放射線防護の3原則に関する測定実験と研修における疑問点の解消実験
おうまサンチーム1

本講習で行なった実験• NaI(Tl)シンチレーション検出器による空間γ線測定• 鉛遮へい材による遮へい時のB.G.測定• NaI(Tl)シンチレーション検出器による試料の元素同定

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本講習で行なった実験• NaI(Tl)シンチレーション検出器による空間γ線測定→ 三原則は適応されているか確認（実験1-1,1-2,1-3）• 鉛遮へい材による遮へい時のB.G.測定• NaI(Tl)シンチレーション検出器による試料の元素同定→ 追加実験をして気になったところを詳しく分析（実験2-1,2-2,2-3）

3実験1-1,1-2,1-3について
放射線防護の3原則

① 時間

→

実験1-1

② 距離→

実験1-2

③ 遮へい → 実験1-3
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実験1-1
測定時間による線量の変化• 目的→放射線防護の三原則の1つ、“時間”に関して、測定時間を変化させて実験を行う。
• 方法
1.

137Cs を線源として、NaIシンチレーション検出器から200mmの距離に置き、測定時間を変えて測定を行う。（60s、120s、180s、360s×2回ずつ）
2. B.G.を考慮した測定データを比較する。

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実験1-1
測定時間による線量の変化

測定時間と線量はほとんど比例の関係にある。
蓄積により線量が減るなどの影響は出なかった。

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実験1-2線源からの距離とγ線量の関係• 目的→放射線防護の三原則の1つ、“距離”に関して、距離と線量の関係を調べる。
• 方法（実験場所：会議室）
1.

137Csを線源としてNaIシンチレーション検出器から50.0mm、100mm、200mm、300mmの距離においてそれぞれ測定を行う。（180秒間×2回）

2. B.G.を考慮した測定データを比較する。

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実験1-2線源からの距離とγ線量の関係• 結果→距離の2乗に反比例した→近似直線に乗らなかった理由①線源と検出器の立体角の影響②距離データの不足

8実験1-3
遮へい材の有無及び厚さの変化による線源から検出γ線量の変化• 目的→放射線防護の三原則の1つ、“遮へい”に関して、遮へい材の枚数と線量の関係を調べる。

• 方法（実験場所：会議室）
1.

137Csを線源として、NaIシンチレーション検出器から200.0mmの距離に置き、鉛遮へい材を0枚（遮へいなし）、1枚、2枚、3枚と変えて測定を行う。
2. B.G.を考慮した測定データを比較する。

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実験1-3 装置図概要

200.0 mm10

実験1-3
遮へい材の有無及び厚さの変化による線源から検出γ線量の変化

ブロック数を変化させても、検出器に入射するγ線量は変わらなかった11

実験1-3
遮へい材の有無及び厚さの変化による線源から検出γ線量の変化

線源からランダム方向に放射線が出るが、１ブロックで既に遮蔽できている12

セクション1のまとめ
NaIシンチレーション検出器は放射線防護の3原則に即している① 時間→ 線形になった② 距離 → 300mm程度③ 遮へい →5mm程度
定量的な見通しを得た

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セクション2
受講中に気になったこと

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でてきた疑問点• B.G.とのピークのズレはなにによるもの？
• 鉛遮へい材の有無によるcpsの比率に法則性はないか？

• 放射化させたAuの減衰がどの程度起こっているか？

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でてきた疑問点• B.G.とのピークのズレはなにによるもの？
→（実験2-1）磁石• 鉛遮へい材の有無によるcpsの比に法則性はないか？
→（実験2-2）cpsの比から頻度分布を作成し解析• 放射化させたAuの減衰がどの程度起こっているか？
→（実験2-3）試料A

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実験2-1
周辺磁場がγ線測定に及ぼす影響について
背景

鉛遮蔽なしB.G.

会議室で測定したB.G.と、会議室の鉛遮蔽下で鉛遮蔽ありB.G.
測定した結果を比較すると、cpsの減少だけではなく、ピークの高エネルギー側へのシフトが見られた目的放出されるガンマ線のエネルギーは、放射性元素に固有の値であるはず。
なぜピークの位置がずれるのか明らかにする。

・磁石の影響・鉛遮蔽の影響・ハード面の影響
17実験2-1 測定方法

同じ場所で、磁石あり、扇風機あり測定、及びB.G.の測定を行った。

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実験2-1 測定結果（マグネット）
マグネットを近づけて計測した結果

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実験2-1 測定結果（扇風機）
扇風機を近づけて計測した結果

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実験2-1 測定結果（B.G.）
バックグラウンド計測した結果

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実験2-1 測定結果の比較
3つのスペクトルを重ねて比較した
ピーク位置に変化なし！

マグネット
扇風機
B.G.

