放射線検出器の構造と特性:電離現象(固体/半導体)

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検出器の基本 💡

  • 固体の電離電荷を測定 → 半導体検出器
  • Si検出器の感度 → 空洞電離箱の 約20,000倍
  • 高純度Ge検出器の構成 → 光電子増倍管は含まれない(高圧電源や前置増幅器などは必要)

高純度Ge半導体検出器の特性 💥

  • $\gamma$ 線のエネルギースペクトル測定 に最適。
  • 使用時は 冷却(液体窒素など)が必須
  • NaI(Tl)シンチレーション検出器に比べ、検出感度は低い

※以下の問題は学習支援を目的として掲載しています。

問題: 固体の電離電荷を測定する放射線検出器はどれか。
正解: 3

解説: 半導体検出器:シリコンやゲルマニウムなどの個体結晶内で放射線によって生成された電子・正孔対(電離電荷)を、電界をかけて収集する検出器
問題: Si 半導体検出器の空洞電離箱に対する感度比で最も近いのはどれか。 ただし、両者の有感体積は等しいものとする。
正解: 4

解説: 半導体(固体)は気体に比べて密度が約 1,000 倍高く、かつ 1 イオン対(電子・正孔対)を作るのに必要なエネルギー W値 が約 1/10 です。このため、同じ体積あたりの感度は数万倍(約 20,000 倍以上)になる
問題: 高純度 Ge 半導体検出器の基本構成に含まれないのはどれか。
正解: 4

解説: 半導体検出器は電離電荷を直接電気信号として取り出すため、光を増幅する光電子増倍管は使用しません。
問題: γ 線のエネルギースペクトル測定に適しているのはどれか。
正解: 3

解説: エネルギー分解能が非常に高く、隣り合ったエネルギーのガンマ線もはっきりと分離して測定できる!