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WO2024048761A1 - 検出装置、放射線特定装置及び中性子画像化装置 - Google Patents

検出装置、放射線特定装置及び中性子画像化装置 Download PDF

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WO2024048761A1
WO2024048761A1 PCT/JP2023/032011 JP2023032011W WO2024048761A1 WO 2024048761 A1 WO2024048761 A1 WO 2024048761A1 JP 2023032011 W JP2023032011 W JP 2023032011W WO 2024048761 A1 WO2024048761 A1 WO 2024048761A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detection device
anode
signal
cathode
data
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/032011
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知久 本村
浩平 太田
達 谷森
淳史 高田
圭祐 田原
Original Assignee
大日本印刷株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大日本印刷株式会社 filed Critical 大日本印刷株式会社
Priority to CN202380061751.1A priority Critical patent/CN119698565A/zh
Priority to EP23860523.2A priority patent/EP4582838A1/en
Priority to IL319299A priority patent/IL319299A/en
Priority to JP2024544589A priority patent/JPWO2024048761A1/ja
Publication of WO2024048761A1 publication Critical patent/WO2024048761A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/185—Measuring radiation intensity with ionisation chamber arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
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    • G01T1/18—Measuring radiation intensity with counting-tube arrangements, e.g. with Geiger counters
    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00—Measuring neutron radiation
    • G01T3/008—Measuring neutron radiation using an ionisation chamber filled with a gas, liquid or solid, e.g. frozen liquid, dielectric

Definitions

  • Embodiments of the present disclosure relate to a detection device that detects electrons, a radiation identification device, and a neutron imaging device.
  • the detection device includes a container containing gas, an electron detector that detects electrons generated by Compton scattering, and a radiation detector that detects radiation scattered by Compton scattering.
  • Data about electrons detected by an electron detector is useful for radiation analysis. For example, as described in Patent Document 1, information regarding the scattering direction of radiation is calculated from information regarding the position of radiation detected by a radiation detector and information regarding the generation point of electrons.
  • the data detected by the electronic detector is sent to the computer. If all the data detected by the electronic detector is sent to the computer, the load on the computer becomes heavy.
  • the embodiments of the present disclosure aim to provide a detection device that can effectively solve such problems.
  • Embodiments of the present disclosure relate to [1] to [18] below.
  • a detection device that detects electrons, a container containing gas; an electron detector located inside the container and configured to detect electrons in an electron cloud formed within the container to generate an analog signal; a drift electrode facing the electron detector; a second readout circuit that digitizes the analog signal generated by the electronic detector to generate second data;
  • a computer capable of communicating with the second readout circuit,
  • the second readout circuit includes a second buffer in which the second data is stored,
  • the second reading circuit is a detection device for transmitting second final data including the second data stored in the second buffer to the computer in response to a second trigger signal.
  • the detection device may include a logic circuit connected to the second readout circuit, and the second readout circuit reads the analog signal of the electronic detector. may generate a second hit signal when the intensity of the second hit signal exceeds a threshold; A second trigger signal may be generated.
  • the detection device may include a logic circuit connected to the second readout circuit, and the electron detector includes a plurality of anode electrodes and a plurality of cathode electrodes.
  • the analog signal of the electron detector may include an anode analog signal generated by the plurality of anode electrodes and a cathode analog signal generated by the plurality of cathode electrodes.
  • the second readout circuit generates an anode hit signal when the intensity of the anode analog signal exceeds a threshold, and generates a cathode hit signal when the intensity of the cathode analog signal exceeds a threshold.
  • the logic circuit may generate the second trigger signal in response to generation of both the anode hit signal and the cathode hit signal.
  • the detection device may include a logic circuit connected to the second readout circuit, and the logic circuit is configured to receive the anode hit signal and the cathode hit signal.
  • the second trigger signal may be generated after a second delay time has elapsed since the second trigger signal was generated.
  • the second delay time may be less than or equal to a maximum travel time, and the maximum travel time is such that the electrons move from the drift electrode to the electron detector. It may also be the time required to travel to the destination.
  • the second buffer of the second readout circuit may store the second data during a second storage period.
  • the second storage period may be longer than the second delay time.
  • the second final data may include information regarding the intensity of the analog signal generated by the electronic detector. .
  • the second readout circuit may acquire information regarding the intensity of the analog signal generated by the electronic detector at a sampling frequency of 50 MHz or less.
  • the second readout circuit may acquire information regarding the intensity of the analog signal generated by the electronic detector at a sampling frequency of 10 MHz or more and 20 MHz or less. .
  • the second final data may include information regarding the time when the second data was stored in the second buffer. good.
  • the second final data may include information regarding the arrival position of electrons on the electron detector.
  • the electron cloud may be formed on a track of recoil electrons generated by Compton scattering.
  • the electron cloud may be formed in the tracks of tritium and protons generated by a nuclear reaction of neutrons.
  • the electron detector may include a plurality of anode electrodes and a plurality of cathode electrodes, and the analog signal of the electron detector is transmitted to the plurality of anode electrodes. and a plurality of cathode analog signals generated by the plurality of cathode electrodes, and the second readout circuit may include a plurality of anode analog signals generated by the plurality of cathode electrodes;
  • a cathode hit signal is generated with a distinction between rising and falling signals
  • a cathode hit signal is distinguished between rising and falling signals.
  • the second final data may include a plurality of the anode hit signals corresponding to the plurality of anode electrodes and a plurality of the cathode hit signals corresponding to the plurality of cathode electrodes. good.
  • the electron detector may include a plurality of anode electrodes and a plurality of cathode electrodes, and the analog signal of the electron detector is transmitted to the plurality of anode electrodes. and a plurality of cathode analog signals generated by the plurality of cathode electrodes, and the second readout circuit may include a plurality of anode analog signals generated by the plurality of cathode electrodes; a cathode hit signal may be generated when the intensity of the cathode analog signal exceeds a threshold; TOT information and a plurality of cathode TOT information regarding the plurality of cathode electrodes, each anode TOT information may be information regarding a period during which each anode hit signal is generated, and each cathode TOT information may be information regarding the period during which each cathode hit signal is being generated.
  • a radiation identification device The detection device according to any one of [1] to [15], a computer that receives the first final data and the second final data transmitted by the detection device, The computer is a radiation identification device that calculates an incident direction of radiation to the detection device based on first final data and second final data.
  • a radiation identification device The detection device according to any one of [1] to [15], a computer that receives the first final data and the second final data transmitted by the detection device, The computer is a radiation identification device that images the position of a radiation source based on first final data and second final data.
  • a neutron imaging device comprising: [14] or the detection device according to [15], a computer that receives the second final data transmitted by the detection device;
  • the computer is a neutron imaging device that images the incident position of neutrons to the detection device based on the second final data.
  • the amount of electronic data transmitted to a computer can be reduced.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a detection device. It is a perspective view showing an example of an electronic detector.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an electron detector. It is a perspective view showing an example of a radiation detector. It is a figure showing an example of Compton scattering which occurs in a detection device.
  • FIG. 3 is a diagram showing how electrons reach an electron detector.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an analog signal generated by a radiation detector and an analog signal generated by an electronic detector.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit for generating data.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a second readout circuit and a logic circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an anode readout circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a first readout circuit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signal processing. It is a figure which shows an example of 1st final data and 2nd final data transmitted to a computer.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signal processing. It is a figure showing an example of signal processing in a 1st modification. It is a figure which shows the 2nd read-out circuit and logic circuit in a 2nd modification. It is a figure which shows the signal processing in a 2nd modification. It is a perspective view which shows the electron detector in the 3rd modification.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an anode readout circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a first readout circuit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signal processing. It is a figure which shows an example of 1st final data and 2nd final
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a second readout circuit and a logic circuit in a third modification. It is a figure showing the 1st readout circuit, the 2nd readout circuit, and the logic circuit in a 4th modification. It is a figure which shows the signal processing in the 4th modification.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a detection device.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of neutron absorption occurring in a detection device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an analog signal generated by an electronic detector.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a hit signal.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit for generating data.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signal processing.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a device for measuring maximum travel time. 29 is a graph showing the number of electrons detected by the apparatus of FIG. 28; It is a figure which shows the analog signal in a 6th modification. It is a figure which shows the signal processing in the 7th modification. It is a figure which shows the signal processing in the 7th modification.
  • the numerical range of the parameter is defined as any one upper limit value candidate and any one lower limit value. It may be configured by combining the candidates.
  • “Parameter B is, for example, greater than or equal to A1, may be greater than or equal to A2, may be greater than or equal to A3.
  • Parameter B may be, for example, less than or equal to A4, may be less than or equal to A5, and may be less than or equal to A6.
  • the numerical range of parameter B may be A1 or more and A4 or less, A1 or more and A5 or less, A1 or more and A6 or less, A2 or more and A4 or less, It may be A2 or more and A5 or less, A2 or more and A6 or less, A3 or more and A4 or less, A3 or more and A5 or less, or A3 or more and A6 or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a detection device 10. As shown in FIG. 1
  • the detection device 10 includes a container 20, an electron detector 30 and a drift electrode 40 located inside the container 20, and a radiation detector 50.
  • the container 20 is, for example, a chamber.
  • the interior of the container 20 contains at least a rare gas such as argon or xenon.
  • the container 20 may contain a quenching gas having a quenching effect, such as carbon dioxide or methane.
  • the container 20 includes a first part 21, a second part 22 that faces the first part 21 in the first direction D1, and a side part 23 that widens from the first part 21 toward the second part 22.
  • the detection device 10 can be used to detect radiation that enters the interior of the container 20 through the first part 21 .
  • the container 20 may have a cylindrical shape. That is, the side portion 23 may have a circular cross section.
  • the container 20 may have a shape other than a cylinder, such as a cube or a rectangular parallelepiped.
  • the first portion 21 may be curved so as to be convex toward the outside of the container 20.
  • the container 20 may include a corner 24 located between the first part 21 and the side part 23.
  • the first portion 21 may be spread out flatly.
  • the corner 24 may include a surface that extends in a different direction from the first portion 21 and the side portions 23.
  • the object that emits radiation is located outside the container 20.
  • the first portion 21 may include the surface of the container 20 that is closest to the object.
  • Container 20 may include, for example, plastic or metal.
  • the plastic may be a fiber reinforced plastic.
  • the container 20 may be made of a single metal element or an alloy.
  • the metal for example, aluminum or aluminum alloy can be used.
  • a metal having a specific gravity of less than 4 may be used.
  • the thickness of the container 20 is, for example, 1 mm or more, may be 5 mm or more, or may be 10 mm or more.
  • the thickness of the container 20 is, for example, 30 mm or less, may be 25 mm or less, or may be 20 mm or less.
  • the thickness of the container 20 is, for example, 2 mm or more, may be 3 mm or more, or may be 5 mm or more.
  • the thickness of the container 20 is, for example, 20 mm or less, may be 15 mm or less, or may be 10 mm or less.
  • the drift electrode 40, the electron detector 30, and the radiation detector 50 are lined up in this order from the first part 21 to the second part 22. That is, the drift electrode 40 is located closer to the first portion 21 than the electron detector 30 is.
  • the radiation detector 50 is located closer to the second section 22 than the electronic detector 30 is.
  • Component A is located closer to the first part 21 than component B
  • component A is located on the side indicated by arrow S1 in FIG. 1 with respect to component B. means.
  • Arrow S1 represents the direction from the second part 22 to the first part 21.
  • the distance from component B to first portion 21 may be longer or shorter than the distance from component B to component A.
  • the drift electrode 40 may be closer to the first part 21 than to the second part 22.
  • the electronic detector 30 and the radiation detector 50 may be closer to the second part 22 than to the first part 21.
  • the radiation detector 50 may be located outside the container 20.
  • the radiation detector 50 may be located outside the second part 22.
  • the radiation detector 50 may face the drift electrode 40 with the second portion 22 in between.
  • the radiation detector 50 may be located inside the container 20.
  • radiation detector 50 may be located between second section 22 and electronic detector 30.
  • the electron detector 30, drift electrode 40, and radiation detector 50 will be described in detail.
  • the electron detector 30 detects ionized electrons. By detecting ionized electrons, the trajectory and energy of recoil electrons can be calculated.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of the electronic detector 30.
  • Electronic detector 30 includes multiple electrodes. Electrons generated by Compton scattering reach some of the plurality of electrodes. Some electrodes generate analog signals as electrons arrive. By identifying some of the electrodes that generated analog signals, information regarding the arrival position of the electrons on the electron detector 30 can be obtained. Based on the intensity of the analog signal, information about the energy of the electrons reaching the electron detector 30 can be obtained. The strength of the analog signal is calculated based on the voltage, amplitude, etc. of the analog signal. For example, the voltage or amplitude of the analog signal may be used as the strength of the analog signal.
  • the plurality of electrodes of the electron detector 30 may include a plurality of anode electrodes 31, a plurality of cathode electrodes 32, and a base material 35.
  • the base material 35 includes a first surface 351 and a second surface 352 that extend in a direction intersecting the first direction D1.
  • the first surface 351 faces the drift electrode 40 .
  • the second surface 352 is located on the opposite side of the first surface 351.
  • the plurality of cathode electrodes 32 may be located on the first surface 351.
  • the plurality of cathode electrodes 32 may be arranged in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1.
  • Each cathode electrode 32 may extend in a third direction D3 orthogonal to the first direction D1 and the second direction D2.
  • the plurality of anode electrodes 31 may include a plurality of line portions 311 located on the second surface 352 and aligned in the third direction D3. Each line portion 311 may extend in the second direction D2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the electron detector 30. Each line portion 311 may be connected to a plurality of through portions 312 that are arranged in the second direction D2 and that penetrate the base material 35 . The surface of the penetration part 312 may be located in the opening 33 formed in the cathode electrode 32.
  • Electrons generated by Compton scattering reach some of the anode electrodes 31 of the plurality of anode electrodes 31 and some of the cathode electrodes 32 of the plurality of cathode electrodes 32.
  • Some of the anode electrodes 31 generate an anode analog signal as electrons arrive.
  • information regarding the position of the electrons that have reached the electron detector 30 in the third direction D3 can be obtained.
  • Some of the cathode electrodes 32 generate cathode analog signals as electrons arrive.
  • information regarding the position of the electrons that have reached the electron detector 30 in the second direction D2 can be obtained. In this way, the electron detector 30 shown in FIGS. 2 and 3 can efficiently provide information regarding the position in the second direction D2 and the position in the third direction D3 of the electrons that have reached the electron detector 30.
  • the electronic detector 30 may be provided with a second readout circuit 130, which will be described later, for processing analog signals.
  • the second readout circuit 130 may be provided in a separate member from the electronic detector 30.
  • the electronic detector 30 may be provided with a cable, a hermetic connector, and a wiring board for transmitting the analog signal to the second readout circuit 130.
  • the drift electrode 40 is arranged to face the electron detector 30.
  • the drift electrode 40 faces the electron detector 30 in the first direction D1.
  • the drift electrode 40 includes a surface that extends in a direction perpendicular to the first direction D1.
  • An electric field is generated between the electron detector 30 and the drift electrode 40, which is directed from the electron detector 30 to the drift electrode 40. Ionized electrons associated with recoil electrons generated by Compton scattering are attracted toward the electron detector 30 by the electric field.
  • the radiation detector 50 detects scattered radiation.
  • the radiation scattered between the electron detector 30 and the drift electrode 40 is detected by the radiation detector 50 after passing through the electron detector 30 and the second part 22 of the container.
  • the radiation detector 50 can detect the position and energy of radiation that has reached the radiation detector 50.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the radiation detector 50.
  • the radiation detector 50 may include a plurality of detection elements 51 and a circuit board 52 that supports the detection elements 51.
  • the plurality of detection elements 51 may be arranged in a direction intersecting the first direction D1.
  • the plurality of detection elements 51 may be arranged in a second direction D2 and a third direction D3 that are perpendicular to the first direction D1.
  • the radiation reaches some of the detection elements 51 among the plurality of detection elements 51.
  • Some of the detection elements 51 generate analog signals as the radiation reaches them.
  • information regarding the arrival position of the radiation on the radiation detector 50 can be obtained.
  • information regarding the energy of the radiation that has reached the radiation detector 50 can be obtained.
  • the strength of the analog signal is calculated based on the voltage, amplitude, etc. of the analog signal.
  • the configuration of the detection element 51 is arbitrary as long as it can detect radiation.
  • the detection element 51 may include a scintillator that is excited by the scattered radiation and emits fluorescence, and a photodetector that detects the fluorescence.
  • the photodetector may include, for example, an avalanche photodiode.
  • the detection element 51 may include a semiconductor detection element that detects the scattered radiation.
  • the semiconductor detection element may include, for example, a semiconductor containing zinc cadmium telluride.
  • the radiation detector 50 includes a first detection element 51 capable of detecting radiation having energy within a first range, and a second detection element 51 capable of detecting radiation having energy within a second range different from the first range. It may include. Thereby, the range of radiation energy that can be detected by the radiation detector 50 can be expanded.
  • the radiation detected by the detection element 51 is processed by the circuit board 52 as an electrical signal.
  • the circuit board 52 may include circuits, wiring, etc. for processing electrical signals.
  • the electrical signal may be transmitted to the outside of the container 20 via, for example, a cable (not shown) connected to the circuit board 52, a hermetic connector, a wiring board, or the like.
  • the detection device 10 may include an auxiliary drift electrode 70 located between the electron detector 30 and the drift electrode 40.
  • the auxiliary drift electrode 70 is provided to improve the uniformity of the electric field distribution between the electron detector 30 and the drift electrode 40.
  • the auxiliary drift electrode 70 may include a plurality of ring electrodes 72.
  • the plurality of ring electrodes 72 are lined up along the direction in which the electron detector 30 and the drift electrode 40 face each other.
  • the ring electrode 72 includes a first ring surface 73 facing the drift electrode 40 and a second ring surface 74 located on the opposite side of the first ring surface 73.
  • An opening 721 may be formed in the ring electrode 72.
  • the opening 721 overlaps the electron detector 30 in the opposing direction.
  • the ring electrode 72 does not need to overlap the electron detector 30 in the opposing direction.
  • the ring electrode 72 may overlap the drift electrode 40 in the opposing direction.
  • the auxiliary drift electrode 70 may include a spacer 75 disposed between two adjacent ring electrodes 72 in the opposing direction. Spacer 75 defines the distance between two adjacent ring electrodes 72 in opposing directions. The distance is determined depending on the number of ring electrodes 72, the voltage between the electron detector 30 and the drift electrode 40, and the like.
  • the drift electrode 40 may be attached to the auxiliary drift electrode 70.
  • auxiliary drift electrode 70 may include a spacer 75 located between drift electrode 40 and ring electrode 72.
  • the structure including the drift electrode 40 and the plurality of ring electrodes 72 is also referred to as a drift cage 45.
  • the auxiliary drift electrode 70 may include a wiring 76 that electrically connects two ring electrodes 72 adjacent in the opposing direction.
  • the auxiliary drift electrode 70 may include a wiring 76 that electrically connects the drift electrode 40 and the ring electrode 72 adjacent in the opposing direction.
  • the auxiliary drift electrode 70 may include a resistor 77 inserted in the path of the wiring 76.
  • the potential of the drift electrode 40 is -4000V
  • the potential of the electron detector 30 is 0V
  • 20 ring electrodes 72 are arranged between the drift electrode 40 and the electron detector 30.
  • the potential of the plurality of ring electrodes 72 lined up from the drift electrode 40 toward the electron detector 30 can be changed in steps such as -3800V, -3600V, -3400V, . . . .
  • steps such as -3800V, -3600V, -3400V, . . . .
  • the auxiliary drift electrode 70 may be supported by a relay board 90.
  • Relay board 90 may support electronic detector 30.
  • the relay board 90 may include a first board 91 that supports the electron detector 30 and a second board 92 that supports the auxiliary drift electrode 70.
