気体の検出器

印加電圧と収集電荷の関係

　(R3.27, R1.28)

①再結合領域　　　
②電離領域　エネルギー測定可能
③比例領域　エネルギー測定可能
④境界領域　　　　
⑤GM領域　エネルギー測定不可
⑥連続放電領域　エネルギー測定不可

電離箱

・印加電圧

：電離領域
→高線量かつエネルギーの測定ができる
　感度は低い

・校正，補正

(R5.28, R4.28)
1，校正定数

2，大気補正係数k_TP　
 k_TP＝(273+T)/(273+T₀)×P₀/P
 気圧が大,気温が低で電離が多くなる

3，極性効果　
　円筒型　<　平行平板型　

4，イオン再結合　
　初期再結合はLETに依存する
　一般再結合は線量率,印加電圧,電極間隔,電極サイズ,スペクトルに影響される

 (2次)電子平衡の利用とその条件(ブラッググレイの空洞原理)　

(R4.2(実務), R2.17.31)
　以下の条件で電子平衡が成立し,吸収線量が最大となり,近似的に空気衝突カーマと等しくなる
・空洞の大きさ
：2次電子(δ線)の飛程より小さい　

・物質壁の厚さ
：2次電子(δ線)の飛程より大きい　

・物質壁の質
：γ線の吸収が小さく,光電効果領域での実効原子番号が空気等価である
　アクリル：指頭型電離箱で用いられる
　グラファイト：γ線照射線量測定に用いられる

・空気吸収線量Dg［J/kg＝Gy］　
　電子平衡時に,Dg＝空気衝突カーマとなる
　Dg　＝　(Q×Wair)÷(mair×q) ［Gy］

・ある物質の吸収線量Dm　
　ブラッググレイの空洞原理より求められる
　Dm　＝　Dg　×(Sm/Sg)
　Sm：物質の質量阻止能
　Sg：空気の質量阻止能

比例計数管

　(R3.27, R1.1(実務))
　β線,α線または,中性子の測定

・印加電圧：比例領域

・分解時間：数μs

・測定原理
：電子雪崩による気体増幅を利用
→エネルギー測定が可能
　エネルギー分解能は陽極線の均一性と滑らかさ, ガス純度, 電圧安定性などに影響される

・計数ガス
1,PRガス(アルゴン90％+メタン10%)
：α/β線の測定に利用する

2,BF₃または³He
：中性子の測定に利用する

・壁効果（wall effect）
：得られる信号は生じた各イオンの最大エネルギーの和に対応する一本のピークとなるはずが,実際にはスペクトルが観測される効果
　イオンの一方が壁に吸収されてエネルギーの一部しか計数管に付与しないことに起因する

GM計数管

　(R3.1(実務))
　光子またはβ線の測定
・印加電圧：GM領域

・分解時間：100～400μs程度

・回復時間：数ms程度

・測定原理
　電子雪崩による一定出力パルス(陽イオン)を測定
→エネルギーの測定は不可能,イオン再結合が起こらない

・壁材質：雲母(マイカ)
→保護のため, アルミキャップがしてある場合があり, 測定時は外す

・消滅法
　連続放電を止める方法
1，外部消滅法
：陽イオンが陰極に到達する前に印加電圧を下げる

2，内部消滅法
：気体に有機気体やハロゲン気体(クエンチングガス)を添加する方法
ハロゲン気体の場合,自発的再結合をするため,寿命が長い

3，気体を50～100mHgにする　
→クエンチング補正

・真の計数率

　(R5.24.4(実務), R3.1(実務))
　回復時間
：十分時間が経過し,パルス波高が最大になる時間

　分解時間
：電圧が波高弁別レベルを超え,パルスと認識される時間
　
　不感時間
：電離が生じても応答しない時間

　真の計数率n
n　＝　m　/(1－τ×m)
m：測定した計数率　τ：分解時間［s］