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簡易型放射線測定器に利用するための半導体放射線検出素子の性能評価

Performance of semiconductor radiation sensors for simple and low-cost radiation detector

谷村 嘉彦; 美留町 厚; 吉田 真; 渡辺 鐶*

Tanimura, Yoshihiko; Birumachi, Atsushi; Yoshida, Makoto; Watanabe, Tamaki*

簡易型放射線測定器に利用できる半導体放射線検出素子について、その光子検出性能を校正場での実測とモンテカルロシミュレーション計算で明らかにした。低価格の検出素子として、シリコン$$_{it p-i-n}$$フォトダイオード及びCdTe検出器を選択した。周辺線量当量H$$^*$$(10)に対するエネルギー特性を60keVから2MeVのエネルギー領域で評価した。CdTe検出器はエネルギーの増加とともに感度が大きく減少することがわかった。一方、$$_{it p-i-n}$$ダイオードは150keV以上のエネルギーで感度がほぼ平坦になるという利点を有する。自然放射線に対する検出素子の感度は、4$$sim$$6cpmである。放射線レベルの検出下限レベルを評価したところ、原子力発電所や燃料加工施設などの事故時に放射線レベルの上昇を把握できることがわかった。

In order to develop simple but reliable radiation meters for the general public, photon detection performances of radiation sensors have been studied both experimentally in photon calibration fields and by Monte Carlo simulations. A silicon $$_{it p-i-n}$$ photodiode and a CdTe detector were selected for the low-cost sensors. Their energy responses to ambient dose equivalent H$$^*$$(10) were evaluated over the energy range from 60 keV to 2 MeV. The response of the CdTe decreases markedly with increasing photon energy. On the other hand, the photodiode has the advantage of almost flat response above 150 keV. The sensitivities of these sensors are 4 to 6 cpm for the natural radiation. Detection limits of the radiation level are low enough to know the extreme increase of radiation due to emergency situations of nuclear power plants, fuel treatment facilities and so on.

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