  • the second substrate 92 may be located between the first substrate 91 and the auxiliary drift electrode 70.
  • the detection device 10 may include an electron amplifier 60 located between the electron detector 30 and the drift electrode 40.
  • the electron amplifier 60 is arranged to face the electron detector 30 and the drift electrode 40, for example, in the first direction D1.
  • the electronic amplifier 60 is configured to produce electronic avalanche amplification.
  • Electronic amplifier 60 includes an electrode having a higher potential than the potential of drift electrode 40.
  • Electronic amplifier 60 may include a plurality of through holes 61 passing through electronic amplifier 60.
  • the electronic amplifier 60 may be configured to generate an electric field in the through hole 61 toward the drift electrode 40 .
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of Compton scattering.
  • the symbol R1 represents radiation that has passed through the first part 21 of the container 20 and entered the inside of the container 20.
  • the radiation R1 is, for example, a charged particle beam (e.g., ⁇ ray, ⁇ ray, etc.), an uncharged particle beam (e.g., neutral particles, neutron beam, etc.), an electromagnetic wave (e.g., gamma ray, X-ray, etc.), or a non-ionizing particle beam. radiation (for example, ultraviolet light, etc.), etc.
  • the radiation R1 After passing through the drift electrode 40, the radiation R1 reaches the space between the electron detector 30 and the drift electrode 40.
  • the symbol P represents the position where scattering occurs.
  • the position P is also referred to as a scattering point.
  • the symbol R2 represents scattered radiation.
  • the radiation R2 After passing through the electronic detector 30, the radiation R2 reaches the radiation detector 50. If the radiation detector 50 is located outside the container 20, the radiation R2 also passes through the second part 22 of the container 20.
  • the radiation R2 is detected by some of the plurality of detection elements 51. For example, radiation R2 is detected by one detection element 51. Thereby, the arrival position and energy of the radiation R2 can be calculated.
  • Symbol R3 indicates an electron cloud formed on the track of recoil electrons.
  • the symbol e1 represents an electron located at the starting point of the electron cloud R3.
  • the electron e1 may be located at the scattering point P.
  • the symbol e2 represents an electron located at the end point of the electron cloud R3.
  • Each electron in the electron cloud R3 moves toward the electron detector 30 due to the electric field E1. Such movement is also called drift.
  • Each electron of the electron cloud R3 that has reached the electron detector 30 is detected by the anode electrode 31 and cathode electrode 32 of the electron detector 30. Thereby, the position and energy of each electron in the electron cloud R3 can be calculated. Furthermore, the trajectory and energy of recoil electrons and the scattering point P can be calculated.
  • the radiation R2 moves from the scattering point P to the radiation detector 50 at approximately the speed of light.
  • the recoil electron also moves at approximately the speed of light from the position of electron e1 to the position of electron e2.
  • the speed V at which the electron cloud R3 moves toward the electron detector 30 is slower than the speed of light. Therefore, each electron of the electron cloud R3 reaches the electron detector 30 after the radiation R2 reaches the radiation detector 50.
  • the time at which each electron of the electron cloud R3 reaches the electron detector 30 differs depending on the distance from each electron to the electron detector 30. In the example shown in FIG. 6, the distance from the electron e2 to the electron detector 30 is shorter than the distance from the electron e1 to the electron detector 30. Therefore, the electron e2 reaches the electron detector 30 before the electron e1.
  • the symbols t0, t1, and t2 surrounded by square frames represent the time when the radiation R2 or the electron of the electron cloud R3 occurs or arrives at the position indicated by the symbol.
  • the time when the electron e1 is generated, the time when the electron e2 is generated, and the time when the radiation R2 reaches the radiation detector 50 are all t0.
  • the electron e1 reaches the electron detector 30 at time t1 after time t0.
  • the electron e2 reaches the electron detector 30 at time t2.
  • Time t2 is after time t0
  • time t1 is after time t2.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an analog signal W_R2 generated by the radiation detector 50 and an analog signal W_R3 generated by the electronic detector.
  • the analog signal of the radiation detector 50 is generated at time t0.
  • Time ⁇ T2 is the difference between time t0 and time t2.
  • the time ⁇ T2 corresponds to the time required for the electron e2 to travel from the end point of the electron cloud R3 to the electron detector 30.
  • Time ⁇ T1 is the difference between time t0 and time t1.
  • the time ⁇ T1 corresponds to the time required for the electron e1 to travel from the starting point of the electron cloud R3 to the electron detector 30.
  • the time required for movement is longest when electrons are generated on the drift electrode 40.
  • the time required for electrons to travel from the drift electrode 40 to the electron detector 30 is also referred to as maximum travel time TMAX.
  • the maximum travel time TMAX is determined based on the distance between the drift electrode 40 and the electron detector 30 (also referred to as a drift length) and the electron drift speed V.
  • the drift velocity V is determined based on the strength of the electric field, the type of gas in the container 20, the pressure of the gas, and the like. For example, under conditions 1 and 2 below, the maximum travel time TMAX is 10.24 ⁇ s.
  • the maximum movement time TMAX is, for example, 3 ⁇ s or more, may be 5 ⁇ s or more, or may be 7 ⁇ s or more.
  • the maximum movement time TMAX is, for example, 30 ⁇ s or less, may be 20 ⁇ s or less, or may be 15 ⁇ s or less.
  • the maximum travel time TMAX may be measured using a device including an electron detector 30 and a drift electrode 40.
  • FIG. 28 is a diagram showing the configuration of an apparatus for measuring the maximum travel time TMAX.
  • the apparatus comprises a container 20, an electron detector 30 and a drift electrode 40 located inside the container 20, and a radiation source 80 located on the outer surface of the first part 21 of the container 20.
  • the electron detector 30 and the drift electrode 40 are opposed to each other in the first direction D1 with an interval H between them.
  • the radiation source 80 is a source of radiation.
  • the radiation source 80 is, for example, a radiation standard gamma ray source (nuclide: Ba-1133, code number: BA402) of the Japan Isotope Association.
  • FIG. 29 is a graph showing the number of electrons detected by the electron detector 30 of the device of FIG. 28.
  • the horizontal axis of the graph in FIG. 29 represents time.
  • the vertical axis of the graph in FIG. 29 represents the number of electrons.
  • Each of the multiple points on the graph of FIG. 29 indicates the number of electrons detected at a given sampling frequency.
  • the sampling frequency is, for example, 50 MHz or less.
  • the sampling frequency may be 10 MHz or more and 20 MHz or less.
  • the graph includes a period in which the number of electrons is large and the number is approximately constant. This period corresponds to the maximum travel time TMAX.
  • the maximum travel time TMAX is calculated by specifying a period in which the number of electrons is large and the number is approximately constant.
  • the electron drift velocity V is calculated by H/TMAX.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the circuit.
  • the detection device 10 includes at least a first readout circuit 150 and a second readout circuit 130.
  • the first readout circuit 150 and the second readout circuit 130 can communicate with the computer 110.
  • the computer 110 receives the digital data transmitted from the first readout circuit 150 and the second readout circuit 130, and processes the digital data. For example, the computer 110 calculates the direction of incidence of radiation into the container 20 based on first final data and second final data, which will be described later.
  • first final data and second final data which will be described later.
  • the combination of the detection device 10 and the computer 110 can function as a radiation identification device that calculates the incident direction of radiation or images the position of the radiation source.
  • the computer 110 may image the electron cloud generated within the container 20. In this case, the combination of detection device 10 and computer 110 can function as an electronic imaging device that images electrons.
  • Computer 110 may be a general-purpose personal computer or may be a calculation processing module suitable for detection device 10.
  • SPECT stands for Single Photon Emission Computed Tomography (Single Photon Emission CT).
  • BNCT Boron Neutron Capture Therapy.
  • PET is Positron Emission Tomography.
  • the first readout circuit 150 digitizes the analog signal generated by the radiation detector 50 to generate first data D10.
  • the first data D10 is stored in a first buffer described later.
  • the first reading circuit 150 transmits the first final data FD10 to the computer 110 in response to the input of the first trigger signal TS1.
  • the first final data FD10 includes first data D10 stored in the first buffer.
  • the second readout circuit 130 digitizes the analog signal generated by the electronic detector 30 and generates second data D20.
  • the second data D20 is stored in a second buffer, which will be described later.
  • the second readout circuit 130 transmits the second final data FD20 to the computer 110 in response to the input of the second trigger signal TS2.
  • the second final data FD20 includes second data D20 stored in the second buffer.
  • the detection device 10 may include a logic circuit 120 connected to a second readout circuit 130.
  • the logic circuit 120 generates the first trigger signal TS1 based on the second data D20 generated by the second readout circuit 130, for example.
  • the first trigger signal TS1 is generated in response to generation of a second hit signal, which will be described later, of the second data D20.
  • the logic circuit 120 may generate the second trigger signal TS2 based on the second data D20.
  • the second trigger signal TS2 is generated in response to the generation of the second hit signal.
  • Logic circuit 120 may be connected to both first readout circuit 150 and second readout circuit 130. In this case, the logic circuit 120 may generate trigger signals such as the first trigger signal TS1 and the second trigger signal TS2 based on both the first data D10 and the second data D20.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the second readout circuit 130 and the logic circuit 120.
  • the second readout circuit 130 may include an anode readout circuit 131 and a cathode readout circuit 132.
  • the anode readout circuit 131 digitizes each anode analog signal generated by the plurality of anode electrodes 31.
  • the digital data generated by the anode readout circuit 131 is also referred to as 21st data D21.
  • the 21st data D21 is part of the second data D20.
  • the 21st data D21 may include the 21st hit signal H21.
  • a "hit signal” is a signal generated by binarizing an analog signal. When the strength of the analog signal exceeds the threshold, the hit signal indicates a High state. When the strength of the analog signal is below the threshold, the hit signal indicates a Low state.
  • the 21st hit signal H21 is a signal generated by binarizing the anode analog signal.
  • the anode readout circuit 131 may transmit the 21st hit signal H21 to the logic circuit 120.
  • the second readout circuit 130 may include a plurality of anode readout circuits 131.
  • the number of anode readout circuits 131 is determined according to the number of anode electrodes 31 of the electron detector 30. For example, when the number of anode electrodes 31 is 256 and the number of analog signals that one anode readout circuit 131 can process is 128, the second readout circuit 130 includes two anode readout circuits 131.
  • the anode readout circuit 131 may transmit the 21st final data FD21 to the computer 110 in response to the input of the second trigger signal TS2.
  • the 21st final data FD21 includes the 21st data D21.
  • the 21st final data FD21 is part of the second final data FD20.
  • the cathode readout circuit 132 digitizes each cathode analog signal generated by the plurality of cathode electrodes 32.
  • the digital data generated by the cathode readout circuit 132 is also referred to as 22nd data D22.
  • the 22nd data D22 is a part of the 2nd data D20.
  • the 22nd data D22 may include the 22nd hit signal H22.
  • the 22nd hit signal H22 is a signal generated by binarizing the cathode analog signal.
  • the cathode electrode 32 may transmit the 22nd hit signal H22 to the logic circuit 120.
  • the second readout circuit 130 may include a plurality of cathode readout circuits 132.
  • the number of cathode readout circuits 132 is determined according to the number of cathode electrodes 32 of the electron detector 30. For example, when the number of cathode electrodes 32 is 256 and the number of analog signals that one cathode readout circuit 132 can process is 128, the second readout circuit 130 includes two cathode readout circuits 132.
  • the cathode readout circuit 132 may transmit the 22nd final data FD22 to the computer 110 in response to the input of the second trigger signal TS2.
  • the 22nd final data FD22 includes 22nd data D22.
  • the 22nd final data FD22 is part of the second final data FD20.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of anode readout circuit 131.
  • the anode readout circuit 131 may include multiple amplifiers 1361. Each amplifier 1361 amplifies the corresponding anode analog signal AS. Anode readout circuit 131 may include multiple comparators 1362. Each comparator 1362 may generate the 21st hit signal h21 by binarizing the anode analog signal AS amplified by the corresponding amplifier 1361. Anode readout circuit 131 may include an amplifier 1363. Amplifier 1363 adds the multiple anode analog signals AS amplified by multiple amplifiers 1361. The intensity of the analog signal output from amplifier 1363 represents the intensity of electrons detected by anode electrode 31. For example, the waveform of the analog signal output from the amplifier 1363 represents the waveform of electrons detected by the anode electrode 31. The plurality of amplifiers 1361, the plurality of comparators 1362, and the amplifier 1363 may be configured by the first integrated circuit 136. The first integrated circuit 136 is, for example, an ASIC.
  • the anode readout circuit 131 may include an AD converter 137.
  • AD converter 137 digitizes the analog signal output from amplifier 1363.
  • the data digitized by the AD converter 137 is also referred to as 21st intensity data W21.
  • the 21st intensity data W21 is part of the 21st data D21.
  • the AD converter 137 may be a flash type AD converter. In this case, analog signals are digitized at high speed.
  • the sampling rate of the AD converter 137 is, for example, 1 MHz or more, may be 5 MHz or more, or may be 10 MHz or more.
  • the sampling rate of the AD converter 137 is, for example, 50 MHz or less, may be 30 MHz or less, or may be 20 MHz or less. By setting the sampling rate low, the amount of data generated by the AD converter 137 can be reduced. Thereby, the load on the computer 110 can be reduced.
  • the anode readout circuit 131 may include a 21st buffer 1381 and a 22nd buffer 1382. Buffers included in the second readout circuit 130, such as the 21st buffer 1381 and the 22nd buffer 1382, are also referred to as second buffers.
  • the 21st buffer 1381 and the 22nd buffer 1382 are, for example, ring buffers.
  • the 21st buffer 1381 and the 22nd buffer 1382 store the 21st data D21 therein during the second storage period.
  • the 21st buffer 1381 may temporarily hold the 21st hit signal h21.
  • the 21st buffer 1381 may temporarily hold the 21st hit signal H21 obtained by processing the plurality of 21st hit signals h21 using an OR circuit.
  • the 21st hit signal H21 indicates a High state when at least one of the plurality of anode analog signals input to the anode readout circuit 131 is in a High state.
  • the 22nd buffer 1382 may temporarily hold the 21st intensity data W21.
  • the second storage period may be less than or equal to the maximum travel time TMAX described above.
  • the anode readout circuit 131 may output the 21st hit signal H21 to the logic circuit 120.
  • the anode readout circuit 131 may output the 21st hit signal H21 before being stored in the 21st buffer 1381 to the logic circuit 120.
  • the anode readout circuit 131 may include a second data processing section 1383 that processes the outputted 21st data D21.
  • the second data processing unit 1383 generates 21st final data FD21 to be sent to the computer 110.
  • the 21st final data at least partially includes the information of the 21st data D21.
  • the 21st final data FD21 may include information on the 21st hit signal H21.
  • the 21st final data D21 may include the 21st intensity data W21.
  • the format of the information of the 21st data D21 included in the 21st final data FD21 may be the same as or different from the format of the 21st data D21.
  • the 21st final data FD21 may include information regarding the time when the 21st data D21 was stored in the 21st buffer 1381 and the 22nd buffer 1382.
  • the 21st final data FD21 may include information regarding the position of the anode electrode 31 where the electrons were detected. In other words, the 21st final data FD21 may include information regarding the arrival position of the electrons on the electron detector 30.
  • the 21st buffer 1381, the 22nd buffer 1382, and the second data processing section 1383 may be configured by the second integrated circuit 138.
  • the second integrated circuit 138 is, for example, an FPGA.
  • the anode readout circuit 131 may output the data collection signal DA21 to the logic circuit 120.
  • the data collection signal DA21 is a signal that becomes High when writing to the 21st buffer 1381 and the 22nd buffer 1382 is being performed.
  • the configuration of the cathode readout circuit 132 may be the same as the configuration of the anode readout circuit 131.
  • the logic circuit 120 may include an OR circuit 121, as shown in FIG.
  • the 21st hit signal H21 from each anode readout circuit 131 is input to the OR circuit 121.
  • the OR circuit 121 processes the plurality of 21st hit signals H21 and outputs a 23rd hit signal H23.
  • the 23rd hit signal H23 indicates a High state when at least one of the plurality of 21st hit signals H21 is in a High state. That is, the 23rd hit signal H23 indicates a High state when at least one of the plurality of anode analog signals generated by the plurality of anode electrodes 31 exceeds the threshold value.
  • the 23rd hit signal H23 indicates a Low state when all of the plurality of 21st hit signals H21 are in a Low state. That is, the 23rd hit signal H23 indicates a Low state when all of the plurality of anode analog signals generated by the plurality of anode electrodes 31 are below the threshold value. Such a 23rd hit signal H23 is also referred to as an anode hit signal.
  • the logic circuit 120 may include an OR circuit 122, as shown in FIG.
  • the 22nd hit signal H22 from each cathode readout circuit 132 is input to the OR circuit 121. Similar to the 21st hit signal H21, the 22nd hit signal H22 indicates a High state when at least one of the plurality of cathode analog signals input to the cathode readout circuit 132 is in a High state.
  • the OR circuit 122 processes the plurality of 22nd hit signals H22 and outputs a 24th hit signal H24.
  • the 24th hit signal H24 indicates a High state when at least one of the plurality of 22nd hit signals H22 is in a High state.
  • the 24th hit signal H24 indicates a High state when at least one of the plurality of cathode analog signals generated by the plurality of cathode electrodes 32 exceeds the threshold value.
  • the 24th hit signal H24 indicates a Low state when all of the plurality of 22nd hit signals H22 are in a Low state. That is, the 24th hit signal H24 indicates a Low state when all of the plurality of cathode analog signals generated by the plurality of cathode electrodes 32 are below the threshold value.
  • Such a 24th hit signal H24 is also referred to as a cathode hit signal.
  • the logic circuit 120 may include an AND circuit 123, as shown in FIG.
  • the 23rd hit signal H23 and the 24th hit signal H24 are input to the AND circuit 123.
  • the AND circuit 123 processes the 23rd hit signal H23 and the 24th hit signal H24 to generate a second hit signal H20.
  • the second hit signal H20 indicates that at least one of the plurality of anode analog signals from the electronic detector 30 exceeds the threshold value, and at least one of the plurality of cathode analog signals from the electronic detector 30 exceeds the threshold value. , indicates a High state.
  • the second hit signal H20 indicates a Low state when all of the plurality of anode analog signals are below the threshold value or when all the plurality of cathode analog signals are below the threshold value.
  • the logic circuit 120 may include a processing circuit 124 to which the second hit signal H20 is input.
  • the processing circuit 124 generates the first trigger signal TS1 when the second hit signal H20 is input.
  • the processing circuit 124 may generate the first trigger signal TS1 immediately upon receiving the second hit signal H20.
  • the processing circuit 124 may generate the first trigger signal TS1 after the first delay time DT1 has elapsed since the second hit signal H20 was input.
  • the first delay time DT1 may be less than or equal to the maximum travel time TMAX described above.
  • the processing circuit 124 may generate the second trigger signal TS2 after the second delay time DT2 has elapsed since the second hit signal H20 was input.
  • the second delay time DT2 may be less than or equal to the maximum travel time TMAX described above. Thereby, it is possible to suppress generation of the second trigger signal TS2 before electrons generated at a position far from the electron detector 30 reach the electron detector 30.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the first readout circuit 150.
  • a plurality of analog signals ES generated by a plurality of detection elements 51 of the radiation detector 50 are input to the first readout circuit 150 .
  • the first readout circuit 150 digitizes the plurality of analog signals ES to generate first data D10.
  • the first readout circuit 150 may include a plurality of amplifiers that amplify the plurality of analog signals ES. Like the anode readout circuit 131, the first readout circuit 150 may include a plurality of comparators that binarize the plurality of analog signals ES to generate a plurality of hit signals. The first readout circuit 150 may generate the first hit signal H10 by processing a plurality of hit signals with an OR circuit. The first readout circuit 150 may output the first hit signal H10 to the logic circuit 120.
