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へ写せる。

結晶に求める性質

高い発光効率、短い減衰時間、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 semiconductor 半導体（semiconductor） semiconductor（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。