放射線計測

Nuclear Radiation Measurements30

9962123

62PHZZZ305

岸本　俊二

Shunji Kishimoto

2026年度前期

2026年度

①First semester

月曜4限

Monday,  14:40-16:10  

創域理工学部　先端物理学科

Department of Physics and Astronomy, Faculty of Science and Technology

2.00単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

放射線とその物質との相互作用についての基礎を学ぶ。放射線検出器の種類や動作原理、計測することで得られる情報の利用について知る。これらを通して物理学の基礎とそれに基づく応用について専門的知識を備えるとともに、放射線を利用する研究や応用について多面的に俯瞰しながら課題を解決する能力を養う。本学科ディプロマポリシー（DP)の特に1,2や4に基づく科目です。

1) 放射線そのものと物質との相互作用、放射線検出器の原理と計測方法について理解する。（本学科DPの１）
2) 学術研究・産業における放射線応用のための基礎知識を得る。（本学科DPの２）
3) 放射線利用を安全に行いながら、自然法則の理解をさらに進め応用することに実践的に取り組む思考力・応用力を獲得する。（本学科DPの４）

本学科DP（特に1,2,4）、カリキュラムポリシーに基づき以下を目標とする。
1) 放射線の計測に関する基礎（放射線の種類と特徴、物質との相互作用）について説明できる。
2) 放射線検出器の動作原理と基本特性を説明できる。
3) 放射線計測により自然現象や物質構造の理解に役立てられることを認識、放射線利用の課題の解決にも実践的に取り組む基礎能力を築く。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

放射線計測の原理と応用の紹介を通して、3年次の「物理学実験3-A,3-B」の中のX線回折、放射線計測の具体例を学ぶことができる。また、物理学特別講義3-B（3年後期）では、本講義で学ぶ放射線計測を使った最先端の宇宙・素粒子・原子核実験の紹介がある。電磁気学、量子力学、原子核物理学、相対性理論の基礎を学んでいることが好ましいが、基礎的内容は配布資料の中で説明する。

課題に対する作文　Essay

毎回の講義の最後に演習問題を提示し、次回講義の冒頭で解答例の説明を行う。その際、対面での応答を活かした質疑・議論などを行う。これにより講義内容を整理し定量的に理解できるようにする。

復習は講義で配布する「配布資料」及び、講義で出す「演習問題」を解くことにより効率的にできるようにする。各回の講義内容に関して、講義の終了前の約15分を使って演習問題を提示、また講義の最初に前回の問題解答例を示すことで理解の定着を目指す。毎回の演習問題の１週間以内のレポート提出は必須とする。

毎回講義中に説明する基礎的な原理や応用に関する2-3問をレポート課題とする。レポート提出は講義の知識定着と理解を促すものであり、その提出(1週間以内)を成績評価の基本とする。成績評価の詳しい割合は；
１）毎回の課題（演習問題）のレポート提出：70％程度
２）最終回課題回答：10%程度
３）学習に対する姿勢：講義における質問など。20%程度
　これらを総合して100点満点のうち、60点以上を合格とする。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

毎回の講義内容（テキスト）はLETUSに配布資料として置く。
より詳しく勉強したい人は以下を参考にして下さい。
1)「放射線計測ハンドブック 第4版」、G. F. Knoll著、阪井英次、木村逸郎ら訳、オーム社（2013年）。
ー厚いハンドブックだが、放射線検出器が詳述されている。
2)「放射線計測の理論と演習 上・下巻」、N. Tsoulfanidis著、阪井英次 訳、現代工学社 （1986年）。
ー計測の理論が簡潔にまとめられている。演習と解答例もある。
3) 「原子・原子核・原子力」、山本義隆 著、岩波現代文庫（岩波書店）（2022年）
ー放射線発見から原子力利用までの歴史がわかる。原子・原子核物理の基礎も解説。
4) 「放射光ユーザーのための検出器ガイド」、岸本俊二・田中義人編、講談社（2011年）
ー放射光実験のための検出器の原理と使い方がわかる。電子版あり。

15回の講義日程は以下の通りです。毎週月曜日4限目（14:40ー16:10）です。
すべての授業を対面で実施する。
1) 4月13日、2) 4月20日、3) 4月27日、4) 5月11日、5) 5月18日、6) 5月25日、7) 6月1日、8) 6月8日、9) 6月15日、10) 6月22日、11) 6月29日、12) 7月6日、13) 7月13日、14) 7月20日、15) 7月27日 最終回課題実施。総評。

以下の内容に従って15回の講義を行う。
１．講義の概要と今後の展開
放射線とはどういうものか。  発見の歴史を知る。
放射線について知ることの意味を考える。
今後の講義予定
２．放射線の基礎　I
放射線発生の仕組み
放射線と物質との相互作用：荷電粒子線
３．放射線の基礎　II
放射線と物質との相互作用（続き）
光子、中性子
４．放射線の生物への影響と防護
生物への影響　放射線障害
放射線の防護
５．放射線計測と統計
計測の対象（強度、エネルギー、位置、タイミング）
計測の目的と統計
測定の質（精度、ダイナミックレンジ）
寿命測定　
6.    放射線計測システムの概要
検出器の役割
信号処理
パルス波高分布測定
タイミング分布測定　
7．放射線検出器

ガス検出器：
電離箱
増幅を利用：比例計数管、ガイガー計数管
8． 放射線検出器（続き）
半導体検出器：
ｐ-n接合
表面障壁型およびLi拡散型検出器、HP-Ge検出器
増幅型検出器
9．放射線検出器（続き）
シンチレーション検出器：　
シンチレータ（無機・有機）
受光素子（PMT・MCP、SiPM）

10．X/γ線の計測
エネルギー領域による相互作用の違い
検出器の特徴による選択
エネルギー分光
イメージング

11．電子・荷電粒子線の計測
粒子による違い　
検出器による計測の特徴
飛行時間測定法
12. 中性子線の計測
核反応の利用
エネルギー分光・イメージング
13. 放射光利用と放射線計測　
放射光とは
光源・ビームライン
利用実験の紹介
　X線：　構造解析、イメージング
14. その他の放射線計測・利用例
素粒子物理実験
医学応用
エネルギー利用など
15. 課題実施・まとめ

大学院では放射性同位元素を使って主にガス検出器による放射線測定を経験した。大型加速器を設置する大学共同利用機関に就職して放射光実験ビームライン（X線回折・X線吸収分光）を担当。並行してX線領域での放射線検出器開発とその応用実験（原子核励起など）に従事した。半導体検出器（アバランシェフォトダイオード）、シンチレーション検出器などの放射線検出器の開発とそれを使って放射光X線利用研究を展開した実績を活かし、放射線検出器の理解も進めながら放射線計測の講義を行う。

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講義で毎回出す課題は、講義を復習し理解を深めることを目的とするので遅れずに提出すること。その提出と点数が成績評価の主な材料となる。

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