シンチレーションカウンターとは

シンチレーションカウンターは、放射性元素からの放射を検出および測定するために使用されるデバイスです。 放射能は、過剰な中性子を含む特定の要素からの粒子またはエネルギーの放出であり、人間、動物、および植物に危険を及ぼす可能性があります。 シンチレーションカウンターは、放射性物質の放出によって光を発する化学物質と、光パルスを感知してカウントする検出器を組み合わせています。

多くの元素には同位体、つまり同じ数の陽子と電子を持つ異なる数の中性子を含む分子があります。 ほとんどの同位体は安定しており、時間の経過とともに化学構造が変化することはありません。 ただし、多くの放射性同位体は中性子を所定の位置に保持せず、放射性崩壊を開始します。

放射性崩壊には主に3つのタイプがあり、それぞれに異なる特性があります。 アルファ線は、陽子と中性子を組み合わせた粒子であり、比較的低いエネルギーを持っているため、水や薄い金属板で止めることができます。 ベータ放射線は、元素から放出される高エネルギーの電子であり、身体組織や保護シールドの層を貫通することができます。 ガンマ線は粒子ではなく、光に似た電磁波であり、非常に高いエネルギーを持ち、高密度の鉛板の層でのみシールドできます。

3つのタイプはすべて、放射線にさらされると分子が変化するため、植物や動物に細胞損傷を引き起こします。 放射性粒子またはガンマ線が分子に当たると、周囲の組織または空気に電子が放出されます。 放射線が化学物質に当たって、当たったときに閃光を発し、その光を検出できる場合、シンチレーションカウンターが作成されています。

カウンターで使用される蛍光体と呼ばれる固体シンチレーション化学物質には、無機、有機、プラスチックの3種類があります。 放射線が当たったときに光子と呼ばれる光を放出できる無機化学物質には、ヨウ化金属と硫化亜鉛が含まれます。 有機蛍光体には、ナフタレン、アントラセン、およびその他のベンゼン関連化合物が含まれます。 プラスチック自体は通常蛍光体ではありませんが、化学物質をプラスチックと組み合わせて光子発生器を形成できます。

無機化学物質はガンマ線の最良の検出器であり、有機物はベータ粒子に最適であり、プラスチックに埋め込まれた蛍光体は中性子検出に適しています。 放射性同位体はさまざまな方法で崩壊する可能性があるため、検出器には複数のタイプの検出要素を含めることができます。 検出器で使用されるカウントソフトウェアは、放射線量を決定するために重要です。カウントが高いほど、より多くの放射性元素が存在するか、カウンターが放射能に近いことを示しているためです。

光子の光子が作成されると、もう1つの重要な部分は検出器であり、光子を検出してカウントします。 多くのカウンターは、光電子増倍管を使用します。これは、真空管に取り付けられた一連の電極です。 光の光子がチューブに入ると、通常シンチレーションカウンターの電子回路で検出するには微弱です。 光子は、電圧が印加された最初の電極に当たります。

光が当たると、電極はより多くの電子を放出し、2番目の電極に移動します。 これが発生するたびに、より多くの電子が放出され、信号が強くなります。 電子が光の速度で移動する際に非常に急速に発生するいくつかのステップの後、信号はカウンターがそれを検出するのに十分強く、光の光子の存在を記録してカウントします。 光電子増倍管は非常に感度が高く、減衰からの非常に小さな閃光を正確に検出できます。

別の種類のシンチレーションカウンターは液相ユニットです。 これらのカウンターは、サンプルが蛍光体と溶媒で構成される液体に直接配置されるため、実験室での分析に役立ちます。 放射性放射は、サンプルを取り巻く蛍光体によって直ちに検出され、カウントされます。

この技術は、放射能をチェックするためにワイプテストを使用できるため、放射性物質の流出を除染する場合に役立ちます。 小さな布のサンプルを表面上で拭き、液体シンチレーションカウンターに置きます。 このプロセスは、必要に応じて、バックグラウンド放射と呼ばれる放射能が低レベルであることをカウンターが示すまで繰り返すことができます。