マグネットあり、扇風機あり、B.G.の比較で、ピークのシフトは確認できなかった。

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実験2-1 考察
会議室にある磁力の小さなマグネットが、シンチレーターに影響を与えた

鉛遮蔽により、空気中のガンマ線のエネルギーが全体的にシフトした。高エネルギー側にシフトする？
測定場所を移動した際に、USB端子を抜き差しした際、ハード面の条件が同じにならなかったピークのシフトがずれた23

ピークのずれは、磁力の影響や鉛遮蔽の影響ではなく、接続不良や印加電圧の不足などハード面の問題と考えた（ほんと？）

実験2-2
遮へい材の厚さに対する放射線量(cps)比率の特性解析• 背景「資料p.104 バックグラウンドとその対策法」
鉛による遮へいの有無について→ 放射線量(cps)を求め、比率を求めた。
鉛遮へいの有無によるcpsの変化割合

比率が0～1の区間について頻度分布を作成
遮へい材の厚さに対する減弱率の「期待値・分散」が求められるのでは？
• 目的
NaIシンチレーション検出器によるｙ線測定において、遮へい材の厚さに対する放射線量(cps)の変化特性を解析する

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実験2-2
遮へい材の厚さに対する放射線量(cps)比率の特性解析• 方法

遮へい材の穴

実験場所：制御室
測定時間：180s
検出器ヘッドの差し込み長さ：65mm

50mm遮へい100mm遮へい1.

鉛遮へい材で囲いを作成、NaIシンチレーション検出器を差し込んだ2.

（遮へいなし、50mm、100mm）の3通りについて2回ずつ計測を行った
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実験2-2 結果

エネルギーと放射線量の関係

遮へいの有無に対する放射線量の比率

低エネルギー帯の放射線量→ 鉛の厚さによる差が少ない

厚さ100mmの場合→ 高エネルギー帯の分布から分散が小さくなっていることが
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予想される

高エネルギー帯の放射線量に着目

実験2-2 考察
放射線量(cps)について
階級幅 0.01でヒストグラムを作成

50mm

50mm遮へい100mm遮へい

平均

0.219478

0.190525

分散0.158516

0.115954

標準偏差0.3981410.340519

分散・標準偏差の両方
50mm遮へい > 100mm遮へい
厚くすることで高エネルギー帯に対する27
遮へい率が上がった100mm

実験2-2 考察
度数分布表をもとに散布図を作成

ガウシアンでフィッティング→ みなしの放射線量(cps)が求められるのではないか28

実験2-3
照射1日後、2日後における試料Aのγ線の計測• 目的
放射化試料の減衰現象を観測する。

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実験2-3 測定方法
8月30日：

試料Aへの中性子線照射

8月31日：

照射後１日の試料Aの測定

：360s

9月1日：

照射後２日の試料Aの測定

：360s
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測定結果：照射後1日の試料A(360s)

全吸収ピーク
BGを考慮(BGを考慮したした!
!)

全吸収ピークの計数*
3703 カウント*測定範囲
チャネル数: 130~153(エネルギー0.362~0.430)

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測定結果：照射後2日の試料A(360s)

全吸収ピーク(BGを考慮した!)

全吸収ピークの計数*
2010 カウント*測定範囲
チャネル数: 130~153(エネルギー0.362~0.430)

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測定結果：照射後1日と照射後2日の比較• ２日目の全吸収ピークの計
数*が減った

放射化試料の放射能の減衰*測定範囲：チャネル数: 130~153(エネルギー0.362~0.430)

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照射後１日と同じカウントを得る
ように…

照射後２日は473sで測定すればよい!!

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再測定結果：照射後2日の試料A(473s)

全吸収ピーク(BGを考慮した!)

全吸収ピークの計数*
3358 カウント*測定範囲
チャネル数: 130~153(エネルギー0.362~0.430)

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測定結果：照射後２日(360sVS473s)• 全吸収ピークの計数*が合わない36

考察
照射後１日の測定
全吸収ピークの計数
3703 カウントVS

照射後２日の測定
全吸収ピークの計数
3358 カウント

9.31%のずれ！！！！！
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実験2-3 考察②
8/31と9/1の計測データからAuの半減期を求める・計算式

よって減少割合をxとするとT=t/log(1/2)x以上より半減期Tを計算すると1.04×10^5秒＝1.20日であった。
2.70日）（Auの半減期の文献値： 38

セクション2のまとめ抱いた疑問の解消• B.G.とのピークのズレはなにによるもの？
→磁石・扇風機の影響はごく微量であったと考えられる。

• 鉛遮へい材の有無によるcpsの比に法則性はないか？
→50.0mmの鉛遮へい材があれば十分な遮へいができた。
→2枚にすることで…？
• 放射化させたAuの減衰がどの程度起こっているか？
→文献値よりも早い減衰率で減衰が起こっていた。

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今後の眺望（§1）（更に更にこんな実験がしたい！）
・時間の実験
→統計誤差を極力なくす実験計画
・距離の実験
→立体角による影響を考慮した実験計画
・遮へいの実験→他の放射線（β線・中性子線など）について遮へいの方法について検討した実験
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今後の眺望（§2-1）（更に更にこんな実験がしたい！）・ピークのずれに関する実験→磁力[Wb]既知の磁石を用いた実験で、定性的かつ定量的に磁力の影響を測りたい
懸念点
検出器の破損41

今後の眺望（§2-2と3）（更に更にこんな実験がしたい！）・遮へい材の遮へい率に関する実験→厚くすることで高エネルギー帯に対する遮へい率が上がった→遮へい材を3層、4層にするとどうなるのか？
・Auの半減期に関する実験→より長く減衰させた上で実験を行うとどうなるのか？

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今回の実習の感想楽しかった！
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