２に収納される。

【０００４】発電手段３は、電流を供給するエネルギ源
としての放射線源６となる放射性同位元素を放射線漏れ
の無いよう放射線遮蔽体５ｂで密閉したエネルギ容器７
と、このエネルギ容器７で発生した熱エネルギを電気エ
ネルギに変換する熱電変換素子８と、この熱電変換素子
８から電気エネルギを取り出す出力端子９とを備える。

【０００５】放射線・電流変換装置１の放射線・電流変
換方法は、２段階変換で放射線から電気への変換を行
う。詳細には、放射線・電流変換装置１が備えるエネル
ギ容器７に内包された放射線源６である放射性同位元素
の崩壊時に生ずる崩壊エネルギをまず、熱エネルギに変
換する。そして、変換された熱エネルギを熱電変換素子
８で電気エネルギに変換し、出力端子９から電気エネル
ギを電流として取り出している。

【０００６】図７に示される放射線・電流変換装置１で
行われる放射線・電流変換方法以外の放射線・電流変換
方法としては、放射性同位元素の崩壊時に発生する放射
線を装置内部に配置された２つの半導体電極の接合面に
照射する際に、生成される電子・正孔から発生した電流
を単純に取り出す方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線・電流変
換装置１は、放射線遮蔽体５ｂで遮蔽された燃料容器７
の内部に電流を発生させるエネルギ源としての放射線源
６、すなわち、放射性同位元素を内包する構造を有して
いる。従って、放射線・電流変換装置１の外部にある、
例えば、放射性廃棄物等の既存の外部放射線源を有効利
用して放射線・電流変換装置１を作動させることができ
ないという課題がある。

【０００８】一方、従来の放射線・電流変換方法は、放
射線から一旦熱を介して電流を得る２段階変換によって
電流を得る方法のため、放射線を電流に変換する変換効
率が低い。また、２つの半導体電極接合面を放射線が１
度透過する際に発生する起電力を単純利用して電流を得
る方法でも、放射線のエネルギのうち電流発生に寄与す
るエネルギ率が低く、放射線を電流に変換する変換効率
が低いという課題がある。

【０００９】さらに、従来の放射線・電流変換方法は、
同一の放射線を複数回にわたり電流変換に利用すること
ができないという課題がある。

【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
ものであり、電流を発生させるエネルギ源として、例え
ば、放射性廃棄物等の既存の外部放射線源を有効利用し
て作動し得る放射線・電流変換装置およびその方法を提
供することを目的とする。

【００１１】また、本発明の他の目的は、照射された放
射線により電流変換されるプロセスが放射線から一旦熱
を介して起電力を得る２段階変換による放射線・電流変
換装置およびその方法よりも、高変換効率となる放射線
・電流変換装置および方法を提供するにある。

【００１２】さらに、本発明の他の目的は、同一の放射
線を複数回にわたり、放射線・電流変換に利用可能な効
率的手段を有する放射線・電流変換装置および方法を提
供するにある。

【００１３】さらにまた、本発明の他の目的は、放射線
・電流変換装置の装置形状を多様に設定可能な放射線・
電流変換装置およびその方法を提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の放射線・電流変
換装置は、上述した課題を解決するために、請求項１記
載のように、放射線・電流変換によって発生した電流を
取り出す第１の電極および第２の電極と、前記第１の電
極と隣接し、放射線源から照射される放射線に反応して
電子を前記第１の電極に供与する電子供与体と、前記第
２の電極と隣接し、電子の授受により酸化還元作用する
酸化還元物質とを具備し、前記第１の電極と第２の電極
とを対向して配置し、前記電子供与体と前記酸化還元物
質とを前記第１の電極と第２の電極との間に配置し、前
記放射線源から前記電子供与体への放射線照射によっ
て、発生した電子を前記第１の電極と前記第２の電極と
から電流として取り出し得る機構を備えたことを特徴と
する。

【００１５】このような放射線・電流変換装置は、照射
される放射線により電子供与体が励起され、電極に電子
を供与する。電極に供与された電子が放射線・電流変換
装置の閉ループを移動するため、電流を発生させること
ができる。従って、電子供与体に照射される放射線のエ
ネルギーを直接電気エネルギーに変換して取り出すこと
ができる。

【００１６】上述した課題を解決するために、本発明の
放射線・電流変換装置は、請求項２記載のように、前記
第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方が、
放射線透過性を有する物質を備えることを特徴とする。

【００１７】このような放射線・電流変換装置は、放射
線が電極を透過することで、放射線・電流変換装置内層
にある電子供与体により照射されて励起されやすくなる
ので、電極に供与される電子が増加し、発生する起電力
を大きくすることができる。

【００１８】また、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項３記載のよう
に、前記放射線源から照射される放射線が、α線、β
線、γ線、Ｘ線、中性子線であることを特徴とする。

【００１９】このような放射線・電流変換装置は、照射
する放射線にα線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線を使用
し、各種放射線と増感しやすい電子供与体と組み合わせ
ることで各種放射線に増感して電流を発生させることが
できる。

【００２０】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明の放射線・電流変換装置は、請求項４記載のよう
に、前記第１の電極は、前記電子供与体と接する電極表
面上に半導体薄膜を有し、この半導体薄膜は、Ｔｉ
Ｏ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＷＯ_３、Ｉｎ_２
Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５から選択される少なくとも
１種類の酸化物を含有することを特徴とする。

【００２１】一方、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項５記載のよう
に、前記第１の電極が、前記電子供与体と接する電極表
面上に半導体薄膜を有し、この半導体薄膜は、Ｇｅ、Ｇ
ａＳｂ、ＣｕＩｎＳｅＳ、Ｓｉ、Ｃｕ_ｘＳ、ＩｎＰ、Ｃ
ｄＴｅ、ＧａＡｓ、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ＡｌＧａＡｓから選
択される少なくとも１種類の非酸化物を含有することを
特徴とする。

【００２２】このような放射線・電流変換装置は、放射
線照射を受けて活性化された電子供与体物質から放出さ
れた電子を第１の電極側へ抽出する作用を促進する。

【００２３】また、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項６記載のよう
に、前記酸化還元物質が、ヨウ素含有物質、カリウム含
有物質、ハイドロキノン含有物質、セレン含有物質から
選択される少なくとも１種類の物質を用いて、レドック
ス系を構成することを特徴とする。

