雑草や庭土のセシウム汚染を測る！
福島原発起因の放射性物質の汚染が、あちこちで発見されていますが、我が家の隣家でも庭土が汚染してたり、庭の草取りした草や落ち葉にも汚染が心配されます。
そんなわけで、身の回りの放射性核種線源をいろいろ測定しスペクトル比較をしました。きょうは、クソむずかしい「かた〜い話のブログになったな！」ってな感じ。お付き合いくださ〜いｗ！
使用したＰＤ(ピンフォトダイオード)はＧｅのようにスペクトルピークがシャープではないが、放射線医学研究所のＧｅ分析でも用いてるスペクトル解析をする際に、やってるやり方のようで 『 チャンネル幅を有するスペクトル(全エネルギーピーク計数部分)ピークチャンネルの範囲をロイ範囲として、バックグランドの計数(Photons)との差からピーク計数率が求められる 』
を参考に「定量をしてみよう！」と試みました。
本来は、計数効率＝ピーク計数率 ÷ 放出γ線数 なんですが効率曲線が不明なので下記を条件にしました。測定装置は自作の放射線検出器。センサー部にはＰＤ(秋葉原の秋月で１個５００円)にＣｓＩ(ＴＩ)シンチレータ(秋月で１個４５００円)を接着させ二対使用。ヘッドのチャージＡＭＰはＦＥＴ(２ＳＫ１７０)→２ＳＡ５７９→２ＳＣ１００６→ＮＪＵ７０３２(ＡＤ８６５６ＡＲＭＺ)→ＮＪＵ７０３２(ＬＰＦ)→パソコン ＮＪＵ７０３２(ＬＰＦ)は、「いまでん屋」さんのをコピペして実装しました。ディスクリートアンプ部は http://www11.plala.or.jp/jk1hrb/index.html さんのサイトの回路を基本転用し手入れをし、実装設計のみオリジナルってことです。中のＰＤ乗った基板は「いまでん屋」さんのを流用しています。
また他に、この方のサイト http://d.hatena.ne.jp/transfergate/20110729/1311953648
のやり方を参考に、小学生みたいにまねっこして、試算をばやってみました。
スペクトルをまず計測します。核種特有のγ線をカウントしパソコンで波高分析します。本来なら鉛だとかの遮蔽チャンバーあるといいんですがねｗ！ランタンマントル，愛機マミヤＲＢ６７レンズ，やさしお，隣家の庭土，雑草と落ち葉 各種を計測しました。２日間かけて。
各核種の放出率は Ｋ４０ γ線のエネルギー １４６１ＫｅＶ ： 10.7 ％
Cs-134 γ線のエネルギー 605 ＫｅＶ ： 97.6 ％
796ＫｅＶ ： 85.5 ％
Cs-137 γ線のエネルギー 662 ＫｅＶ ： 85.1 ％
Cs-134 と Cs-137 の比率は 50％ ： 50％ (福島他の土壌検出データ基に仮設定)
「やさしお」は８７３０Ｂｑ／Ｋｇ，１袋にはＫ４０が５４ｇ含む( http://d.hatena.ne.jp/transfergate/20110729/1311953648 を参照)
本来はγ線のエネルギーによって計数効率は異なる(Ｇｅ)が本ＰＤ＋シンチレータを簡易的に同じと仮定する。
を条件にしました。
上の図中［Ａ］の範囲は「やさしお」のピーク示した範囲で、
それを、ロイ範囲［Ａ］とします。
そのロイ範囲［Ａ］の バックグランドのカウント(Photons) は ６０６カウント(Photons)
やさしおのカウント(Photons) は １４７３カウント(Photons)
Ｋ４０−ＢＧ ＝ １４７３−６０６ ＝ ８６７カウント(Photons)
８時間計測なので ８６７ ÷ （８ × ６０ × ６０） ＝ ０.０３０４１６７／秒
８７３０Ｂｑ／Ｋｇの「やさしお」３６０ｇ(２袋)には、Ｋ４０が１０８ｇ含み、
３１４２.８Ｂｇ／３６０ｇ １４６０ＫｅＶのγ線放出率が１０.６７％なので
３３５.３４カウント(Photons)／３６０ｇ・秒 相当のγ線が放出されるはず、とします。
したがって、本計測システムの計数効率は ０.０３０４１６７ ÷ ３３５.３４ ＝ ０.００００９０７０４１
と、なりました。自作の安価ではこんなもんかな？だれか標準線源無料貸し出ししてくれんかなｗ！
本来はγ線のエネルギーによって計数効率は異なるんですが、各核種の標準線源もないしＧｅでなく今回はＰＤ＋ＣｓＩシンチレータなので不明だし、サンプル形状と距離、対向面積が同じにし計数効率を同じと仮定して、
セシウム１３４と１３７の、５６９ＫｅＶから８０１ＫｅＶの間を、ロイ範囲［Ｂ］とします。
まず雨水浸透枡設置の無い垂れ流し隣家の庭土(２５０ｇ)のサンプル計測
ロイ範囲［Ｂ］の バックグランドのカウント(Photons) は ４８７７カウント(Photons)
庭土のカウント(Photons) は １１３８１カウント(Photons)
Ｃｓ134＆137−ＢＧ ＝ １１３８１−４８７７ ＝ ６５０４カウント(Photons)
