測定器(放射線による分類)

α線

ZnSシンチレーション

β線

GMカウンタ

ガスフロー型カウンタ

液体シンチレーション検出器

特に低エネルギー用

γ線用

Ge半導体検出器

NaI(Tl)シンチレーション検出器

無機結晶

CsI(Tl)シンチレーション検出器

X線用

Si(Li)半導体検出器

中性子用

中性子は電気的に中性であり、直接的には電離・励起作用をもちません。

このため、中性子と物質との衝突による反跳作用、核反応あるいは核分裂により放出される荷電粒子を検出することにより、間接的に中性子を測定します。

放射化検出器

中性子等の放射線との核反応により物質が放射化して、ガンマ線などを放出する性質を利用して放射線場の特性を測定する検出器。中性子との核反応で放射化する物質が多いこと、中性子の測定方法が少ないことから、放射化検出器は中性子場の特性(中性子束、中性子の速度分布等)の有力な測定手段である。

197Au(n,γ)198Au

中性子捕獲反応を利用

\(^{10}BF_3\)比例計数管

10B(n,α)7Li反応

ロングカウンタ

周囲を減速材のパラフィンなどで包んだ構造

10 keV~3 MeVの中性子エネルギーの範囲において検出効率があまり変わらず、平坦なエネルギー特性

\(^3He\)比例計数管

3He(n,p)3H反応

3Heを充填ガス

レムカウンタ(減速型線量当量計)

LiI(Eu)シンチレーション計数管

6Li(n,α)3H反応

LiI(Eu)は無機結晶シンチレータ

核分裂計数管

固体飛跡検出器

プラスチックなどの絶縁性の固体中を陽子以上の重荷電粒子が通過すると、通路に沿って固体の原子配列に歪が生じ、放射線損傷が生じる。

固体飛跡検出器は、この損傷を化学薬品によるエッチングによって拡大し、その大きさ、入射方向、形状などを光学顕微鏡で直接観測できるようにした放射線検出器です。

エッチピットと呼ばれるこの飛跡数を数えることにより、荷電粒子の入射数が得られます。

飛跡検出器では、計測されるエッチピットの形状と大きさが入射粒子の種類やエネルギーの情報を有していることに加え、原理的にX・γ線に不感であること、小型安価であること、電磁場に影響されないことなどの特徴があり、個性的な積分型検出器として、原子核物理学、宇宙物理学、地質学、保健物理学など幅広い分野に応用されている。

ホニャックボタン

粉末結晶のZnS(Ag)

有機シンチレーション検出器

水を多く含む物質(アントラセン)中の水素Hとの弾性衝突

プラスチックシンチレーション検出器

有機液体シンチレーション検出器

熱ルミネセンス線量計(LiF素子)

6Li(n, α)3H

熱ルミネセンス線量計(熱ルミネッセンス線量計/熱蛍光線量計/TLD線量計)は、放射線により結晶中に生成した電子・正孔対が安定した状態で結晶中のそれぞれの捕獲中心に止まっている場合、捕獲中心の数が十分多いと、長時間の照射の効果が蓄積保存されます。

この結晶に熱を加えると、捕獲された電子および正孔は熱エネルギーを吸収して捕獲中心から解放され、結晶中を移動して、電子と正孔の再結合がおこり蛍光を発します。

熱ルミネセンス素子として、LiFは低速中性子に高感度であることを利用して中性子の測定に用いられています。

熱ルミネセンス線量計は一度加熱して線量を読み取ると、捕獲中心にとらえられた電子および正孔をすべて再結合により解放してしまうので、アニーリング(焼きなまし)を行うことにより、素子は何度でも再使用できます。

線量計として測定範囲はおよそ0.01 mGy~100 Gyときわめて広いので、個人被ばく線量のほか、大線量の測定にも用いられています。

アルベド型線量計

身体に入射した速中性子が水素Hで熱中性子に減速されたものを測定

原子核乾板

放射線は通常の光と同様に写真乳剤中の臭化銀(AgBr)を活性化させ、乳剤に潜像を作ります。これを現像処理すると、活性化された銀イオンが銀粒子に還元され、さらに定着操作により、残った銀イオンが除去されて銀粒子が視覚化できます。

写真乳剤には、放射線により生じた黒化度を観察することを目的とするX線フィルムと、放射線が通過した飛跡を検出するための原子核乾板に分類できます。

原子核乾板は荷電粒子による乳剤中の飛跡を効果的に記録するため、乳剤を厚く(~500μm)塗布したり、ハロゲン化銀の密度を高くする工夫がされています。

乾板に記録される飛跡の長さ、および現像された銀粒子の密度は入射した荷電粒子の種類、エネルギーを反映しています。

速中性子:反跳陽子

熱中性子:14N(n,p)14Cで生じる陽子の飛程数→フルエンス

参考:中性子検出器の分類

http://accwww2.kek.jp/oho/OHO%20text%20archives%202005-2011/OHO11%20web%20final/OHO11%20sasaki%2020110822.pdf

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