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I I ‑ 7 0 放射能に関する法律，法令規則 ^{司可司}

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放射性核種はその核種に特有な壊変を行い(I‑24図参照),放出される放射線は特有のエネルギーを持つ，したがってそのエネルギーの測定（スペクトロメトリー）により存在する核種を知ることができる。各種放射線計測法の総書としては，

Siegbabn"cr,p,7.RaySpectrometry''が全般にわたって詳し<,W.J.Pri‑

ce"NuclearRadiationDetection''(西野，関口訳：放射線計測）は測定器関係に詳しい。微弱放射能測定に関しては,D．E.Watt,D・Ramsden"HighSensitivity CountingTechnique"(田中，坂本，高木訳：微弱放射能測定技術),放射化分析な

どでのγ線スペクトロメトリーには,Crothanmel@.γ一raySpectrometry.、（岡田，

亀本訳：応用ガンマ一線スペクトロメトリー）が今日も広く用いられ･ている。1965 年までの放射線測定器関係は，実験化学講座（丸善）続4「核化学と対射化学」に詳述されてお')，手軽に利用できる。その他参考著書10,11。

II‑75線源からスリットを通って等しい運動量(P=m")を持って飛び出した同一荷電粒子(Z)は，わずかな角度だけ分散していても，一様な磁場(H)に垂直な平面内で約180.飛行(半径r)したあとでは，近似焦点に到達する（図の右の式参照）。これを利用して異なった運動量を持った電子とか，α粒子を検出する。検出部には写真フィルムまたは計数管を用いる。転換電子やα線のような線スペクトルを与えるものに有効。

II‑76β線スペクトロメーターの一種。線源と検出器とは軸㈹こ対称な磁場の軸上におかれる。ある運動量を持って放出される全ての電子は，ラセン状の路に沿って飛行し，軸上の他の点(C)に集まる。高度のジオメトリー効率（数%)とよい運動量分解能（〜1%)が得られる。

II‑77'98Auは，大部分がエネルギー上限値0.96MeVの単純なβ 粒子群の放出によって198Hgの0.41MeVの励起状態へ壊変する（壊変図参照）。この際の電子のエネルギースペクトルを磁気スペクトロメーターを用いて測定した図である。そのスペクトルには内部転換電子の2つのピークがあらわれる（左よし)K,Lピーク）。

198Auの場合,K転換係数は0.021,K/L転換比は3:1である。

II‑78｡4｡U(T%:141h)Af4oNp(T%:73m)4…Pu壊変の際，

2 4 0 P u の励起状態は数多い｡二の膿状態から脱励起するとき γ

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線のｴﾈﾙギｰは

一部が内部転換電子として放出する。γ転移のエネルギー(E7),電子の結合エネルギー(Ee‑)とすれば，内部転換電子のエネルギー(Ee)=Eγ−Ee‑である。

したがってK,L,M……殼からの転換電子がそれぞれ全β線スペクトルの上に線スペクトルとなって出てくる。

(P.45)

II‑79およびII‑80放射性核種から放出されるβ粒子は，中性微子（ニュートリノ）放出を伴なうので，ゼロから最大値までにわたる連続的エネルギー分布をもつ。Fermiらの理論にはβスペクトルの形状に関する予測が含まれている。エネルギーWを、.C2単位とし,"rayspectrometer測定でのHr(II‑76の下の式参照）

に直接対応する運動量(P)およびエネルギー(W)(最大エネルギ−W｡),クーロン函数(F)からなる数式(11‑79図縦軸）のエネルギー分布はII‑79図となる。この分布を持つスペクトルについてはW｡‑Wに対して測定値N(W)を含む11‑80図の縦軸の値をプロ､ソ卜すると直線になり，最大エネルギ一Woのところでエネルギー軸と交わる。このプロットはカリーフ・ロットとして知られており,AI=0orlの壊変に対して成立する。クーロン関数F(Z,W)は，飛び出す電子におよぼすクーロン壁の効果を説明する。すなわちβ一壌変に対しては低エネルギー電子の割合を増大させるような減速作用となり，β＋壊変に対しては低エネルギー陽電子放出の確率を減少させる結果となる。

IIC放射線スペクトロメトリー

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II‑76磁気レンズスペクトロメーター

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I I ‑ 7 5 偏平型磁気スペクトロメーター

（180．収束型）

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1I‑78U‑240,Np‑240のβスペクトルの一部分

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II‑77Audl98のβ粒子スペクトル

００２１

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II‑79eスペクトルの形状(Fermiの理論)II‑80Kurieplot(カリー・プロット）

II‑90固体内でのイオン化を電離箱同様に検出し，放射線のエネルギーを有効に電離電流とすることができれば，イオンを集める時間も短いので，気体のイオン化よりも原理的に有利になる。半導体検出器はこれに相当し，固体電離箱(Solid‑

