Scintillation counter I：scintillation crystal

🧠 シンチレーション結晶scintillation crystal シンチレーション結晶（scintillation crystal）scintillation crystal（シンチレーション結晶） は、放射線が沈着したエネルギーを多数の可視・紫外光子へ変え、後段で測れる光信号を作る。

エネルギーから閃光への変換

入射放射線は結晶を電離・励起し、生成した励起状態が緩和すると短い閃光 scintillation flash 閃光（scintillation flash） scintillation flash（閃光） を放つ。発光量は一定範囲で沈着エネルギーに比例するため、放射線エネルギースペクトルをパルス高 pulse height パルス高（pulse height） pulse height（パルス高） へ写せる。

結晶に求める性質

高い発光効率、短い減衰時間 decay time減衰時間（decay time） decay time（減衰時間）、発光に対する透明性、高密度・高原子番号 atomic number 原子番号（atomic number） atomic number（原子番号） が望ましい。タリウム活性化ヨウ化ナトリウムNaI(Tl) タリウム活性化ヨウ化ナトリウム（NaI(Tl)）NaI(Tl)（タリウム活性化ヨウ化ナトリウム） はγ線 gamma radiation γ線（gamma radiation） gamma radiation（γ線） 検出効率が高いが吸湿性があり、封止が必要である。¹ 結晶の厚さを増すと効率は上がる一方、光収集light collection 光収集（light collection）light collection（光収集） の不均一や位置分解能 spatial resolution 位置分解能（spatial resolution） spatial resolution（位置分解能） に影響する。²

電気信号への接続

結晶だけでは光子を数えられないため、光学的に光電子増倍管photomultiplier光電子増倍管（photomultiplier）photomultiplier（光電子増倍管）または光半導体 optical semiconductor 光半導体（optical semiconductor） optical semiconductor（光半導体） へ結合する。ガンマカメラgamma cameraガンマカメラ（gamma camera）gamma camera（ガンマカメラ）では大きなNaI(Tl)結晶と複数の光電子増倍管 photomultiplier 光電子増倍管（photomultiplier） photomultiplier（光電子増倍管） から位置とエネルギーを求める。

まとめ

• 結晶は放射線エネルギーを短い光パルスへ変換する。
• 発光量のエネルギー比例性が分光測定を可能にする。
• 材料・厚さ・光収集light collection 光収集（light collection）light collection（光収集） は検出効率と分解能を左右する。