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ガイガーカウンターを使ってみたよ♪ ←移転しました!

song-hak.netでは、ガイガーカウンターの説明をしていますが、私も実際にガイガーカウンターを使ってみました。


ガイガーカウンターを調べてみた

ガイガー=ミュラー計数管(ガイガー=ミュラーけいすうかん、Geiger-Muller counter)は、1928年にドイツのハンス・ガイガーとヴァルター・ミュラーが開発したガイガー=ミュラー管(Geiger-Muller tube)を応用した放射線量計測器である。 ガイガー・カウンター(Geiger counter)あるいはGM計数管とも呼ばれる。

ガイガー=ミュラー計数管(GM管)は、主に放射線測定装置に用いられる部品。電離放射線を検知し、その回数をカウントできる[1][2]。 不活性ガスを封入した筒の中心部に電極を取付け陰陽両極に高電圧を掛けるが、通電はしていない。筒中を放射線が通過すると不活性ガスが電離され、陰極と陽極の間にパルス電流が流れるのでこの通電回数を数える。この回数が多いほどに高い線量と言うことになる。 非常に利得が高く[3]強い信号を得られる半面、一回の電離で生じた電子が次々と電離を引き起こすため放射線の持つエネルギーと出力信号の強さは比例関係にはならないので、パルス電流が流れた回数の計測 (つまり線量の測定) のみに使用され、放射線の持つエネルギー(電子ボルト)量を測定すること (つまり核種の同定) には用いられない。この装置を用いた線量計は、カウント数からベクレルもしくはシーベルトへの換算表(機種ごとに固有の係数)が添付されている。放射線のエネルギーを知るためには比例計数管などが必要である。 当該装置の発明からすでに80年近くの時間を経ているが、今日でもメジャーな線量測定装置である。ただしGM管にはその設計原理上、いくつかの固有の限界、弱点がある (徐々にカウント欠落が増える、特に高線量計測において顕著、等。一部後述)ため、実装は安価な測定器に限定され、表面線量を目安程度に計測するプライベートもしくは補助的な用途にとどまっている。 空間線量や積算線量の計測、学術・産業・業務・公的など実用的な線量計測用途にはより高価なシンチレーション検出器が使用される(これにも数種ある[4])。これは放射線などの帯電素粒子を樹脂などに通過させ、この瞬時の現象を光学的に連続検出する装置であり、電離パルス回数を計測するGM管より計測結果が様々な使用条件において高精度である[5]。 さらに高度な分析、エネルギ・核種の同定の精密な計測には、素材にゲルマニウムなどを用いた半導体検出器が用いられるが、これは運用が非常に難しくコストもかかる。 (以上、wikipediaより)


比例計数管というのもあった

比例計数管は電離箱やガイガー=ミュラー計数管と同じ原理で動作するが、電離箱よりは高くガイガー=ミュラー計数管よりは低い電圧で動作する。

比例計数管は電離箱やガイガー=ミュラー計数管と同じ原理で動作するが、電離箱よりは高くガイガー=ミュラー計数管よりは低い電圧で動作する。 動作原理 [編集] 十分なエネルギーを持っている電離放射線が入射したとき、その軌跡上にあるガス原子は電離に必要なイオン化エネルギーを得て、電子と正の電荷を持つ原子からなるイオン対に分かれる。 ここで生まれた電子は電場の影響を受けて陽極に向かうが、この電位差が十分に高いと平均自由行程間で電子と衝突した原子もまたイオン対に分かれ、そこで生まれた電子がさらに衝突を繰り返して…といったイオン対生成のカスケードが発生する。この現象をタウンゼントなだれと呼び、比例計数管はこれを利用している。電離箱はタウンゼントなだれが起きるほどの電位差をかけないことから比例計数管と区別される。 電位差を適切に選択することで、それぞれのなだれプロセスが同じ最初のイベントから生じる他のなだれとは独立に起こる。 そのために、電離で生じた電子の合計の数は、距離に対して指数関数的に増加するけれども、電荷の全体の量はオリジナルのイベントで生じた電荷の量に比例したままでいる。 電極の間の全電荷(電流の時間積分)を評価することによって、放射線のエネルギーを知ることができる。 なぜなら放射線によって作られたイオン対の数はそのエネルギーに比例しているからである。 電子を移動させる電位差が慎重に選択される限り、この比例関係は維持されている。 もし電圧をしきい値未満まで下げるなら、電子が移動するときに、それ以上のイオン対を作るために十分なエネルギーを得ることができないので、この探知器は電離箱として機能する。 もし電圧があまりにも高いなら、電荷の増幅の度合いは最大値に近くなり、空洞から出てくるすべてのパルスは同じ強さを持っている、それで探知器はガイガー=ミュラー計数管として機能する。 この電荷の増幅のプロセスは、探知器の信号対ノイズの比率を改善して、また外部の電子機器で必要とされる増幅の量を減らすことができる。 空洞を通った放射線のエネルギーと、作られた電荷の全体量の間の比例関係のために、比例計数管は放射線分光分析に用いられる。 (以上、wikipediaより)