質問: 放射線の測定の実験をしたのですが、その日の湿度と気圧によって測定値がどのように変動するのか教えてください。
回答: 今回測定に用いた機器は非密封型の電離箱でX(γ)線を測定したものと考えて回答をします。 まず、湿度に関して、多少は測定値に変動を与えますが、たいした影響を与えることはないので、考える必要はありません。おそらくですが、気温と間違えているものと考えられます。 電離箱内の空気が密封されていないタイプの電離箱では気温と気圧によって測定値が変化するので、これを基準条件下での値に直す必要があります。基準条件とは気圧1013.3hPa、気温22°Cのことで、基準条件での値に直すための係数を温度気圧補正係数Kt,pと呼び以下の式で表します。 Kt,p=(273.15+測定時の温度[°C])/(273.15+22)×1013.3/測定時の気圧[hPa] この補正係数を測定値に乗算することで真の測定値となります。 温度気圧補正が必要になる理由についてですが、電離箱とは電離箱中の気体を電離して電子イオン対を生成し、そのとき生まれた電子を電圧を掛けて、収集するというものです。つまり、電離箱中の気体の密度(質量)が変化すると電子イオン対の生成割合が変わります。具体的には、ボイル・シャルルの法則に従って、気圧が高いまたは気温が低いとき、空気は収縮するため、密度は高くなり、基準条件で測定するときより、電子イオン対が多く生成されその結果、測定値が高く表示されます。つまりこの場合では高く出た測定値を真の値に直すには、温度気圧補正係数は1より小さい値を乗算することになります。 反対に気圧が低いまたは、温度が高いと空気は膨張するため、気体の密度は低くなります。その結果、電子イオン対の生成数が少なくなり、測定値は低く出ます。この測定値を真の値に直すには1より大きい補正係数を掛ければよいです。