ガイガー カウンター (ガイガー ミュラー管とも呼ばれます) は、アルファ線、ベータ線、ガンマ線を含むあらゆる形態の放射線を検出および測定する装置です。これは、ガスに囲まれた一対の電極で構成されています。電極間に強い電圧がかけられます。ヘリウムまたはアルゴンは、使用される最も一般的なガスです。放射線は、ガスがチューブに入るとイオン化する可能性があります。イオン (および電子) が電極に引き寄せられ、電流が発生します。スケーラーが現在のパルスをカウントし、ガスが放射線によってイオン化されるたびに「カウント」が取得されます。
チューブと (カウンター + 電源) は 2 つの機器です。
ガイガー ミューラー管は通常、円筒形で、内部にワイヤーが通っています。電圧制御とタイマー設定は（カウンター＋電源）で可能です。図のページに示されているように、シリンダーとワイヤーの間に高電圧が確立されます。
ガイガーカウンターの原理
- ガイガー カウンターには、放射線を検出する感覚素子であるガイガー ミュラー管と、情報を処理して結果を生成する電子機器が含まれます。
- ガイガー ミュラー管には、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどのガスが可能な限り低い圧力で満たされ、高電圧が印加されます。入射放射線の粒子または光子がガスをイオン化すると、チューブに電荷が伝導します。
ガイガー カウンターの種類
ガイガー カウンターは、管の構造によって完全に決定され、次の 2 つのタイプに分けることができます。
<オール>チューブの端の 1 つには小さな窓があります。このウィンドウは、すばやく移動する粒子をイオン化するのに役立ちます。
<オール>名前が示すように、このタイプのチューブには窓がなく、厚さは 1 ～ 2 mm です。この管は、透過性の高い放射線を検出するために使用されます。
ガイガー カウンターの単位
粒子はさまざまな単位で測定されますが、最も一般的なのは 1 分あたりのカウント数 (CPM) です。マイクロ (μSv/hr) – 1 時間あたりのシーベルトと (μmR/hr) 1 時間あたりのミリ レントゲンは、放射能の測定に使用されます。
ガイガー カウンターの方程式
さまざまな理由から、ガイガー カウンターは最も広く使用されているベータ粒子検出器です。第一に、実験室で作られるか、市販のコンポーネントとして作られるかにかかわらず、合理的に安価です。第 2 に、シンチレーション検出器や固体検出器とは異なり、動作に特定の回路をほとんど必要としません。第三に、ハロゲンで満たされたバリアントは、かなり長い耐用年数を持っています。ベータ粒子を検出するために、ベータ粒子が検出器に入ることができるように窓を設ける必要があります。
特定の放射線源が特定のガイガー カウンターによって検出される有効性を決定する多くのパラメーター間の関係は、広く調査されています。初期の出版物で、Zumwalt (1950) は本質的な結論を確立し、それ以降、Price (1964) および Overman と Clark (1960) によってその後の本や論文で引用されています。一般に、式は観測された計数率 R を対応する崩壊率 A と関連付けるために使用できます。
R=YA
ここで、Y はカウントの効率を表す係数です。
ガイガー カウンターの放射線の安全レベルとは
マイクロシーベルト/時 (Sv/hr) は、地域の放射線量の標準単位です。このチューブの対応する uSv/hr 放射線被ばくを取得するには、その CPM に 0.0057 を掛けます。したがって、私のオフィスでは、バックグラウンド放射線レベルは 0.05 ～ 0.10 Sv/hr の範囲で変化します。これは、バックグラウンド放射線の正常で安全なレベルです (以下の放射線単位を参照してください)。
結論
アルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ粒子などの電離放射線は、チューブに入ると、チューブ内のガス分子の一部をイオン化する可能性があります。これらのイオン化された原子から電子がノックアウトされ、正に帯電した原子がその場所に残ります。チューブの高電圧により、チューブ内に電界が発生します。正に帯電したイオンは負の電極に引き寄せられますが、原子からノックアウトされた電子は正の電極に引き寄せられます。これにより、電極を接続するケーブルに電流パルスが発生し、カウントすることができます。荷電イオンは、パルスがカウントされると中和され、ガイガー カウンターは別のパルスを記録する準備が整います。放射線が入った後、ガイガー カウンター管が元の状態にすばやく戻るように、ガスがガイガー カウンター管に導入されます。
ガイガーカウンターが正しく動作するには、電極間に十分な電圧が必要です。電圧が低すぎると、チューブ内の電場が弱すぎて電流パルスを生成できません。電圧が高すぎると、真空管が連続的に放電し、損傷する可能性があります。チューブに使用する正しい電圧は、通常、製造元によって推奨されています。チューブ内に適切な電場を作るには、大きなチューブほど高い電圧が必要です。
