放射線検出器 - 放射線取扱主任者試験対策室

重要度：★★★

放射線検出器には様々な種類があり，測定する放射線の種類や放射線量の高低によって，使用できる検出器が異なります．

物理学の試験では，エネルギー測定（核種同定）の可否について，化学の試験では，放射性核種と検出器の組み合わせについて，実務の試験ではそれらに加え，放射線検出器の特徴，原理についての問題が出題されます．
検出器の簡単な原理に加えて，検出できる放射線の種類，エネルギー測定の可否について押さえておきましょう．

放射線検出器の種類

主な放射線検出器を表1に示します．

表1. 主な放射線検出器
検出器		測定対象	エネルギー測定	放射性核種
電離箱	自由空気	γ，X	✕
	空洞	β，γ，X	◯
	グリッド付	α	◯
	通気型	α，低エネルギーβ	◯	³H，¹⁴C
比例計数管	2π・4πガスフロー型	α，低エネルギーβ	◯	²¹⁰Po
	BF₃，³He	熱中性子
	水素充填，CH₄	速中性子
GM計数管	端窓型	高エネルギーβ，γ，X	✕	³²P
シンチレーション検出器	NaI(Tl)	γ，X	◯	²⁴Na，⁶⁰Co，⁶⁵Zn，¹³¹I，¹³³Ba
	井戸型NaI(Tl)	低エネルギーγ，X		^99mTc，¹²⁵I
	低エネルギー用NaI(Tl)	低エネルギーγ，X		⁵⁵Fe
	¹²⁵I専用薄型NaI(Tl)	低エネルギーγ，X		¹²⁵I
	BGO	γ，X	△	¹⁸F
	ZnS(Ag)	α	△	²¹⁰Po，²⁴¹Am
	LiI(Eu)	熱中性子
	プラスチック	β，γ，X	◯	⁹⁰Sr-⁹⁰Y
	液体	α，低エネルギーβ，速中性子	◯	³H，¹⁴C，²¹⁰Po
半導体検出器	Ge	γ，X	◯	⁵¹Cr，⁶⁰Co，^99mTc，¹³⁷Cs
	Si	β，γ，X	◯
	Si(Li)	β，低エネルギーγ，X	◯	⁵⁵Fe，⁹⁰Sr-⁹⁰Y
	表面障壁型Si	α，β	◯	²⁴¹Am
	ポリエチレンラジエータ付Si	速中性子
個人線量計	蛍光ガラス線量計	γ，X
	OSL線量計	γ，X，β
	熱蛍光線量計（TLD）	γ，X，β，熱中性子
	フィルムバッジ	γ，X，β，熱中性子，速中性子
	固体飛跡検出器	α，熱中性子，速中性子		²¹⁰Po

エネルギー測定（核種同定）が可能な検出器

α線（線スペクトル）

・グリッド付電離箱

・ガスフロー型比例計数管

・液体シンチレーション検出器

・表面障壁型Si半導体検出器

β線（連続スペクトル，パルス波高値の最大値とスペクトル形状から核種を推定）

・プラスチックシンチレーション検出器

・液体シンチレーション検出器

・Si半導体検出器

・Si(Li)半導体検出器

・表面障壁型Si半導体検出器

・ガスフロー型比例計数管（低エネルギーβ線に限る）

γ線，X線（線スペクトル，光電効果による全吸収ピークに着目して核種を同定）

・NaI(Tl)シンチレーション検出器（分解能6%）

・Ge半導体検出器（分解能0.2%，50keV以上のエネルギー測定）

・Si(Li)半導体検出器（低エネルギー（数keV～20keV）γ線，X線の検出に優れる）

・空洞電離箱

速中性子

・液体シンチレーション検出器

サーベイメータの比較

空間線量率を測定するサーベイメータの方式による特性の違いを表2に示します．

表2. サーベイメータの比較
特性＼方式	電離箱式	GM管式	シンチレーション式
感度	最も低い	電離箱より高い	最も高い
測定範囲	1 µSv/h～1 Sv/h	0.3～300 µSv/h	0.03～30 µSv/h
エネルギー特性	最も良好	電離箱より劣る	エネルギー補償可能（数10 keVにカットオフ）
方向特性	最も良好	電離箱より劣る	電離箱より劣る
注意点	零点調整	窒息現象	低エネルギー放射線に感度がない

【放射線検出器に関する過去問題】

エネルギー測定（核種同定）の可否

2006年度物理問28，30

2007年度物理問30

2008年度物理問28

2012年度物理問29

2018年度物理問24

2022年度物理問29

放射性核種（放射線の種類）と検出器の組合せ

2005年度化学問18

2006年度化学問20

2007年度物理問27

2007年度化学問17

2008年度物理問25

2008年度化学問19

2009年度物理問28

2010年度化学問26

2011年度化学問10，21

2012年度化学問20

2014年度化学問15

2015年度化学問10

2018年度物理問25

2022年度化学問18

サーベイメータの比較

2013年度物理問30

2016年度物理問30

その他

2005年度物理問25

2019年度物理問29