生物物理学 · 13.03
気体電離箱
The gas ionization chamber
🧠 気体電離箱gas ionization chamber 気体電離箱(gas ionization chamber)gas ionization chamber(気体電離箱) は、放射線が気体中に作った電子・陽イオンcation 陽イオン(cation)cation(陽イオン) 対を外部電場 electric field 電場(electric field) electric field(電場) で回収し、その総電荷から沈着エネルギーを測る。
電離電荷の収集
電離箱内の気体を放射線が通るとイオン対が生じる。十分な電圧を印加すると、再結合する前に電子と陽イオン cation 陽イオン(cation) cation(陽イオン) が反対電極へ移動し、電流または積算電荷として読める。
電圧領域の意味
電離箱領域では初期イオン対をほぼ全て集めるが、気体増幅は起こさない。そのため信号は小さい一方、回収電荷は沈着エネルギーに対応し、線量測定dosimetry 線量測定(dosimetry)dosimetry(線量測定) の再現性が高い。さらに高電圧 high 高電圧(high) high(高電圧) にすると比例計数 counting 計数(counting) counting(計数) 領域を経てガイガー・ミュラー領域(Geiger–Müller region)へ移る。
線量測定での注意
気体密度は温度・圧力で変わり、イオン再結合、漏れ電流、壁材との相互作用も補正が必要になる。とくに高線量率 high-dose-rate, HDR高線量率(high-dose-rate, HDR) high-dose-rate, HDR(高線量率)・パルス照射では再結合補正の評価が重要となる。12 空気中の電離量から組織の吸収線量absorbed dose吸収線量(absorbed dose)absorbed dose(吸収線量)へ移るには物質差を含む換算が必要である。
まとめ
- 放射線が気体へ作るイオン対を電場 electric field 電場(electric field) electric field(電場) で集めて測定する。
- 電離箱領域では気体増幅がなく、電荷量がエネルギー沈着を反映する。
- 温度・圧力・再結合を管理することで基準線量計として使える。
出典
- 1.Monte Carlo simulation of initial and volume ion recombination correction factor in plane parallel ionization chambers exposed to ion beams(Physics in Medicine & Biology・2024)平行平板電離箱の初期・体積イオン再結合補正閲覧 2026-08-21
- 2.The challenge of ionisation chamber dosimetry in ultra-short pulsed high dose-rate Very High Energy Electron beams(Scientific Reports・2020)超高線量率電子線における電離箱線量測定と再結合の課題閲覧 2026-08-21