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油断するなここは戦場だ

走り出す人 III (ベクミルで食品測定)

先週 twitter で知り合いになった東葛ガイガー会の方といっしょに柏のベクミルにいって食品、土などを測ってみました。

ベクミルは時間料金で食品や土壌の放射線測定が自分でできる測定所です。10月11日にオープンの予定でベクレルモニターLB200(4台)と上位機種 LB2045(4台) があります。 LB200, LB2045 については、何度もTL で話題に上っていますが実際にみるのは初めてでした。

LB2045 は5cm の鉛の遮蔽と 直径5cm のNaI が付属した食品測定器です。鉛の容器の中に食品をいれるプラスチックのケースがぴったりはまり、さらに食品の中に放射線測定装置がきちんとはまるようになっています。厚い鉛の遮蔽で外部からの放射線を遮蔽することで、環境からの放射線を遮蔽して、短時間で測定を行うことができます。



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NaI 結晶はγ線が測定器に入って反応を起こすと光をだします。結晶が十分に大きければこのγ線のエネルギーをほとんど全部吸収してエネルギーを測定することが可能です。Cs 137 や Cs 134 からくる放射線は決まったエネルギーをもっているので、γ線のエネルギーの分布に立つ山をみることによって放射線を測ることができるのです。これも結晶が大きいほど有利です。写真はCs137 の線源を測定器のあてた時のエネルギー分布で、きれいな高い山が見えるのがわかります。
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<<細かい話>>

この山の下に相当な数のγ線があります。ここで512 以下のところにある山はγ線が電子にエネルギーを与えて飛去ったときのβ線(電子)のエネルギーが測定されたものです。コンプトン散乱と呼ばれるものです。さらに256keVの下に一山ありますが、これはγ線の後方散乱ピークです。この点については長くなりますので、また次の機会に説明したいと思いますが、大事なことはどのような放射性物質の測定でもこのような構造は観測されるということです。つまり興味ある領域より高いエネルギーのγ線をだす放射性物質はセシウムを探す上で障害になります。(天然にあるカリウムの同位体 K40 など)



食品がセシウムで汚染されていると Cs 134 の山が2つと 137 の山が一つ、全部で3つの山が見えるはずです。実際には食品に入っている放射性物質はわずかです。福島産の椎茸、コンビニで買った那須高原牛乳などはかなり長時間ははかったのですが、表示は 数Bq/Kgから 0 Bq/kg をいったりきたりするだけででした。福島、那須など、消費者が神経質になりそうな地名がはいった食品の中に放射性物質が入っていないというのは、みなさん意外に思うかもしれません。この時のスペクトルは下の写真のような感じで、セシウムのある場所には何も見当たらないことがわかります。
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食品の中に放射性物質が入っているときはどのようにみえるでしょうか。Cs 137 のγ線のエネルギーは 662 keV 一方 Cs 134 は主なものは2本あって 605keV(97.6%) と 796keV (85%) です。(Cs 134 は一個の崩壊で普通2個のγ線をだします。ここで% は一個の崩壊から特定のエネルギーのγ線がでる確率をあらわします。Cs 134 はこのほかに  802keV (8.69%)などもあります。)  今はCs 134 と137 はほぼ同じBq 数であるといろいろな場所で報告されていますので、見えるのであればこの3つがすべて見えなければなりません。 セシウム量がほぼ 0, 75Bq/kg程度、 162Bq/Kg の表示がでたサンプルを上中下に並べてみます。いずれも 15分程度の測定で得られた分布ですが、最後のサンプルにはかなりしっかりした山が三つ見えているのがわかります。

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LB2045 を使うときには何ベクレル検出したという表示の他に、この[スペクトルの山]を確認されることをおすすめしたいと思います。カリウムのおおい食品の場合、バックグラウンドと食品測定の差をとるだけでは、Cs 134, 137 のγ線がくる場所にK40 の散乱から入ってくるγ線をシグナルであると勘違いしてしまう可能性があります。ただし、早野先生によるとLB2045 はK40 由来のバックグラウンドを引く機能もついているそうなので、理解がすすめば、K40 の量から引く操作をすることも可能になるかもしれません。それでもこの山を確認するのが測定の基本です。

(土壌測定篇につづく)
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by mihoko_nojiri | 2011-09-26 22:08

physics at LHC
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