固体・液体の検出器

無機シンチレータ
有機シンチレータ
- ・液体シンチレーションカウンタ　
半導体検出器
- ・特性
シンチレータ比較
化学線量計
熱量計(カロリーメータ)

無機シンチレータ

種類	密度 (g/cm³)	最大波長 (nm)	減衰定数 (ns)	相対効率 (％)	用途および特徴
NaI(Tl)	3.6	410	230	100	γ線,潮解性, 高エネルギー分解能
CsI(Tl)	4.5	540	680	45	α線,γ線
CsI(Na)	4.5	420	640	80	α線,γ線,吸湿性
⁶LiI(Eu)	4.1	470	1400	35	γ線,中性子
BGO	7.1	480	300	10	γ線,高検出効率, 加工が容易
CdWO₄	7.9	470	1100	17～20	γ線
ZnS(Ag)	4.1	450	200	130	α線,中性子

・BaFX:Eu²⁺(X:Cl,Br,I)：イメージングプレート
(R3.28(化学), R1.25)
：放射線のエネルギーを蓄積し,その後の可視光･赤色光の照射(輝尽励起光)により,波長が短く(400nm)放射線量に比例した光量で発光する蛍光体
　荷電粒子,光子線,中性子線の検出が可能

有機シンチレータ

種類	密度 (g/cm³)	最大波長 (nm)	減衰定数 (ns)	相対効率 (％)	用途および特徴
アントラセン	1.2	450	30	100	α線,β線,昇華性
スチルベン	1.1	410	4.5	～60	α線,β線
プラスチック[BC400]	1	420	2.4	65
液体[BC501A]	0.8	420	3.2	78

・液体シンチレーションカウンタ　

(R4.4(実務), R3.22(化学), R2.25(化学))
　低エネルギーβ線の測定に適しており,エネルギーが高いと計数効率が高い
　自己吸収,外部吸収が無視できるが,クエンチングにより計数率が低下する
　クエンチング補正には外部標準法(¹³⁷Csや¹³³Ba等)がある
　検出効率は³H(18.6keV)に対して60％前後,¹⁴C(156keV)に対して90％程度で,これらは波高弁別できる
　同時計数回路を用いる

半導体検出器

(R4.31(化学), R3.27)

種類	密度 (g/cm³)	バンドギャップ (eV)	ε (eV)	移動速度 (cm²V^-1s^-1) 電子/正孔	用途および特徴
Si	2.3	1.1	3.6	1350/480	γ線,β線
Ge	5.3	0.6	2.9	36000/36000	γ線使用時に冷却, 高エネルギー分解能
CdTe	6.06	1.47	4.43	1000/80	常温で使用可能
CdZnTe	6.0	1.54	1.53	1350/120	常温で使用可能

*Si表面衝突型/イオン注入型
：α線に対して高いエネルギー分解能

*Si(Li)
：γ線(低エネルギー) に対して高いエネルギー分解能,液体窒素で冷却する

・ε値
：電子正孔対を作るのに必要な平均エネルギー
　空気のW値が34eVなので,電離箱に比べ,同密度の場合10倍程度の感度

・特性

①エネルギー分解能
：シンチレータ検出器の数倍

②時間分解能
：気体を利用した検出器の1000倍程度

③感度
：シンチレータ検出器に比べて低い
　Si半導体検出器は空洞電離箱に対して20000倍程度

④エネルギー依存性
：半導体によってエネルギー応答が違う

シンチレータ比較

(R3.29.30, R2.29)

シンチレータ	NaI(Tl) *1	BGO (Bi₄Ge₃O₁₂)	★LaCl₃, LaBr₃*2	★LYSO (Lu₂SiO₅:Ce) *2	GSO (Gd2Si5:Ce)	CdTe,CZT (CdZnTe)
実効原子番号	51	74		66	59	≒48
発光量 (相対値)	100	15	120,160	75	25	*半導体
減衰時間 (ns)	230	300	26,35	40	60	*半導体
エネルギー分解能 (%)	8	18	3.3,2	12	8	2