☆放射線計測学特論（Radiation Detection and Measurement）[5206]

＜授業のねらい及び具体的な到達目標＞

放射線は工業利用，医療利用，食品利用，農業利用と広く我々の生活の中に浸透している。一方で，その利用方法を間違えると被爆，放射線障害など深刻な問題を引き起こす。そのため，放射線利用においては放射線，放射線源，物質と放射線の相互作用を十分に理解した上で，計測データの取得，その処理方法までの理解が必要となる。
本講義では，放射線を取り扱う際の基礎的な考え方を体系的に学んでいく。さらに，最新の放射線計測技術を紹介し，今後の可能性について考察をしていく。

Radiation is the powerful tools in industrial purposes, medical purposes, food science and agricultural purposes. However, there are serious risks if our understanding is no correct. We should have knowledge of radiation, radiation sources, interactions between radiation and matters very well. In addition to them, we need to know how to detect radiation and get information about that.
In this lecture, we stand on the systematic viewing of science and learn how to treat radiation.

具体的な到達目標は以下の通りである。

• 放射線の種類を上げ、その特徴を説明できる。
  
• 放射線の種類ごとの検出方法を説明できる。
  

On completion of this lecture, the student should be able to:

• Have an awareness of the kind of radiation and explain their characteristics
  
• Have an awareness of the detection method for each radiation
  

＜授業計画及び準備学習＞

1. 放射線に関する基礎知識(I)：
   放射線に関する物理学を学ぶ上で必要となる電磁気学，相対論的運動学などに関する最小限の知識を復習する。
   
2. 放射線に関する基礎知識(II)：
   放射線に関する物理学を学ぶ上で必要となる量子力学に関する最小限の知識を復習する。
   
3. 放射線源（１）：
   原子の構造，分類を復習し，高速電子線源，荷電重粒子について学ぶ。
   
4. 放射線源（２）：
   電磁波，中性子線源について学ぶ．また，シンクロトロン放射など，加速器による高エネルギー粒子の性質についても言及する。
   
5. 放射線と物質の相互作用（１）：
   荷電粒子が物質に入射した場合の物質との相互作用を学ぶ。
   
6. 放射線と物質の相互作用（２）：
   電磁波，中性子線が物質に入射した場合の物質との相互作用を学ぶ。
   
7. 計数の統計と誤差の評価（１）：
   放射性壊変が従う統計学的性質について学ぶ。
   
8. 計数の統計と誤差の評価（２）：
   放射線計測に必要な計数データの取り扱い，統計的な不確かさの確認，その処理・解釈について学ぶ。
   
9. 放射線検出器の一般的性質：
   これまで学んできた放射線と物質の相互作用，計数の統計学的な評価を基に，放射線検出器がどのような構造，構成をしているのかを学ぶ。
   
10. 固体・液体検出器：
    シンチレーション検出器の種類、シンチレーション光の読み出しに加え、光電子増倍管、光ダイオードの構造について学ぶ。
    
11. スペクトル構造：
    シンチレーション検出器によって検出される放射線のスペクトルが理想的な形状から，何を要因としてゆがめられるのかを学ぶ．
    
12. ガス検出器：
    ガス中の電離過程，ガス増幅の仕組みを学び，Multi-wire proportional Chamberなどの応用例について考察をする。
    
13. 最新の検出器開発：
    Micro-Pattern Gas Ditectorなど，現在進められている最新技術を取り込んだ検出器開発について紹介をする。
    
14. 放射線計測学のまとめ（授業の振返り）
    

1. Introduction and Kinematics:
   It's reviewed about electromagnetism and relativistic kinematics
   
2. Introduction to Quantum Mechanics:
   It's reviewed about quantum mechanics
   
3. Radiation sources -overview-:
   It's learned about the structure of atom and studying the beam of electron beam or charged heavy particles
   
4. Radiation sources -neutral ray-:
   It's learned about electromagnetic wave and neutral ray. In addition to them, studying the characteristic behavior of the beam of high-energy particles.
   
5. Interaction of radiation with matters:
   It's learned about interactions between charged particles and matters.
   
6. Interaction of radiation with matters - neutral particles-:
   It's learned about interactions between neutral particles, electromagnetic wave and matters.
   
7. Counting statistics and error estimation:
   It's learned about the statistics.
   
8. Counting statistics and error estimation Part II:
   It's learned about how to treat the counting data and their uncertainty in radiation measurement.
   
9. General property of Radiation Detector:
   It's learned about the structure and construction of radiation detector.
   
10. Solid and Liquid Detector:
    It's learned about the kind of scintillation detectors, the read-out of the scintillation light, the structure of the photo-multiplier tube and the light diode.
    
11. Energy Spectrum:
    It's learned why a spectrum of detected radiation are smeared from the ideal shape.
    
12. Gaseous Detector:
    It's learned about ionization process in gas and mechanism of gas amplification. In addition, it's considered about the application of multi-wire proportional chamber.
    
13. Recent technology:
    Let's me introduce the detector development in which the modern technology, e.g. Micro-pattern Gas Detector, was taken.
    
14. Summary (Reviewing of this lecture)
    

＜成績評価方法及び水準＞

授業中に課す課題について提出されたレポートを評価し，60点以上の場合を合格とする。

Students must submit reports (2 or 3 reports, depend on the progress) at specified deadline.

＜教科書＞

特に指定はしないが，必要に応じてプリントを配布する。

＜参考書＞

• 「放射線計測ハンドブック 第4版」（日刊工業新聞社）
  ハンドブックとは名ばかりのかなり重量感のある書籍である。本来ならば教科書として使用したいところではあるが，26000円と高価であるため，参考書として留め置く。図書館にあるが，冊数が限られているので借り出しはしないでもらいたい。
  
• 「放射線概論 -第1種放射線試験受験用テキスト-」（通商産業研究社）
  放射線取扱主任者試験用に編纂された受験用テキストであり，物理学分野以外に化学分野，生物分野，管理技術，法令に及ぶまで記載されている。そういった意味では，本講義の目的からは若干ずれる内容ではあるが，実務的であるとも言える。
  

• "Radiation Detection and Measurement (Fourth Edition)" (John Wiley & Sons, Inc.)
  

＜オフィスアワー＞

木曜日 12:50〜13:40 （八王子キャンパス総合教育棟01W-332室）

＜学生へのメッセージ＞

質問は歓迎する。ただし，必ず居室にいるとは限らないので，不在であった場合はE-mailを利用するように(ft11196[at]ns.kogakuin.ac.jp)。

Any comments and questions are always welcomed. If I'm not in my office, please send e-mail (ft11196[at]ns.kogkauin.ac.jp).