【００２４】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明の放射線・電流変換装置は、請求項７記載のよう
に、前記酸化還元物質が、室温で溶融状態にある塩であ
り、イミダゾリウム塩およびヨウ化物の少なくとも１種
類を含有することを特徴とする。

【００２５】このような放射線・電流変換装置は、酸化
還元物質に、ヨウ素を有する物質、フェロシアン化カリ
ウムを有する物質、ハイドロキノンを有する物質、セレ
ンを有する物質、イミダゾリウム塩およびヨウ化物の少
なくとも１種類を含有する物質を用いてレドックス系を
構成し、適切な電子供与体と組み合わせることで各種放
射線に増感して電流を発生する。

【００２６】一方、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項８記載のよう
に、前記第２の電極が、前記酸化還元物質と接する電極
表面上に白金、カーボン等の導電性薄膜を有することを
特徴とする。

【００２７】このような放射線・電流変換装置は、第２
の電極表面上に白金、カーボン等の導電性薄膜を有する
ことで、酸化された酸化還元物質が第２の電極へ拡散し
て、第２の電極から電子を受け取り還元する還元速度を
促進することができる。

【００２８】また、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項９記載のよう
に、前記電子供与体が、母材と付活材とを備え、前記母
材は、放射線の照射を受けて電子を放出しやすくなる性
質を有するＧｄ_２Ｏ_２Ｓ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ等の酸化物および
ＺｎＳ等の硫化物から選択される少なくとも１種類を含
有している物質であることを特徴とする。

【００２９】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明の放射線・電流変換装置は、請求項１０記載のよ
うに、前記電子供与体となる物質が、母材と付活材とを
備え、前記付活材は、放射線の照射を受けて、放射線増
感作用を有する色素、すなわち励起状態となる色素を含
有する物質であることを特徴とする。

【００３０】このような放射線・電流変換装置は、電子
供与体となる物質に、放射線の照射を受けて電子を放出
しやすくなる性質を有する物質と、放射線の照射を受け
て増感して励起状態となる色素を含有する物質、すなわ
ち蛍光物質とを用いることで、２つの電極間を放射線が
１度透過する際に発生する起電力を従来技術よりも向上
させることができる。

【００３１】本発明の放射線・電流変換装置は、上述し
た課題を解決するために、請求項１１記載のように、放
射線透過性を有する第１の電極と、この第１の電極と対
向し、放射線透過性を有する第２の電極と、前記第１の
電極と前記第２の電極との間に配置され、放射線源から
照射される放射線を受けて電子を供与する電子供与体
と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記電子
供与体と隣接して配置され、電子の授受により酸化還元
作用する酸化還元物質とを具備し、前記電子供与体は、
放射線源から前記電子供与体への放射線照射に反応して
電子を発生し、発生した電子を前記第１の電極と前記第
２の電極から電流として取り出す機構を備える放射線・
電流変換装置を並列または直列に連結集積化して、１つ
の放射線が前記放射線・電流変換装置を複数個透過する
ことを可能とし、エネルギ利用率を向上させることで、
出力電圧または電流の大容量化を可能に構成したことを
特徴とする。

【００３２】また、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項１２記載のよう
に、前記第１の電極および第２の電極が、放射線透過性
を有し、シート状あるいはフィルム状にして巻き上げら
れる構造であり、１つの放射線が前記第１の電極および
第２の電極を複数回透過することを可能とし、エネルギ
利用率を向上させることで、出力電圧または電流の大容
量化を図ったことを特徴とする。

【００３３】さらに、本発明の放射線・電流変換装置
は、上述した課題を解決するために、請求項１３記載の
ように、前記第１の電極および第２の電極が、放射線透
過性を有し、前記第１の電極および第２の電極で筒状構
造を形成し、１つの放射線が前記２つの電極を複数回透
過することを可能とし、エネルギ利用率を向上させるこ
とで、出力電圧または電流の大容量化を図ったことを特
徴とする。

【００３４】このような放射線・電流変換装置は、放射
線・電流変換装置を並列または直列に連結集積化して１
つの放射線が複数の放射線・電流変換装置を透過するこ
とを可能としたり、放射線・電流変換装置が備える２つ
の電極をシート状あるいはフィルム状にして巻き上げた
り、筒状構造にすることで、１つの放射線が複数回にわ
たり電流変換装置を透過することを可能とし、エネルギ
利用率を向上させて出力電圧または出力電流が大容量化
される。

【００３５】他方、上述した課題を解決するために、本
発明の放射線・電流変換装置は、請求項１４記載のよう
に、前記第１の電極が、前記電子供与体と接する電極表
面上に半導体薄膜を、前記第２の電極は、前記酸化還元
物質と接する電極表面上に白金、カーボン等の導電性薄
膜を有し、前記電子供与体は、放射線源から前記電子供
与体への放射線照射に反応して電子を発生し、発生した
電子を前記第１の電極と前記第２の電極から電流として
取り出す機構を有する放射線・電流変換装置を、平面上
あるいは曲面上に、ライン状またはタイル上に配置し、
前記放射線源から放射線の照射される平面あるいは曲面
上の放射線強度分布に相関性のある電流・電圧信号を前
記放射線・電流変換装置の個々で発生させ、取り出すこ
とで、放射線センサ機能を可能に構成したことを特徴と
する。

【００３６】このような放射線・電流変換装置は、平面
上あるいは曲面上に、ライン状またはタイル上に配置し
て、放射線・電流変換装置個々に発生する電流・電圧信
号を統合して放射線の照射される平面あるいは曲面上の
放射線強度分布を測定可能な放射線強度センサとして使
用できる。

【００３７】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明の放射線・電流変換装置は、請求項１５記載
のように、前記第１の電極が、前記電子供与体と接する
電極表面上に半導体薄膜を、前記第２の電極は、前記酸
化還元物質と接する電極表面上に白金、カーボン等の導
電性薄膜を有し、前記半導体薄膜または導電性薄膜は、
ｍ行×ｎ列（ｍ，ｎは任意の自然数）のマトリックスに
形成された、ｍ×ｎ個の放射線感受部を有するマトリッ
クス薄膜であり、前記放射線源から照射される放射線の
放射線強度分布に相関性のある電流・電圧信号を前記マ
トリックス薄膜が有する個々の放射線感受部から取り出
すことで、放射線センサ機能を可能に構成したことを特
徴とする。