  • the first hit signal H10 is part of the first data D10.
  • the first hit signal H10 indicates a High state when at least one of the plurality of analog signals generated by the plurality of detection elements 51 exceeds a threshold value.
  • the first hit signal H10 indicates a Low state when all of the plurality of analog signals generated by the plurality of detection elements 51 are below the threshold value.
  • the first readout circuit 150 may include an AD converter similarly to the anode readout circuit 131.
  • the AD converter may digitize an analog signal obtained by adding a plurality of analog signals ES.
  • the data digitized by the AD converter is also referred to as first intensity data.
  • the first readout circuit 150 may include a first buffer 1561.
  • the first buffer 1561 is, for example, a ring buffer.
  • the first buffer 1561 stores the first data D10 therein during the first storage period.
  • the first storage period may be less than or equal to the maximum travel time TMAX described above. If the first trigger signal TS1 is generated after the first delay time DT1 has elapsed since the second hit signal H20 is input, the first storage period may be longer than the maximum movement time TMAX.
  • the first storage period may be shorter than the sum of the first delay time DT1 and the maximum movement time TMAX.
  • the first reading circuit 150 may include a first data processing section 1562 that processes the output first data D10.
  • the first data processing unit 1562 generates first final data FD1 to be sent to the computer 110.
  • the first final data FD1 includes at least partially the information of the first data D10.
  • the first final data FD10 may include information on the first hit signal H10.
  • the first final data D10 may include first intensity data.
  • the format of the information of the first data D10 included in the first final data FD10 may be the same as or different from the format of the first data D10.
  • the first final data FD10 may include information regarding the time when the first data D10 was stored in the first buffer 1561.
  • the first final data FD10 may include information regarding the position of the detection element 51 that detected the radiation. In other words, the first final data FD10 may include information regarding the arrival position of the radiation on the radiation detector 50.
  • the first buffer 1561, first data processing section 1562, etc. may be configured by the integrated circuit 156.
  • Integrated circuit 156 is, for example, an FPGA.
  • the first readout circuit 150 may output the data acquisition signal DA10 to the logic circuit 120.
  • the data collection signal DA10 is a signal that becomes High when writing to the first buffer 1561 is being performed.
  • the VETO signal VS may be input to the processing circuit 124.
  • the VETO signal VS is a signal that becomes High when buffer writing is being performed in the anode read circuit 131, cathode read circuit 132, or first read circuit 150.
  • the processing circuit 124 may stop outputting the trigger signals TS1 and TS2 when the VETO signal VS is input. That is, the processing circuit 124 may set the trigger signals TS1 and TS2 to a Low state when the VETO signal VS becomes a High state. Thereby, it is possible to suppress input of the trigger signal to the anode read circuit 131, cathode read circuit 132, and first read circuit 150 while the buffer is being written.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of signal processing in the detection device 10.
  • FIG. 12 shows the first hit signal H10 of the first data D10.
  • the first data D10 is stored in the first buffer during the first storage period BT1.
  • FIG. 12 shows the anode hit signal of the 21st data D21 and the cathode hit signal of the 22nd data D22.
  • the 21st data D21 and the 22nd data D22 are stored in the second buffer during the second storage period BT2.
  • a second hit signal is generated when both the anode hit signal and the cathode hit signal are in a High state.
  • the first trigger signal TS1 is generated.
  • the first reading circuit 150 transmits the first final data FD10 including the first data D10 to the computer 110.
  • the second trigger signal TS2 is generated after the second delay time DT2 has elapsed since the second hit signal was generated.
  • the second reading circuit 130 transmits the second final data FD20 including the second data D20 to the computer 110.
  • the second final data FD20 includes second final data FD21 including the 21st data D21 and 22nd final data FD22 including the 22nd data D22.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the first final data FD10 and the second final data FD20 that are transmitted to the computer 110.
  • the first trigger signal TS1 is not generated while the first data D10 is stored in the first buffer.
  • the first trigger signal TS1 is not generated while the first data D10 is stored in the first buffer.
  • Such a situation may occur if radiation that is not scattered inside the container 20 reaches the radiation detector 50.
  • Such a situation may also occur when radiation that has not passed through the container 20 reaches the radiation detector 50.
  • the second to fourth first data D10 from the left are deleted without being sent to the computer 110.
  • FIG. 14 is a diagram showing another example of signal processing.
  • the first data D10 which is the first data from the left, is accompanied by the generation of the 21st data D21, but is not accompanied by the generation of the 22nd data D22. Therefore, the first trigger signal TS1 is not generated while the first data D10 is stored in the first buffer.
  • Such a situation may occur when the energy of electrons in the electron cloud R3 is low.
  • the energy of electrons is low, it is difficult to accurately calculate the trajectory of recoil electrons. Therefore, the usefulness of the first data D10 and the second data D20 when the energy of electrons is low is low.
  • the first data D10 which is the first data from the left, is deleted without being sent to the computer 110.
  • the computer 110 calculates information regarding radiation and electrons based on the first final data FD10 and the second final data FD20. For example, the computer 110 may calculate the arrival position of the radiation R2, the energy of the radiation R2, the trajectory of the recoil electrons, the energy of the recoil electrons, the position of the scattering point P, and the like. The computer 110 may calculate the direction of incidence of the radiation incident on the container 20 based on this information. Computer 110 may image the location of the source of radiation incident on container 20.
  • the first data D10 regarding radiation that does not involve appropriate generation of electrons inside the container 20 is erased without being transmitted to the computer 110. Therefore, the amount of first data D10 transmitted to the computer 110 can be reduced. Thereby, the load on the computer 110 can be reduced. For example, the load required for calculation processing, image processing, etc. of the first data D10 is reduced. For example, the load required to communicate the first data D10 is reduced. This allows the computer 110 to process highly useful data preferentially. Therefore, for example, compared to the conventional computer 110, the direction of incidence of radiation incident on the container 20 can be calculated more quickly. Thereby, for example, when the detection device 10 detects radiation emitted from a radiopharmaceutical in the patient's body, the degree of radiation exposure of the patient can be reduced.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of signal processing in the first modification.
  • the first trigger signal TS1 and the second trigger signal TS2 may be generated simultaneously in response to the second hit signal.
  • the first delay time DT1 described above may be the same as the second delay time DT2 described above.
  • the first trigger signal TS1 is generated while the first data D10 is stored in the first buffer, the first final data FD10 is transmitted to the computer 110.
  • FIG. 16 is a diagram showing the second readout circuit 130 and logic circuit 120 in the second modification.
  • the anode hit signal H23 and the cathode hit signal H24 may be input to the OR circuit 125.
  • the OR circuit 125 processes the 23rd hit signal H23 and the 24th hit signal H24 to generate a second hit signal H20.
  • the second hit signal H20 indicates that at least one of the plurality of anode analog signals from the electronic detector 30 exceeds a threshold value, or at least one of the plurality of cathode analog signals from the electronic detector 30 exceeds a threshold value. , indicates a High state.
  • the second hit signal H20 indicates a Low state when all of the plurality of anode analog signals are below the threshold value and all of the plurality of cathode analog signals are below the threshold value.
  • the processing circuit 124 generates the first trigger signal TS1 when the second hit signal H20 is input.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of signal processing in the second modification.
  • the 20th data D20 is generated.
  • FIG. 17 shows the second hit signal of the 20th data D20.
  • the first trigger signal TS1 is generated.
  • the first reading circuit 150 transmits the first final data FD10 including the first data D10 to the computer 110.
  • the second trigger signal TS2 is generated.
  • the second reading circuit 130 transmits the second final data FD20 including the second data D20 to the computer 110.
  • the first data D10 regarding radiation that does not involve the generation of electrons inside the container 20 is erased without being sent to the computer 110. Therefore, the amount of first data D10 transmitted to the computer 110 can be reduced. Thereby, the load on the computer 110 can be reduced. For example, the load required for calculation processing, image processing, etc. of the first data D10 is reduced.
  • FIG. 18 is a perspective view showing an electronic detector 30 in a third modification.
  • the electron detector 30 includes a plurality of anode electrodes 31 arranged in a second direction D2 and a third direction D3.
  • the electron detector 30 may include one cathode electrode facing the plurality of anode electrodes 31.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the second readout circuit 130 and the logic circuit 120 in the third modification.
  • the second readout circuit 130 includes an anode readout circuit 131 but does not include a cathode readout circuit.
  • the OR circuit 121 may generate the second hit signal H20.
  • the second hit signal H20 indicates a High state when at least one of the plurality of anode analog signals from the electronic detector 30 exceeds a threshold value.
  • the second hit signal H20 indicates a Low state when all of the plurality of anode analog signals are below the threshold value.
  • An example of signal processing in the third modification is the same as an example of signal processing in the second modification shown in FIG. Also in this modification, the first data D10 regarding radiation that does not involve the generation of electrons inside the container 20 is erased without being sent to the computer 110. Therefore, the amount of first data D10 transmitted to the computer 110 can be reduced. Thereby, the load on the computer 110 can be reduced. For example, the load required for calculation processing, image processing, etc. of the first data D10 is reduced.
  • FIG. 20 is a diagram showing a first readout circuit 150, a second readout circuit 130, and a logic circuit 120 in a fourth modification.
  • the detection device 10 may include a plurality of first readout circuits 150.
  • the number of first readout circuits 150 is determined according to the number of detection elements 51 of radiation detector 50. For example, when the number of detection elements 51 is 64 and the number of analog signals that can be processed by one first readout circuit 150 is 32, the detection device 10 includes two first readout circuits 150.
  • the first readout circuit 150 may transmit the eleventh final data FD11 to the computer 110 in response to the input of the first trigger signal TS1.
  • the eleventh final data FD11 is part of the first final data FD10.
  • the eleventh final data FD11 may include the eleventh hit signal H11.
  • the eleventh hit signal H11 indicates a High state when at least one of the plurality of analog signals input to the first readout circuit 150 is in a High state.
  • the plurality of eleventh hit signals H11 may be input to the OR circuit 126.
  • OR circuit 126 outputs first hit signal H10.
  • the logic circuit 120 may include a processing circuit 127 to which the first hit signal H10 is input. Processing circuit 127 outputs sustain signal H12. The sustain signal H12 is in a high state for a first sustain period after the first hit signal H10 is generated.
  • the first maintenance period is a period for waiting for electrons generated at a position far from the electron detector 30 to reach the electron detector 30. The first maintenance period may be less than or equal to the maximum travel time TMAX described above.
  • the logic circuit 120 may include a processing circuit 128 to which the 23rd hit signal H23, the 24th hit signal H24, and the sustain signal H12 are input.
  • the processing circuit 128 generates a second hit signal based on the 23rd hit signal H23 and the 24th hit signal H24.
  • the processing circuit 128 may generate the second hit signal when both the anode hit signal H23 and the cathode hit signal H24 are in the High state.
  • the processing circuit 128 similarly to the OR circuit 125 of the second modification described above, the processing circuit 128 generates the second hit signal when either the anode hit signal H23 or the cathode hit signal H24 is in the High state. It's okay.
  • the processing circuit 128 generates the hit signal H if the sustain signal H12 is in the High state when the second hit signal is generated.
  • the hit signal H can be generated when the second hit signal is generated within the first sustain period after the first hit signal H10 is generated.
  • the hit signal H is input to the processing circuit 124.
  • the processing circuit 124 generates the first trigger signal TS1 when the hit signal H is input.
  • the processing circuit 124 may generate the first trigger signal TS1 immediately upon receiving the hit signal H.
  • the processing circuit 124 may generate the first trigger signal TS1 after the first delay time DT1 has elapsed since the hit signal H was input.
  • the processing circuit 124 may generate the second trigger signal TS2 after the second delay time DT2 has elapsed since the hit signal H was input.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of signal processing in the fourth modification.
  • the first readout circuit 150 When the scattered radiation R2 is detected by the radiation detector 50, the first readout circuit 150 generates first data D10.
  • FIG. 21 shows the first hit signal H10 of the first data D10.
  • the sustain signal H12 is in a high state.
  • the first trigger signal TS1 and the second trigger signal TS2 are generated.
  • the 21st data D21 and the 22nd data D22 are generated during the first sustain period KT1, and the second hit signal is generated. Therefore, the fourth first data D10 from the left is transmitted to the computer 110. Further, the 21st data D21 and the 22nd data D22, which are the second data from the left, that are generated along with the first data D10, which is the fourth data from the left, are also transmitted to the computer 110.
  • the corresponding first data D10 is not generated. Therefore, the second trigger signal TS2 is not generated. Such a situation may occur if electrons not due to Compton scattering are detected by the electron detector 30.
  • the 21st data D21 and the 22nd data D22, which are the first from the left, are deleted without being sent to the computer 110.
  • the second data D20 such as the 21st data D21 and the 22nd data D22 regarding electrons that are not caused by Compton scattering are erased without being transmitted to the computer 110. Therefore, the amount of second data D20 sent to the computer 110 can be reduced. Thereby, the load on the computer 110 can be reduced. For example, the load required for calculation processing, image processing, etc. of the second data D20 is reduced. For example, the load required to communicate the second data D20 is reduced.
  • FIG. 22 is a sectional view showing a detection device 10 in a fifth modification.
  • the detection device 10 includes a container 20 and an electronic detector 30 and a drift electrode 40 located inside the container 20.
  • the detection device 10 does not need to include a radiation detector.
  • At least helium 3 ( 3 He) is contained inside the container 20 .
  • Helium-3 is a stable isotope of the normal helium atom ( 4 He).
  • the helium-3 nucleus contains two protons and one neutron.
  • the container 20 may contain a mixed gas of argon and ethane.
  • the detection device 10 is designed to detect neutrons that pass through the first section 21 and enter the inside of the container 20 .
  • neutrons entering the container 20 are absorbed by helium 3, protons and tritium ( 3 H) are generated.
  • FIG. 23 is a diagram showing how neutrons enter the inside of the container 20.
  • the symbol R4 represents, for example, a neutron generated in an accelerator and flying from an infinite distance.
  • the detection device 10 is arranged so that the surface of the first part 21 of the container 20 is perpendicular to the direction of incidence of the neutrons R4.
  • the symbol P represents the position where the neutron was absorbed by helium-3. The position P is also called an absorption point.
  • the protons and tritium generated at the absorption point P fly in opposite directions.
  • an electron cloud is formed of electrons generated by ionizing argon.
  • the symbol R31 represents an electron cloud formed on a proton track
  • the symbol R32 represents an electron cloud formed on a tritium track.
  • the symbol e30 represents an electron located at the end point of the electron cloud R31
  • the symbol e40 represents an electron located at the end point of the electron cloud R32.
  • Symbols e31 and e32 represent electrons in the electron cloud R31 located between the absorption point P and e30.
  • the symbol TL represents the total length of the electron cloud R31 and the length of the electron cloud R32 in the plane direction of the electron detector 30.
  • the mass of a proton is 1/3 of the mass of tritium. Therefore, the length of electron cloud R31 is three times the length of electron cloud R32.
  • the position of the absorption point P projected onto the surface of the electron detector 30 is calculated as a position displaced by 1/TL in the length direction from the position of the electron e40 projected onto the surface of the electron detector 30.
  • the length direction is a direction from the position of the electron e40 projected onto the surface of the electron detector 30 to the position of the electron e30 projected onto the surface of the electron detector 30.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of analog signals W_e30, W_e31, and W_e32.
  • the analog signal W_e30 is generated by the electrode that detected the electron e30 of the electron cloud R31.
  • the analog signal W_e31 is generated by the electrode that detected the electron e31 of the electron cloud R31.
  • the analog signal W_e32 is generated by the electrode that detected the electron e32 of the electron cloud R31.
  • the distance from the electron e30 to the electron detector 30 is shorter than the distance from the electron e31 to the electron detector 30.
  • the distance from the electron e31 to the electron detector 30 is shorter than the distance from the electron e32 to the electron detector 30. Therefore, as shown in FIG. 24, peaks of analog signals generated by detecting electrons appear in the order of analog signal W_e30, analog signal W_e31, and analog signal W_e32.
  • the peak of the analog signal W_e30 caused by the electron e30 is larger than the peak of the analog signal W_e31 caused by the electron e31. Further, the peak of the analog signal W_e31 caused by the electron e31 is larger than the peak of the analog signal W_e32 caused by the electron e32.
  • the second readout circuit 130 digitizes each analog signal generated by the electrodes of the electronic detector 30.
  • the second readout circuit 130 generates a hit signal indicating a High state when the strength of the analog signal exceeds a threshold value.
  • the symbol TH represents a threshold value.
  • FIG. 25 is a diagram showing hit signals H_e30, H_e31, and H_e32 generated from analog signals W_e30, W_e31, and W_e32.
  • the further away from the absorption point P the larger the peak of the analog signal becomes, and therefore the TOT becomes longer. Therefore, based on the difference in the TOT of the hit signal depending on the position on the electron detector 30 as shown in FIG. 25, it is possible to identify the electron e30 located at the end point of the electron cloud R31.
  • the electron e40 located at the end point of the electron cloud R32 can be identified based on the difference in the TOT of the hit signal depending on the position on the electron detector 30 as shown in FIG. .
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of a circuit for digitizing the analog signal of the electronic detector 30 to generate data.
  • the detection device 10 includes at least a second readout circuit 130.
  • the second readout circuit 130 is capable of communicating with the computer 110.
  • the detection device 10 may include a logic circuit 120 connected to a second readout circuit 130.
  • the second readout circuit 130 when the electron detector 30 includes a plurality of anode electrodes 31 and a plurality of cathode electrodes 32, the second readout circuit 130 generates a plurality of 21st hit signals H21 and a plurality of 22nd hit signals H22. do.
  • the second final data FD20 transmitted from the second reading circuit 130 to the computer 110 may include a plurality of 21st hit signals H21 and a plurality of 22nd hit signals H22.
  • the computer 110 may calculate a plurality of anode TOT information and a plurality of cathode TOT information based on a plurality of 21st hit signals H21 and a plurality of 22nd hit signals H22.
  • the plurality of anode TOTs is information regarding the TOT of the plurality of 21st hit signals H21.
  • the plurality of cathode TOTs is information regarding the TOT of the plurality of 22nd hit signals H22.
  • the computer 110 may specify the electron e30 located at the end point of the electron cloud R31 and the electron e40 located at the end point of the electron cloud R32 based on the plurality of anode TOT information and the plurality of cathode TOT information.
  • the computer 110 may image the position of incidence of the neutron R4 on the detection device 10 based on the position of the electron e30 and the position of the electron e40. In this way, the combination of detection device 10 and computer 110 can function as a neutron imaging device that images neutrons.
  • the 21st hit signal H21 may include information regarding the rise and fall of the anode analog signal. That is, in the 21st hit signal H21, the rising edge and the falling edge of the anode analog signal may be distinguished. Rising means the timing at which the anode analog signal exceeds the threshold, and falling means the timing at which the anode analog signal falls below the threshold.
  • the 22nd hit signal H22 may include information regarding the rise and fall of the cathode analog signal. That is, in the 22nd hit signal H22, the rising and falling edges of the cathode analog signal may be distinguished. By using the information regarding the rise and fall, the computer 110 can more accurately calculate the anode TOT information and the cathode TOT information.
  • the plurality of anode TOT information and the plurality of cathode TOT information may be calculated in the second readout circuit 130 instead of the computer 110. That is, the second readout circuit 130 may calculate a plurality of anode TOT information and a plurality of cathode TOT information based on a plurality of 21st hit signals H21 and a plurality of 22nd hit signals H22. In this case, the second final data FD20 may include a plurality of anode TOT information and a plurality of cathode TOT information.
  • the computer 110 may image the incident position of the neutron R4 on the detection device 10 based on the plurality of anode TOT information and the plurality of cathode TOT information.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of signal processing in the detection device 10.
  • FIG. 27 shows the anode hit signal of the 21st data D21 and the cathode hit signal of the 22nd data D22.
