77AM70｜第77回 診療放射線技師国家試験 過去問

正答

4

この問題のポイント

この問題では、高純度 Ge〈HPGe〉半導体検出器の基本構成が問われています。

高純度 Ge 半導体検出器は、半導体内で発生した電荷を直接収集して信号にします。

そのため、光電子増倍管は基本構成に含まれません。

光電子増倍管は、主にシンチレーション検出器でシンチレーション光を電気信号に変換するために用いられます。

解説

高純度 Ge 半導体検出器は、γ 線スペクトロメトリで重要な検出器です。

Ge 結晶内で放射線が相互作用すると、電子と正孔の対が生成されます。

これらの電荷を電場で収集し、電気信号として取り出します。

HPGe 検出器の基本構成には、次のようなものが含まれます。

• Ge 半導体結晶
• 高圧電源
• 前置増幅器
• 線形増幅器
• 多重波高分析器
• 冷却装置

HPGe 検出器は、エネルギー分解能が非常に高いため、γ 線のエネルギースペクトル測定に適しています。

一方、光電子増倍管は、NaI（Tl）シンチレーション検出器などで、光を電子に変換して増幅する装置です。

HPGe 検出器はシンチレーション光を使う検出器ではないため、光電子増倍管は基本構成に含まれません。

ひっかけポイント
NaI（Tl）シンチレーション検出器では光電子増倍管が必要です。
しかし、高純度 Ge 半導体検出器では、放射線で生じた電荷を直接収集するため、光電子増倍管は不要です。

信号処理の流れ

HPGe 検出器では、信号はおおむね次のように処理されます。

• 放射線が Ge 結晶内で相互作用する。
• 電子・正孔対が生成される。
• 高電圧により電荷が収集される。
• 前置増幅器で電荷信号を電圧信号に変換する。
• 線形増幅器で信号を整形・増幅する。
• 多重波高分析器で波高をエネルギースペクトルとして解析する。

選択肢の確認

1．誤り。
高圧電源は、Ge 結晶内に電場を作り、生成した電子・正孔対を収集するために必要です。

HPGe 検出器の基本構成に含まれます。

2．誤り。
線形増幅器は、前置増幅器からの信号を整形・増幅するために用いられます。

HPGe 検出器の測定系に含まれます。

3．誤り。
前置増幅器は、検出器からの微小な電荷信号を扱うために必要です。

HPGe 検出器の基本的な信号処理系に含まれます。

4．正しい。
光電子増倍管は、シンチレーション検出器で発生した光を電気信号に変換・増幅する装置です。

HPGe 検出器は半導体内で発生した電荷を直接検出するため、光電子増倍管は基本構成に含まれません。

5．誤り。
多重波高分析器は、信号の波高を分析し、γ 線エネルギースペクトルを得るために用いられます。

HPGe 検出器の測定系に含まれます。

覚えるポイント

• HPGe 検出器 = 半導体検出器。
• Ge 結晶内で発生した電子・正孔対を直接収集する。
• 高圧電源、前置増幅器、線形増幅器、多重波高分析器が基本構成に含まれる。
• 光電子増倍管はシンチレーション検出器で用いる。
• HPGe は高いエネルギー分解能をもつ。