【００３８】このような放射線・電流変換装置は、電極
上の半導体薄膜または導電性薄膜をｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ
は任意の自然数）のマトリックス構造に構成し、１つの
放射線・電流変換装置内に発生する電流・電圧信号を取
り出して測定することで、放射線・電流変換装置と同等
以下の面積における放射線強度分布を測定可能な放射線
強度センサとして使用できる。

【００３９】本発明の放射線・電流変換方法は、上述し
た課題を解決するために、請求項１６記載のように、放
射線源から電子供与体に放射線を照射する放射線照射工
程と、この放射線照射工程により、電子供与体を励起
し、電子を発生させる電子発生工程と、発生した電子を
電子供与体から電流として取り出す電流取り出し工程と
を備えることを特徴とする。

【００４０】このような放射線・電流変換方法は、放射
線・電流変換装置に放射線を照射する放射線照射工程で
電子供与体を励起し、電子発生工程で励起された電子が
放射線・電流変換装置の閉ループを移動する電子移動の
サイクルを発生させることができるので、放射線のエネ
ルギを直接電気エネルギに変換して取り出すことができ
る。また、放射線が照射されている間、電子移動のサイ
クルは繰り返され、放射線・電流変換を持続することが
できる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る放射線・電流
変換装置およびその方法の実施形態について、図面を参
照して説明する。

【００４２】[第１実施形態]図１に本発明に係る放射線
・電流変換装置の第１実施形態を示す装置概要図を示
す。この図１を引用し、放射線・電流変換装置およびそ
の方法の第１実施形態を説明する。

【００４３】図１によれば、放射線・電流変換装置１０
は、放射線透過性を有する第１の電極１１と、放射線透
過性を有し、第１の電極に対向して配置される第２の電
極１２と、第１の電極１１と隣接して配置され、放射線
照射により発生した電子を供与する電子供与体１４と、
第２の電極１２と隣接して配置され、電子の授受を行う
ことにより酸化還元反応する酸化還元物質１５とを具備
する。

【００４４】放射線・電流変換装置１０が備える電子供
与体１４と酸化還元物質１５とは、接触した状態で第１
の電極１１と第２の電極１２とに挟み込まれて配置され
る。そして、放射線・電流変換装置１０を使用する際に
は、第１の電極１１に設けられた出力端子１７ａおよび
第２の電極１２に設けられた出力端子１７ｂに、例え
ば、銅線等の接続導体１８ａおよび１８ｂを介して負荷
装置１９を結線し電気的に接続する。

【００４５】放射線・電流変換装置１０による放射線・
電流変換方法の概要は、放射線・電流変換装置１０外部
の外部放射線源２１から放射線２２の照射を受けて、放
射線・電流変換装置１０内部の電子供与体１４に到達し
た放射線２２が、電子供与体１４を励起し、電子供与体
１４で電子が放出される。放出された電子は、電子供与
体１４から第１の電極１１に供与され、第１の電極１
１、接続導体１８ａ、負荷装置１９、接続導体１８ｂ、
第２の電極１２、酸化還元物質１５を経由して、電子供
与体１４に戻る閉ループを移動することによって電流が
発生する。

【００４６】電子の放出および移動が行われる放射線・
電流変換装置１０の閉ループにおける１サイクル、すな
わち、電子供与体１４→第１の電極１１→（接続導体１
８ａ、負荷装置１９、接続導体１８ｂ）→第２の電極１
２→酸化還元物質１５→電子供与体１４の閉ループの１
サイクルに沿って、放射線・電流変換装置１０の構成お
よび放射線・電流変換方法の詳細を説明する。

【００４７】電子供与体１４は、外部放射線源２１から
の放射線２２の照射を受けて電子を放出しやすくなる性
質を有する物質を母材とし、この母材に放射線２２の照
射を受けて増感する色素、すなわち、放射線２２により
励起される色素を付活材として含有する物質であり、例
えば、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕである。

【００４８】電子供与体１４の母材には、例えば、ＹＡ
ｌＯ_３、Ｙ_２ＳｉＯ_５、Ｇｄ_２ＳｉＯ_５、ＹＴａＯ_４、
ＢａＦＣｌ、ＣａＷＯ_４、ＣｄＷＯ_４、ＺｎＷＯ_４、Ｍ
ｇＷＯ_４、Ｓｒ_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ、ＹＰＯ_４、ＧｄＢ
Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ _２Ｓ、Ｇｄ_３Ａｌ
_５Ｏ_１２、Ｇｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２、ＧｄＶＯ_４、Ｇｄ_３Ｇ
ａ_５Ｏ _１２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ、Ｉ
ｎＢＯ_３、（Ｙ，Ｉｎ）ＢＯ_３、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ、Ｚｎ_２Ｓ
ｉＯ_４、ＭｇＧａ_２Ｏ_４から選択される少なくとも１種
類以上が含有した物質が使用される。

【００４９】一方、電子供与体１４の付活材には、例え
ば、Ａｇ、Ｃｅ、Ｃｌ、Ｃｒ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｎ
ｂ、Ｐｒ、Ｔｂから選択される少なくとも１種類以上を
含有する物質が使用される。

【００５０】放射線・電流変換装置１０に放射線２２が
照射されると、放射線透過性を有する第１の電極１１お
よび第２の電極１２を放射線２２が透過して、電子供与
体１４に入射する。入射した放射線２２は、電子供与体
１４で一部が吸収され、吸収された放射線２２が有する
エネルギによって、電子供与体１４は励起され、電子を
放出する。放出された電子は、隣接する第１の電極１１
に供与される。隣接する第１の電極１１に供与する際、
電子供与体１４は電子を放出することになるので酸化状
態になる。

【００５１】第１の電極１１は、絶縁体である電極基板
２４上に、放射線照射により発生した電子を電流として
取り出す出力端子１７ａを有する第１の導電性薄膜２５
と、電子供与体１４で発生した電子の抽出を促進する電
子抽出促進物質としての半導体薄膜２６とを層状に備え
る。そして、第１の電極１１は、半導体薄膜２６の表面
で電子供与体１４と接するように配置される。

