放射線計測学
基礎
装置
フルエンスΦ [ /m^2]
×質量衝突阻止能 Scol [(J/m) / (kg/m^3)]
シーマC [J/kg]
荷電粒子平衡
吸収線量D [J/kg]
×エネルギーhv
エネルギーフルエンスΨ [J/m^2]
×質量エネルギー吸収係数 μ en / ρ
× (μ en / ρ) / Wair
×質量エネルギー転移係数 μ tr / ρ
カーマK [J/kg]
衝突カーマKcol [J/kg]
照射線量X [C/kg]
荷電粒子平衡
吸収線量D [J/kg]
×線質係数Q
線量当量H [Sv]
×Wair / e
シンチレーション
半導体
線量計
化学線量計
セリウム線量計：Ce4+ → Ce3+ の還元作用
フリッケ線量計：Fe2+ → Fe3+ の酸化作用
検出器
個人被ばく線量計
熱蛍光線量計（TLD）
光刺激線量計（OSL）
蛍光ガラス線量計
LiF:Mg,Tl, Mg2SiO4:Tb
加熱で生じる蛍光を測定しグロー曲線で表示、熱アニーリング
紫外線レーザー照射で生じる蛍光を測定、プレヒート
クロミックフィルム
緑色光照射で生じる青色蛍光を線量換算、光アニーリング
無機
NaI(Tl)
気体検出器
GM計数管（β, γ）
連続放電の停止
外部消滅法：陽イオンの陰極到達前に印加電圧を一時的に下げる
内部消滅法：有機ガスやハロゲンなどでクエンチング
計数率
不感時間
電離が生じても応答しない時間
分解時間
数え落とし：n0 = n / (1 - nτ)
電圧が波高弁別レベルを超え、パルスと認識される時間
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
特徴
中心電極に近いほど電界強度は高い
エネルギーの測定はできず、イオン再結合は起こらない
二次電子の電子なだれによる一定出力パルス（陽イオン）を測定
比例計数管（α, β, n）
BF3計数管：熱中性子の測定に利用
電子なだれによる気体増幅を利用し、エネルギー測定が可能
PRガス：α、β 線の測定に利用
電離箱（α, β, γ, X）
Bragg-Grayの空洞理論
条件
空洞の大きさ < 二次電子の飛程 < 物質壁の厚さ
媒質と空洞壁の質量衝突阻止能はエネルギーによって大きく変化しない
空洞内でフルエンスは一様であり、空洞がないとき荷電粒子平衡
物質壁の質は 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
吸収線量
吸収線量Dの比と質量阻止能S / ρの比が等しくなる（D = S/ρ × Q/m × W/e）
電子平衡時に空気衝突カーマと等しくなる
校正・補正
線質変換係数
攪乱補正係数
壁補正、空洞補正、変位補正、中心電極補正からなる
高エネルギーほど線質変換係数は小さくなる
高エネルギーほど水/空気の質量衝突阻止能比が小さくなる
水吸収線量校正定数
標準水吸収線量 / ユーザー電離箱表示値
ユーザー電離箱表示値
イオン再結合損失補正
初期再結合
LETに依存し、高LET放射線で優勢
一つの飛程で生じたイオンによるもので線量率に依存しない
一般再結合
複数の飛程で生じたイオンによるもので2点電圧法により補正可能
線量率、電離箱の印加電圧・電離密度に依存
極性効果補正
平行平板型の方が円筒型よりも補正が大きい
温度気圧補正
PV = nRTより空気の質量が変化し低温高圧ほど電離量が大きい
特徴
感度は低いが高線量測定、エネルギー測定、半価層測定が可能
光変換効率
NaI(Tl) > CsI(Na) > CaF2(Eu) > CsI(Tl) > 6LiI(Eu) > BGO > 有機
γ線測定、潮解性あり
感度（高Zのため）、光変換効率、エネルギー分解能に優れる
特性
エネルギー分解能
シンチレーション検出器の数倍
時間分解能
気体検出器の1000 倍
生成イオン対 / 電子正孔対数
Si(Li)半導体は電離箱と比較し9.4倍
熱量計（カロリーメータ）
水の比熱 4.2 [J / gK] から温度上昇により放射能測定を行う
イメージングプレート
光刺激ルミネセンスを利用し α / β / 光子を測定、フェーディングが大きい
照射量に対応して呈色
自由空気電離箱は照射線量の絶対測定に用いる
銀活性リン酸塩ガラス
α-Al2O3
深部吸収線量半価深 R50 から校正深の線質変換係数を求める
冷却
Ge半導体（使用時）、リチウムドリフト
ファーマ型の空洞補正は平均エネルギーが低いほど小さい