気体の電離を利用する放射線検出器の印加電圧と生じる電離電流の特性に対応した次のAからDの領域について、気体(ガス)増幅が…
エックス線の測定に関する知識 第22問
気体の電離を利用する放射線検出器の印加電圧と生じる電離電流の特性に対応した次のAからDの領域について、気体(ガス)増幅が生じ、検出器として利用されるものの組合せは(1)~(5)のうちどれか。A 再結合領域B 電離箱領域C 比例計数管領域D GM計数管領域
- (1)A,B
- (2)A,C
- (3)B,C
- (4)B,D
- (5)C,D
正答 (5)
正答は (5)。C(比例計数管領域)とD(GM計数管領域)で気体(ガス)増幅が生じ、検出器として利用されます。
【印加電圧による領域の移り変わり】
低い
↓ A 再結合領域 イオンが再結合してしまう
↓ → 検出器として使えない
↓ B 電離箱領域 生じた電荷をそのまま集める
↓ → ガス増幅なし
↓ C 比例計数管領域 ガス増幅あり
↓ 一次電離量に比例した出力
↓ D GM計数管領域 ガス増幅あり
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↓ 電子なだれが管全体に広がる
高い 連続放電領域 → 検出器として使えない
【ガス増幅】
電離で生じた電子が、電場で加速される
→ 別の分子を電離する → 電子が増える
→ その電子がまた電離する → ねずみ算式に増える
電圧が低いと、電子は加速されきらず、増幅は起こりません。電離箱領域では、もとの電荷をそのまま集めるだけです。
【AとBが外れるわけ】
A 再結合領域 電圧が低すぎ、イオンが元に戻ってしまう
→ そもそも検出器として使えない
B 電離箱領域 検出器として使えるが、ガス増幅はない
設問は「ガス増幅が生じ、かつ検出器として利用される」ものを問うています。Aは両方を満たさず、Bは後半だけを満たします。
【CとDの違い】
比例計数管 増幅されるが、一次電離量に比例した大きさ
→ エネルギーの情報が得られる
GM計数管 電子なだれが管全体に広がる
→ もとの電離量によらず同じ大きさのパルス
→ エネルギーの情報は得られない
どちらもガス増幅がありますが、比例するかどうかが違います。
【同じ気体、違う性質】
同じ検出器でも、かける電圧で性質が変わります
電離箱として使うのか、比例計数管として使うのか、GM計数管として使うのかは、印加電圧の選び方で決まります。
出典:エックス線作業主任者 2024年下半期実施分(2025年4月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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最終更新日
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