【００５２】第１の電極１１が備える半導体薄膜２６
は、酸化物もしくは非酸化物を含有する半導体であり、
半導体薄膜２６に含有される酸化物は、例えば、ＴｉＯ
_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＷＯ_３、Ｉｎ_２Ｏ
_３、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５がある。また、半導体薄膜２
６に含有される非酸化物は、Ｇｅ、ＧａＳｂ、ＣｕＩｎ
ＳｅＳ、Ｓｉ、Ｃｕ_ｘＳ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅ、ＧａＡ
ｓ、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ＡｌＧａＡｓがある。

【００５３】半導体薄膜２６は、電子供与体１４に隣接
しているため、電子供与体１４で発生した電子は、効率
良く第１の電極１１に抽出される。抽出された電子は、
出力端子１７ａから接続導体１８ａ、負荷装置１９、接
続導体１８ａを経由して、第２の電極１２が備える出力
端子１７ｂから第２の電極１２へと移動する。放射線・
電流変換装置１０が備える２つの電極間、すなわち、第
１の電極１１と第２の電極１２との間の電子の移動方向
から、第１の電極１１は負極、第２の電極１２は正極と
なる。

【００５４】第２の電極１２は、第１の電極１１と同様
に、電極基板２４上に出力端子１７ｂを有する第１の導
電性薄膜２５と、酸化還元物質１５に電子を供与する電
子供与促進物質としての第２の導電性薄膜２７とを層状
に備える。そして、第２の電極１２は、第２の導電性薄
膜２７の表面で酸化還元物質１５と接するように配置さ
れる。

【００５５】第１の導電性薄膜２５が有する出力端子１
７ｂから第２の電極１２が備える第１の導電性薄膜２５
を経由して第２の導電性薄膜２７へ電子が移動する。第
２の導電性薄膜２７は、例えば、カーボン、白金等であ
り、隣接する酸化還元物質１５への電子供与を促進する
効果を有する。従って、第２の導電性薄膜２７は、第２
の電極１２から酸化還元物質１５へ効率良く電子を供与
できる。

【００５６】酸化還元物質１５は、レドックス系を構成
する物質（以下、レドックス系物質とする）、室温で溶
融状態になる塩（以下、室温溶融塩とする）もしくは融
点が室温以下のヨウ化物である。

【００５７】酸化還元物質１５に使用できるレドックス
系物質としては、例えば、ヨウ素（Ｉ_２）、ヨウ化リチ
ウム（ＬｉＩ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ化マグ
ネシウム（ＭｇＩ_２）、ヨウ化カルシウム（Ｃａ
Ｉ_２）、テトラプロピルアンモニウムヨウ素｛（Ｃ_３Ｈ
_７）_４ＮＩ｝、ジメチルプロピルイミダゾリルヨウ素
｛（ＣＨ_３）_２（Ｃ_３Ｈ_７）Ｃ_５Ｈ_２ＮＩ｝から選択さ
れるヨウ素含有物質、フェロシアン化カリウム等のカリ
ウム含有物質、ハイドロキノン等のハイドロキノン含有
物質、セレン等のセレン含有物質がある。

【００５８】一方、酸化還元物質１５に使用できる室温
溶融塩としては、例えば、イミダゾリウム塩があり、ま
た、融点が室温以下のヨウ化物としては、例えば、ヘキ
シルメチルイミダゾリウムヨウ化物がある。

【００５９】酸化還元物質１５がヨウ素レドックス系
（Ｉ_３ ⁻／Ｉ⁻）の場合には、まず、酸化還元物質１５
と第２の電極１２との間において、第２の電極１２に移
動してきた電子を第２の電極１２が備える第２の導電性
薄膜２７から受け取る。酸化還元物質１５が第２の電極
１２より電子を受け取る際には、３Ｉ⁻→Ｉ_３ ⁻＋２ｅ
⁻の反応が進行する。

【００６０】電子を受け取り、還元された酸化還元物質
１５は、酸化還元物質１５と電子供与体１４との間にお
いて、還元剤として機能する。従って、電子を供与して
酸化している電子供与体１４は、酸化還元物質１５から
電子を供与されて還元される。酸化還元物質１５が電子
供与体１４に電子を供与する際にはＩ_３ ⁻＋２ｅ⁻→３
Ｉ⁻の反応が進行する。

【００６１】放射線・電流変換装置１０は、放射線２２
が照射される間、電子供与体１４で電子を放出し続け、
電子供与体１４から始まる電子移動の１サイクルを繰り
返し、負荷装置１９への電力供給を継続する。

【００６２】一方、放射線・電流変換装置１０は、電子
供与体１４の放射線による励起のされやすさ、放射線の
種類および放射線強度により発電する効率が異なってく
る。電子供与体１４の放射線による励起のされやすさ
は、例えば、母材のみのＧｄ_２Ｏ_２Ｓと、母材Ｇｄ_２Ｏ
_２ＳにＥｕを付活させたＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕとを比較し
た場合、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕの方が励起されやすく、発
電の効率も高い。

【００６３】さらに、ＥｕとＴｂを混合した付活材を母
材に付活した場合、Ｅｕのみを母材に付活した場合より
も発電の効率が向上する。この現象は、励起電子が基底
状態になるクロス緩和が効果的に関係すると考えられ
る。従って、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ母材以外にもクロス緩和が起
きやすいＹ_２Ｏ_２Ｓ等を母材として用いた場合にも同様
の効果が得られる。

【００６４】放射線に対する反応については、Ｘ線やγ
線の電離放射線については原子番号の大きなＧｄやＷが
効率が良く、中性子との反応の場合には、Ｇｄの(n,γ)
反応に伴う内部転換電子を利用する方が反応断面積が大
きく効率的である。電子供与体１４に使用する物質は、
単体で用いるよりも混合して用いた方が緩和による効果
で発電の効率が向上することが実験によっても確認され
ている。

【００６５】従って、各物質における電子の励起準位
が、付活剤の元素によって異なり、緩和現象も結晶の場
によって異なることから説明される。実際には、放射線
の種類や線量率によって蛍光体の混合割合や付活剤の混
合割合を変えることが効率を上げる上では好ましい。

【００６６】本実施形態の放射線・電流変換装置１０に
よれば、放射線・電流変換装置１０の外部にある外部放
射線源２１から放出された放射線２２が放射線透過性を
有する第１の電極１１および第２の電極１２を透過し
て、両電極間に配置されている電子供与体１４を励起す
ることで、電子供与体１４から電子を放出させる。そし
て、この電子を負荷装置１９を含む閉ループ内で循環さ
せることによって、負荷装置１９への電力供給を可能に
している。

