線量測定に用いる半導体検出器

🧠 半導体検出器semiconductor detector 半導体検出器（semiconductor detector）semiconductor detector（半導体検出器） は、空乏層depletion layer 空乏層（depletion layer）depletion layer（空乏層） へ沈着した放射線エネルギーを電子・正孔hole 正孔（hole）hole（正孔） 対へ変え、少ない生成エネルギーと小型構造によって高感度に測定する。

逆バイアスp–n接合

逆バイアスreverse bias 逆バイアス（reverse bias）reverse bias（逆バイアス） を加えたp–n接合では自由担体の少ない空乏層 depletion layer 空乏層（depletion layer） depletion layer（空乏層） が広がる。放射線がここへエネルギーを沈着すると電子・正孔hole 正孔（hole）hole（正孔） 対が生じ、内蔵電場built-in electric field 内蔵電場（built-in electric field）built-in electric field（内蔵電場） で反対電極へ回収される。収集電荷は沈着エネルギーに比例する。

気体検出器・シンチレーターとの比較

一対の担体生成に必要なエネルギーが気体イオン化 ionization イオン化（ionization） ionization（イオン化） より小さいため、多数の担体が生まれ統計揺らぎ statistical fluctuation 統計揺らぎ（statistical fluctuation） statistical fluctuation（統計揺らぎ） が小さい。シンチレーターのような光変換段階を介さず、直接電気信号 PSP, postsynaptic potential 電気信号（PSP, postsynaptic potential） PSP, postsynaptic potential（電気信号） を得られる。一方、漏れ電流と温度依存性 biological temperature dependence温度依存性（biological temperature dependence） biological temperature dependence（温度依存性）、放射線損傷に注意する。

線量計と画像検出器

小型ダイオード diode ダイオード（diode） diode（ダイオード） は体内・表面線量、個人線量personal dose個人線量（personal dose）personal dose（個人線量）、治療ビームの品質管理 quality control 品質管理（quality control） quality control（品質管理） へ使える。材料と厚さによってエネルギー依存性があり、水・組織の吸収線量 absorbed dose吸収線量（absorbed dose） absorbed dose（吸収線量）へ校正 proofreading 校正（proofreading） proofreading（校正） して使用する。外部放射線治療ではリアルタイム応答と小型性が利点となり、画素型検出器は高空間分解能 spatial resolution 空間分解能（spatial resolution） spatial resolution（空間分解能） の線量分布測定にも用いられる。¹²

まとめ

• 空乏層depletion layer 空乏層（depletion layer）depletion layer（空乏層） で生成した電子・正孔hole 正孔（hole）hole（正孔） 対を電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） で回収する。
• 小型・高感度で、沈着エネルギーを直接電気信号 PSP, postsynaptic potential 電気信号（PSP, postsynaptic potential） PSP, postsynaptic potential（電気信号） へ変換できる。
• エネルギー依存性、温度、漏れ電流、放射線損傷の補正が必要である。