放射線測定について

質問

福島事故の後、放射線測定器を手に入れていろいろ学んでいますが、疑問な点があり、専門の知識のある方に教えていただきたいことがあります。
ウィキペディアからの知識ですと放射線（原発事故による）とは、粒子線であったり、電磁波に近いなどとあります。ガイガーミューラー管などのセンサーで測定する場合、核崩壊による放射線が粒子であった場合（アルファ線）には、センサーを通過した時にのみ測定（パルスカウント）することになり、電磁波に近いもの（ガンマ線）であれば、放射点からあらゆる方向に影響を及ぼすと考えられるので、至近の距離であればどの位置でも測定できるものだと理解できます。ベータ線は電子の流れとして考えると粒子でもあり、電磁波でもあることになります。
量子理論についてはある程度の知識がありますが、数種類のガイガー管測定器では、同位置でもどれもパルスカウントが違います。測定器毎にアルファ線検出の可否もあり、ガンマ線しか検出しないものなどありますので当然かもしれませんが、同じ機種で測定しても違いが大きく出ます。パルスカウントの違いはどこから来るのか教えてください。

回答No.4

foobar · ベストアンサー

#1お礼欄に関して。
γ線（電磁波）もパワーが非常に低くなってくると、光子が一つ、二つ、という具合に離散的な粒子として振舞うかと思います。

>ランダムな粒子の捕捉数をカウントしていると考えた方がよいのですね。
で、良いかと思います。

>そうなると、環境放射線を測定するということは、あまり低すぎる場合には、どのような
>機種も「正確な数値」などというものはないわけで、信頼できる複数の測定器で、ある程度
>の時間を使って測定し、その数値を操作するべきものなんでしょうね。
カウントが小さい領域では統計的なゆらぎの影響も大きいでしょうから、積算（カウント）時間を大きくとって、ゆらぎの影響を十分小さくしてから、評価する必要があるかと思います。

お礼

補足の説明、ありがとうございます。
ガンマ線は電磁波といわれていますね。非常に波長が短いので、方向性が強いような気もしますが、放射性粒子からでる時には四方に放射されるんでしょうか。それとも核崩壊によって特定（不特定）の方向にのみ放射されるんでしょうか。これがガイガー管でパルスカウントされるとすると、その時には粒子のような振る舞いとなるのでしょうか。
いずれにせよ低放射線環境では、24時間測定し続けて、マイコン処理するのが良いのかもしれませんね。最高、最低を切り捨てて平均化するとかの数学的な処理も必要でしょうね。
お答えいただかなくても構いませんが、専門知識のない私には難しい世界のようです。時間をみて勉強してみます。

回答No.3

tiltilmitil

入門編の記事をどうぞ。

http://p.booklog.jp/book/30823

お礼

最初の回答をいただいた方にもお礼で書きましたが、環境放射線量の測定には絶対的な「正しい数値」というものなどないわけで、あくまでもランダムであり、それも低すぎればなおさら「不正確な」数値にならざるを得ないのですね。
放射線を出すウランガラスを10個くらい至近で測定しても、非常にランダムで、測定器によってもそれぞれ大きく揺れ動いた数値が出ますので、「平時の数値からどれくらい高くなっているかという判断でしか、把握できないだろう」と、はじめに考えたのですが、それで正しかったのだろうと思っております。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#160321

>ベータ線は電子の流れとして考えると粒子でもあり、電磁波でもある
いいえ、β線は粒子です。電磁波ではありません。

お礼

電磁波ではないですね。間違えました。量子論的な意味で波動と書くべきでした。そういう意味を込めていました。

回答No.1

foobar

カウンタの感度は放射線の種類やエネルギーでも変わります。手元の素子だとγ線でもエネルギーによって一桁位感度が変わるようです。
比較したカウンタが異なるGM管を使っているなら、GM管の感度の違いがカウントに現れるでしょうし、同一機種でも機器の個体差での違いが出るでしょう。
また、そのガイガーカウンタのつくりにもよります。
β線も検出できるタイプだと、β線の検出窓がどちらを向いているか、β線の窓のところにβ線を遮るもの（アルミ箔など）があるかないか、で大きく数値は変わるでしょう。

お礼

ありがとうございます。
同じ機種（ロシア製）が2つ。もう一つは（ヨーロッパ製）、さらにボード上にガイガー管を載せた裸のマイコン測定器（補正係数はもちろん加味されています）。それぞれ精度とサイズの違うガイガー管を使っていて、数値が違うのは当然なので、それほど問題視してはいません。単純な疑問は放射性粒子（物質）がある場合、そこから放射される粒子も偶発的なもので、連続的ではないことも加味しても、同じ機種で大きく違う（それぞれに上下する）ということは、やはりランダムに四方に飛び出す粒子としてイメージした方が良いのでしょうね。疑問に思ったのは、浅はかな私の量子論で、粒子は他方では波動としてあらゆる方向に影響を及ぼすこともあり得るのだろうかなどと考えてしまったわけです。でも「霧箱の実験装置」のように、確定的な位置を持つものと理解し、ランダムな粒子の捕捉数をカウントしていると考えた方がよいのですね。
そうなると、環境放射線を測定するということは、あまり低すぎる場合には、どのような機種も「正確な数値」などというものはないわけで、信頼できる複数の測定器で、ある程度の時間を使って測定し、その数値を操作するべきものなんでしょうね。