ガイガーカウンターはどうやってシーベルト値を算出？

質問

市販のガイガーカウンターの多く（特に廉価なポータブルのもの）はマイクロシーベルト／時の単位で数値が表示されますが、内部でどのような計算をしているのでしょうか。

ポータブルガイガーカウンターの多くは放射線の検出にGM計数管を使用と説明しています。

Wikipedia等の記述によると、GM計数管は検出器に飛び込んできた放射線の本数をカウントするのみで、放射線の種類や、放射線の持つエネルギー量を知ることはできないとのことです。

[Wikipedia ガイガー＝ミュラー計数管]
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%82%A4%E3%82%AC%E3%83%BC%EF%BC%9D%E3%83%9F%E3%83%A5%E3%83%A9%E3%83%BC%E8%A8%88%E6%95%B0%E7%AE%A1

一方、シーベルトというのはJ/kgの単位ですから、同じ本数のベータ線でもエネルギーが異なればシーベルトの値も異なるのではないでしょうか。例えばヨウ素131とセシウム137のベータ線はそれぞれ0.606MeV(89.9%)、0.514MeV(94.4%)で比較的値が近いのですが、コバルト60のベータ線は0.318MeV(99.9%)とエネルギーが小さめです。

[放射能ミニ知識]
http://cnic.jp/modules/radioactivity/

測定対象の核種が判明していれば計算によってシーベルト値を求めることはできそうですが、ポータブルガイガーカウンターには核種を識別する機能はなさそうです。

それに加え、放射線エネルギーが異なればGM管の検出効率にも差が出そうですが、この補正はどうなされているのかも疑問です。

市販のガイガーカウンターはシーベルト値を算出するのに何らかの核種を仮定しているのでしょうか。
それともスペックにGM計数管と書かれているだけで、実際はエネルギーも測定できる比例計数管を搭載しているのでしょうか。

勉強すれば勉強するほどわからなくなってきました。ご教示お願いいたします。

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんにちは。

＞＞＞勉強すれば勉強するほどわからなくなってきました。

そんなことないですよ。
よく勉強され、理解されていると思います。

＞＞＞Wikipedia等の記述によると、GM計数管は検出器に飛び込んできた放射線の本数をカウントするのみで、放射線の種類や、放射線の持つエネルギー量を知ることはできないとのことです。

そのとおりです。
印加電圧を下げると比例計数管になりますが、それはＧＭ計数管とは言いません（と思います。大学で習ったときはそうだったので）。

＞＞＞一方、シーベルトというのはJ/kgの単位ですから、同じ本数のベータ線でもエネルギーが異なればシーベルトの値も異なるのではないでしょうか。

その通りです。ジュールはエネルギーそのものですから。
ちなみに、「本数」ではなく「個数」と言うべきです。

＞＞＞測定対象の核種が判明していれば計算によってシーベルト値を求めることはできそうですが、ポータブルガイガーカウンターには核種を識別する機能はなさそうです。

核種を指定する必要はありません。エネルギーの何らかの平均値を与えてしまえばよいです。
概ね０．１ＭｅＶから２ＭｅＶの範囲だと思うので、たとえば平均１ＭｅＶと考えても、そこそこ正しいシーベルト値になります。

＞＞＞市販のガイガーカウンターはシーベルト値を算出するのに何らかの核種を仮定しているのでしょうか。
＞＞＞それともスペックにGM計数管と書かれているだけで、実際はエネルギーも測定できる比例計数管を搭載しているのでしょうか。

それについては、メーカーに問い合わせてください、ということになります。
どちらになっていても不思議はありません。

お礼

ご回答ありがとうございます。今までの理解が見当はずれではなかったようで、少しクリアになってきました。引き続き勉強します。