  • the 21st data D21 and the 22nd data D22 are stored in the second buffer during the second storage period BT2.
  • a second hit signal is generated when both the anode hit signal and the cathode hit signal are in a High state.
  • the second trigger signal TS2 is generated.
  • the second reading circuit 130 transmits the second final data FD20 including the second data D20 to the computer 110.
  • the second final data FD20 includes second final data FD21 including the 21st data D21 and 22nd final data FD22 including the 22nd data D22.
  • the 21st data D21 which is the first data from the left, is not accompanied by the generation of the 22nd data D22. Therefore, the second trigger signal TS2 is not generated while the 21st data D21 is stored in the second buffer.
  • the 21st data D21 which is the first data from the left, is deleted without being sent to the computer 110. Such a situation may occur when the energy of the electrons in the electron clouds R31 and R32 is low.
  • the second data related to neutrons that are not accompanied by appropriate generation of electrons inside the container 20 are erased without being sent to the computer 110. Therefore, the amount of second data sent to the computer 110 can be reduced. Thereby, the load on the computer 110 can be reduced. For example, the load required for second data calculation processing, image processing, etc. is reduced. For example, the load required for communicating the second data is reduced. This allows the computer 110 to process highly useful data preferentially. Therefore, for example, compared to the conventional computer 110, the incident position of the neutrons incident on the container 20 can be calculated more quickly.
  • ⁇ T4 in FIG. 30 represents the time from when radiation is detected by the radiation detector 50 until when electrons are detected by the electron detector 30.
  • the time ⁇ T4 may be the difference between the time when the first hit signal H10 rises and the time when the second hit signal H20 rises.
  • Time ⁇ T2 is calculated by adding time ⁇ T3 to time ⁇ T4.
  • the time ⁇ T2 corresponds to the time required for the electron e2 to travel from the end point of the electron cloud R3 to the electron detector 30.
  • the time ⁇ T1 is also calculated in consideration of the time ⁇ T3.
  • the time ⁇ T1 corresponds to the time required for the electron e1 to travel from the starting point of the electron cloud R3 to the electron detector 30.
  • Computer 110 may identify the position of the electron cloud by considering time ⁇ T2 and time ⁇ T1.
  • the computer 110 may specify the coordinates of the electron e1 and the electron e2 in the first direction D1 by considering the time ⁇ T2 and the time ⁇ T1.
  • computer 110 may image the electron cloud considering time ⁇ T2 and time ⁇ T1.
  • the time ⁇ T3 occurs depending on the radiation detector 50.
  • the time ⁇ T3 in the radiation detector 50 including a semiconductor detection element may be longer than the time ⁇ T3 in the radiation detector 50 including a scintillator.
  • the computer 110 may obtain information regarding the time ⁇ T3 from the radiation detector 50.
  • the radiation detector 50 may transmit a signal in which information including the time ⁇ T3 is digitized to the computer 110.
  • Computer 110 may calculate information regarding time ⁇ T3 based on the analog signal of radiation detector 50.
  • the radiation detector 50 includes a semiconductor detection element, there may be some relationship between the time ⁇ T3 and the intensity of the analog signal.
  • the semiconductor detection element includes a cathode electrode and an anode electrode. After the radiation R2 passes through the cathode electrode, electrons are generated at a position between the cathode electrode and the anode electrode. When the energy of the radiation R2 is small, electrons are generated at a position far from the anode electrode. In this case, the distance the electrons travel until reaching the anode electrode is long, so the time ⁇ T3 becomes long. Furthermore, since the energy of the radiation R2 is small, the intensity of the analog signal is also small.
  • the time ⁇ T3 becomes short. Furthermore, since the energy of the radiation R2 is large, the intensity of the analog signal is also large. The time ⁇ T3 can be calculated based on the strength of the analog signal.
  • FIGS. 12, 14, 17, and 21 show examples in which the first trigger signal TS1 is generated when the second hit signal is generated.
  • FIG. 15 shows an example in which the first trigger signal TS1 is generated after the first delay time DT1 has elapsed since the second hit signal was generated.
  • the first trigger signal TS1 is generated using the signal from the radiation detector 40 as a starting point.
  • FIG. 31 is a diagram showing signal processing in the seventh modification.
  • the first trigger signal TS1 may be generated after a first delay time DT1 has elapsed since the first hit signal H10 of the first data was generated.
  • the first delay time DT1 may be the same as the maximum travel time TMAX described above.
  • the first delay time DT1 may be approximately the same as the maximum travel time TMAX described above. “Substantially the same” means that the first delay time DT1 is greater than or equal to 0.90 times and less than or equal to 1.00 times the maximum travel time TMAX.
  • the first delay time DT1 may be greater than or equal to 0.45 times and less than or equal to 1.00 times the maximum travel time TMAX.
  • the first trigger signal TS1 is generated after the first delay time DT1 has elapsed since the first hit signal H10 was generated, and that the second hit H20 is generated during the first delay time DT1. may be generated only if In other words, if the second hit H20 is not generated during the first delay time DT1, the first trigger signal TS1 is generated after the first delay time DT1 has elapsed since the first hit signal H10 was generated. It doesn't have to be done.
  • the second trigger signal TS2 may also be generated after the first delay time DT1 has elapsed since the first hit signal H10 was generated.
  • the second trigger signal TS2 is generated after the first delay time DT1 has elapsed since the first hit signal H10 was generated, and it is confirmed that the second hit H20 is generated during the first delay time DT1. may be generated only if In other words, if the second hit H20 is not generated during the first delay time DT1, the second trigger signal TS2 is generated after the first delay time DT1 has elapsed since the first hit signal H10 was generated. It doesn't have to be done.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a method for calculating time ⁇ T2.
  • a time ⁇ T5 is calculated.
  • the time ⁇ T5 is the difference between the time when the second hit H20 rises and the time when the first trigger signal TS rises.
  • the time ⁇ T2 is calculated by subtracting the time ⁇ T5 from the sum of the time ⁇ T3 and the first delay time DT1.
  • generating a hit signal may mean “setting the hit signal in a High state.”
  • generating a trigger signal may mean “setting the trigger signal to a High state.” Note that when the circuit of the detection device 10 performs some operation in response to input of a signal in the Low state, "generating a signal that generates a hit signal” does not mean “setting the hit signal in a Low state”. It may mean something. Similarly, “generating a signal that generates a trigger signal” may mean “setting the trigger signal to a Low state.”
  • Object 10 Detection device 20 Container 30 Electron detector 31 Anode electrode 32 Cathode electrode 35 Base material 351 First surface 352 Second surface 40 Drift electrode 45 Drift cage 50 Radiation detector 51 Detection element 52 Circuit board 60 Electronic amplifier 70 Auxiliary Drift electrode 110 Computer 120 Logic circuit 130 Second readout circuit 131 Anode readout circuit 132 Cathode readout circuit 136 First integrated circuit 137 AD converter 138 Second integrated circuit 1381 21st buffer 1382 22nd buffer 1383 2nd data processing section 150 1st Readout circuit 156 Integrated circuit 1561 First buffer 1562 First data processing section

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Abstract

電子を検出する検出装置は、ガスが収容されている容器と、容器の内部に位置し、容器内で形成された電子雲の電子を検出してアナログ信号を生成する電子検出器と、電子検出器に対向するドリフト電極と、電子検出器によって生成されたアナログ信号をデジタル化して第２データを生成する第２読出回路と、を備える。第２読出回路は、第２データが格納される第２バッファを含む。第２読出回路は、第２バッファに格納されている第２データを含む第２最終データを、第２トリガー信号に応じて外部のコンピュータへ送信する。

Description

検出装置、放射線特定装置及び中性子画像化装置
　本開示の実施形態は、電子を検出する検出装置、放射線特定装置及び中性子画像化装置に関する。
　例えば特許文献１～３に開示されているように、コンプトン散乱された放射線及びコンプトン散乱によって発生した電子を検出する検出装置が知られている。検出装置は、ガスが収容されている容器と、コンプトン散乱によって発生した電子を検出する電子検出器と、コンプトン散乱によって散乱された放射線を検出する放射線検出器と、を備える。
　電子検出器によって検出される電子に関するデータは、放射線の分析に役立つ。例えば特許文献１に記載されているように、放射線の散乱方向に関する情報が、放射線検出器によって検出された放射線の位置に関する情報と、電子の発生点に関する情報とから算出される。
特開２０１５－１４８４４８号公報 特開２０１６－１６１５２２号公報 国際公開第２０１７／２０９０５９号
　電子検出器によって検出されたデータは、コンピュータへ送信される。電子検出器によって検出された全てのデータがコンピュータに送信されると、コンピュータの負荷が重くなる。
　本開示の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得る検出装置を提供することを目的とする。
　本開示の実施形態は、以下の［１］～［１８］に関する。
［１］　電子を検出する検出装置であって、
　ガスが収容されている容器と、
　前記容器の内部に位置し、前記容器内で形成された電子雲の電子を検出してアナログ信号を生成する電子検出器と、
　前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
　前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号をデジタル化して第２データを生成する第２読出回路と、
　前記第２読出回路と通信可能なコンピュータと、を備え、
　前記第２読出回路は、前記第２データが格納される第２バッファを含み、
　前記第２読出回路は、前記第２バッファに格納されている前記第２データを含む第２最終データを、第２トリガー信号に応じて前記コンピュータへ送信する、検出装置。
［２］　［１］に記載の検出装置において、前記検出装置は、前記第２読出回路に接続された論理回路を備えてもよく、前記第２読出回路は、前記電子検出器の前記アナログ信号の強度が閾値を超えたときに第２ヒット信号を生成してもよく、前記論理回路は、前記電子検出器において前記第２ヒット信号が生成されてから第２遅延時間が経過した後、前記第２トリガー信号を生成してもよい。
［３］　［１］に記載の検出装置において、前記検出装置は、前記第２読出回路に接続された論理回路を備えてもよく、前記電子検出器は、複数のアノード電極及び複数のカソード電極を含んでいてもよく、前記電子検出器の前記アナログ信号は、前記複数のアノード電極によって生成されるアノードアナログ信号と、前記複数のカソード電極によって生成されるカソードアナログ信号と、を含んでいてもよく、前記第２読出回路は、前記アノードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにアノードヒット信号を生成し、前記カソードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにカソードヒット信号を生成してもよく、前記論理回路は、前記アノードヒット信号及び前記カソードヒット信号の両方の生成に応じて、前記第２トリガー信号を生成してもよい。
［４］　［３］に記載の検出装置において、前記検出装置は、前記第２読出回路に接続された論理回路を備えてもよく、前記論理回路は、前記アノードヒット信号及び前記カソードヒット信号が生成されてから、第２遅延時間が経過した後、前記第２トリガー信号を生成してもよい。
［５］　［２］又は［４］に記載の検出装置において、前記第２遅延時間は、最大移動時間以下であってもよく、前記最大移動時間は、電子が前記ドリフト電極から前記電子検出器まで移動することに要する時間であってもよい。