８時間計測なので ６５０４ ÷ （８ × ６０ × ６０） ＝ ０.２２５８３３／秒
Photons放出 Ｐ は P ＝ ０.２２５８３ ÷ ０.００００９０７０４１ ＝ ２４８９.７５(Photons)
＝（χ1／２） × 0.976 + （χ1／２） × 0.855 + （χ1／２） × 0.851
Ｃｓ134+137 合計 χ1 Bｑ/２５０g χ1 ＝ ２ × ２４８９.７５ ÷ （0.976+0.855+0.851) ＝ １８５６.６３５
χ1 × ４ ＝ ７４２６.５ＢｑＢｑ／Ｋｇ
次に庭の雑草と落ち葉(ポリバケツに一杯分)の燃やした灰(２５０ｇ)のサンプル計測
（むかし使ったアルミの洗濯たらいの中でバーナーで燃やし全量回収）
ロイ範囲［Ｂ］の バックグランドのカウント(Photons) は同じ ４８７７カウント(Photons)
灰のカウント(Photons) は １０４６６カウント(Photons)
Ｃｓ134&137−ＢＧ ＝ １０４６６−４８７７ ＝ ５５８９カウント(Photons)
８時間計測なので ５５８９ ÷ （８ × ６０ × ６０） ＝ ０.１９４０６２５／秒
Photons放出は ０.１９４０６２５ ÷ ０.００００９０７０４１ ＝ ２１３９.５１４(Photons)
＝（χ2／２） × 0.976 + （χ2／２） × 0.855 + （χ2／２） × 0.851
Ｃｓ134+137 合計 χ2 Bｑ/２５０g χ2 ＝ ２ × ２１３９.５１４ ÷ （0.976+0.855+0.851) ＝ １５９５.４６２
χ2 × ４ ＝ ６３８１.８Ｂｑ／Ｋｇ
結構な数値が出てしまいました。東電からの嬉しくないプレゼントですわｗ！
庭の雑草はしっかり伸びるまで待ってから、根を残しまた生えるようにしつつ取ってすてる(市で回収)のが庭の除染効果になりそうですよ。
また、幼児に食べさせる食べ物の放射性セシウム核種の汚染も気になる。日本政府は原発推進寄りの委員がメンバーの中に多い、危険きわまりないＩＣＲＰに準じた規制値を設定。新たな基準も大きなままで国民特に子供や幼児にはもっての他の値。欧州放射線リスク委員会(ＥＣＲＲ)も日本政府に警告してる現状だ。世界のきびしい非難を受けいまごろになって国際放射線防護委員会(ＩＣＲＰ)も、やっと重い腰を上げ値の再検討のそぶりだけは見せているようだが、アメリカの息のかかった信用置けない原発推進側の委員たちがいまだに多い。
とりあえずはＥＣＲＲやドイツの基準を参考に、移行係数が大きく汚染度合いの超大きい「キノコ類」次に多い「根菜類」の測定だけは、「孫や子供たちのためにも是非実用化にしたい！」それが目標だ。
追記：
その後、ＰＤ＋ＳｃＩ(ＴＩ)シンチレータの計数効率について、セシウムでのエネルギー補正を調べていたが、http://d.hatena.ne.jp/transfergate/20110906/1315323071 のサイトで環境放射線モニター Ｍｒ．Ｇａｍｍａ （ミスター・ガンマ） Ａ２７００型でセシウムでのエネルギー補正についてふれていた。このＡ２７００もＳｃＩ(ＴＩ)シンチレータを使っているので、まったく同じとは言えないであろうが、エネルギーでの計数効率の差は同じような傾向を示すと推察される。不確定ではあろうが、この情報を基に補正をした方が、より正確な値に近づくのではないか？と思い、補正を試みた。
この記事によれば、Ｋ４０で見積もった検出感度が「２５００ＣＰＭ／μＳｖ／ｈ」であるのに対し、Ｃｓ−１３４，１３７では実測の結果「３２００ＣＰＭ／μＳｖ／ｈ」であった。したがって、セシウム１３４／１３７では１.２８倍計数効率が高いと予測される。
この結果を、今回の測定結果に当てはめると、セシウム１３４／１３７での計数効率は ０．０００１１６１ 程度になると推定される。よって、
隣家の庭土(２５０ｇ)のサンプル計測結果は
７４２６.５Ｂｑ／Ｋｇ は ５８０２.０Ｂｑ／Ｋｇ
庭の雑草と落ち葉燃焼灰(２５０ｇ)のサンプル計測結果は
６３８１.８Ｂｑ／Ｋｇ は ４９８５.８Ｂｑ／Ｋｇ
が、計数効率を考慮した結果に近いのではないか？と推測される。
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追記 ＞＞ Ｋ４０での計数効率確認をバックグランドとＫ４０の計測を複数回（ｎ＝２４）実施しました。
結果 ＭＡＸ：０.０００１１６３８３８ ＭＩＮ：０.００００８０５５７５
ＭＥＤＩＡＮ平均：０.０００１０８０５
これを、上記のセシウムでの換算に置き換えると、
ＭＡＸ：０.０００１４８９７ ＭＩＮ：０.０００１０３１１
ＭＥＤＩＡＮ平均：０.０００１３８３０
と、なりました。
Ｃｓ１３４／１３７ 計数効率 ０.０１３８３％
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