StatelonizationChamber)ともよばれる。ケイ素やケルマニウムでは最外殼の束縛電子（価電子）と自由電子のエネルギー差がleV前後であり，不純物（電子欠損または電子過剰）を加えると，価電子と自由電子のエネルギー間に電子を受容しやすいアクセブター準位や，ドナー準位ができる。それぞれp‑type(positive),

n‑type(negative)と称す。半導体表面にp‑typeとn‑typeをうすく作ると，その中間層(depletion層）に電位勾配が生じ，入射粒子のつくるイオン対を電流とし

て検出できる。これら検出部の種類と特徴はII‑126にまとめられている。

II‑91LiをドリフトしたSi半導体検出器で測定したβ線スペクトルでは，従

来のβ線スペクトルロメーターより簡単に，内部転換電子等の測定が分解能良くで

きる。

II‑92SiにAuを蒸着して得られるシリコン表面障壁型(SurfaceBarrierType

）の半導体を用いて得られた2'2Biのα線スペクトルは，電離箱によるαスペクトロメトリー(1〜2%,FWHMII‑94参照）より測定操作も容易で，しかもエネルギー分解能が良〈（〜0.3〜0.5%,FWHM15KeV),2つのエネルギーの近い α線（差39KeV)が分解されており，その相対比も求まる。

II‑93放射線が気体を電離する作用を利用し，エネルギーに比例して生ずる電離の数を高電圧のもとでパルスの強弱として取出し波高分析を行なう。主としてα 線のエネルギー測定に用いられる。線源から出たα線の全飛程が陰極(A)と格子 (ク．リッドG)の間に入り，α線で作られたイオン対は電子がGを通過するまでは陽極(C)には電圧パルスを生じない。Gを通過した電子数に依存した電圧パルスが陽極に生ず。そのさいに使用する電離用PRガス(P151参照）各封入圧における特性を(b)に示す。またエネルギー波高分析までの測定系のブに'､ソクダイヤグラムを (c)に示す。マーキュリーパルサーは測定系較正用。

II‑94PRガス2気圧を用いて得られた210Poの5.3MeVのアルファ線スペクトルであり，単一ピークのため，エネルギー分解能の測定などの標準α線源としてよく用いられる。エネルギー分解能はl.12%とSSDに比してよくないが，線源の絶対測定が容易である。

74 INCIDENTPARTICLES

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頁室ボﾝﾌﾟ

11‑93格子付電離箱による測定

(a),(b),(c)

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II‑91半導体検出器によるCs‑137の測定

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格子付電離箱による

Po‑210の武スペクトル

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II‑94

II‑92半導体検出器によるThC(Bi‑212)の供スペクトル

II‑95aスペクトロメトリーにより核種同定などを行なうさいには，スペクトルの分解能を良くするため，自己吸収の少ない均一分布を有する線源が必要であり電着などで目的物を得る（Ⅳ‑33参照）。このような線源から格子付電離箱を用いて得られたαスペクトルを(a),(b),(c)に示す。(a),(b)は天然鉱石についてのスペクトルでU,ThWII(I‑40参照）が見られ,(b)は岡山県人形峠産出のウラン鉱物である。(c)はPu‑238をトレーサーとして，天然におけるPu‑239の測定を試みた例で，化学分離のさい残ったウラン同位体のスペクトルもみられる。

II‑96α線放出核種として少数のランタノイド核橦がある。微量な核種からの αスペクトルを測定するさい，長時間の測定を要する。そのため測定器のバックグラウンドを減少させるため二重格子付電離箱がよく用いられる（通常の格子付電離箱の約10分の1に減少）。ここに'47Sm,'5oGdのαスペクトルを二重格子付電離箱測定の代表としてあげておいた。C.P．Dは1日α計数値を示す。

II‑97α線スペクトロメトリーで核種の同定などをするさい，α線のエネルギーを文献より知りこれを図示すれば，目的とする核種について，スペクトル上での妨害核種の除去や同定に便利である。よく用いられるアクチニド諸核種のα線エネルギーをここにあげておいた。さらに詳細は付録の一覧表(qSI)ectrum)参照。

α線標準線源核種の半減期とエネルギー

その他の性質

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半減期 αエネルギー(MeV)

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5.44(13%),5.48(85%) 5.305（〜100％）

5.661 5.801

(0.017%),5.759(23.3%), (76.7％）

5.352（0.09％)，5.452（28％)，5.495(72％）

5.096(10.7%),5.134(16.2%), 5.147(72.5%)

5.2(1%),5.338(28%),5.42i(71%.)

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ドキュメント内放射線と物質, 測定, 管理 (ページ 39-45)

〆 〉 公

◎棚性同ｨj墨糾に縄測靭房の倣候鮒8差鋒

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・ノ髄獅縛溝伽騨4(職〃＃"柵､!"号ノ

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