［６］　［２］、［４］又は［５］に記載の検出装置において、前記第２読出回路の前記第２バッファは、第２格納期間の間、前記第２データを格納してもよく、前記第２格納期間は、前記第２遅延時間以上であってもよい。
［７］　［１］～［６］のいずれか１つに記載の検出装置において、前記第２最終データは、前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号の強度に関する情報を含んでいてもよい。
［８］　［７］に記載の検出装置において、前記第２読出回路は、前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号の強度に関する情報を、５０ＭＨｚ以下のサンプリング周波数で取得してもよい。
［９］　［７］に記載の検出装置において、前記第２読出回路は、前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号の強度に関する情報を、１０ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下のサンプリング周波数で取得してもよい。
［１０］　［１］～［９］のいずれか１つに記載の検出装置において、前記第２最終データは、前記第２データが前記第２バッファに格納された時刻に関する情報を含んでいてもよい。
［１１］　［１］～［１０］のいずれか１つに記載の検出装置において、前記第２最終データは、前記電子検出器上における電子の到達位置に関する情報を含んでいてもよい。
［１２］　［１］～［１１］のいずれか１つに記載の検出装置において、前記電子雲は、コンプトン散乱によって発生した反跳電子の飛跡に形成されてもよい。
［１３］　［１］～［１１］のいずれか１つに記載の検出装置において、前記電子雲は、中性子の核反応によって発生した三重水素及び陽子の飛跡に形成されてもよい。
［１４］　［１３］に記載の検出装置において、前記電子検出器は、複数のアノード電極及び複数のカソード電極を含んでいてもよく、前記電子検出器の前記アナログ信号は、前記複数のアノード電極によって生成される複数のアノードアナログ信号と、前記複数のカソード電極によって生成される複数のカソードアナログ信号と、を含んでいてもよく、前記第２読出回路は、前記アノードアナログ信号の強度が閾値を超えたときに、信号の立上り／立下りの区別がされたアノードヒット信号を生成し、前記カソードアナログ信号の強度が閾値を超えたときに、信号の立上り／立下りの区別がされたカソードヒット信号を生成してもよく、前記第２最終データは、前記複数のアノード電極に対応する複数の前記アノードヒット信号、及び前記複数のカソード電極に対応する複数の前記カソードヒット信号を含んでいてもよい。
［１５］　［１３］に記載の検出装置において、前記電子検出器は、複数のアノード電極及び複数のカソード電極を含んでいてもよく、前記電子検出器の前記アナログ信号は、前記複数のアノード電極によって生成される複数のアノードアナログ信号と、前記複数のカソード電極によって生成される複数のカソードアナログ信号と、を含んでいてもよく、前記第２読出回路は、前記アノードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにアノードヒット信号を生成し、前記カソードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにカソードヒット信号を生成してもよく、前記第２最終データは、前記複数のアノード電極に関する複数のアノードＴＯＴ情報、及び前記複数のカソード電極に関する複数のカソードＴＯＴ情報を含んでいてもよく、各アノードＴＯＴ情報は、各アノードヒット信号が生成されている期間に関する情報であってもよく、各カソードＴＯＴ情報は、各カソードヒット信号が生成されている期間に関する情報であってもよい。
［１６］　放射線特定装置であって、
　［１］～［１５］のいずれか１つに記載の検出装置と、
　前記検出装置が送信した前記第１最終データ及び前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
　前記コンピュータは、第１最終データ及び第２最終データに基づいて、放射線の前記検出装置への入射方向を算出する、放射線特定装置。
［１７］　放射線特定装置であって、
　［１］～［１５］のいずれか１つに記載の検出装置と、
　前記検出装置が送信した前記第１最終データ及び前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
　前記コンピュータは、第１最終データ及び第２最終データに基づいて、放射線を放出する線源の位置を画像化する、放射線特定装置。
［１８］　中性子画像化装置であって、
　［１４］又は［１５］に記載の検出装置と、
　前記検出装置が送信した前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
　前記コンピュータは、前記第２最終データに基づいて、中性子の前記検出装置への入射位置を画像化する、中性子画像化装置。
　本開示の実施形態によれば、コンピュータに送信される、電子に関するデータの量を低減できる。
検出装置の一例を示す断面図である。 電子検出器の一例を示す斜視図である。 電子検出器の一例を示す断面図である。 放射線検出器の一例を示す斜視図である。 検出装置において生じるコンプトン散乱の一例を示す図である。 電子検出器に電子が到達する様子を示す図である。 放射線検出器によって生成されるアナログ信号及び電子検出器によって生成されるアナログ信号の一例を示す図である。 データを生成するための回路の一例を示す図である。 第２読出回路及び論理回路の一例を示す図である。 アノード読出回路の一例を示す図である。 第１読出回路の一例を示す図である。 信号処理の一例を示す図である。 コンピュータへ送信される第１最終データ及び第２最終データの一例を示す図である。 信号処理の一例を示す図である。 第１の変形例における信号処理の一例を示す図である。 第２の変形例における第２読出回路及び論理回路を示す図である。 第２の変形例における信号処理を示す図である。 第３の変形例における電子検出器を示す斜視図である。 第３の変形例における第２読出回路及び論理回路の一例を示す図である。 第４の変形例における第１読出回路、第２読出回路及び論理回路を示す図である。 第４の変形例における信号処理を示す図である。 検出装置の一例を示す断面図である。 検出装置において生じる中性子の吸収の一例を示す図である。 電子検出器によって生成されるアナログ信号の一例を示す図である。 ヒット信号の一例を示す図である。 データを生成するための回路の一例を示す図である。 信号処理の一例を示す図である。 最大移動時間を測定するための装置の構成を示す図である。 図２８の装置によって検出された電子の数を示すグラフである。 第６の変形例におけるアナログ信号を示す図である。 第７の変形例における信号処理を示す図である。 第７の変形例における信号処理を示す図である。
　以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈する。
　本明細書で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
　本明細書において、あるパラメータに関して複数の上限値の候補及び複数の下限値の候補が挙げられている場合、そのパラメータの数値範囲は、任意の１つの上限値の候補と任意の１つの下限値の候補とを組み合わせることによって構成されてもよい。例えば、「パラメータＢは、例えばＡ１以上であり、Ａ２以上であってもよく、Ａ３以上であってもよい。パラメータＢは、例えばＡ４以下であり、Ａ５以下であってもよく、Ａ６以下であってもよい。」と記載されている場合を考える。この場合、パラメータＢの数値範囲は、Ａ１以上Ａ４以下であってもよく、Ａ１以上Ａ５以下であってもよく、Ａ１以上Ａ６以下であってもよく、Ａ２以上Ａ４以下であってもよく、Ａ２以上Ａ５以下であってもよく、Ａ２以上Ａ６以下であってもよく、Ａ３以上Ａ４以下であってもよく、Ａ３以上Ａ５以下であってもよく、Ａ３以上Ａ６以下であってもよい。
　以下、本開示の実施形態に係る検出装置１０の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、検出装置１０の概要について説明する。図１は、検出装置１０の一例を示す断面図である。
（検出装置）
　検出装置１０は、容器２０と、容器２０の内部に位置する電子検出器３０及びドリフト電極４０と、放射線検出器５０と、を備える。容器２０は、例えばチャンバーである。容器２０の内部には、アルゴンやキセノンなどの希ガスが少なくとも収容されている。容器２０の内部には、希ガスに加えて、二酸化炭素やメタンなどの消光作用を有するクエンチングガスが収容されていてもよい。
　容器２０は、第１部２１と、第１方向Ｄ１において第１部２１に対向する第２部２２と、第１部２１から第２部２２に向かって広がる側部２３と、を含む。検出装置１０は、第１部２１を通って容器２０の内部に入射する放射線を検出するために用いられ得る。図１に示すように、容器２０は、円筒形を有していてもよい。すなわち、側部２３が円形の断面を有していてもよい。図示はしないが、容器２０は、円筒形以外の形状、例えば立方体や直方体の形状を有していてもよい。第１部２１は、容器２０の外側に向かって凸となるよう湾曲していてもよい。容器２０は、第１部２１と側部２３の間に位置するコーナー２４を含んでいてもよい。第１部２１は、平坦に広がっていてもよい。コーナー２４は、第１部２１及び側部２３とは異なる方向に広がる面を含んでいてもよい。
　放射線を放出する対象物は、容器２０の外部に位置する。第１部２１は、容器２０の面のうち対象物に最も近接する面を含んでいてもよい。
　容器２０の材料が、放射線を透過させやすいことが好ましい。これにより、容器２０を通る間に放射線が容器２０によって吸収されたり散乱されたりすることを抑制できる。容器２０は、例えば、プラスチック、金属を含んでいてもよい。プラスチックは、繊維強化プラスチックであってもよい。金属を用いる場合、容器２０は、単一の金属元素で構成されていてもよく、合金で構成されていてもよい。金属としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金を用いることができる。容器２０の軽量化のため、比重が４未満の金属を用いてもよい。
　容器２０がプラスチックを含む場合、容器２０の厚みは、例えば１ｍｍ以上であり、５ｍｍ以上であってもよく、１０ｍｍ以上であってもよい。容器２０の厚みは、例えば３０ｍｍ以下であり、２５ｍｍ以下であってもよく、２０ｍｍ以下であってもよい。
　容器２０が金属を含む場合、容器２０の厚みは、例えば２ｍｍ以上であり、３ｍｍ以上であってもよく、５ｍｍ以上であってもよい。容器２０の厚みは、例えば２０ｍｍ以下であり、１５ｍｍ以下であってもよく、１０ｍｍ以下であってもよい。
　ドリフト電極４０、電子検出器３０及び放射線検出器５０は、この順で第１部２１から第２部２２に向かう側に並んでいる。すなわち、ドリフト電極４０は、電子検出器３０よりも第１部２１の側に位置している。放射線検出器５０は、電子検出器３０よりも第２部２２の側に位置している。「構成要素Ａが構成要素Ｂよりも第１部２１の側に位置している」とは、構成要素Ａが、構成要素Ｂに対して図１の矢印Ｓ１で示す側に位置していることを意味する。矢印Ｓ１は、第２部２２から第１部２１に向かう方向を表す。構成要素Ｂから第１部２１までの距離は、構成要素Ｂから構成要素Ａまでの距離よりも長くてもよく、短くてもよい。
　ドリフト電極４０は、第２部２２よりも第１部２１に近接していてもよい。電子検出器３０及び放射線検出器５０は、第１部２１よりも第２部２２に近接していてもよい。
　放射線検出器５０は、容器２０の外部に位置していてもよい。例えば、放射線検出器５０は、第２部２２の外側に位置していてもよい。放射線検出器５０は、第２部２２を挟んでドリフト電極４０と対向していてもよい。
　図示はしないが、放射線検出器５０は、容器２０の内部に位置していてもよい。例えば、放射線検出器５０は、第２部２２と電子検出器３０との間に位置していてもよい。
　電子検出器３０、ドリフト電極４０及び放射線検出器５０について詳細に説明する。
　容器２０の内部に入射した放射線がガスに衝突すると、コンプトン散乱が生じることがある。コンプトン散乱が生じると、反跳電子が発生する。また、反跳電子の飛跡に沿って電離電子が発生する。電子検出器３０は、電離電子を検出する。電離電子を検出することにより、反跳電子の飛跡及びエネルギーを算出できる。
　図２は、電子検出器３０の一例を示す斜視図である。電子検出器３０は、複数の電極を含む。コンプトン散乱によって発生した電子は、複数の電極のうちの一部の電極に到達する。一部の電極は、電子の到達に伴ってアナログ信号を生成する。アナログ信号を生成した一部の電極を特定することにより、電子検出器３０上における電子の到達位置に関する情報が得られる。アナログ信号の強度に基づいて、電子検出器３０に到達した電子のエネルギーに関する情報が得られる。アナログ信号の強度は、アナログ信号の電圧、振幅などに基づいて算出される。例えば、アナログ信号の電圧又は振幅が、アナログ信号の強度として用いられてもよい。
　電子検出器３０の複数の電極は、複数のアノード電極３１と、複数のカソード電極３２と、基材３５と、を含んでいてもよい。基材３５は、第１方向Ｄ１に交差する方向に広がる第１面３５１及び第２面３５２を含む。第１面３５１は、ドリフト電極４０に対向している。第２面３５２は、第１面３５１の反対側に位置している。
　複数のカソード電極３２は、第１面３５１上に位置していてもよい。複数のカソード電極３２は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に並んでいてもよい。各カソード電極３２は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３に延びていてもよい。
　複数のアノード電極３１は、第２面３５２に位置し、第３方向Ｄ３に並ぶ複数のライン部３１１を含んでいてもよい。各ライン部３１１は、第２方向Ｄ２に延びていてもよい。図３は、電子検出器３０の一例を示す断面図である。各ライン部３１１には、第２方向Ｄ２に並び、基材３５を貫通する複数の貫通部３１２が接続されていてもよい。貫通部３１２の表面は、カソード電極３２に形成された開口３３に位置していてもよい。
　コンプトン散乱によって発生した電子は、複数のアノード電極３１のうちの一部のアノード電極３１、及び、複数のカソード電極３２のうちの一部のカソード電極３２に到達する。一部のアノード電極３１は、電子の到達に伴ってアノードアナログ信号を生成する。アノードアナログ信号を生成した一部のアノード電極３１を特定することにより、電子検出器３０に到達した電子の、第３方向Ｄ３における位置に関する情報が得られる。一部のカソード電極３２は、電子の到達に伴ってカソードアナログ信号を生成する。カソードアナログ信号を生成した一部のカソード電極３２を特定することにより、電子検出器３０に到達した電子の、第２方向Ｄ２における位置に関する情報が得られる。このように、図２及び図３に示す電子検出器３０は、電子検出器３０に到達した電子の、第２方向Ｄ２における位置及び第３方向Ｄ３における位置に関する情報を、効率的に提供できる。
　電子検出器３０には、アナログ信号を処理するための後述する第２読出回路１３０が設けられていてもよい。第２読出回路１３０は、電子検出器３０とは別の部材に設けられていてもよい。この場合、電子検出器３０には、アナログ信号を第２読出回路１３０に伝えるためのケーブル、ハーメチックコネクタ、配線基板が設けられていてもよい。
　ドリフト電極４０は、電子検出器３０に対向するよう配置されている。例えば、ドリフト電極４０は、第１方向Ｄ１において電子検出器３０に対向している。この場合、ドリフト電極４０は、第１方向Ｄ１に直交する方向に広がる面を含む。電子検出器３０とドリフト電極４０との間には、電子検出器３０からドリフト電極４０に向かう電場が生じている。コンプトン散乱によって発生した反跳電子に伴う電離電子は、電場により電子検出器３０側へ引き寄せられる。
　放射線検出器５０は、散乱された放射線を検出する。本実施の形態においては、電子検出器３０とドリフト電極４０との間で散乱された放射線が、電子検出器３０及び容器の第２部２２を透過した後に放射線検出器５０によって検出される。放射線検出器５０は、放射線検出器５０に到達した放射線の位置及びエネルギーを検出できる。
　図４は、放射線検出器５０の一例を示す斜視図である。放射線検出器５０は、複数の検出素子５１と、検出素子５１を支持する回路基板５２と、を含んでいてもよい。複数の検出素子５１は、第１方向Ｄ１に交差する方向に並んでいてもよい。例えば、複数の検出素子５１は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に並んでいてもよい。
　放射線は、複数の検出素子５１のうちの一部の検出素子５１に到達する。一部の検出素子５１は、放射線の到達に伴ってアナログ信号を生成する。アナログ信号を生成した一部の検出素子５１を特定することにより、放射線検出器５０上における放射線の到達位置に関する情報が得られる。アナログ信号の強度に基づいて、放射線検出器５０に到達した放射線のエネルギーに関する情報が得られる。アナログ信号の強度は、アナログ信号の電圧、振幅などに基づいて算出される。
　放射線を検出できる限りにおいて、検出素子５１の構成は任意である。
　例えば、検出素子５１は、散乱された放射線によって励起されて蛍光を発するシンチレータと、蛍光を検出する光検出器と、を含んでいてもよい。光検出器は、例えばアバランシェフォトダイオードを含んでいてもよい。
　検出素子５１は、前記散乱された放射線を検出する半導体検出素子を含んでいてもよい。半導体検出素子は、例えば、テルル化亜鉛カドミウムを含む半導体を備えていてもよい。
　放射線検出器５０は、第１範囲内のエネルギーを有する放射線を検出できる第１の検出素子５１と、第１範囲とは異なる第２範囲内のエネルギーを有する放射線を検出できる第２の検出素子５１と、を含んでいてもよい。これにより、放射線検出器５０が検出できる放射線のエネルギーの範囲を拡大できる。
　検出素子５１によって検出された放射線は、回路基板５２によって電気信号として処理される。回路基板５２は、電気信号を処理するための回路、配線などを含んでいてもよい。電気信号は、例えば、回路基板５２に接続された図示しないケーブル、ハーメチックコネクタ、配線基板などを介して容器２０の外部に伝送されてもよい。
　検出装置１０のその他の構成要素について説明する。
　図１に示すように、検出装置１０は、電子検出器３０とドリフト電極４０との間に位置する補助ドリフト電極７０を備えていてもよい。補助ドリフト電極７０は、電子検出器３０とドリフト電極４０との間の電場の分布の均一性を高めるために設けられている。
　補助ドリフト電極７０は、複数のリング電極７２を含んでいてもよい。複数のリング電極７２は、電子検出器３０とドリフト電極４０とが対向する方向に沿って並んでいる。リング電極７２は、ドリフト電極４０に向くリング第１面７３と、リング第１面７３の反対側に位置するリング第２面７４と、を含む。
　リング電極７２には開口７２１が形成されていてもよい。開口７２１は、対向方向において、電子検出器３０に重なる。リング電極７２は、対向方向において、電子検出器３０に重なっていなくてもよい。リング電極７２は、対向方向において、ドリフト電極４０に重なっていてもよい。
　補助ドリフト電極７０は、対向方向において隣接する２つのリング電極７２の間に配置されているスペーサ７５を含んでいてもよい。スペーサ７５は、対向方向において隣接する２つのリング電極７２の間の距離を定める。距離は、リング電極７２の数、電子検出器３０とドリフト電極４０との間の電圧などに応じて定められる。
　ドリフト電極４０は、補助ドリフト電極７０に取り付けられていてもよい。例えば、補助ドリフト電極７０は、ドリフト電極４０とリング電極７２との間に位置するスペーサ７５を含んでいてもよい。ドリフト電極４０及び複数のリング電極７２を含む構造体のことを、ドリフトケージ４５とも称する。
　補助ドリフト電極７０は、対向方向において隣接する２つのリング電極７２を電気的に接続する配線７６を含んでいてもよい。補助ドリフト電極７０は、対向方向において隣接するドリフト電極４０とリング電極７２とを電気的に接続する配線７６を含んでいてもよい。補助ドリフト電極７０は、配線７６の経路に挿入された抵抗器７７を含んでいてもよい。隣接する２つのリング電極７２を電気的に接続することにより、２つのリング電極７２の間の電圧を調整できる。これにより、対向方向に並ぶリング電極７２の電位を段階的に変化させることができる。例えば、ドリフト電極４０の電位が－４０００Ｖであり、電子検出器３０の電位が０Ｖであり、２０枚のリング電極７２がドリフト電極４０と電子検出器３０の間に配置されていると仮定する。この場合、ドリフト電極４０から電子検出器３０に向かって並ぶ複数のリング電極７２の電位を、－３８００Ｖ、－３６００Ｖ、－３４００Ｖ、・・・というように段階的に変化させることができる。これにより、ドリフト電極４０と電子検出器３０との間の空間に形成される電場の均一性を高めることができる。
　図１に示すように、補助ドリフト電極７０は、中継基板９０によって支持されていてもよい。中継基板９０は、電子検出器３０を支持していてもよい。例えば、中継基板９０は、電子検出器３０を支持する第１基板９１と、補助ドリフト電極７０を支持する第２基板９２と、を含んでいてもよい。第２基板９２は、第１基板９１と補助ドリフト電極７０との間に位置していてもよい。
　図１に示すように、検出装置１０は、電子検出器３０とドリフト電極４０との間に位置する電子増幅器６０を備えていてもよい。電子増幅器６０は、例えば第１方向Ｄ１において電子検出器３０及びドリフト電極４０に対向するよう配置されている。
　電子増幅器６０は、電子雪崩増幅を生じさせるよう構成されている。電子増幅器６０は、ドリフト電極４０の電位よりも高い電位を有する電極を含む。電子増幅器６０は、電子増幅器６０を貫通する複数の貫通孔６１を含んでいてもよい。電子増幅器６０は、ドリフト電極４０に向かう電場を貫通孔６１に生じさせるよう構成されていてもよい。
　次に、検出装置１０において生じるコンプトン散乱について説明する。図５は、コンプトン散乱の一例を示す図である。符号Ｒ１は、容器２０の第１部２１を通過して容器２０の内部に入射した放射線を表す。放射線Ｒ１は、例えば荷電粒子線（例えば、α線、β線等）、非荷電粒子線（例えば、中性微子、中性子線等）、電磁波（例えば、ガンマ線、Ｘ線等）、または非電離放射線（例えば、紫外光等）等である。放射線Ｒ１は、ドリフト電極４０を通過した後、電子検出器３０とドリフト電極４０との間の空間に到達する。
　放射線Ｒ１がガスに衝突すると、コンプトン散乱が生じることがある。符号Ｐは、散乱が生じた位置を表す。位置Ｐを散乱点とも称する。符号Ｒ２は、散乱された放射線を表す。放射線Ｒ２は、電子検出器３０を通過した後、放射線検出器５０に到達する。放射線検出器５０が容器２０の外部に位置する場合、放射線Ｒ２は、容器２０の第２部２２も通過する。放射線Ｒ２は、複数の検出素子５１の中の一部の検出素子５１によって検出される。例えば、放射線Ｒ２は、１つの検出素子５１によって検出される。これにより、放射線Ｒ２の到達位置及びエネルギーを算出できる。
　コンプトン散乱が生じると、反跳電子が発生する。符号Ｒ３は、反跳電子の飛跡に形成される電子雲を示す。符号ｅ１は、電子雲Ｒ３の始点に位置する電子を表す。電子ｅ１は、散乱点Ｐに位置していてもよい。符号ｅ２は、電子雲Ｒ３の終点に位置する電子を表す。
