Crystal configuration dependence of CsI(Tl) scintillation detectors on environmental dose rate measurement

環境中の線量率測定におけるCsI(Tl)シンチレーション検出器の結晶構造の依存性

津田 修一  ; 斎藤 公明  

Tsuda, Shuichi; Saito, Kimiaki

環境中の線量率測定では、土壌または空気中に存在する放射性同位元素から放出されるガンマ線を検出するため、方向特性のよい球形または円筒形の測定器が通常使用される。われわれは、環境中において種々の測定器を用いた線量率相互比較実験を行い、方向特性に起因した線量率指示値のばらつきの程度を評価するとともに、ある直方体形状のCsI(Tl)結晶を有するシンチレーション検出器の線量率が、円筒形形状の測定器とほぼ同等になるデータに着目した。PHITSコードを用いて、様々な結晶形状のCsI(Tl)シンチレーション検出器のシミュレーションを実施した結果、方向依存性の小さいアスペクト比があることを明らかにした。この結果は、製作コスト面で有利な直方体形状のCsI(Tl)結晶を有するシンチレーション検出器を環境中の線量率測定に活用する可能性を示している。

Spherical or cylindrical detectors superior to directional characteristic are commonly used to monitor dose rates in the environment to detect scattering gamma-rays emitted from radionuclides in soil or air. The authors have performed environmental dose rates measurements using various kinds of detectors to investigate the directional characteristics, and experimentally verified the variations in dose rates due to directional characteristics unique to each detector. Furthermore, a dose rate measured by a CsI(Tl) scintillation detector with cuboidal crystal agreed with that by a CsI(Tl) scintillation detector with cylindrical crystal. Simulations by PHITS under various CsI(Tl) crystal configurations revealed that there are certain aspect ratios of cuboidal CsI(Tl) crystal with less directional dependence. Since cubes are advantageous in terms of production cost, this result indicates the potential of CsI(Tl) scintillation detectors with cuboidal crystal for use in the environmental dose rate monitoring.