長くなったのでファイル切換えます。前回の実験で、やはりなんらかの遮蔽が ないと、という気分になったわけですが、鉛の遮蔽とかは個人宅で置きたいも のではありません。

遮蔽の原理を考えると、コンプトン散乱の光学的厚さをかせぐ、というだけの 話で、体積を小さくしようと思ったら比重が大きいものがよいわけですがかさ ばるのを気にしなければなんでもかまいません。とはいえ、カリウムが多くて 遮蔽の用をなさないとかではむなしいわけです。

そういうわけで、例えばカリウムの少ない水道水とか軟水をいれた容器とかが 望ましいわけですが、買ってくるのは重いので私の家に無限に沢山あるもの、 すなわち本と雑誌でどうなるかやってみました。A4 判型の雑誌を 2x2 に並べ て15cm くらいつみあげ、さらにTA100 が入るくらいの隙間をあけて15cm くら いさらにつみ上げたもので上はあいてます。まあ、上があいていても立体角と してはかなり少ないのでそれなりの効果はあるはずです。

というわけで、とりあえず遮蔽した状態での8時間測定結果を以下に。

某所で測定(証明書付きとかではない)した某土壌サンプルの測定結果を以下に

 サンプル Cs量 134  137
 W            4800 5800
 X            1500 1700
 Y             340  420

600keV でのセンサーの効率は800keV の大体3倍 になるので、カウント数が4倍強になっているのはそれほど間違っていません が、3倍よりもだいぶ多いのは 800keV のコンプトン端が600keV にくるため でしょう。また、565keV には Cs-134 のピークが2つあり、604keV の25%程度 はでます。さらに 425, 478 にコンプトン端がくるので、 400keV 前後では 662keV のピークよりもずっと高いカウントになるわけです。

大雑把にいって、375-469keV のレンジで平均カウント数が35程度、バックグ ラウンドでは6程度、チャネルは32チャネルあるので、800カウント程度です。

というわけで、3つのピークでシグナル+バックグラウンドの合計が430カウン ト、バックグラウンドが30-40 カウントです。ということは、意味がある 測定のためには合計で最低 20カウント、つまりサンプルWの1/20 は必要です。 30カウントがゆらぎで50まで増える確率は1パーセント以下のはずなので、 まあそれくらいあれば一応信用できるでしょう。

そうすると、サンプルの重量・サイズが同じだと、 500Bq/kg 程度でやっと、 というところになります。1kg くらいもってくると 100Bq/kg にできるわけで すが、もうちょっと感度を上げるにはやはり遮蔽ですね、、、バックグラウン ドをさらに半分にできると、理論的には検出限界を 1/1.4 にはできるわけです。 1/10 にできれば 1/3 ですが、そのためには 60g 程度の厚さ(1平方センチあた り)の遮蔽が必要で、水とか本とかだと1mくらいの立方体の真中におくとかいっ た話でかなり邪魔です。鉛ブロックだと10cmもいらないのでコンパクトではあ りますが、重量はそれなりにあります。

また、バックグラウンドを十分に下げることができると、コンプトンで見えて いる400keV あたりのシグナルも使えるのでトータルのカウント数を3倍程度 にできます。但し、見積もると現在の 1/10 ではまだちょっと苦しいですね。

実際に 340+430ベクレルのサンプル Y を測定してみました。

なお、TA100 からデータをUSBで読めるアップデートが発売になるようなので、 それを使うともうちょっときちんとした定量ができ、バックグラウンドの 差し引きも精度良くできるようにはなります。

今日は台風がきてて、Bi214 のレベルが上がっているかもしれません。測定に はちょっと問題あり。

スペクトルがとれることのメリットはバックグラウンドノイズや K-40 等の他 の核種とは別に Cs を見ることができることですが、TA100 では若干 CdTe セ ンサが小さく、統計を上げるのに時間がかかりすぎるのが難点です。例えば、 もう10倍感度があれば、検出限界を 1/3 程度にはできる計算です。

というわけで、TA100 については

• 簡単な遮蔽(線量率 0.06uSv/h 程度)だと6時間測定で 100Bq/kg が検出可能。 (かなり大きいサンプルを使った場合)

• 理論的には遮蔽後の空間線量率のルートくらいで検出限界は下がる。

• バックグラウンドが十分下がった極限的なところで、コンプトン領域を上手 く使えば理論的には検出限界をもう1桁上げるのは可能だが、あんまり現実 的ではない遮蔽が必要

ちなみに、50万円程度の NaI シンチレータでスペクトルをとれるものも TA100 のメーカーからでており、これだと感度が30倍程度になるので理論上は 6時間で 20Bq/kg 程度、遮蔽でバックグラウンドを 1/4 にできれば90分で それくらいができることになり、感度は十分なのですがさすがに値段が、、、 というところです。家庭に1台、とはちょっといきません。20万でも高い ですが、、、

東急ハンズで鉛インゴット(1kg 1260円)を売ってたので、鉛遮蔽を作ってみま した。5面をカバーするだけの大雑把なものです。