高分解能CsI(Tl)検出器

■　1インチサイズのCsI(Tｌ）検出器で、分解能は6%以下を実現しています。■　2インチサイズのCｓI(Tl)検出器で、分解能は8%台です。現在間に合わせのPINフォトダイオードですが2インチ用のフォトダイオードを使用しますと７％台の分解能に成ります。1インチサイズは10mm角の16倍、2インチでは131倍の感度の差に成ります。

***　お知らせ　***

■　10mm角のCsI(Tl)検出器を作って見たい。と言うご希望があれば弊社の代理店”（株）アイ・ピイ・アイ”までメールかFAXを頂ければ、人数がまとまれば数回に分けて最終的にはMCAまで含めた”手作りパーソナル・スペクトル・サーベイメータ”の講習会も考えています。

特別に難しい事は有りませんが、CsI(Tl)検出器を作る場合に弊社でも苦労したのが、材料の入手が困難で個人では入手不可能な物や、動作の確認が出来ない。MCAやCs-137チェックソースが必要など・・・　やっぱりちょっとしたコツは有ります。出来るだけ若い人達（学生さんを優先）に”ガイガー・カウンタ”ではない。新しい測定器にチャレンジして欲しい！！
■　10mm角のCｓI(Tl)とPINフォトダイオードの組合せでCs-137(662keV)のFWHMをテストして見ました。
CsI(Tl)は秋葉原の○月電子で、なんとSAINT-GOBAINの”ブランド物”が手に入ります。Si-PINも\500円でS6775が手に入ります。

赤色：　S6775x1個　FWHM　7.1%
茶色：　S6775x3個　FWHM　6.7%
緑色：　S3590x1個　FWHM　5.1%

チャージセンシティブアンプ　SMTX　Std-CSA
アンプ　2us　SMTX　モジュール
MCA　MCA5752-STD
■　1インチサイズのCsI(Tｌ）検出器で、分解能は6%以下を実現しています。
1インチサイズでは、完璧にNaI(Tl)検出器の性能を上回っています。
Na(軽元素）とCs(重元素）の密度の差と1インチ径の円柱と1インチ立方体の容積差を含めて比較しますとその差はピーク対コンプトン比で2倍くらいの差となって来ます。温度特性が良く、タフで、HV不要などでNaI(Tl)に比較して多くのアドバンテージを持つCsI(Tl)がこれからの主流になると思います。

チャージセンシティブアンプ　SMTX　Std-CSA
アンプ　2us　SMTX　モジュール
MCA　MCA5752-STD
■　2インチサイズのCｓI(Tl)検出器で、分解能は8%台です。

大きいサイズのPINフォトダイオードがまだ納期が掛かりますのでとりあえず1インチサイズ用のPINフォトダイオードでのデータです。大きいサイズのPINフォトダイオードであれば7%台の分解能になります。2インチサイズのCｓI(Tl)の重さにまず驚かされます。重いです！！隣の部屋のCo-60のγ線に反応する感度にも驚かされます。

チャージセンシティブアンプ　SMTX　Ultra-CSA
アンプ　2us　SMTX　モジュール
MCA　MCA5752-STD
　CsI(Tl)シンチレーション検出器特集　
左から１インチ、２インチ、２インチｘ1/2インチ（厚）、２インチの前の白い色が10mmx10mmx10mmの一般的なサーベイメータに使用されているCsI(Tl)とフォトダイオード付の検出器です。CsI(Tl)クリスタルはNaI(Tl)と異なり任意の形状に加工できます。　通常は一番効率の良い（無駄の無い）立方体に加工されます。同じ1インチでもNaI(Tl)の場合は円柱状ですから　3.14対4で20%以上立方体の方が大きくまた密度もCsI(Tl)の方が大きいのでかなりの感度差となります。特に500kev以上のエネルギーでは分解能もCsI(Tl)の方が良くなります。
左から１インチ、２インチ、２インチの前の白い色が10mmx10mmx10mmの一般的なサーベイメータに使用されているCsI(Tl)とフォトダイオード付の検出器です。
2インチのCsI(Tl)クリスタルは、実際に手にとって見ますと、その重さに圧倒されます。2インチの立方体ですと通常のサーベイメータの１ｃｃに比べて131ccですからなんと2桁も感度の差があります。GPSと組み合わせて正確な空間線量率の測定に使用予定です。
2インチｘ2インチｘ1/2インチ（厚）のCsI(Tl)結晶です。　人工衛星などでは、既に一般的になっているアクティブ遮蔽（アンチコンプトン・サプレス方式）に最適です。検出限界を下げる為に鉛の遮蔽だけでは限界が有りますがアンチコンプトンを使用しますと1/100以下の検出限界が簡単に実現できます。鉛の有効厚さで30cm以上ものシールド効果と食品中のK-40などからのコンプトン散乱部分のバックグラウンドを劇的に排除する事で超低バックグラウンド測定が可能になります。
1インチのCsI(Tl)検出器がさらに小さくなりました。CsI(TL)＋フォトダイオード＋高性能プリアンプ付きでこのサイズまで小型化致しました。

2インチｘ2インチサイズの薄型CsI(Tl)検出器も分解能の劣化は殆ど無くCs-137などのエネルギーに対して優れたピーク対コンプトン比が得られます。アンチコンプトンアクテイブシールドに最適です。