ブログをご覧の皆さん、こんにちは。
今日はシンチレータに関する記事を紹介したいと思います。
シンチレータは放射線測定器の中でも非常に出題頻度の高い測定器ですので基本的なことは必ず暗記して下さい。
シンチレータは放射線測定器の中でも非常に出題頻度の高い測定器ですので基本的なことは必ず暗記して下さい。
実効原子番号とは化合物や混合物の成分から算出される仮想的な原子番号を示します。γ線に対し、この原子番号の元素と同様の減弱係数になります。
シンチレータでよく出題されるものについて実効原子番号の大きさは、
BGO(Bi4Ge3O12)＞CsI(Tl)＞NaI(Tl)＞ZnS(Ag)
となります。
BGO、CsI(Tl)、NaI(Tl)はX線、γ線の検出に、ZnS(Ag)はα線の検出に利用されます。
シンチレータでよく出題されるものについて実効原子番号の大きさは、
BGO(Bi4Ge3O12)＞CsI(Tl)＞NaI(Tl)＞ZnS(Ag)
となります。
BGO、CsI(Tl)、NaI(Tl)はX線、γ線の検出に、ZnS(Ag)はα線の検出に利用されます。
短 ZnS(Ag)(0.2μs)＞NaI(Tl)(0.2μs)＞BGO(0.3μs)＞CsI(Tl)(0.5-1μs) 長
（無機シンチレータはμs程度、有機シンチレータはns程度）
・密度：BGO＞CsI(Tl)＞ZnS(Ag)＞NaI(Tl)
・シンチレータ自身は増幅作用がないため増倍管を使用する
・NaI(Tl)の蛍光波長のピークは415nmであるため光電子増倍管を使用する
・CsI(Tl)は540nmであるためフォトダイオード（光ダイオード）を使用する
・吸湿性：NaI(Tl)（有）＞CsI(Tl)（僅か） ZnS(Ag)、BGOは吸湿性なし
・ZnS(Ag)はα線の表面線量測定に用いる（エネルギー測定はできない）
・井戸型NaI(Tl)シンチレーション検出器は幾何学的効率が大きいので高い計数率が
（無機シンチレータはμs程度、有機シンチレータはns程度）
・密度：BGO＞CsI(Tl)＞ZnS(Ag)＞NaI(Tl)
・シンチレータ自身は増幅作用がないため増倍管を使用する
・NaI(Tl)の蛍光波長のピークは415nmであるため光電子増倍管を使用する
・CsI(Tl)は540nmであるためフォトダイオード（光ダイオード）を使用する
・吸湿性：NaI(Tl)（有）＞CsI(Tl)（僅か） ZnS(Ag)、BGOは吸湿性なし
・ZnS(Ag)はα線の表面線量測定に用いる（エネルギー測定はできない）
・井戸型NaI(Tl)シンチレーション検出器は幾何学的効率が大きいので高い計数率が
レーション検出器を使用する
○液体シンチレーション検出器
・トリチウム(3H:18eV)の測定方法に利用される
・低エネルギーβ線やα線の測定に適する
(3H:18keV ,14C:156keV ,35S:167keV ,45Ca:257keV ,63Ni:67keV)
・エネルギー測定も可能である（エネルギー吸収量に比例した発光をする）
3H:18keV ,35S:167keV, 32P:1.711MeVなどの核種識別が可能
・2本の光電子増倍管を対向してバイアルに向かい合わせて検出
(同時計数のみカウントすることでノイズを除去する)
・第1蛍光体であるPPOなどの360nmの波長を光電子増倍管の波長に合わせるために
・トリチウム(3H:18eV)の測定方法に利用される
・低エネルギーβ線やα線の測定に適する
(3H:18keV ,14C:156keV ,35S:167keV ,45Ca:257keV ,63Ni:67keV)
・エネルギー測定も可能である（エネルギー吸収量に比例した発光をする）
3H:18keV ,35S:167keV, 32P:1.711MeVなどの核種識別が可能
・2本の光電子増倍管を対向してバイアルに向かい合わせて検出
(同時計数のみカウントすることでノイズを除去する)
・第1蛍光体であるPPOなどの360nmの波長を光電子増倍管の波長に合わせるために
第2蛍光体(bis-MSBなど)を使用して420nm程度に変換している
・自己吸収、後方散乱、検出器の窓による吸収がすべて解決する
・自己吸収、後方散乱、検出器の窓による吸収がすべて解決する
（幾何学的効率100%）
・クエンチング（色クエンチング、化学クエンチング）に注意
・溶媒が励起→溶質が励起 の順である
溶媒にはトルエン、キシレン、ジオキサン、溶質にはPPO、POPOP、PBD
・水素を多く含むため高速中性子のエネルギースペクトルにも利用される
・計数効率は、3Hにおいてはおよそ65%、14Cにおいては90%と非常に高い
・クエンチング（色クエンチング、化学クエンチング）に注意
・溶媒が励起→溶質が励起 の順である
溶媒にはトルエン、キシレン、ジオキサン、溶質にはPPO、POPOP、PBD
・水素を多く含むため高速中性子のエネルギースペクトルにも利用される
・計数効率は、3Hにおいてはおよそ65%、14Cにおいては90%と非常に高い
このブログの役に立つリンク集にも記載していますが、東京都立産業技術研究センターのHPに掲載されている「放射線・放射能の基礎と測定の実際」の第7章に放射線測定器の基礎について書かれていますので是非読んでおくと役に立つかと思います。
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