　電子雲Ｒ３の各電子は、電場Ｅ１により電子検出器３０に向かって移動する。このような移動は、ドリフトとも称される。電子検出器３０に到達した電子雲Ｒ３の各電子は、電子検出器３０のアノード電極３１及びカソード電極３２によって検出される。これにより、電子雲Ｒ３の各電子の位置及びエネルギーを算出できる。また、反跳電子の飛跡及びエネルギー並びに散乱点Ｐを算出できる。
　放射線Ｒ２は、散乱点Ｐから放射線検出器５０までほぼ光速で移動する。反跳電子も、電子ｅ１の位置から電子ｅ２の位置までほぼ光速で移動する。一方、電子雲Ｒ３が電子検出器３０に向かって移動する速度Ｖは、光速に比べて遅い。このため、電子雲Ｒ３の各電子は、放射線Ｒ２が放射線検出器５０に到達した後に、電子検出器３０に到達する。電子雲Ｒ３の各電子が電子検出器３０に到達する時間は、各電子から電子検出器３０までの距離に応じて異なる。図６に示す例において、電子ｅ２から電子検出器３０までの距離は、電子ｅ１から電子検出器３０までの距離よりも短い。このため、電子ｅ２は、電子ｅ１よりも先に電子検出器３０に到達する。
　図６において、四角い枠で囲まれたｔ０、ｔ１、ｔ２の符号は、放射線Ｒ２又は電子雲Ｒ３の電子が符号で示す位置に生じたときの時刻、又は到達したときの時刻を表す。放射線Ｒ２及び反跳電子の移動に要する時間を無視する場合、電子ｅ１が生じる時刻、電子ｅ２が生じる時刻、及び、放射線Ｒ２が放射線検出器５０に到達する時刻は、いずれもｔ０である。電子ｅ１は、時刻ｔ０の後、時刻ｔ１で電子検出器３０に到達する。電子ｅ２は、時刻ｔ２で電子検出器３０に到達する。時刻ｔ２は時刻ｔ０よりも後であり、時刻ｔ１は時刻ｔ２よりも後である。
　放射線検出器５０は、放射線Ｒ２を検出するとアナログ信号を生成する。電子検出器３０は、電子を検出するとアナログ信号を生成する。図７は、放射線検出器５０によって生成されるアナログ信号Ｗ＿Ｒ２及び電子検出器によって生成されるアナログ信号Ｗ＿Ｒ３の一例を示す図である。放射線検出器５０のアナログ信号は、時刻ｔ０に生成される。時間ΔＴ２は、時刻ｔ０と時刻ｔ２の差である。時間ΔＴ２は、電子ｅ２が電子雲Ｒ３の終点から電子検出器３０まで移動することに要する時間に相当する。時間ΔＴ１は、時刻ｔ０と時刻ｔ１の差である。時間ΔＴ１は、電子ｅ１が電子雲Ｒ３の始点から電子検出器３０まで移動することに要する時間に相当する。
　電子雲Ｒ３から電子検出器３０までの距離が長いほど、電子が電子検出器３０まで移動することに要する時間が長くなる。移動に要する時間は、電子がドリフト電極４０上で生成された場合に最も長くなる。電子がドリフト電極４０から電子検出器３０まで移動することに要する時間のことを、最大移動時間ＴＭＡＸとも称する。最大移動時間ＴＭＡＸは、ドリフト電極４０と電子検出器３０との間の間隔（ドリフト長とも称する）、及び電子のドリフト速度Ｖに基づいて定まる。ドリフト速度Ｖは、電場の強度、容器２０中のガスの種類、ガスの圧力などに基づいて定まる。例えば、下記の条件１及び条件２においては、最大移動時間ＴＭＡＸが１０．２４μｓになる。
（条件１）
ドリフト長：４０ｃｍ、電場強度：４００Ｖ／ｃｍ、
ガスの種類：アルゴン及びエタンを含む混合ガス、ガスの圧力：１気圧
（条件２）
ドリフト長：６０ｃｍ、電場強度：６００Ｖ／ｃｍ、
ガスの種類：四フッ化メタン、ガスの圧力：３気圧
　最大移動時間ＴＭＡＸは、例えば３μｓ以上であり、５μｓ以上であってもよく、７μｓ以上であってもよい。最大移動時間ＴＭＡＸは、例えば３０μｓ以下であり、２０μｓ以下であってもよく、１５μｓ以下であってもよい。
　最大移動時間ＴＭＡＸは、電子検出器３０及びドリフト電極４０を含む装置を用いて測定されてもよい。図２８は、最大移動時間ＴＭＡＸを測定するための装置の構成を示す図である。装置は、容器２０と、容器２０の内部に位置する電子検出器３０及びドリフト電極４０と、容器２０の第１部２１の外面上に位置する線源８０と、を備える。電子検出器３０及びドリフト電極４０は、間隔Ｈを空けて第１方向Ｄ１において対向している。線源８０は、放射線の発生源である。線源８０は、例えば、公共社団法人日本アイソトープ協会の放射線標準ガンマ線源（核種:Ba-1133、コード番号;BA402）である。線源８０からの放射線に起因して容器２０の内部でコンプトン散乱が生じると、反跳電子が発生し、電子雲Ｒ３が形成される。
　図２９は、図２８の装置の電子検出器３０によって検出された電子の数を示すグラフである。図２９のグラフの横軸は、時間を表す。図２９のグラフの縦軸は、電子の数を表す。図２９のグラフの複数の点はそれぞれ、所定のサンプリング周波数で検出された電子の数を示す。サンプリング周波数は、例えば５０ＭＨｚ以下である。サンプリング周波数は、１０ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下であってもよい。
　図２９に示すように、グラフは、電子の数が多く、且つ数がほぼ一定である期間を含む。この期間が、最大移動時間ＴＭＡＸに相当する。電子の数が多く、且つ数がほぼ一定である期間を特定することにより、最大移動時間ＴＭＡＸが算出される。電子のドリフト速度Ｖは、Ｈ／ＴＭＡＸによって算出される。
　次に、放射線検出器５０のアナログ信号及び電子検出器３０のアナログ信号をデジタル化してデータを生成するための回路について説明する。図８は、回路の一例を示す図である。
　検出装置１０は、第１読出回路１５０及び第２読出回路１３０を少なくとも備える。第１読出回路１５０及び第２読出回路１３０は、コンピュータ１１０と通信可能である。コンピュータ１１０は、第１読出回路１５０及び第２読出回路１３０から送信されたデジタルデータを受信し、デジタルデータを処理する。例えば、コンピュータ１１０は、後述する第１最終データ及び第２最終データに基づいて、放射線の容器２０への入射方向を算出する。天体のように、放射線を放出する線源から検出装置１０までの距離に比べて、検出装置１０の寸法が無視できる場合は、１つの線源に対して１つの入射方向が特定される。この場合、放射線の入射方向と対応する線源の位置関係を画像化する。一方、SPECT/PETやBNCTのように、放射線を放出する線源から検出装置１０までの距離に比べて、検出装置１０の寸法が無視できない場合は、１つの線源に対して複数の散乱点が検出され、各散乱点から入射方向が特定される。この場合、各散乱点で特定される入射方向が収束する位置が、線源の位置として特定され、画像化される。このように、検出装置１０及びコンピュータ１１０の組合せは、放射線の入射方向を算出する、又は放射線の線源の位置などを画像化する放射線特定装置として機能できる。コンピュータ１１０は、容器２０内で発生した電子雲などを画像化してもよい。この場合、検出装置１０及びコンピュータ１１０の組合せは、電子を画像化する電子画像化装置として機能できる。コンピュータ１１０は、汎用のパーソナルコンピュータであってもよく、検出装置１０に適した計算処理モジュールであってもよい。
　SPECTとは、単一光子放射型コンピュータ断層撮影法（Single Photon Emission CT）である。BNCTとは、ホウ素中性子捕捉療法（Boron Neutron Capture Therapy）である。PETとは、ポジトロン断層法(Positron Emission Tomography)である。
　第１読出回路１５０は、放射線検出器５０によって生成されたアナログ信号をデジタル化して第１データＤ１０を生成する。第１データＤ１０は、後述する第１バッファに格納される。第１読出回路１５０は、第１トリガー信号ＴＳ１の入力に応じて、第１最終データＦＤ１０をコンピュータ１１０へ送信する。第１最終データＦＤ１０は、第１バッファに格納されている第１データＤ１０を含む。
　第２読出回路１３０は、電子検出器３０によって生成されたアナログ信号をデジタル化して第２データＤ２０を生成する。第２データＤ２０は、後述する第２バッファに格納される。第２読出回路１３０は、第２トリガー信号ＴＳ２の入力に応じて、第２最終データＦＤ２０をコンピュータ１１０へ送信する。第２最終データＦＤ２０は、第２バッファに格納されている第２データＤ２０を含む。
　図８に示すように、検出装置１０は、第２読出回路１３０に接続された論理回路１２０を備えていてもよい。論理回路１２０は、例えば、第２読出回路１３０によって生成された第２データＤ２０に基づいて、第１トリガー信号ＴＳ１を生成する。例えば、第２データＤ２０の後述する第２ヒット信号の生成に応じて、第１トリガー信号ＴＳ１が生成される。論理回路１２０は、第２データＤ２０に基づいて第２トリガー信号ＴＳ２を生成してもよい。例えば、第２ヒット信号の生成に応じて、第２トリガー信号ＴＳ２が生成される。論理回路１２０は、第１読出回路１５０及び第２読出回路１３０の両方に接続されていてもよい。この場合、論理回路１２０は、第１データＤ１０及び第２データＤ２０の両方に基づいて、第１トリガー信号ＴＳ１、第２トリガー信号ＴＳ２などのトリガー信号を生成してもよい。
　図９は、第２読出回路１３０及び論理回路１２０の一例を示す図である。第２読出回路１３０は、アノード読出回路１３１及びカソード読出回路１３２を含んでいてもよい。
　アノード読出回路１３１は、複数のアノード電極３１によって生成されるアノードアナログ信号をそれぞれデジタル化する。アノード読出回路１３１によって生成されたデジタルデータを、第２１データＤ２１とも称する。第２１データＤ２１は、第２データＤ２０の一部である。第２１データＤ２１は、第２１ヒット信号Ｈ２１を含んでいてもよい。「ヒット信号」とは、アナログ信号を２値化することによって生成される信号である。アナログ信号の強度が閾値を超えているとき、ヒット信号がＨｉｇｈ状態を示す。アナログ信号の強度が閾値以下であるとき、ヒット信号がＬｏｗ状態を示す。第２１ヒット信号Ｈ２１は、アノードアナログ信号を２値化することによって生成される信号である。アノード読出回路１３１は、第２１ヒット信号Ｈ２１を論理回路１２０へ送信してもよい。
　図９に示すように、第２読出回路１３０は、複数のアノード読出回路１３１を含んでいていてもよい。アノード読出回路１３１の数は、電子検出器３０のアノード電極３１の数に応じて定められる。例えば、アノード電極３１の数が２５６本であり、１つのアノード読出回路１３１が処理できるアナログ信号の数が１２８個である場合、第２読出回路１３０は、２つのアノード読出回路１３１を含む。
　アノード読出回路１３１は、第２トリガー信号ＴＳ２の入力に応じて、第２１最終データＦＤ２１をコンピュータ１１０へ送信してもよい。第２１最終データＦＤ２１は、第２１データＤ２１を含む。第２１最終データＦＤ２１は、第２最終データＦＤ２０の一部である。
　カソード読出回路１３２は、複数のカソード電極３２によって生成されるカソードアナログ信号をそれぞれデジタル化する。カソード読出回路１３２によって生成されたデジタルデータを、第２２データＤ２２とも称する。第２２データＤ２２は、第２データＤ２０の一部である。第２２データＤ２２は、第２２ヒット信号Ｈ２２を含んでいてもよい。第２２ヒット信号Ｈ２２は、カソードアナログ信号を２値化することによって生成される信号である。カソード電極３２は、第２２ヒット信号Ｈ２２を論理回路１２０へ送信してもよい。
　図９に示すように、第２読出回路１３０は、複数のカソード読出回路１３２を含んでいていてもよい。カソード読出回路１３２の数は、電子検出器３０のカソード電極３２の数に応じて定められる。例えば、カソード電極３２の数が２５６本であり、１つのカソード読出回路１３２が処理できるアナログ信号の数が１２８個である場合、第２読出回路１３０は、２つのカソード読出回路１３２を含む。
　カソード読出回路１３２は、第２トリガー信号ＴＳ２の入力に応じて、第２２最終データＦＤ２２をコンピュータ１１０へ送信してもよい。第２２最終データＦＤ２２は、第２２データＤ２２を含む。第２２最終データＦＤ２２は、第２最終データＦＤ２０の一部である。
　アノード読出回路１３１について詳細に説明する。図１０は、アノード読出回路１３１の構成の一例を示す図である。
　アノード読出回路１３１は、複数のアンプ１３６１を含んでいてもよい。各アンプ１３６１は、対応するアノードアナログ信号ＡＳを増幅する。アノード読出回路１３１は、複数のコンパレータ１３６２を含んでいてもよい。各コンパレータ１３６２は、対応するアンプ１３６１によって増幅されたアノードアナログ信号ＡＳを２値化して第２１ヒット信号ｈ２１を生成してもよい。アノード読出回路１３１は、アンプ１３６３を含んでいてもよい。アンプ１３６３は、複数のアンプ１３６１によって増幅された複数のアノードアナログ信号ＡＳを加算する。アンプ１３６３から出力されるアナログ信号の強度は、アノード電極３１によって検出される電子の強度を表す。例えば、アンプ１３６３から出力されるアナログ信号の波形は、アノード電極３１によって検出される電子の波形を表す。複数のアンプ１３６１、複数のコンパレータ１３６２及びアンプ１３６３は、第１集積回路１３６によって構成されていてもよい。第１集積回路１３６は、例えばＡＳＩＣである。
　アノード読出回路１３１は、ＡＤコンバータ１３７を含んでいてもよい。ＡＤコンバータ１３７は、アンプ１３６３から出力されるアナログ信号をデジタル化する。ＡＤコンバータ１３７によってデジタル化されたデータを、第２１強度データＷ２１とも称する。第２１強度データＷ２１は、第２１データＤ２１の一部である。ＡＤコンバータ１３７は、フラッシュ型のＡＤコンバータであってもよい。この場合、アナログ信号が高速でデジタル化される。ＡＤコンバータ１３７のサンプリングレートは、例えば１ＭＨｚ以上であり、５ＭＨｚ以上であってもよく、１０ＭＨｚ以上であってもよい。ＡＤコンバータ１３７のサンプリングレートは、例えば５０ＭＨｚ以下であり、３０ＭＨｚ以下であってもよく、２０ＭＨｚ以下であってもよい。サンプリングレートを低く設定することにより、ＡＤコンバータ１３７で生成されるデータの量を低減できる。これにより、コンピュータ１１０の負荷を低減できる。
　アノード読出回路１３１は、第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２を含んでいてもよい。第２１バッファ１３８１、第２２バッファ１３８２などの、第２読出回路１３０に含まれるバッファのことを、第２バッファとも称する。
　第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２は、例えばリングバッファである。第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２は、第２格納期間の間、第２１データＤ２１を自身に格納する。第２１バッファ１３８１は、第２１ヒット信号ｈ２１を一時的に保持してもよい。第２１バッファ１３８１は、複数の第２１ヒット信号ｈ２１をＯＲ回路によって処理することによって得られる第２１ヒット信号Ｈ２１を一時的に保持してもよい。第２１ヒット信号Ｈ２１は、アノード読出回路１３１に入力される複数のアノードアナログ信号の少なくとも１つがＨｉｇｈ状態である場合、Ｈｉｇｈ状態を示す。第２２バッファ１３８２は、第２１強度データＷ２１を一時的に保持してもよい。第２格納期間は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸ以下であってもよい。
　アノード読出回路１３１は、第２１ヒット信号Ｈ２１を論理回路１２０へ出力してもよい。アノード読出回路１３１は、第２１バッファ１３８１に格納される前の第２１ヒット信号Ｈ２１を論理回路１２０へ出力してもよい。
　アノード読出回路１３１に第２トリガー信号ＴＳ２が入力されると、その時に第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２に格納されている第２１データＤ２１が、第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２から出力される。アノード読出回路１３１は、出力された第２１データＤ２１を処理する第２データ処理部１３８３を含んでいてもよい。第２データ処理部１３８３は、コンピュータ１１０へ送信される第２１最終データＦＤ２１を生成する。
　第２１最終データは、第２１データＤ２１の情報を少なくとも部分的に含む。例えば、第２１最終データＦＤ２１は、第２１ヒット信号Ｈ２１の情報を含んでいてもよい。例えば、第２１最終データＤ２１は、第２１強度データＷ２１を含んでいてもよい。第２１最終データＦＤ２１に含まれる第２１データＤ２１の情報の形式は、第２１データＤ２１の形式と同一でもよく、異なっていてもよい。
　第２１最終データＦＤ２１は、第２１データＤ２１が第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２に格納された時刻に関する情報を含んでいてもよい。第２１最終データＦＤ２１は、電子を検出したアノード電極３１の位置に関する情報を含んでいてもよい。言い換えると、第２１最終データＦＤ２１は、電子検出器３０上における電子の到達位置に関する情報を含んでいてもよい。
　第２１バッファ１３８１、第２２バッファ１３８２、及び第２データ処理部１３８３は、第２集積回路１３８によって構成されていてもよい。第２集積回路１３８は、例えばＦＰＧＡである。
　アノード読出回路１３１は、データ収集信号ＤＡ２１を論理回路１２０へ出力してもよい。データ収集信号ＤＡ２１は、第２１バッファ１３８１及び第２２バッファ１３８２の書き込みが行われている場合にＨｉｇｈ状態になる信号である。
　カソード読出回路１３２の構成は、アノード読出回路１３１の構成と同一であってもよい。
　次に、図９を再び参照して、論理回路１２０について説明する。
　第２読出回路１３０が複数のアノード読出回路１３１を含む場合、図９に示すように、論理回路１２０は、ＯＲ回路１２１を含んでいてもよい。各アノード読出回路１３１からの第２１ヒット信号Ｈ２１が、ＯＲ回路１２１に入力される。ＯＲ回路１２１は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１を処理して第２３ヒット信号Ｈ２３を出力する。第２３ヒット信号Ｈ２３は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１の少なくとも１つがＨｉｇｈ状態である場合、Ｈｉｇｈ状態を示す。すなわち、第２３ヒット信号Ｈ２３は、複数のアノード電極３１によって生成される複数のアノードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているとき、Ｈｉｇｈ状態を示す。第２３ヒット信号Ｈ２３は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１の全てがＬｏｗ状態である場合、Ｌｏｗ状態を示す。すなわち、第２３ヒット信号Ｈ２３は、複数のアノード電極３１によって生成される複数のアノードアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、Ｌｏｗ状態を示す。このような第２３ヒット信号Ｈ２３のことを、アノードヒット信号とも称する。
　第２読出回路１３０が複数のカソード読出回路１３２を含む場合、図９に示すように、論理回路１２０は、ＯＲ回路１２２を含んでいてもよい。各カソード読出回路１３２からの第２２ヒット信号Ｈ２２が、ＯＲ回路１２１に入力される。第２２ヒット信号Ｈ２２は、第２１ヒット信号Ｈ２１と同様に、カソード読出回路１３２に入力される複数のカソードアナログ信号の少なくとも１つがＨｉｇｈ状態である場合、Ｈｉｇｈ状態を示す。ＯＲ回路１２２は、複数の第２２ヒット信号Ｈ２２を処理して第２４ヒット信号Ｈ２４を出力する。第２４ヒット信号Ｈ２４は、複数の第２２ヒット信号Ｈ２２の少なくとも１つがＨｉｇｈ状態である場合、Ｈｉｇｈ状態を示す。すなわち、第２４ヒット信号Ｈ２４は、複数のカソード電極３２によって生成される複数のカソードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているとき、Ｈｉｇｈ状態を示す。第２４ヒット信号Ｈ２４は、複数の第２２ヒット信号Ｈ２２の全てがＬｏｗ状態である場合、Ｌｏｗ状態を示す。すなわち、第２４ヒット信号Ｈ２４は、複数のカソード電極３２によって生成される複数のカソードアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、Ｌｏｗ状態を示す。このような第２４ヒット信号Ｈ２４のことを、カソードヒット信号とも称する。
　第２読出回路１３０がアノード読出回路１３１及びカソード読出回路１３２を含む場合、図９に示すように、論理回路１２０は、ＡＮＤ回路１２３を含んでいてもよい。第２３ヒット信号Ｈ２３及び第２４ヒット信号Ｈ２４が、ＡＮＤ回路１２３に入力される。ＡＮＤ回路１２３は、第２３ヒット信号Ｈ２３及び第２４ヒット信号Ｈ２４を処理して第２ヒット信号Ｈ２０を生成する。第２ヒット信号Ｈ２０は、電子検出器３０からの複数のアノードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えており、且つ、電子検出器３０からの複数のカソードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているとき、Ｈｉｇｈ状態を示す。第２ヒット信号Ｈ２０は、複数のアノードアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、又は、複数のカソードアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、Ｌｏｗ状態を示す。
　図９に示すように、論理回路１２０は、第２ヒット信号Ｈ２０が入力される処理回路１２４を含んでいてもよい。処理回路１２４は、第２ヒット信号Ｈ２０が入力されると、第１トリガー信号ＴＳ１を生成する。処理回路１２４は、第２ヒット信号Ｈ２０が入力されると即時に第１トリガー信号ＴＳ１を生成してもよい。若しくは、処理回路１２４は、第２ヒット信号Ｈ２０が入力されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後、第１トリガー信号ＴＳ１を生成してもよい。第１遅延時間ＤＴ１は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸ以下であってもよい。
　処理回路１２４は、第２ヒット信号Ｈ２０が入力されてから第２遅延時間ＤＴ２が経過した後、第２トリガー信号ＴＳ２を生成してもよい。第２遅延時間ＤＴ２は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸ以下であってもよい。これにより、電子検出器３０から遠い位置で生じた電子が電子検出器３０に到達する前に第２トリガー信号ＴＳ２が生成されることを抑制できる。
　次に、第１読出回路１５０について詳細に説明する。図１１は、第１読出回路１５０の構成の一例を示す図である。第１読出回路１５０には、放射線検出器５０の複数の検出素子５１によって生成された複数のアナログ信号ＥＳが入力される。第１読出回路１５０は、複数のアナログ信号ＥＳをデジタル化して第１データＤ１０を生成する。
