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実習B “γ線を測定してみよう”
実験の前に
 新山 雅之 [email protected]
 足立 智 [email protected]
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まず最初に
 この実習では、密封線源を使用します。
 密封されているかぎり安全です。
 ペン先でつついたり、噛んだりしないでください。
 実験室では飲食禁止（ガム、飴なども不可）。飲食は隣の
部屋か建物外で。
 密封線源は極力教員、TA が扱います。
 放射線防護の３原則：「距離」「時間」「遮蔽」
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有益なデータベース
 Table of Isotopes
 http://ie.lbl.gov/toi.html からオンライン版にアクセス可能
 NuDat
 http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/
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エネルギーの単位
 γ線のエネルギーは電子ボルト(eV) の単位で測ります。
 １電子ボルト := 電子1個が1ボルトの電位差で加速されたときに
得るエネルギー
 1 eV = 1.60217657 × 10-19 ジュール
 特殊相対論によれば質量とエネルギーは等価なので質量も
電子ボルト単位で測定します。
 E = mc2
 電子の質量 0.511 MeV (メガ電子ボルト)
 陽子の質量 938 MeV
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放射線の種類
 アルファ線（ヘリウム4の原子核）
 ベータ線（電子あるいは陽電子）
 X線、ガンマ線
 中性子線
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放射線源
 原子炉で作られた放射性同位元素(RI)を少量封じ込めた資料
 チェッキングソースとも呼ぶ
 長寿命(数年以上)のRI
 ベータ崩壊で違う核種に崩壊してから、γ線をだす
 質量数
662keVのガンマ線
 陽子と中性子の数
 原子番号
 陽子数
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光と物質の相互作用
 光電効果
Ee = hν-W (W:仕事関数)
 コンプトン散乱
Ee = hν-hν
 エネルギーと運動量の保存則で計算できる。
 アインシュタインの式
 E = sqrt( (mc2)2+(pc)2)
 Eγ + Me = E’γ + Ee
 pγ + 0 = p’γ + pe
 電子・陽電子 対生成
 γ→e+e 1.022MeV以下では起こらない
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NaIシンチレータ
 γ線が光電効果やコンプトン散乱などでNaI中に高エネルギー電子を生成
する。
 高エネルギー電子が NaI 中の電子をエネルギーの高い準位に励起する。
 励起された電子が脱励起するときに紫外から可視光の光を出す(シンチ
レーション光)。
 シンチレーション光を光電子増倍管で電気信号に変換する。
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光電子増倍管
 光電効果により入ってきた光子を光電子に変え、
その電子を増幅し電気信号として取り出す。
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５日間の予定
 1日目 (8/5)
 密封線源からのガンマ線をまず測ってみる
 エネルギー分布を得る。スペクトルの意味を考える。
 2日目 (8/6)
 様々な密封線源を用いて、エネルギーの較正(Calibration)
 鉛の遮蔽の測定→吸収係数を求める
 3日目 (8/7)
 ある物質からのγ線エネルギーを測定。ある物質が何か調べる
 4日目(8/19)
 発表の準備
 ５日目（8/20) 発表会
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