電離性放射線(α(アルファ)線、β(ベータ)線、γ(ガンマ)線、X線など)を検出する装置の一種。略してGM計数管、ガイガー・カウンターともよばれる。1928年にドイツの物理学者のH・W・ガイガーとミュラーW. Müllerが考案したもので、放射線を即時検出する装置としてもっとも歴史が古く、宇宙線、原子核、素粒子、ラジオ・アイソトープなどの研究に多大の貢献をしてきた。近年、応答速度やエネルギー分解能の優れたほかの検出器、たとえばシンチレーション計数管や半導体検出器などが開発されてから用途は少なくなったが、サーベイメーターなどの簡便な計器として現在も利用されている。
[三井清人]
気体中を放射線が通過するとき、その道筋にある気体分子が電離され、気体放電が誘発されることを利用している。構造は、中心軸上に張った金属細線を陽極とし、周囲の円筒面を陰極とする円筒状の放電管で、両端面は絶縁体の円板で密封され、内部には0.1気圧程度の不活性気体(アルゴン、キセノンなど)と少量のアルコール(エタノール)蒸気とが封入されている。管の形や大きさはいろいろであるが、普通、直径は1~数センチメートル、長さは数~数十センチメートルで、透過力の小さい放射線を対象とする場合には、壁面にアルミ箔(はく)やマイカ(雲母)薄板を貼(は)った入射窓を設ける。陽極には普通、直径0.1ミリメートル程度のタングステン線を用い、高抵抗を介して約1000ボルトの電圧をかける。
普通、管内は放電直前の準安定状態にあり、放射線すなわち高エネルギー粒子が通過すると、その軌跡に沿って電子と陽イオンの対が多数生成して放電の引き金となる。電子とイオンは管内の電場で加速され、電子は陽極へ、イオンは陰極へと移動しながら、さらにほかの気体分子を電離し、ついには雪崩(なだれ)現象となって管内全体に瞬間的な放電がおこる。この放電電流による電気パルスの数を数えたり、あるいはスピーカーを鳴らしたりして放射線量を測定する。
ガイガー‐ミュラー計数管の欠点は、放射線のエネルギー(波長)を識別できないことと、一つの放射線量子を検出後ふたたび動作状態に戻るまでの時間、すなわち不感時間がほかの検出器に比べて長い(約10-4秒)ことなどである。
[三井清人]
気体の電離現象を利用した放射線検出器の一種で,GM計数管とも呼ばれる。1928年H.ガイガーとW.ミュラーが考案。いろいろの形状のものがあるが,通常,直径数cmの円筒状であり,管内には適当な気体(計数ガスと呼ばれる)がつめられている。計数管は,中心軸に沿って張られた細い金属線を陽極とし,円筒の壁を陰極とする構造になっている。この両電極の間に約1000Vの電圧を加えて動作させる。計数ガスとしては,通常,アルゴン90mmHgとエチルアルコールなどの有機ガス10mmHgの混合物が用いられる。図は,β線の検出によく用いられる端窓形GM計数管の構造を示している。計数管に放射線が入ると,計数ガスのいくつかの原子または分子が電離してイオン対(正イオンと電子)を生ずるが,このうち電子は,静電引力によって加速され陽極に引かれる途中で次々に他の原子または分子を電離させて,あらたなイオン対を生じさせる。この現象は,一種のなだれ現象であり,生じた正イオンの数が一定の飽和値(107くらい)に達したところで鎮まる。この飽和値は,放射線によって最初に生じた正イオンの数には無関係である。このため,この計数管では,放射線が入ると,そのエネルギーに無関係に一定の大きさの信号パルス(持続時間の短い電気信号)が得られる。
執筆者:山下 幹雄
出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報
出典 株式会社平凡社百科事典マイペディアについて 情報
略称GM管.1908年,E. Rutherford(ラザフォード)とH. Geigerによって発明され,その後,1928年にGeigerとP.H. Müller(ミュラー)により改良を加えられたガス入り計数管.構造は,円筒形陰極の中心に陽極線を張りわたした同軸型と,この円筒の一方の端面を,雲母などの薄い膜で封じてβ線計数用とした端窓型がある.陽極には数千Vの高電圧をかけるので,入射放射線が封入気体を電離すると電子なだれが陽極線全体に広がり,ガス増倍度は 108 にも達する.また,一次イオン対の数に関係なく出力パルスは一定であり,しかも数Vになるので,エネルギー解析はできないが後続の電子回路は簡単なものでよい.電場勾配が大きいので,陽イオンと陰極壁の衝突により発生する電子がふたたび電子なだれを起こし,放電は持続する傾向にある.そのために,被電離気体中にアルコールなどの多原子分子を少量封入し,陰極壁における電子発生を抑制する.この形式のGM管を自己抑制型という.これに対し,電子回路により強制的に放電を停止させる形式を外部抑制型という.GM管の分解時間は約200 μs である.
出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報
出典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典について 情報
…このような電離箱は比例計数管と呼ばれる。さらに電圧を上げると初期のエネルギー損失に関係なく大量の二次電子が発生するようになるが,このような電離箱はガイガー=ミュラー計数管と呼ばれ,電離作用の弱いβ線などの検出に適している。【山本 祐靖】。…
※「ガイガーミュラー計数管」について言及している用語解説の一部を掲載しています。
出典|株式会社平凡社「世界大百科事典(旧版)」
10/29 小学館の図鑑NEO[新版]動物を追加
10/22 デジタル大辞泉を更新
10/22 デジタル大辞泉プラスを更新
10/1 共同通信ニュース用語解説を追加
9/20 日本大百科全書(ニッポニカ)を更新