　第１読出回路１５０は、アノード読出回路１３１と同様に、複数のアナログ信号ＥＳを増幅する複数のアンプを含んでいてもよい。第１読出回路１５０は、アノード読出回路１３１と同様に、複数のアナログ信号ＥＳを２値化して複数のヒット信号を生成する複数のコンパレータを含んでいてもよい。第１読出回路１５０は、複数のヒット信号をＯＲ回路で処理して第１ヒット信号Ｈ１０を生成してもよい。第１読出回路１５０は、第１ヒット信号Ｈ１０を論理回路１２０へ出力してもよい。第１ヒット信号Ｈ１０は、第１データＤ１０の一部である。第１ヒット信号Ｈ１０は、複数の検出素子５１によって生成される複数のアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているとき、Ｈｉｇｈ状態を示す。第１ヒット信号Ｈ１０は、複数の検出素子５１によって生成される複数のアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、Ｌｏｗ状態を示す。
　第１読出回路１５０は、アノード読出回路１３１と同様に、ＡＤコンバータを含んでいてもよい。ＡＤコンバータは、複数のアナログ信号ＥＳが加算されたアナログ信号をデジタル化してもよい。ＡＤコンバータによってデジタル化されたデータを、第１強度データとも称する。
　第１読出回路１５０は、第１バッファ１５６１を含んでいてもよい。第１バッファ１５６１は、例えばリングバッファである。第１バッファ１５６１は、第１格納期間の間、第１データＤ１０を自身に格納する。第１格納期間は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸ以下であってもよい。第２ヒット信号Ｈ２０が入力されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後、第１トリガー信号ＴＳ１が生成される場合、第１格納期間は、最大移動時間ＴＭＡＸよりも長くてもよい。第１格納期間は、第１遅延時間ＤＴ１と最大移動時間ＴＭＡＸの和よりも短くてもよい。
　第１読出回路１５０に第１トリガー信号ＴＳ１が入力されると、その時に第１バッファ１５６１に格納されている第１データＤ１０が、第１バッファ１５６１から出力される。第１読出回路１５０は、出力された第１データＤ１０を処理する第１データ処理部１５６２を含んでいてもよい。第１データ処理部１５６２は、コンピュータ１１０へ送信される第１最終データＦＤ１を生成する。
　第１最終データＦＤ１は、第１データＤ１０の情報を少なくとも部分的に含む。例えば、第１最終データＦＤ１０は、第１ヒット信号Ｈ１０の情報を含んでいてもよい。例えば、第１最終データＤ１０は、第１強度データを含んでいてもよい。第１最終データＦＤ１０に含まれる第１データＤ１０の情報の形式は、第１データＤ１０の形式と同一でもよく、異なっていてもよい。
　第１最終データＦＤ１０は、第１データＤ１０が第１バッファ１５６１に格納された時刻に関する情報を含んでいてもよい。第１最終データＦＤ１０は、放射線を検出した検出素子５１の位置に関する情報を含んでいてもよい。言い換えると、第１最終データＦＤ１０は、放射線検出器５０上における放射線の到達位置に関する情報を含んでいてもよい。
　第１バッファ１５６１、第１データ処理部１５６２などは、集積回路１５６によって構成されていてもよい。集積回路１５６は、例えばＦＰＧＡである。
　第１読出回路１５０は、データ収集信号ＤＡ１０を論理回路１２０へ出力してもよい。データ収集信号ＤＡ１０は第１バッファ１５６１の書き込みが行われている場合にＨｉｇｈ状態になる信号である。
　次に、図９を再び参照して、論理回路１２０について説明する。図９に示すように、ＶＥＴＯ信号ＶＳが処理回路１２４に入力されてもよい。ＶＥＴＯ信号ＶＳは、アノード読出回路１３１、カソード読出回路１３２又は第１読出回路１５０においてバッファの書き込みが行われている場合にＨｉｇｈ状態になる信号である。処理回路１２４は、ＶＥＴＯ信号ＶＳが入力されると、トリガー信号ＴＳ１，ＴＳ２の出力を停止してもよい。すなわち、処理回路１２４は、ＶＥＴＯ信号ＶＳがＨｉｇｈ状態になると、トリガー信号ＴＳ１，ＴＳ２をＬｏｗ状態にしてもよい。これにより、バッファの書き込みが行われている間にアノード読出回路１３１、カソード読出回路１３２及び第１読出回路１５０にトリガー信号が入力されることを抑制できる。
　次に、検出装置１０の動作の一例を説明する。図１２は、検出装置１０における信号処理の一例を示す図である。
　容器２０の内部で放射線のコンプトン散乱が生じると、反跳電子及び電子雲Ｒ３が生成される。散乱された放射線Ｒ２が放射線検出器５０によって検出されると、第１読出回路１５０が第１データＤ１０を生成する。図１２は、第１データＤ１０の第１ヒット信号Ｈ１０を示している。第１データＤ１０は、第１格納期間ＢＴ１の間、第１バッファに格納される。
　放射線Ｒ２が放射線検出器５０によって検出された後、電子雲Ｒ３の電子が電子検出器３０に到達する。電子がアノード電極３１及びカソード電極３２によって検出されると、第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２が生成される。図１２は、第２１データＤ２１のアノードヒット信号及び第２２データＤ２２のカソードヒット信号を示している。第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２は、第２格納期間ＢＴ２の間、第２バッファに格納される。
　アノードヒット信号及びカソードヒット信号の両方がＨｉｇｈ状態になると、第２ヒット信号が生成される。第２ヒット信号が生成されると、第１トリガー信号ＴＳ１が生成される。第１トリガー信号ＴＳ１が第１読出回路１５０に入力されると、第１読出回路１５０は、第１データＤ１０を含む第１最終データＦＤ１０をコンピュータ１１０へ送信する。
　図１２に示すように、第２ヒット信号が生成されてから第２遅延時間ＤＴ２が経過した後、第２トリガー信号ＴＳ２が生成される。第２トリガー信号ＴＳ２が第２読出回路１３０に入力されると、第２読出回路１３０は、第２データＤ２０を含む第２最終データＦＤ２０をコンピュータ１１０へ送信する。第２最終データＦＤ２０は、第２１データＤ２１を含む第２最終データＦＤ２１と、第２２データＤ２２を含む第２２最終データＦＤ２２と、を含む。
　図１２において左から１番目及び５番目の第１データＤ１０に関しては、第１データＤ１０が第１バッファに格納されている間に第１トリガー信号ＴＳ１が生成される。このため、左から１番目及び５番目の第１データＤ１０は、コンピュータ１１０へ送信される。図１３は、コンピュータ１１０へ送信される第１最終データＦＤ１０及び第２最終データＦＤ２０の一例を示す図である。
　一方、図１２において左から２番目～４番目の第１データＤ１０に関しては、第１データＤ１０が第１バッファに格納されている間に第１トリガー信号ＴＳ１が生成されない。このような状況は、容器２０の内部で散乱されていない放射線が放射線検出器５０に到達する場合に生じ得る。このような状況は、容器２０を通過していない放射線が放射線検出器５０に到達する場合にも生じ得る。左から２番目～４番目の第１データＤ１０は、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。
　図１４は、信号処理のその他の例を示す図である。図１４に示す例において、左から１番目の第１データＤ１０は、第２１データＤ２１の発生は伴うが、第２２データＤ２２の発生は伴わない。このため、第１データＤ１０が第１バッファに格納されている間に第１トリガー信号ＴＳ１が生成されない。このような状況は、電子雲Ｒ３の電子のエネルギーが低い場合に生じ得る。電子のエネルギーが低い場合、反跳電子の飛跡などを正確に算出することは困難である。従って、電子のエネルギーが低い場合の第１データＤ１０及び第２データＤ２０の有用性は低い。左から１番目の第１データＤ１０は、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。
　コンピュータ１１０は、第１最終データＦＤ１０及び第２最終データＦＤ２０に基づいて、放射線及び電子に関する情報を算出する。例えば、コンピュータ１１０は、放射線Ｒ２の到達位置、放射線Ｒ２のエネルギー、反跳電子の飛跡、反跳電子のエネルギー、散乱点Ｐの位置などを算出してもよい。コンピュータ１１０は、これらの情報に基づいて、容器２０に入射した放射線の入射方向を算出してもよい。コンピュータ１１０は、容器２０に入射した放射線の線源の位置を画像化してもよい。
　本実施の形態によれば、容器２０の内部における電子の適切な発生を伴わない放射線に関する第１データＤ１０が、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。このため、コンピュータ１１０へ送信される第１データＤ１０の量を低減できる。これにより、コンピュータ１１０の負荷を低減できる。例えば、第１データＤ１０の計算処理、画像処理などに要する負荷が低減される。例えば、第１データＤ１０の通信に要する負荷が低減される。これにより、コンピュータ１１０は、有用性の高いデータを優先的に処理できる。このため、例えば、従来のコンピュータ１１０に比べて、容器２０に入射した放射線の入射方向をより速く算出できる。これにより、例えば、検出装置１０が、患者の体内の放射線薬剤から放射される放射線を検出する場合、患者の被爆の程度を低減できる。
　上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述の実施の形態と同様に構成され得る部分について、第１の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述の実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
　（第１変形例）
　図１５は、第１の変形例における信号処理の一例を示す図である。図１５に示すように、第１トリガー信号ＴＳ１及び第２トリガー信号ＴＳ２は、第２ヒット信号に応じて同時に生成されてもよい。例えば、上述の第１遅延時間ＤＴ１が、上述の第２遅延時間ＤＴ２と同一であってもよい。
　図１５に示す例においても、第１データＤ１０が第１バッファに格納されている間に第１トリガー信号ＴＳ１が生成されると、第１最終データＦＤ１０がコンピュータ１１０へ送信される。
　（第２変形例）
　図１６は、第２の変形例における第２読出回路１３０及び論理回路１２０を示す図である。図１６に示すように、アノードヒット信号Ｈ２３及びカソードヒット信号Ｈ２４は、ＯＲ回路１２５に入力されてもよい。ＯＲ回路１２５は、第２３ヒット信号Ｈ２３及び第２４ヒット信号Ｈ２４を処理して第２ヒット信号Ｈ２０を生成する。第２ヒット信号Ｈ２０は、電子検出器３０からの複数のアノードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているか、又は、電子検出器３０からの複数のカソードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているとき、Ｈｉｇｈ状態を示す。第２ヒット信号Ｈ２０は、複数のアノードアナログ信号の全てが閾値以下であり、且つ、複数のカソードアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、Ｌｏｗ状態を示す。処理回路１２４は、第２ヒット信号Ｈ２０が入力されると、第１トリガー信号ＴＳ１を生成する。
　図１７は、第２の変形例における信号処理の一例を示す図である。電子がアノード電極３１又はカソード電極３２によって検出されると、第２０データＤ２０が生成される。図１７は、第２０データＤ２０の第２ヒット信号を示している。
　第２ヒット信号が生成されると、第１トリガー信号ＴＳ１が生成される。第１トリガー信号ＴＳ１が第１読出回路１５０に入力されると、第１読出回路１５０は、第１データＤ１０を含む第１最終データＦＤ１０をコンピュータ１１０へ送信する。
　第２ヒット信号が生成されてから第２遅延時間ＤＴ２が経過した後、第２トリガー信号ＴＳ２が生成される。第２トリガー信号ＴＳ２が第２読出回路１３０に入力されると、第２読出回路１３０は、第２データＤ２０を含む第２最終データＦＤ２０をコンピュータ１１０へ送信する。
　本変形例においても、容器２０の内部における電子の発生を伴わない放射線に関する第１データＤ１０が、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。このため、コンピュータ１１０へ送信される第１データＤ１０の量を低減できる。これにより、コンピュータ１１０の負荷を低減できる。例えば、第１データＤ１０の計算処理、画像処理などに要する負荷が低減される。
　（第３変形例）
　図１８は、第３の変形例における電子検出器３０を示す斜視図である。図１８に示すように、電子検出器３０は、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に並ぶ複数のアノード電極３１を含む。電子検出器３０は、複数のアノード電極３１に対向する１つのカソード電極を含んでいてもよい。
　図１９は、第３の変形例における第２読出回路１３０及び論理回路１２０の一例を示す図である。第２読出回路１３０は、アノード読出回路１３１を含むが、カソード読出回路を含まない。この場合、ＯＲ回路１２１が第２ヒット信号Ｈ２０を生成してもよい。第２ヒット信号Ｈ２０は、電子検出器３０からの複数のアノードアナログ信号の少なくとも１つが閾値を超えているとき、Ｈｉｇｈ状態を示す。第２ヒット信号Ｈ２０は、複数のアノードアナログ信号の全てが閾値以下であるとき、Ｌｏｗ状態を示す。
　第３の変形例における信号処理の一例は、図１７に示す第２の変形例における信号処理の一例と同一である。本変形例においても、容器２０の内部における電子の発生を伴わない放射線に関する第１データＤ１０が、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。このため、コンピュータ１１０へ送信される第１データＤ１０の量を低減できる。これにより、コンピュータ１１０の負荷を低減できる。例えば、第１データＤ１０の計算処理、画像処理などに要する負荷が低減される。
　（第４変形例）
　本変形例においては、第１ヒット信号及び第２ヒット信号の両方に基づいて第１トリガー信号ＴＳ１及び第２トリガー信号ＴＳ２が生成される。図２０は、第４の変形例における第１読出回路１５０、第２読出回路１３０及び論理回路１２０を示す図である。
　図２０に示すように、検出装置１０は、複数の第１読出回路１５０を備えていてもよい。第１読出回路１５０の数は、放射線検出器５０の検出素子５１の数に応じて定められる。例えば、検出素子５１の数が６４個であり、１つの第１読出回路１５０が処理できるアナログ信号の数が３２個である場合、検出装置１０は、２つの第１読出回路１５０を含む。
　第１読出回路１５０は、第１トリガー信号ＴＳ１の入力に応じて、第１１最終データＦＤ１１をコンピュータ１１０へ送信してもよい。第１１最終データＦＤ１１は、第１最終データＦＤ１０の一部である。第１１最終データＦＤ１１は、第１１ヒット信号Ｈ１１を含んでいてもよい。第１１ヒット信号Ｈ１１は、第１読出回路１５０に入力される複数のアナログ信号の少なくとも１つがＨｉｇｈ状態である場合、Ｈｉｇｈ状態を示す。
　図２０に示すように、複数の第１１ヒット信号Ｈ１１は、ＯＲ回路１２６に入力されてもよい。ＯＲ回路１２６は、第１ヒット信号Ｈ１０を出力する。
　論理回路１２０は、第１ヒット信号Ｈ１０が入力される処理回路１２７を含んでいてもよい。処理回路１２７は、維持信号Ｈ１２を出力する。維持信号Ｈ１２は、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１維持期間の間、Ｈｉｇｈ状態を示す。第１維持期間は、電子検出器３０から遠い位置で生じた電子が電子検出器３０に到達することを待つための期間である。第１維持期間は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸ以下であってもよい。
　論理回路１２０は、第２３ヒット信号Ｈ２３、第２４ヒット信号Ｈ２４及び維持信号Ｈ１２が入力される処理回路１２８を含んでいてもよい。処理回路１２８は、第２３ヒット信号Ｈ２３及び第２４ヒット信号Ｈ２４に基づいて、第２ヒット信号を生成する。例えば、処理回路１２８は、上述のＡＮＤ回路１２３と同様に、アノードヒット信号Ｈ２３及びカソードヒット信号Ｈ２４の両方がＨｉｇｈ状態である場合に、第２ヒット信号を生成してもよい。若しくは、処理回路１２８は、上述の第２の変形例のＯＲ回路１２５と同様に、アノードヒット信号Ｈ２３又はカソードヒット信号Ｈ２４のいずれか一方がＨｉｇｈ状態である場合に、第２ヒット信号を生成してもよい。処理回路１２８は、第２ヒット信号が生成されたときに維持信号Ｈ１２がＨｉｇｈ状態である場合、ヒット信号Ｈを生成する。
　処理回路１２７及び処理回路１２８の組合せによれば、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１維持期間以内に第２ヒット信号が生成された場合に、ヒット信号Ｈを生成できる。ヒット信号Ｈは、処理回路１２４に入力される。
　処理回路１２４は、ヒット信号Ｈが入力されると、第１トリガー信号ＴＳ１を生成する。処理回路１２４は、ヒット信号Ｈが入力されると即時に第１トリガー信号ＴＳ１を生成してもよい。若しくは、処理回路１２４は、ヒット信号Ｈが入力されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後、第１トリガー信号ＴＳ１を生成してもよい。処理回路１２４は、ヒット信号Ｈが入力されてから第２遅延時間ＤＴ２が経過した後、第２トリガー信号ＴＳ２を生成してもよい。
　図２１は、第４の変形例における信号処理の一例を示す図である。散乱された放射線Ｒ２が放射線検出器５０によって検出されると、第１読出回路１５０が第１データＤ１０を生成する。図２１は、第１データＤ１０の第１ヒット信号Ｈ１０を示している。第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１維持期間ＫＴ１の間、維持信号Ｈ１２がＨｉｇｈ状態を示す。
　第１維持期間ＫＴ１の間に第２ヒット信号が生成されると、第１トリガー信号ＴＳ１及び第２トリガー信号ＴＳ２が生成される。図２１に示す例においては、左から４番目の第１データＤ１０に関しては、第１維持期間ＫＴ１の間に第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２が生成されて第２ヒット信号が生成される。このため、左から４番目の第１データＤ１０は、コンピュータ１１０へ送信される。また、左から４番目の第１データＤ１０に伴って発生する、左から２番目の第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２も、コンピュータ１１０へ送信される。
　一方、左から１番目の第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２に関しては、対応する第１データＤ１０が生成されていない。このため、第２トリガー信号ＴＳ２が生成されない。このような状況は、コンプトン散乱に起因しない電子が電子検出器３０によって検出される場合に生じ得る。左から１番目の第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２は、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。
　本変形例によれば、コンプトン散乱に起因しない電子に関する第２１データＤ２１、第２２データＤ２２などの第２データＤ２０が、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。このため、コンピュータ１１０へ送信される第２データＤ２０の量を低減できる。これにより、コンピュータ１１０の負荷を低減できる。例えば、第２データＤ２０の計算処理、画像処理などに要する負荷が低減される。例えば、第２データＤ２０の通信に要する負荷が低減される。これにより、コンピュータ１１０は、有用性の高いデータを優先的に処理できる。このため、例えば、従来のコンピュータ１１０に比べて、容器２０に入射した放射線の入射方向をより速く算出できる。これにより、例えば、検出装置１０が、患者の体内の放射線薬剤から放射される放射線を検出する場合、患者の被爆の程度を低減できる。
　（第５変形例）
　図２２は、第５の変形例における検出装置１０を示す断面図である。検出装置１０は、容器２０と、容器２０の内部に位置する電子検出器３０及びドリフト電極４０と、を備える。検出装置１０は、放射線検出器を備えていなくてもよい。容器２０の内部には、ヘリウム３（３Ｈｅ）が少なくとも収容されている。ヘリウム３は、通常のヘリウム原子（４Ｈｅ）の安定同位体である。ヘリウム３の原子核は、２個の陽子及び１個の中性子を含む。容器２０の内部には、ヘリウム３に加えて、アルゴン及びエタンの混合ガスなどが収容されていてもよい。
　検出装置１０は、第１部２１を通って容器２０の内部に入射する中性子を検出することを想定している。容器２０の内部に入射した中性子がヘリウム３に吸収されると、陽子及び三重水素（３Ｈ）が発生する。図２３は、中性子が容器２０の内部に入射する様子を示す図である。符号Ｒ４は、例えば、加速器で生成されて無限遠から飛来した中性子を表す。検出装置１０は、容器２０の第１部２１の面が中性子Ｒ４の入射方向に直交するよう配置されている。符号Ｐは、中性子がヘリウム３に吸収された位置を表す。位置Ｐを吸収点とも称する。
　吸収点Ｐにおいて発生した陽子及び三重水素は、互いに反対の方向に飛ぶ。陽子及び三重水素の飛跡には、アルゴンが電離されることによって生じる電子からなる電子雲が形成される。符号Ｒ３１は、陽子の飛跡に形成される電子雲を表し、符号Ｒ３２は、三重水素の飛跡に形成される電子雲を表す。符号ｅ３０は、電子雲Ｒ３１の終点に位置する電子を表し、符号ｅ４０は、電子雲Ｒ３２の終点に位置する電子を表す。符号ｅ３１及び符号ｅ３２は、吸収点Ｐとｅ３０との間に位置する電子雲Ｒ３１の電子を表す。
　図２３において、符号ＴＬは、電子検出器３０の面方向における、電子雲Ｒ３１の長さ及び電子雲Ｒ３２の長さの合計を表す。陽子の質量は、三重水素の質量の１／３である。このため、電子雲Ｒ３１の長さは、電子雲Ｒ３２の長さの３倍である。電子検出器３０の面上に投影された吸収点Ｐの位置は、電子検出器３０の面上に投影された電子ｅ４０の位置から、長さ方向において１／ＴＬ変位した位置として算出される。長さ方向とは、電子検出器３０の面上に投影された電子ｅ４０の位置から、電子検出器３０の面上に投影された電子ｅ３０の位置へ向かう方向である。
　電子検出器３０の複数の電極の各々は、電子を検出するとアナログ信号を生成する。図２４は、アナログ信号Ｗ＿ｅ３０、Ｗ＿ｅ３１、Ｗ＿ｅ３２の一例を示す図である。アナログ信号Ｗ＿ｅ３０は、電子雲Ｒ３１の電子ｅ３０を検出した電極によって生成される。アナログ信号Ｗ＿ｅ３１は、電子雲Ｒ３１の電子ｅ３１を検出した電極によって生成される。アナログ信号Ｗ＿ｅ３２は、電子雲Ｒ３１の電子ｅ３２を検出した電極によって生成される。
　電子ｅ３０から電子検出器３０までの距離は、電子ｅ３１から電子検出器３０までの距離よりも短い。電子ｅ３１から電子検出器３０までの距離は、電子ｅ３２から電子検出器３０までの距離よりも短い。このため、図２４に示すように、電子を検出することによって生じるアナログ信号のピークは、アナログ信号Ｗ＿ｅ３０、アナログ信号Ｗ＿ｅ３１、アナログ信号Ｗ＿ｅ３２の順に現れる。
　陽子の電子雲Ｒ３１においては、終点に近いほどアナログ信号のピークが大きくなる。このため、電子ｅ３０に起因するアナログ信号Ｗ＿ｅ３０のピークは、電子ｅ３１に起因するアナログ信号Ｗ＿ｅ３１のピークよりも大きい。また、電子ｅ３１に起因するアナログ信号Ｗ＿ｅ３１のピークは、電子ｅ３２に起因するアナログ信号Ｗ＿ｅ３２のピークよりも大きい。
