Ｘ線検出器の充填ガスについて

質問

今、Ｘ線検出器について勉強しているのですが、ガス入り検出器を用いる場合に
充填ガスとして希ガスや多原子分子ガスを封入しますが、原子分子ガスがクエンチャーとして使われるのは分かります。しかし、なぜ不活性な希ガスが入るのかいまいちピンときません。希ガスもガス増幅が起きすぎないようにするためなんでしょうか？どなたか、ガス入り検出器に詳しい方、明確な回答をお願いします。

回答No.1

kuniuni · ベストアンサー

ほとんどのガスで気体増幅が可能ですが、検出ガスの選択には、次の３点が考慮される必要があります。
（１）平均電離エネルギーがX線のエネルギーによらず一定で、エネルギーと出力に比例性が保たれる
（２）気体増幅率が、陽極印加電圧の変化やガスの純度の変化に鈍感である
（３）計測エネルギーに対して効率が高く、妨害するエネルギーに対して効率が低い

（１）の件について、希ガスが適しているので、検出ガスとして利用されるのです。
ついでに（２）と（３）についても触れると、
（２）については、mtaaさんがかかれているように、、CO2やCH4などを添加することにより、電子の流動速度が上がり、O2やSO4などの不純物への電子付着によるマイナスイオンのは発生を抑え、増幅率の安定化やエネルギー分解能の劣化防止に効果があります。
（３）については、計数効率は、窓の透過率とガスによる吸収率から、簡単に計算できます。これをうまく利用すると高次線除去ができます。これは、放射光に有効です。

お礼

kuniuniさん、どうもありがとうございます。参考になります。要は、入ってきた光子と比例的に増幅させることに意味があるんですよね？過剰な増幅は放電問題とかあるし・・。ちがってます？僕が知っていたのは検出器自体の劣化を防ぐためということくらいだったので、非常に勉強になりました。再度、ありがとうございます！

回答No.2

kuniuni

追加。

質問を読んで、勝手に、ＰＣ（比例計数管）をイメージしてました。
先に示したのは、ＰＣの例です。だから比例的な増幅が重要なわけです。余談ですが、充填される希ガスの原子番号が大きいほど、高エネルギーでの検出効率が高いです。

他のガス増幅（イオンチェンバー（電離箱）とかＧＭ計数管など）を利用した検出器の場合は、検出量子効率への考慮により決められるかな。ガス種、ガス圧により、検出量子効率が異なるので、Ｘ線のエネルギー、強度により、目的の検出効率が得られるように、検出器もデザインされます。
検出器関連の教科書、論文は沢山あるので、詳しくはそれを参照してください。

お礼

ありがとうございました。まだまだ勉強が足り無いようです（かなり）。もう一度いろいろな文献など読んで、理解を深めてみます。