【００６７】尚、放射線・電流変換装置１０が備える第
１の電極１１および第２の電極１２は、絶縁体の電極基
板２４上に出力端子１７を有する第１の導電性薄膜２５
を備えた構造となっているが、出力端子１７を有する導
体を備える電極基板でも良い。また、第２の電極１２で
は、第１の導電性薄膜２５と第２の導電性薄膜２７は別
々の導体としてあるが、第１の導電性薄膜２５を第２の
導電性薄膜２７と同一の物にしても良い。

【００６８】さらに、両方の電極とも放射線透過性を有
するとしたが、少なくともいずれか一方の電極が放射線
透過性を有していれば、放射線・電流変換装置１０は、
放射線・電流変換をすることができる。しかし、いずれ
か一方の電極のみが放射線透過性を有する場合は、両方
の電極とも放射線透過性を有する場合と比較して発電の
効率が低下する。

【００６９】さらにまた、電子供与体１４は、母材と付
活材とを備えた物質としているが、付活材は備えていな
くても良い。例えば、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕの付活剤であ
るＥｕを含まないＧｄ_２Ｏ_２Ｓでも良い。しかし、付活
材を使用しない場合は、Ｅｕを付活材として使用した場
合の方が発電の効率が低下する。

【００７０】[第２実施形態]図２に本発明に係る放射線
・電流変換装置の第２実施形態の一例を示す装置概要図
を示す。

【００７１】この図２を用いて、第２実施形態を示す放
射線・電流変換装置１０Ａおよびその方法を説明する。
尚、図２に示される放射線・電流変換装置１０Ａにおい
て、図１に示される放射線・電流変換装置１０と全く異
ならない部位には同じ符号を付して説明を省略する。

【００７２】図２に示される放射線・電流変換装置１０
Ａは、第１実施形態を示す放射線・電流変換装置１０の
２つの電極間、すなわち、第１の電極１１および第２の
電極１２と、電子供与体１４と、酸化還元物質１５とを
シート状あるいはフィルム状にして、巻き上げ可能に構
成した装置である。

【００７３】放射線・電流変換装置１０Ａは、シート状
あるいはフィルム状の巻き上げ可能な第１の電極１１Ａ
および第２の電極１２Ａと、電子供与体１４Ａと、酸化
還元物質１５Ａとを備えている点以外は第１実施形態の
放射線・電流変換装置１０と全く異ならない。また、放
射線・電流変換装置１０Ａの放射線・電流変換方法は、
第１実施形態の放射線・電流変換装置１０の放射線・電
流変換方法と全く異ならないので、ここでは説明を省略
する。

【００７４】本実施形態の放射線・電流変換装置１０Ａ
およびその方法によれば、１つの放射線１３が複数回に
わたり放射線・電流変換装置１０Ａを透過することが可
能となり、放射線２２のエネルギ利用率が向上するの
で、第１実施形態の放射線・電流変換装置１０と比較し
て出力電圧または電流を大容量化することができる。

【００７５】尚、本実施形態を示す放射線・電流変換装
置１０Ａは、図２に示されるように巻き上げる構造でな
くても良い。放射線・電流変換装置１０Ａを任意の幅で
複数回折り重ねた構造であっても良い。

【００７６】[第３実施形態]図３に本発明に係る放射線
・電流変換装置の第３実施形態を示す装置概要図を示
す。

【００７７】この図３を用いて、第３実施形態を示す放
射線・電流変換装置１０Ｂおよびその方法を説明する。
尚、図３に示される放射線・電流変換装置１０Ｂにおい
て、図１および図２に示される放射線・電流変換装置１
０および１０Ａと全く異ならない部位には同じ符号を付
して説明を省略する。

【００７８】図３に示される放射線・電流変換装置１０
Ｂは、図１に示される放射線・電流変換装置１０の２つ
の電極間、すなわち、第１の電極１１および第２の電極
１２と、電子供与体１４と、酸化還元物質１５とを、例
えば、円筒等の筒状に構成している。

【００７９】筒状に形成された放射線・電流変換装置１
０Ｂは、第１の電極１１Ｂおよび第２の電極１２Ｂと、
電子供与体１４Ｂと、酸化還元物質１５Ｂとを備えてい
る点以外は第１実施形態の放射線・電流変換装置１０と
全く異ならない。また、放射線・電流変換装置１０Ｂの
放射線・電流変換方法は、第１実施形態の放射線・電流
変換装置１０の放射線・電流変換方法と全く異ならない
ので、ここでは説明を省略する。

【００８０】本実施形態の放射線・電流変換装置１０Ｂ
およびその方法によれば、１つの放射線２２が複数回に
わたり放射線・電流変換装置１０Ｂを透過することが可
能となり、放射線２２のエネルギ利用率が向上するの
で、第１実施形態の放射線・電流変換装置１０と比較し
て出力電圧または電流を大容量化することができる。

【００８１】[第４実施形態]図４（ａ）〜図４（ｃ）に
本発明に係る放射線・電流変換装置の第４実施形態を示
す装置概要図を示す。

【００８２】図４（ａ）〜図４（ｃ）を用いて、第４実
施形態を示す放射線・電流変換装置１０Ｃ，１０Ｄ，１
０Ｅおよびその方法を説明する。尚、図４（ａ）〜図４
（ｃ）に示される放射線・電流変換装置１０Ｃ，１０
Ｄ，１０Ｅにおいて、図１〜図３に示される放射線・電
流変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂと全く異ならない部位
には同じ符号を付して説明を省略する。

【００８３】図４（ａ）に示される放射線・電流変換装
置１０Ｃは、図１に示される放射線・電流変換装置１０
を複数個直列に配置し、放射線・電流変換装置１０の正
極である第２の電極１２と、負極である第１の電極１１
とを結線２９を用いて、放射線・電流変換装置１０を直
列接続し、連結集積化するように構成されている。

【００８４】図４（ａ）に示される放射線・電流変換装
置１０Ｃは、１つの放射線２２が複数個の放射線・電流
変換装置１０を透過することが可能となり、放射線２２
のエネルギ利用率が向上する。また、放射線・電流変換
装置１０Ｃは、複数個の放射線・電流変換装置１０を直
列接続しているので、放射線・電流変換装置１０Ｃの出
力電圧は、放射線・電流変換装置１０単体の出力電圧と
比較して、直列接続した放射線・電流変換装置１０の個
数倍の電圧とほぼ等しくなる。

