生物物理学 · 13.04
Geiger–Müller counter
The Geiger-Müller counter
🧠 ガイガー・ミュラー計数管Geiger-Müller counter ガイガー・ミュラー計数管(Geiger-Müller counter)Geiger-Müller counter(ガイガー・ミュラー計数管) は、一個の初期電離を管全体の放電へ増幅するため検出感度は高いが、パルス高pulse height パルス高(pulse height)pulse height(パルス高) から入射エネルギーを判別できない。
全管放電の形成
高電圧high 高電圧(high)high(高電圧) 下で初期電子が加速されると電子なだれ electron avalanche 電子なだれ(electron avalanche) electron avalanche(電子なだれ) が起こり、紫外光や準安定 metastable 準安定(metastable) metastable(準安定) 原子を介して管内へ広がる。出力パルスoutput pulse 出力パルス(output pulse)output pulse(出力パルス) は大きく、初期イオン対 ion pair イオン対(ion pair) ion pair(イオン対) 数によらずほぼ同じ高さとなる。これは電離箱や比例計数管 proportional counter 比例計数管(proportional counter) proportional counter(比例計数管) との本質的な違いである。
消滅処理と不感時間
放電を自発的に止めるため消滅気体 quenching gas 消滅気体(quenching gas) quenching gas(消滅気体) と直列 serial (organ architecture, vs. parallel) 直列(serial (organ architecture, vs. parallel)) serial (organ architecture, vs. parallel)(直列) 抵抗を使う。放電直後は陽イオン cation 陽イオン(cation) cation(陽イオン) 雲が電場 electric field 電場(electric field) electric field(電場) を弱め、新しい事象を検出できない不感時間 dead time 不感時間(dead time) dead time(不感時間) が生じる。高計数率 count rate 計数率(count rate) count rate(計数率) では数え落とし counting loss 数え落とし(counting loss) counting loss(数え落とし) が増え、補正可能な範囲を超える。12
向く測定・向かない測定
サーベイメーターsurvey meter サーベイメーター(survey meter)survey meter(サーベイメーター) として汚染や放射線の有無を数えるのに適するが、パルス高pulse height パルス高(pulse height)pulse height(パルス高) がエネルギーに依存しないため分光測定には不向きである。窓材・管壁を通過できる放射線だけが有効体積 available volume 有効体積(available volume) available volume(有効体積) へ到達する。
まとめ
- GM領域では初期電離が全管放電 Geiger discharge 全管放電(Geiger discharge) Geiger discharge(全管放電) へ発展し、大きなパルスを生む。
- 消滅処理quenching (of a Geiger discharge) 消滅処理(quenching (of a Geiger discharge))quenching (of a Geiger discharge)(消滅処理) で放電を止め、不感時間dead time 不感時間(dead time)dead time(不感時間) による数え落とし counting loss 数え落とし(counting loss) counting loss(数え落とし) を考慮する。
- 計数counting 計数(counting)counting(計数) には適するが、エネルギー測定には適さない。
出典
- 1.Voltage dependent pulse shape analysis of Geiger-Müller counter(Nuclear Engineering and Technology・2019)Geiger–Müller計数管の電圧依存パルス波形閲覧 2026-08-21
- 2.A simple and efficient active quenching circuit for Geiger–Müller counters(Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A・2007)Geiger–Müller計数管の能動消滅回路と不感時間低減閲覧 2026-08-21