粒子検出器

実験及び応用素粒子物理学、原子核物理学、原子力工学において、粒子検出器（りゅうしけんしゅつき、particle detector）、または一般に放射線検出器（ほうしゃせんけんしゅつき、radiation detector）とは、原子核壊変によって生じる放射線、宇宙線、または加速器の反応によって生じるさまざまな放射線・高エネルギー粒子を検出・追跡、特定するための装置である。現代の検出器はカロリーメータにより放射線のエネルギーを測定する。これらはまた、運動量、スピン、電荷などの素粒子の属性を測定することもある。

概要 
検出器はサイズ・コストともに巨大な現代の加速器のために設計された。「カウンター」はよく検出器の意味として使われるが、たんにカウンターといった場合はあくまで粒子を数えるだけであって、粒子のエネルギーや電荷などはわからない。粒子検出器は電離放射線（高エネルギー光子あるいは可視光）を検出することもよくある。

もし放射線測定の主要な目的が、（質量のある）放射線を検出することであれば、光子は質量がゼロの粒子である。しかしそれでも粒子検出器の呼称は正しい。

粒子検出器の例と種類 
電離式検出器（気体電離式検出器と半導体検出器は最も典型的である）とシンチレーション検出器は多くの検出器として開発され、用いられてきた。しかし他には、チェレンコフ光や遷移放射 (transition radiation) といった完全に異なる原理を応用したものもある。

 過去に用いられた粒子検出器
 泡箱
 ウィルソン霧箱（膨張霧箱）
 写真乾板
 放射線防護のための検出器
 線量計
 検電器（小型の検電器は、線量計として用いられる）
 素粒子および原子核物理学でよく用いられる検出器
 
 電離箱
 比例計数管
 
 ドリフトチェンバー
 
 (ガイガー＝ミュラー計数管)
 固体検出器
 半導体検出器およびそれとは異なるCCD

 
 
 シンチレーション検出器（シンチレータに光電子増倍管、フォトダイオードあるいはアバランシェフォトダイオードを組み合わせて用いる）
 
 
 半導体検出器
 
 
 
 マイクロチャンネルプレート

現代の検出器 

素粒子物理学において用いられる現代の検出器は、上記の検出器をたまねぎのように多層状に複数、組み合わせて用いられる。

実際に使われている粒子検出器

加速器 
 CERN
 大型ハドロン衝突型加速器(LHC)
 
 ATLAS検出器
 ALICE検出器
 LHCb
  
 Aleph
 Delphi
 L3
 Opal
 
 
 Gargamelle
 NA49
 フェルミ国立加速器研究所 
 テバトロン
 CDF
 D0
 ドイツ電子シンクロトロン
 HERA
 
 
 
 
 ブルックヘブン国立研究所
 
 PHENIX
 Phobos
 STAR
 SLAC国立加速器研究所
 PeP-II
 
 SLC
 SLD
 コーネル大学
 
 
 
 
 VEPP-2MおよびVEPP-2000
 
 
 CMD
 VEPP-4
 KEDR
 その他
 カリフォルニア大学アーバイン校のMECO from UC Irvine

建設中 
 国際リニアコライダー
 CALICE

加速器以外 
 スーパーカミオカンデ

関連項目 
 物理学における粒子の一覧

出典

外部リンク 
 映画スライド
 "Radiation detectors". H. M. Stone Productions, Schloat. Tarrytown, N.Y., Prentice-Hall Media, 1972. 

 一般的情報
 The Particle Detector BriefBook
 How to Build a Cloud Chamber
 

素粒子物理学
原子核物理学
放射線・放射能計測機器