【００８５】一方、図４（ｂ）に示される放射線・電流
変換装置１０Ｄは、図１に示される放射線・電流変換装
置１０を複数個並列に配置し、放射線・電流変換装置１
０の正極である第２の電極１２と、負極である第１の電
極１１とを結線２９を用いて直列接続し、連結集積化す
るように構成されている。

【００８６】図４（ｂ）に示される放射線・電流変換装
置１０Ｄは、１つの放射線２２が複数個の放射線・電流
変換装置１０を透過することが可能となり、放射線２２
のエネルギ利用率が向上する。また、放射線・電流変換
装置１０Ｄは、複数個の放射線・電流変換装置１０を直
列接続しているので、放射線・電流変換装置１０Ｄの出
力電圧は、放射線・電流変換装置１０単体の出力電圧と
比較して、直列接続した放射線・電流変換装置１０の個
数倍の電圧とほぼ等しくなる。

【００８７】また、図４（ｃ）に示される放射線・電流
変換装置１０Ｅは、図１に示される放射線・電流変換装
置１０を複数個並列に配置し、放射線・電流変換装置１
０の正極である第２の電極１２と、負極である第１の電
極１１とを結線２９を用いて並列接続し、連結集積化す
るように構成されている。

【００８８】放射線・電流変換装置１０Ｅは、１つの放
射線２２が複数個の放射線・電流変換装置１０を透過す
ることが可能となり、放射線２２のエネルギ利用率が向
上する。また、放射線・電流変換装置１０Ｅは、複数個
の放射線・電流変換装置１０を並列接続しているので、
放射線・電流変換装置１０Ｅの出力電流は、放射線・電
流変換装置１０単体の出力電流と比較して、並列接続し
た放射線・電流変換装置１０の個数倍の電流とほぼ等し
くなる。

【００８９】本実施形態の放射線・電流変換装置１０
Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅおよびその方法によれば、１つの放
射線２２が複数個の電流変換装置１０を透過することが
可能となり、エネルギ利用率が向上する。また、複数個
の電流変換装置１０からの出力電圧および電流を電気的
に直列接続して取り出せば出力電圧の大容量化が可能と
なり、電気的に並列接続して取り出せば出力電流の大容
量化が可能となる。

【００９０】尚、本実施形態において、放射線・電流変
換装置１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅは、図１に示される放射
線・電流変換装置１０を連結集積化した構成としたが、
必ずしも図１に示される放射線・電流変換装置１０を連
結集積化していなくても良い。図２に示される放射線・
電流変換装置１０Ａや図３に示される放射線・電流変換
装置１０Ｂを用いて連結集積化しても良い。つまり、放
射線・電流変換装置１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅは、図１に
示される放射線・電流変換装置１０、図２に示される放
射線・電流変換装置１０Ａおよび図３に示される放射線
・電流変換装置１０Ｂの少なくともいずれかを含んでい
れば良い。

【００９１】[第５実施形態]図５に本発明に係る放射線
・電流変換装置の第５実施形態を示す装置概要図を示
す。

【００９２】この図５を用いて、第５実施形態を示す放
射線・電流変換装置１０Ｆおよびその方法を説明する。
尚、図５に示される放射線・電流変換装置１０Ｆにおい
て、図１に示される放射線・電流変換装置１０と全く異
ならない部位には同じ符号を付して説明を省略する。

【００９３】図５に示される放射線・電流変換装置１０
Ｆは、図１に示される放射線・電流変換装置１０を少な
くとも１個以上備え、平面上に放射線・電流変換装置１
０をマトリックス状、すなわち、ｍ×ｎ（ｍ，ｎは任意
の自然数）に配置している。そして、放射線・電流変換
装置１０Ｆに備えられる個々の放射線・電流変換装置１
０から出力される電圧または電流信号を取り出し、読み
出し回路３０を介して表示手段３１に接続することで、
出力された電圧または電流を順次に読み出して表示可能
なように構成されている。

【００９４】放射線・電流変換装置１０Ｆは、放射線の
照射される平面あるいは曲面上の放射線強度分布に応じ
て、個々の放射線・電流変換装置１０がそれぞれに出力
電圧または出力電流を発生する。従って、放射線・電流
変換装置１０Ｆに配置される個々の放射線・電流変換装
置１０の出力電圧または出力電流を測定することで、放
射線の照射される平面あるいは曲面上の放射線強度分布
を測定するセンサを構築することが可能となる。

【００９５】本実施形態の放射線・電流変換装置１０Ｆ
によれば、放射線強度分布に相関性のある電流・電圧信
号を得られるので、放射線強度分布測定センサとして機
能させることができる。

【００９６】尚、放射線・電流変換装置１０Ｆは、放射
線・電流変換装置１０を備えているが、放射線・電流変
換装置１０に代わって、図２に示される放射線・電流変
換装置１０Ａや図３に示される放射線・電流変換装置１
０Ｂを備えても良い。

【００９７】[第６実施形態]図６（Ａ）に本発明に係る
放射線・電流変換装置の第６実施形態を示す装置概要図
を示す。また、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示されるＢ
−Ｂ線に沿う方向から見た場合の斜視図である。

【００９８】図６（Ａ）および図６（Ｂ）を用いて、第
６実施形態を示す放射線・電流変換装置１０Ｇおよびそ
の方法を説明する。尚、図６（Ａ）に示される放射線・
電流変換装置１０は、図１に示される放射線・電流変換
装置１０と比較して、第２の電極１２Ａを第２の電極１
２の代わりに備え、さらに、読み出し回路３０および表
示手段３１を備える点以外は全く異ならないので、同じ
符号を付して説明を省略する。

【００９９】図６（Ａ）によれば、放射線・電流変換装
置１０Ｇは、第１の電極１１と、電子供与体１４と、酸
化還元物質１５との他に、図１に示される放射線・電流
変換装置１０が備える第２電極１２に代わり、図６
（Ｂ）に示される第２の電極１２Ａを具備する。