　上述のとおり、第２読出回路１３０は、電子検出器３０の電極によって生成されるアナログ信号をそれぞれデジタル化する。第２読出回路１３０は、アナログ信号の強度が閾値を超えているときにＨｉｇｈ状態を示すヒット信号を生成する。図２４において、符号ＴＨが閾値を表す。
　アナログ信号のピークが大きいほど、アナログ信号の強度が閾値を超えている期間が長くなる。このため、アナログ信号のピークが大きいほど、ヒット信号が生成されている期間、すなわちＨｉｇｈ状態の期間が長くなる。ヒット信号におけるＨｉｇｈ状態の期間のことを、ＴＯＴ（Time over threshold）とも称する。図２５は、アナログ信号Ｗ＿ｅ３０、Ｗ＿ｅ３１、Ｗ＿ｅ３２から生成されたヒット信号Ｈ＿ｅ３０、Ｈ＿ｅ３１、Ｈ＿ｅ３２を示す図である。
　陽子の電子雲Ｒ３１においては、吸収点Ｐから離れるほどアナログ信号のピークが大きくなり、このためＴＯＴが長くなる。このため、図２５のような、ヒット信号のＴＯＴの、電子検出器３０上における位置による違いに基づいて、電子雲Ｒ３１の終点に位置する電子ｅ３０を特定できる。
　三重水素の電子雲Ｒ３２においては、陽子の電子雲Ｒ３１の場合とは反対に、吸収点Ｐから離れるほどアナログ信号のピークが小さくなる。このため、三重水素の電子雲Ｒ３２に関しても、図２５のような、ヒット信号のＴＯＴの、電子検出器３０上における位置による違いに基づいて、電子雲Ｒ３２の終点に位置する電子ｅ４０を特定できる。
　図２６は、電子検出器３０のアナログ信号をデジタル化してデータを生成するための回路の一例を示す図である。検出装置１０は、第２読出回路１３０を少なくとも備える。第２読出回路１３０は、コンピュータ１１０と通信可能である。検出装置１０は、第２読出回路１３０に接続された論理回路１２０を備えていてもよい。
　図５に示すように電子検出器３０が複数のアノード電極３１及び複数のカソード電極３２を含む場合、第２読出回路１３０は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１及び複数の第２２ヒット信号Ｈ２２を生成する。
　第２読出回路１３０からコンピュータ１１０に送信される第２最終データＦＤ２０は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１及び複数の第２２ヒット信号Ｈ２２を含んでいてもよい。この場合、コンピュータ１１０は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１及び複数の第２２ヒット信号Ｈ２２に基づいて、複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報を算出してもよい。複数のアノードＴＯＴは、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１のＴＯＴに関する情報である。複数のカソードＴＯＴは、複数の第２２ヒット信号Ｈ２２のＴＯＴに関する情報である。コンピュータ１１０は、複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報に基づいて、電子雲Ｒ３１の終点に位置する電子ｅ３０及び電子雲Ｒ３２の終点に位置する電子ｅ４０を特定してもよい。コンピュータ１１０は、電子ｅ３０の位置及び電子ｅ４０の位置に基づいて、中性子Ｒ４の検出装置１０への入射位置を画像化してもよい。このように、検出装置１０及びコンピュータ１１０の組合せは、中性子を画像化する中性子画像化装置として機能できる。
　第２１ヒット信号Ｈ２１は、アノードアナログ信号の立上り及び立下りに関する情報を含んでいてもよい。すなわち、第２１ヒット信号Ｈ２１においては、アノードアナログ信号の立上り及び立下りが区別されていてもよい。立上りとは、アノードアナログ信号が閾値を超えるタイミングを意味し、立下りとは、アノードアナログ信号が閾値を下回るタイミングを意味する。同様に、第２２ヒット信号Ｈ２２は、カソードアナログ信号の立上り及び立下りに関する情報を含んでいてもよい。すなわち、第２２ヒット信号Ｈ２２においては、カソードアナログ信号の立上り及び立下りが区別されていてもよい。立上り及び立下りに関する情報を用いることにより、コンピュータ１１０は、複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報をより正確に算出できる。
　複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報は、コンピュータ１１０ではなく第２読出回路１３０において算出されてもよい。すなわち、第２読出回路１３０は、複数の第２１ヒット信号Ｈ２１及び複数の第２２ヒット信号Ｈ２２に基づいて、複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報を算出してもよい。この場合、第２最終データＦＤ２０は、複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報を含んでいてもよい。コンピュータ１１０は、複数のアノードＴＯＴ情報及び複数のカソードＴＯＴ情報に基づいて、中性子Ｒ４の検出装置１０への入射位置を画像化してもよい。
　図２７は、検出装置１０における信号処理の一例を示す図である。
　中性子Ｒ４がヘリウム３によって吸収されると、陽子の電子雲Ｒ３１及び三重水素の電子雲Ｒ３２が形成される。電子雲Ｒ３１，Ｒ３２の電子が電子検出器３０のアノード電極３１及びカソード電極３２によって検出されると、第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２が生成される。図２７は、第２１データＤ２１のアノードヒット信号及び第２２データＤ２２のカソードヒット信号を示している。第２１データＤ２１及び第２２データＤ２２は、第２格納期間ＢＴ２の間、第２バッファに格納される。
　アノードヒット信号及びカソードヒット信号の両方がＨｉｇｈ状態になると、第２ヒット信号が生成される。第２ヒット信号が生成されてから第２遅延時間ＤＴ２が経過した後、第２トリガー信号ＴＳ２が生成される。第２トリガー信号ＴＳ２が第２読出回路１３０に入力されると、第２読出回路１３０は、第２データＤ２０を含む第２最終データＦＤ２０をコンピュータ１１０へ送信する。第２最終データＦＤ２０は、第２１データＤ２１を含む第２最終データＦＤ２１と、第２２データＤ２２を含む第２２最終データＦＤ２２と、を含む。
　図１２において左から１番目の第２１データＤ２１に関しては、第２２データＤ２２の発生が伴っていない。このため、第２１データＤ２１が第２バッファに格納されている間に第２トリガー信号ＴＳ２が生成されない。左から１番目の第２１データＤ２１は、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。このような状況は、電子雲Ｒ３１，Ｒ３２の電子のエネルギーが低い場合に生じ得る。
　このように本変形例においても、容器２０の内部における電子の適切な発生を伴わない中性子に関連する第２データが、コンピュータ１１０へ送信されることなく消去される。このため、コンピュータ１１０へ送信される第２データの量を低減できる。これにより、コンピュータ１１０の負荷を低減できる。例えば、第２データの計算処理、画像処理などに要する負荷が低減される。例えば、第２データの通信に要する負荷が低減される。これにより、コンピュータ１１０は、有用性の高いデータを優先的に処理できる。このため、例えば、従来のコンピュータ１１０に比べて、容器２０に入射した中性子の入射位置をより速く算出できる。
　（第６変形例）
　上述の実施の形態においては、図７に示されるように、放射線検出器５０のアナログ信号が、時刻ｔ０に生成されると仮定した場合の計算方法を説明した。本変形例においては、図３０に示すように、時刻ｔ０から時間ΔＴ３の後、放射線検出器５０のアナログ信号が生成される例を説明する。時間ΔＴ３は、第１ヒット信号Ｈ１０が立ち上がる時刻と、時刻ｔ０との差であってもよい。第１ヒット信号Ｈ１０は、放射線検出器５０のアナログ信号をデジタル化することによって得られる。時間ΔＴ３は、検出遅延時間とも称される。
　図３０のΔＴ４は、放射線検出器５０によって放射線が検出されてから、電子検出器３０によって電子が検出されるまでの時間を表す。時間ΔＴ４は、第１ヒット信号Ｈ１０が立ち上がる時刻と、第２ヒット信号Ｈ２０が立ち上がる時刻との差であってもよい。
　時間ΔＴ２は、時間ΔＴ４に時間ΔＴ３を加えることによって算出される。時間ΔＴ２は、電子ｅ２が電子雲Ｒ３の終点から電子検出器３０まで移動することに要する時間に相当する。時間ΔＴ１も、時間ΔＴ３を考慮して算出される。時間ΔＴ１は、電子ｅ１が電子雲Ｒ３の始点から電子検出器３０まで移動することに要する時間に相当する。コンピュータ１１０は、時間ΔＴ２及び時間ΔＴ１を考慮して、電子雲の位置を特定してもよい。例えば、コンピュータ１１０は、時間ΔＴ２及び時間ΔＴ１を考慮して、第１方向Ｄ１における電子ｅ１及び電子ｅ２の座標を特定してもよい。例えば、コンピュータ１１０は、時間ΔＴ２及び時間ΔＴ１を考慮して、電子雲を画像化してもよい。
　時間ΔＴ３は、放射線検出器５０に依存して生じる。例えば、半導体検出素子を含む放射線検出器５０における時間ΔＴ３は、シンチレータを含む放射線検出器５０における時間ΔＴ３に比べて、大きくなり得る。
　コンピュータ１１０は、時間ΔＴ３に関する情報を、放射線検出器５０から取得してもよい。例えば、放射線検出器５０は、時間ΔＴ３を含む情報がデジタル化された信号をコンピュータ１１０に送信してもよい。コンピュータ１１０は、時間ΔＴ３に関する情報を、放射線検出器５０のアナログ信号に基づいて算出してもよい。
　放射線検出器５０が半導体検出素子を含む場合、時間ΔＴ３とアナログ信号の強度との間に何らかの関係性が存在し得る。半導体検出素子は、カソード電極及びアノード電極を含む。放射線Ｒ２がカソード電極を透過した後、カソード電極とアノード電極の間の位置で電子が発生する。放射線Ｒ２のエネルギーが小さい場合、アノード電極から遠い位置で電子が発生する。この場合、アノード電極に到達するまでの電子の移動距離が長いので、時間ΔＴ３が大きくなる。また、放射線Ｒ２のエネルギーが小さいので、アナログ信号の強度も小さくなる。一方、放射線Ｒ２のエネルギーが大きい場合、アノード電極から近い位置で電子が発生する。この場合、アノード電極に到達するまでの電子の移動距離が短いので、時間ΔＴ３が小さくなる。また、放射線Ｒ２のエネルギーが大きいので、アナログ信号の強度も大きくなる。時間ΔＴ３は、アナログ信号の強度に基づいて算出され得る。
　（第７変形例）
　上述の実施の形態においては、電子検出器３０からの信号を起点として第１トリガー信号ＴＳ１が生成される例を示した。例えば図１２、１４、１７、２１においては、第２ヒット信号が生成されたときに第１トリガー信号ＴＳ１が生成される例を示した。例えば図１５においては、第２ヒット信号が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後に第１トリガー信号ＴＳ１が生成される例を示した。本変形例においては、放射線検出器４０からの信号を起点として第１トリガー信号ＴＳ１が生成される例を説明する。
　図３１は、第７の変形例における信号処理を示す図である。第１トリガー信号ＴＳ１は、第１データの第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後に、生成されてもよい。
　第１遅延時間ＤＴ１は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸと同一であってもよい。第１遅延時間ＤＴ１は、上述の最大移動時間ＴＭＡＸと略同一であってもよい。「略同一」は、第１遅延時間ＤＴ１が、最大移動時間ＴＭＡＸの０．９０倍以上１．００倍以下であることを意味する。第１遅延時間ＤＴ１が、最大移動時間ＴＭＡＸの０．４５倍以上１．００倍以下であってもよい。
　第１トリガー信号ＴＳ１は、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後であって、第１遅延時間ＤＴ１の間に第２ヒットＨ２０が生成されていることが確認された場合にのみ、生成されてもよい。言い換えると、第１遅延時間ＤＴ１の間に第２ヒットＨ２０が生成されていない場合は、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後に、第１トリガー信号ＴＳ１が生成されなくてもよい。
　図３１に示すように、第２トリガー信号ＴＳ２も、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後に、生成されてもよい。第２トリガー信号ＴＳ２は、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後であって、第１遅延時間ＤＴ１の間に第２ヒットＨ２０が生成されていることが確認された場合にのみ、生成されてもよい。言い換えると、第１遅延時間ＤＴ１の間に第２ヒットＨ２０が生成されていない場合は、第１ヒット信号Ｈ１０が生成されてから第１遅延時間ＤＴ１が経過した後に、第２トリガー信号ＴＳ２が生成されなくてもよい。
　図３２は、時間ΔＴ２の算出方法の一例を示す図である。第１トリガー信号ＴＳ１が生成された後、時間ΔＴ５が算出される。時間ΔＴ５は、第２ヒットＨ２０が立ち上がる時刻と、第１トリガー信号ＴＳが立ち上がる時刻との差である。時間ΔＴ２は、時間ΔＴ３と第１遅延時間ＤＴ１の和から時間ΔＴ５を引くことによって算出される。
　（補足）
　上述の実施の形態及び各変形例のように、「ヒット信号を生成する」とは、「ヒット信号をＨｉｇｈ状態にする」ことを意味していてもよい。同様に、「トリガー信号を生成する」とは、「トリガー信号をＨｉｇｈ状態にする」ことを意味していてもよい。なお、検出装置１０の回路が、Ｌｏｗ状態の信号を入力されることによって何らかの動作を行う場合、「ヒット信号を生成する信号を生成する」とは、「ヒット信号をＬｏｗ状態にする」ことを意味していてもよい。同様に、「トリガー信号を生成する信号を生成する」とは、「トリガー信号をＬｏｗ状態にする」ことを意味していてもよい。
　上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて上述した実施の形態に適用することも可能である。
５　対象物
１０　検出装置
２０　容器
３０　電子検出器
３１　アノード電極
３２　カソード電極
３５　基材
３５１　第１面
３５２　第２面
４０　ドリフト電極
４５　ドリフトケージ
５０　放射線検出器
５１　検出素子
５２　回路基板
６０　電子増幅器
７０　補助ドリフト電極
１１０　コンピュータ
１２０　論理回路
１３０　第２読出回路
１３１　アノード読出回路
１３２　カソード読出回路
１３６　第１集積回路
１３７　ＡＤコンバータ
１３８　第２集積回路
１３８１　第２１バッファ
１３８２　第２２バッファ
１３８３　第２データ処理部
１５０　第１読出回路
１５６　集積回路
１５６１　第１バッファ
１５６２　第１データ処理部

Claims (19)

  1. 　電子を検出する検出装置であって、
    　ガスが収容されている容器と、
    　前記容器の内部に位置し、前記容器内で形成された電子雲の電子を検出してアナログ信号を生成する電子検出器と、
    　前記電子検出器に対向するドリフト電極と、
    　前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号をデジタル化して第２データを生成する第２読出回路と、を備え、
    　前記第２読出回路は、前記第２データが格納される第２バッファを含み、
    　前記第２読出回路は、前記第２バッファに格納されている前記第２データを含む第２最終データを、第２トリガー信号に応じて外部のコンピュータへ送信する、検出装置。
  2. 　前記検出装置は、前記第２読出回路に接続された論理回路を備え、
    　前記第２読出回路は、前記電子検出器の前記アナログ信号の強度が閾値を超えたときに第２ヒット信号を生成し、
    　前記論理回路は、前記電子検出器において前記第２ヒット信号が生成されてから第２遅延時間が経過した後、前記第２トリガー信号を生成する、請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記検出装置は、前記第２読出回路に接続された論理回路を備え、
    　前記電子検出器は、複数のアノード電極及び複数のカソード電極を含み、
    　前記電子検出器の前記アナログ信号は、前記複数のアノード電極によって生成されるアノードアナログ信号と、前記複数のカソード電極によって生成されるカソードアナログ信号と、を含み、
    　前記第２読出回路は、前記アノードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにアノードヒット信号を生成し、前記カソードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにカソードヒット信号を生成し、
    　前記論理回路は、前記アノードヒット信号及び前記カソードヒット信号の両方の生成に応じて、前記第２トリガー信号を生成する、請求項１に記載の検出装置。
  4. 　前記検出装置は、前記第２読出回路に接続された論理回路を備え、
    　前記論理回路は、前記アノードヒット信号及び前記カソードヒット信号が生成されてから第２遅延時間が経過した後、前記第２トリガー信号を生成する、請求項３に記載の検出装置。
  5. 　前記第２遅延時間は、最大移動時間以下であり、
    　前記最大移動時間は、電子が前記ドリフト電極から前記電子検出器まで移動することに要する時間である、請求項２又は４に記載の検出装置。
  6. 　前記第２読出回路の前記第２バッファは、第２格納期間の間、前記第２データを格納し、
    　前記第２格納期間は、前記第２遅延時間以上である、請求項２又は４に記載の検出装置。
  7. 　前記第２最終データは、前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号の強度に関する情報を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の検出装置。
  8. 　前記第２読出回路は、前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号の強度に関する情報を、５０ＭＨｚ以下のサンプリング周波数で取得する、請求項７に記載の検出装置。
  9. 　前記第２読出回路は、前記電子検出器によって生成された前記アナログ信号の強度に関する情報を、１０ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下のサンプリング周波数で取得する、請求項７に記載の検出装置。
  10. 　前記第２最終データは、前記第２データが前記第２バッファに格納された時刻に関する情報を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の検出装置。
  11. 　前記第２最終データは、前記電子検出器上における電子の到達位置に関する情報を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の検出装置。
  12. 　前記電子雲は、コンプトン散乱によって発生した反跳電子の飛跡に形成され、
    　前記検出装置は、前記コンプトン散乱によって散乱された放射線を検出してアナログ信号を生成する放射線検出器と、前記放射線検出器によって生成された前記アナログ信号をデジタル化して第１データを生成し、前記第１データを含む第１最終データを外部のコンピュータへ送信する第１読出回路と、を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の検出装置。
  13. 　前記電子雲は、中性子の核反応によって発生した三重水素及び陽子の飛跡に形成される、請求項１～４のいずれか一項に記載の検出装置。
  14. 　前記電子検出器は、複数のアノード電極及び複数のカソード電極を含み、
    　前記電子検出器の前記アナログ信号は、前記複数のアノード電極によって生成される複数のアノードアナログ信号と、前記複数のカソード電極によって生成される複数のカソードアナログ信号と、を含み、
    　前記第２読出回路は、前記アノードアナログ信号の強度が閾値を超えたときに、信号の立上り／立下りの区別がされたアノードヒット信号を生成し、前記カソードアナログ信号の強度が閾値を超えたときに、信号の立上り／立下りの区別がされたカソードヒット信号を生成し、
    　前記第２最終データは、前記複数のアノード電極に対応する複数の前記アノードヒット信号、及び前記複数のカソード電極に対応する複数の前記カソードヒット信号を含む、請求項１３に記載の検出装置。
  15. 　前記電子検出器は、複数のアノード電極及び複数のカソード電極を含み、
    　前記電子検出器の前記アナログ信号は、前記複数のアノード電極によって生成される複数のアノードアナログ信号と、前記複数のカソード電極によって生成される複数のカソードアナログ信号と、を含み、
    　前記第２読出回路は、前記アノードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにアノードヒット信号を生成し、前記カソードアナログ信号の強度が閾値を超えたときにカソードヒット信号を生成し、
    　前記第２最終データは、前記複数のアノード電極に関する複数のアノードＴＯＴ情報、及び前記複数のカソード電極に関する複数のカソードＴＯＴ情報を含み、
    　各アノードＴＯＴ情報は、各アノードヒット信号が生成されている期間に関する情報であり、
    　各カソードＴＯＴ情報は、各カソードヒット信号が生成されている期間に関する情報である、請求項１３に記載の検出装置。
  16. 　請求項１２に記載の検出装置と、
    　前記検出装置が送信した前記第１最終データ及び前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
    　前記コンピュータは、前記第１最終データ及び前記第２最終データに基づいて、放射線の前記検出装置への入射方向を算出する、放射線特定装置。
  17. 　請求項１２に記載の検出装置と、
    　前記検出装置が送信した前記第１最終データ及び前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
    　前記コンピュータは、前記第１最終データ及び前記第２最終データに基づいて、放射線を放出する線源の位置を画像化する、放射線特定装置。
  18. 　請求項１４に記載の検出装置と、
    　前記検出装置が送信した前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
    　前記コンピュータは、前記第２最終データに基づいて、中性子の前記検出装置への入射位置を画像化する、中性子画像化装置。
  19. 　請求項１５に記載の検出装置と、
    　前記検出装置が送信した前記第２最終データを受信するコンピュータと、を備え、
    　前記コンピュータは、前記第２最終データに基づいて、中性子の前記検出装置への入射位置を画像化する、中性子画像化装置。
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