シンチレータと光電子増倍管について

質問

シンチレータから出た光が光電子増倍管に入る割合は、発光場所からみた光電面の立体角に比例しますよね？つまり、発光された光の量に比例するということでしょうか。私はそういうふうに解釈しています。
ところで、実験をしたのですが、比例になりませんでした（泣）立体角の大きさと検出された信号の大きさをグラフにしたんですが、０を通らないし、しっかり比例関係とはいえませんでした。
なぜなんでしょうか？ミュー粒子だけ測定しているわけではないからかなあ。考えられる理由は機器の熱振動や、およびでない光子などのせいだけなのでしょうか？

回答No.2

usotsuki · ベストアンサー

測定のための線源は放射線でしょうか。放射線と仮定します。

１．コリメータスリットや、ソーラースリットなどで、入射線源を平行光線にする必要があるのではないでしょうか。当然、いずれの角度でも、入射光がシンチレーター面内にならなければなりません。

２．シンチレーターの種類は分かりませんが、シンチレーターと光電子倍増管との間での散乱、また、光電面は、１００パーセント有効面ではなく、角度が変わった時に、有効面からはずれてしまっているのではないでしょうか。

３．線源が単一なスペクトラムでも、測定では、半値幅を持った結果になります。これは、光電子倍増管の特性です。

また、入射光は、シンチレーター面での散乱吸収、シンチレーターと光電面での散乱、シンチレーターの厚み、シンチレーター内部での散乱、光電子倍増管とシンチレーター間からの不要な光の進入などが考えられます。

＞０を通らないし、しっかり比例関係とはいえませんでした。

光電子倍増管は、１０段程度の増幅機構をもっていますので、かなり感度も高くノイズも発生します。したがって、バックグランドノイズが含まれているのではないでしょうか、線源を取り除いた時の値からバックグランド値を差し引くか、測定器のベースラインを上げてノイズを取り除く、ただし、ノイズの波高と入射光の波高が同程度だと測定に大きな誤差が発生してしまう。

測定方法を再度見直す必要があるように思えます。これらを一つ一つ取り除いてゆくのが実験です。

回答No.1

gatahi

シンチレータの構造は良く知らないので見当はずれのことを言ってるかもしれませんが、
一般に光源から出た光の量が立体角に比例するためには、光が全方向に均一に放射されている（指向性が無い）ことが必要ですよね。また、光源が少なくとも近似的に点光源でないと立体角の設定自体が意味を失います。
指向性については、光源との距離を変えずに位置関係をいろいろ変えれば確認できると思います。
そのほか、発光面はほんとに点でしょうか、目的外の粒子がおかしなところに当たっている可能性はありませんか、
光が実験装置の壁面に反射している可能性は無いでしょうか、光電子増倍管の感度分布は本当に均一ですか?

以上のような点は、当然考慮済みかもしれませんが、もし未確認の点があったら、チェックしてみてはいかがでしょう。