TA100 をアップデートにだして、計算機にスペクトルが取り込めるようになり ました。こうなると色々データ処理ができるので、ちゃんと統計的検定をして 測定ができます。今回は、そのような方法(のための予備的実験)の結果をまと めます。

サンプルのほうが測定時間が約 1/5 と短いので、その比率で赤はスケールを かけてグラフにしています。これくらいあると、サンプルがバックグラウンド を圧倒していることがわかります。

0.6, 0.662, 0.8 MeV のところのピークはまあそう言われるとシグナルが多いかな、と いう程度ですが、存在はしています。一方、0.6MeV以下のコンプトン散乱が 寄与する領域では膨大なカウント数があることがわかります。

従って、このコンプトン領域の信号強度を測定してみることにします。

黒の線を良く見ると、 0.6MeV のところで傾きが急になっています。これは、 そこに 0.604MeVの Cs-134 のピークがあることに対応しています。 0.662MeV の付近にも同様に急にあがるとこがあります。 0.8MeVはなんともいえません。

このようなエネルギー方向積分スペクトルでの表示は、どのエネルギーレンジで バックグラウンドとの差が大きいかを図から容易に読みとることができるので カウント値自体の差を直接プロットするより有用です。

この図から、 Cs-134, 137 のコンプトンエッジの下である 0.6MeV 以下では バックグラウンドとの差が大きいですが、それより上でK-40 のコンプトンエッ ジの下である 0.8-1.2MeV ではバックグラウンドとの有意差はないことがわか ります。つまり、この土壌サンプルでは K-40 は無視でき、主体は Cs-134, 137 と考えられます。

また、黒の測定値は、青のエラー推定に比べて1桁以上大きく、十分な有意性を もって検出できていることがわかります。このサンプルの場合は、シグナルが バックグラウンドの数倍あるので、誤差はほとんどシグナル自体のポアソンゆ らぎです。

なお、ここまで、バックグラウンドは単なる空気でなにもなしでやっています。 本当は、サンプルを置くとそれがバックグラウンドのγ線を若干さえぎる効果 があるので、バックグラウンド測定の時にはサンプルと大体同じようなもので 放射性物質は含んでいないダミーを置く必要があります。但し、今回の測定で はそれが問題になるほどの精度はおそらくまだでていないです。とはいえ、食 品測定例で、0.8MeVから上でサンプルのほうが低くでているのはこの影響であ る可能性があり、ということはその下側でも影響がでているかもしれません。 ダミーをおいた場合の検証もやります。

検出限界が 50-100Bq/kg というのは嬉しくない、もっと下げたい、と 思うわけですが、これには

1. バックグラウンドを下げる
2. 時間を伸ばす
3. 測定器の感度を上げる

6時間測定でのカウント値は現在の鉛遮蔽(2cm厚さ)でバックグラウンドが大体 400前後で、シグナルのカウント値は1000Bq/kg で500g サンプルを使ったとし て300前後ですから既にバックグラウンドが無視できません。バックグラウン ドが1桁下がれば検出限界を 1/3 にできます。

時間は伸ばせばその平方根の逆数で検出限界が下がります。例えば24時間にす ればさらに半分になるわけです。

最後に、検出器の感度を上げる方向ですが、これは要するに TA100 でない何 かを、という話です。

TA100 と同程度の価格でテクノAP社からは CsI(Tl)を使ったシンチレー タタイプの TC100Sも発売になりました。スペクトル分解能は若干悪いはずで すが、感度が 2500cpm(@1uSv/h) と 800cpm の TA100 に比べて3倍ほどよいの が魅力です。

クリアパルス社の A2700 には同社のMCAをつけることでやはりパソコンにスペ クトルを取り込むことができます。これは合計40万円程度です。これも TA100 よりは感度がよいはずです。

もっとも、50万円までいくとテクノAP社のTN100 が購入可能で、こちらは1イ ンチNaI(Tl)シンチレータで 18000cpm と桁違いの感度です。但し、データは SDカードに保存、ということでちょっと面倒です。オプションで外部インター フェースもあるようですが、、、

これから測定器を買って同じようなことを、という人がもしもいるなら、よほどお財 布に余裕があれば TN100、でなければ TC100S 辺りを購入して、鉛遮蔽 をなるべく厚いものにして測定、というのがよいように思います。 TA100 は そのへんに比べると感度不足です。 TA100 のメリットは、 CdTe でエネルギー 分解能が高く、ピークが細い、ということですが、実際に TA100 を使って食品測定をするなら現 実的な検出方法はコンプトン領域を使うことでエネルギー分解能が高いメリッ トを生かすことができません。

ここでは、鉛遮蔽をどうやって作るかを説明します。これはTA100U用で、 厚さが4cm、測定対象を入れる場所が8cm x 6cm x 15cm のものです。ここまで の説明では実は 2cm 厚さでしたが、4cm に増やしたのでそっちを説明します。

材料は東急ハンズ等で売っている鉛インゴットです。私がやったのと大体同じ ようなものをもうちょっと素直に作るとして、 4cm x 2cm x 30 cm のものが 28本、15cm長さのものが5本あればよいと思います。価格は安いところでは 6万円程度ですが、あとで述べるような微妙な問題もあります。

なお、これは東京(山手線より西)の私の自宅室内で、Cs-137/134 のレベルは 0.03uSv/h 以下のと ころでの話です。室内でも放射線レベルがもっと高いようなところでは、 さらに鉛遮蔽を厚くしないと精度の高い測定はできません。とはいえ、6cmに すればおそらく十分、というか、それでも足りないようなところで生活するの はどんなものかと思います。