小豆川先生による、検出限界は下がるよ～ど～こまでも♪

K. Shozugawa @sunbaiman

検出限界についてよくご質問をいただくので、もう一度簡単に5ツイートで。

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1.検出限界値は機械が「これより小さな値は多分無いなぁ」と判断している値。検出限界を下げるためには、長い時間とたくさんの試料が必須です。

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2.長い時間かければかけるほど、スペクトルのギザギザが小さくなり滑らかになってきます。そうすると検出限界は小さくなります。

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3.たくさんの試料があると検出限界は小さくなります。容器に入りきなければ、水分を飛ばしてカッサカサにすればもっと試料を突っ込めます。この作業を「灰化」と言います。

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4.灰化は検出限界を落とす非常に効率の良い方法です。前処理に時間はかかってしまいますが、長時間測るよりも効率がいいのでその価値は十分あります。

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5.なぜ灰にするのか。低線量の試料はできるだけ濃縮したほうが、放射能を正確に測れます。灰にすると体積が小さくなり水分が飛ぶので測りやすくなります。その過程は焼却炉の灰での濃縮と同じ理屈です。

K. Shozugawa @sunbaiman

補足ツイートも。この画像はブルーベリーを灰化している途中の画像です。「灰」にまでしてしまうと、飛んで行ってしまうので、炭のような状態に仕上げるのがコツです。 http://t.co/ANxo4lVs

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「検出限界」は簡単に操作できるということが意外に知られていないです。最高の分析感度を誇るGe半導体検出器を使っても、いい加減に測れば自ずと検出限界は跳ね上がります。

K. Shozugawa @sunbaiman

検出限界値以下の値は不検出(ND)と表記されることが多いのです。でも、もしNDとだけ表記されてしまうと、「きっちり測ってND」なのか、「いい加減に測ってND」なのか判断がつきません。

K. Shozugawa @sunbaiman

そのため、本来はNDの脇には検出限界値も同時に示されなければいけないのです。検出限界が分かれば、きちんと測ったのか、いい加減に測ったのか簡単にわかります。

K. Shozugawa @sunbaiman

(意図的かどうかはともかく)検出限界を上げた状態にして測って、「ND」とだけ表記する方法があちこちで見受けられています。高線量の試料ならあんまり関係ありませんが...うーむ。

K. Shozugawa @sunbaiman

市民測定所などで、「検出限界はxx Bq/kg」という文言をよく見かけますが、研究者が本気で検出限界を下げるとどこまでいくのかについて、5ツイートでちょろっと紹介。(研究者は本来こういう仕事が得意)。

K. Shozugawa @sunbaiman

1.検出限界を下げるためには、バックを下げることが最優先課題です。まず、宇宙線の影響を抑えるために、坑道内にゲルマを設置します(今回紹介する例は地下1400mの坑道内)。これに厚さ70mm以上の銅を内部遮蔽をかけて、元のバックの1/100くらい。

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2.次に、遮蔽材に放射性物質が含まれていないものに変えること。日本の場合、戦艦陸奥を引き上げて作った遮蔽用の鉄が有名です。今回の例では400年以上前に沈没したスペインの軍艦から回収された鉛を使用。これで元のバックの1/1000くらい。

K. Shozugawa @sunbaiman

3.さらに、半田の中に含まれているごくごく僅かな115Inを除く処理をして、元のバックの1/10000くらい。

K. Shozugawa @sunbaiman

4.さらにさらに、Ge結晶中にごくごくわずかに含まれる68Geを除く。これをやるためには、鉱山でGe鉱石を採掘するときからインゴットを作るまでに、宇宙線に当たらないように、つまり地上に出しちゃいけないし、飛行機にも載せちゃいけない。これをやって元のノイズの1/100000くらい。

K. Shozugawa @sunbaiman

5.ここで紹介した以外にも、複数のゲルマを使って同時計測したり、コンプトンを差し引いたりして余計な情報を落とす技術がありますが、遮蔽はすべての基本です。