【０１００】図６（Ｂ）に示される第２の電極１２Ａが
備える第１の導電性薄膜２５Ａは、例えば、５×５等の
マトリックス状、すなわち、ｍ×ｎ（ｍ，ｎは任意の自
然数）に分割された放射線・電流変換を行う最小構成単
位（以下、放射線感受部とする）３２をｍ×ｎ個有する
分割薄膜で形成される。第１の導電性薄膜２５Ａに形成
された２５個の放射線感受部３２は、放射線・電流変換
により生じた電圧または電流を読み出す読み出し線３３
を有する。放射線感受部３２が有する読み出し線３３は
読み出し回路３０を介して表示手段３１に接続される。
そして、放射線・電流変換装置１０Ｇは、放射線感受部
３２からの電圧または電流を順次に読み出して表示可能
なように構成されている。

【０１０１】放射線・電流変換装置１０Ｇは、放射線の
照射される平面あるいは曲面上の放射線強度分布に応じ
て、第１の導電性薄膜２５Ａが備える各放射線感受部３
２で出力電圧または出力電流を発生する。従って、放射
線・電流変換装置１０Ｇに配置される個々の放射線感受
部３２の出力電圧または出力電流を測定することで、放
射線の照射される平面あるいは曲面上の放射線強度分布
を測定するセンサを構築することが可能となる。

【０１０２】本実施形態の放射線・電流変換装置１０Ｇ
およびその方法によれば、１つの放射線・電流変換装置
１０Ｇから放射線強度分布に相関性のある電流・電圧信
号を得られるので、第５実施形態を示す放射線・電流変
換装置１０Ｆよりも狭い面積、具体的には放射線・電流
変換装置１０Ｇと同程度の面積において、放射線強度分
布が測定可能な放射線強度分布測定センサとして機能さ
せることができる。

【０１０３】尚、放射線・電流変換装置１０Ｇは、第２
の電極１２が備える第１の導電性薄膜２５Ａをマトリッ
クス状、すなわち、ｍ×ｎ（ｍ，ｎは任意の自然数）に
分割された分割薄膜として形成していたが、いずれか一
方の電極が第１の導電性薄膜２５Ａを備えていれば良
い。従って、第２の電極１２ではなく、第１の電極１１
にマトリックス状に分割した分割薄膜で形成した第１の
導電性薄膜２５Ａを備えさせても良い。

【０１０４】また、第１の導電性薄膜２５Ａを備えてい
ない側の電極は、放射線透過性を有していなくても放射
線・電流変換装置１０Ｇを放射線強度分布が測定可能な
放射線強度分布センサとして機能させることができる。

【０１０５】さらに、放射線・電流変換装置１０Ｇが備
える第１の導電性薄膜２５Ａは、図６（Ｂ）に示される
ようなマトリックス状のパターニングに限らない。マト
リックス状のパターニングは一例であり、パターニング
可能な形態を全て包含する。

【０１０６】さらにまた、第１の電極１１および第２の
電極１２は、絶縁体の電極基板２４上に出力端子１７を
有する第１の導電性薄膜２５を備えた構造となっている
が、出力端子１７を有する導体を備える電極基板に構成
し、半導体薄膜２６および第２の導電性薄膜２７と接す
る側の面を図６（Ｂ）に示されるようなパターニングを
行っても良い。

【０１０７】

【発明の効果】本発明に係る放射線・電流変換装置によ
れば、放射線を電流に変換するプロセスにおいて、電流
を新たに発生させるエネルギ源としての放射性同位元素
を内包する構造を有していないので、放射性廃棄物等の
外部放射線源を有効利用して作動し得る放射線・電流変
換装置およびその方法を提供することができる。

【０１０８】また、本発明に係る放射線・電流変換装置
は、放射線増感作用する電子供与体物質と酸化還元物質
を組み合わせて放射線から直接電流へ変換可能な高効率
変換の電子移動サイクルを形成するので、従来の放射線
・電流変換装置よりも高効率に電流を発生する放射線・
電流変換装置およびその方法を提供することができる。

【０１０９】さらに、本発明に係る放射線・電流変換装
置は、同一放射線を複数回にわたり電流変換に利用する
ことが可能に構成されるため、放射線のエネルギ利用率
が高く、効率的手段を有する放射線・電流変換装置およ
びその方法を提供することができる。

【０１１０】さらにまた、放射線・電流変換装置は、装
置配置を直列・並列集積化したり、シート状にしたり、
筒状にしたりと多様に設定可能なので、放射線・電流変
換装置の形状を多様に設定可能な放射線・電流変換装置
およびその方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射線・電流変換装置の第１実施
形態を示す装置構成図。

【図２】本発明に係る放射線・電流変換装置の第２実施
形態を示す装置構成図。

【図３】本発明に係る放射線・電流変換装置の第３実施
形態を示す装置構成図。

【図４】本発明に係る放射線・電流変換装置の第４実施
形態の構造を示す図であり、（Ａ）は、第１実施形態を
示す放射線・電流変換装置を直列配置し、各放射線・電
流変換装置を直列接続した場合、（Ｂ）は、第１実施形
態を示す放射線・電流変換装置を並列配置し、各放射線
・電流変換装置を直列接続した場合、（Ｃ）は、第１実
施形態を示す放射線・電流変換装置を並列配置し、放射
線・電流変換装置を並列接続した場合を示す説明図。

【図５】本発明に係る放射線・電流変換装置の第５実施
形態を示す装置構成図。

【図６】本発明に係る放射線・電流変換装置の第６実施
形態を示す装置構成図であり、（Ａ）は、第６実施形態
を示す放射線・電流変換装置の装置概要図、（Ｂ）は、
Ｂ−Ｂ線に沿う位置から見た斜視図。

【図７】従来の放射線・電流変換装置の構造を示す概要
図。

【符号の説明】

１０放射線・電流変換装置１１第１の電極（負極）１２第２の電極（正極）１４電子供与体１５酸化還元物質１７ａ，１７ｂ出力端子１８ａ，１８ｂ接続導体１９負荷装置２１外部放射線源２２放射線２４電極基板２５第１の導電性薄膜（導体）２６半導体薄膜（電子抽出促進物質）２７第２の導電性薄膜（電子供与促進物質）２９結線３０読み出し回路３１表示手段３２放射線感受部３３読み出し線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小長井主税神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者橘川敬介神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 5F088 AA20 AB01 AB02 AB05 AB07 AB09 BB10 DA17 EA04 FA01 FA03 LA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線・電流変換によって発生した電流
を取り出す第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極と隣接し、放射線源から照射される放射
線に反応して電子を前記第１の電極に供与する電子供与
体と、前記第２の電極と隣接し、電子の授受により酸化還元作
用する酸化還元物質とを具備し、前記第１の電極と第２の電極とを対向して配置し、前記電子供与体と前記酸化還元物質とを前記第１の電極
と第２の電極との間に配置し、前記放射線源から前記電子供与体への放射線照射によっ
て、発生した電子を前記第１の電極と前記第２の電極と
から電流として取り出し得る機構を備えたことを特徴と
する放射線・電流変換装置。
【請求項２】前記第１の電極および前記第２の電極の
少なくとも一方は、放射線透過性を有する物質を備える
ことを特徴とする請求項１記載の放射線・電流変換装
置。
【請求項３】前記放射線源から照射される放射線は、
α線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線であることを特徴と
する請求項１記載の放射線・電流変換装置。
【請求項４】前記第１の電極は、前記電子供与体と接
する電極表面上に半導体薄膜を有し、この半導体薄膜
は、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｗ
Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５から選択され
る少なくとも１種類の酸化物を含有することを特徴とす
る請求項１記載の放射線・電流変換装置。
【請求項５】前記第１の電極は、前記電子供与体と接
する電極表面上に半導体薄膜を有し、この半導体薄膜
は、Ｇｅ、ＧａＳｂ、ＣｕＩｎＳｅＳ、Ｓｉ、Ｃｕ
_ｘＳ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ａ
ｌＧａＡｓから選択される少なくとも１種類の非酸化物
を含有することを特徴とする請求項１記載の放射線・電
流変換装置。
【請求項６】前記酸化還元物質は、ヨウ素含有物質、
カリウム含有物質、ハイドロキノン含有物質、セレン含
有物質から選択される少なくとも１種類の物質を用い
て、レドックス系を構成することを特徴とする請求項１
記載の放射線・電流変換装置。
【請求項７】前記酸化還元物質は、室温で溶融状態に
ある塩であり、イミダゾリウム塩およびヨウ化物の少な
くとも１種類を含有することを特徴とする請求項１記載
の放射線・電流変換装置。
【請求項８】前記第２の電極は、前記酸化還元物質と
接する電極表面上に白金、カーボン等の導電性薄膜を有
することを特徴とする請求項１記載の放射線・電流変換
装置。
【請求項９】前記電子供与体は、母材と付活材とを備
え、前記母材は、放射線の照射を受けて電子を放出しや
すくなる性質を有するＧｄ_２Ｏ_２Ｓ、Ｙ_２Ｏ _２Ｓ等の酸
化物およびＺｎＳ等の硫化物から選択される少なくとも
１種類を含有する物質であることを特徴とする請求項１
記載の放射線・電流変換装置。
【請求項１０】前記電子供与体は、母材と付活材とを
備え、前記付活材は、放射線の照射を受けて、放射線増
感作用を有する色素、すなわち励起状態となる色素を含
有する物質であることを特徴とする請求項１記載の放射
線・電流変換装置。
【請求項１１】放射線透過性を有する第１の電極と、この第１の電極と対向し、放射線透過性を有する第２の
電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置され、放
射線源から照射される放射線を受けて電子を供与する電
子供与体と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記電子供与
体と隣接して配置され、電子の授受により酸化還元作用
する酸化還元物質とを具備し、前記電子供与体は、放射線源から前記電子供与体への放
射線照射に反応して電子を発生し、発生した電子を前記
第１の電極と前記第２の電極から電流として取り出す機
構を備える放射線・電流変換装置を並列または直列に連
結集積化して、１つの放射線が前記放射線・電流変換装
置を複数個透過することを可能とし、エネルギ利用率を
向上させることで、出力電圧または電流の大容量化を可
能に構成したことを特徴とする放射線・電流変換装置。
【請求項１２】前記第１の電極および第２の電極は、
放射線透過性を有し、シート状あるいはフィルム状にし
て巻き上げられる構造であり、１つの放射線が前記第１
の電極および第２の電極を複数回透過することを可能と
し、エネルギ利用率を向上させることで、出力電圧また
は電流の大容量化を図ったことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の放射線・電流変換装置。
【請求項１３】前記第１の電極および第２の電極は、
放射線透過性を有し、前記第１の電極および第２の電極
で筒状構造を形成し、１つの放射線が前記２つの電極を
複数回透過することを可能とし、エネルギ利用率を向上
させることで、出力電圧または電流の大容量化を図った
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の放射線
・電流変換装置。
【請求項１４】前記第１の電極は、前記電子供与体と
接する電極表面上に半導体薄膜を、前記第２の電極は、
前記酸化還元物質と接する電極表面上に白金、カーボン
等の導電性薄膜を有し、前記電子供与体は、放射線源から前記電子供与体への放
射線照射に反応して電子を発生し、発生した電子を前記
第１の電極と前記第２の電極から電流として取り出す機
構を有する放射線・電流変換装置を、平面上あるいは曲
面上に、ライン状またはタイル上に配置し、前記放射線
源から放射線の照射される平面あるいは曲面上の放射線
強度分布に相関性のある電流・電圧信号を前記放射線・
電流変換装置の個々で発生させ、取り出すことで、放射
線センサ機能を可能に構成したことを特徴とする請求項
１または請求項２記載の放射線・電流変換装置。
【請求項１５】前記第１の電極は、前記電子供与体と
接する電極表面上に半導体薄膜を、前記第２の電極は、
前記酸化還元物質と接する電極表面上に白金、カーボン
等の導電性薄膜を有し、前記半導体薄膜または導電性薄膜は、ｍ行×ｎ列（ｍ，
ｎは任意の自然数）のマトリックスに形成された、ｍ×
ｎ個の放射線感受部を有するマトリックス薄膜であり、前記放射線源から照射される放射線の放射線強度分布に
相関性のある電流・電圧信号を前記マトリックス薄膜が
有する個々の放射線感受部から取り出すことで、放射線
センサ機能を可能に構成したことを特徴とする請求項１
または請求項２記載の放射線・電流変換装置。
【請求項１６】放射線源から電子供与体に放射線を照
射する放射線照射工程と、この放射線照射工程により、
電子供与体を励起し、電子を発生させる電子発生工程
と、発生した電子を電子供与体から電流として取り出す
電流取り出し工程とを備えることを特徴とする放射線・
電流変換方法。