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ガイガー・カウンターは意外と簡単に作れるらしい:「手作りセンサーで、放射線をキャッチしよう」(日本ガイシ:NGKサイエンスサイト、1999年2月号)

○ガイガー・カウンターは意外と簡単に作れるらしい:「手作りセンサーで、放射線をキャッチしよう」(日本ガイシ:NGKサイエンスサイト、1999年2月号)

 

ガイガー・カウンターが人気らしい

最近よく耳にするようになった「ガイガー・カウンター」。放射線量計測器のこと。さぞや高価な製品かと思いきや、数万円から手に入る。もっとも、ここ最近は価格が上昇中。amazon.co.jp でも、ロシヤのRADEX 社製品がいつのまにか倍に値上がりしている。ネットオークションでは、手もとに商品がない状態で空売りしている人もいるらしいので気をつけましょう。

秋月電子から「ポケットガイガーカウンターキット」や、このキットと「4・1/2桁周波数カウンタ・キット」をセットにした「デジタル放射能検出ガイガーカウンターキット」が発売されていたようだが、おそらく現在は入手不可能だろう。最近、秋月電子が保守用在庫のGM管を放出して、あっという間に完売したようだ。キットの回路図はサイトで公開されている。

ポケットガイガーカウンターキット(PDF:秋月電子通商 電子部品 ネット通販)
4・1/2桁周波数カウンタ・キット(PDF:秋月電子通商 電子部品 ネット通販)

その他にも自作している人がけっこういる。

ガイガーカウンタの部屋

意外と簡単につくれるらしい

私は、入手困難なものがあればなんでも一旦「作れんじゃないか?」と考えるタチなので、調べてみた。

放射線量を測定する特殊な計測器なので、さぞや複雑な機構のものかと思いきや、原理は非常にシンプルだった。

理科の実験として原理を知る上では、米村でんじろうプロデュースの下記サイトが最も解りやすいと思う。

1999年2月号/手作りセンサーで、放射線をキャッチしよう | NGKサイエンスサイト|日本ガイシ

NHK教育テレビの番組でも同じものが紹介されたことがあるようだ。もちろん、実用的なものではない:


「やってみようなんでも実験」(NHK教育テレビ、1996年?)
自作ガイガー・カウンターが上掲動画の2:30あたりから登場します。
 

「やってみようなんでも実験」(NHK教育テレビ、1996年?)
自作ガイガー・カウンターのつくり方を実演。

ガイガー・カウンターは基本的に、ガイガー-ミュラー菅(GM管)、電源、カウンターから成る。

日本ガイシのサイトでは、フィルム・ケースとライター・ガズを使った自作GM管、「電気コップ」、そしてなんとAMラジオをカウンターとして使用する。当「ラジオ批評ブログ」ごのみのネタ。

以下の内容は、極度に文系な私がネットで1時間ぐらい調べた程度のものなので、詳しく知りたい人はちゃんと勉強して下さい。あと、間違っているところがあったら忌憚なくご教示を。


Illustration by Theresa knott at en.wikipedia
ガイガー・カウンター概略図
 

ガイガー-ミュラー菅(GM管)

これが手に入るかどうかが決め手らしい。

ガイガー・カウンターのセンサー部。不活性ガスを満たした管に電極を取り付けたもの。通常は物質として安定している管内の不活性ガスの分子に放射線がぶつかった時に電子が飛び出し(電離、あるいはイオン化)、その際、回路に電流が流れる。

「ガイガー」も「ミュラー」も人名。1908年にハンス・ガイガー(Hans Geiger 1882-1945)が開発、1928年にヴァルター・ミュラー(Walther Müller 1905-1979)が改良した。

電離によって生じる現象を計測するという点では、2002年ノーベル物理学賞受賞者・小柴昌俊博士のスーパーカミオカンデも同じ。ただし、ガイガー・カウンターはGM管を用いて電離による電流を検知して放射線量を計測するのに対し、スーパーミオカンデは光電子倍増管を使って電離をきっかけに水槽内に発生するチェレンコフ光を検知してニュートリノなどの宇宙線を計測する。

やさしい研究紹介(スーパーカミオカンデ 公式ホームページ)
※上記ページの「どうやって調べるのか?」を参照。

日本ガイシのサイトでは、フィルム・ケースとライター・ガスを使って自作する。ということは、例えば、ペットボトルとパーティー・グッズのヘリウムとかでも作れるのだろうか?

仕組みを知った時点で、何らかのダイオードで代用が利くのではないかと思い至ったところ、フォトダイオードを使った放射線検出器を自作しているかたがいた:

PINフォトダイオードを使った放射線検出器(Satoshi's Home page)

電源

日本ガイシのサイトでは、「電気コップ」を電源として使っている。でんじろう先生が棒状の風船をウールで摩擦して起こした静電気を貯める例のヤツ。自分でラジオを作ったりする電子工作ずきな人にはお解りのように、「電気コップ」とは即ち、紙コップを使った手づくりコンデンサーのこと。

実用的な製品では500V以上の電源を使う。乾電池2本から昇圧トランスを用いて高圧電流を得るらしい。自作派の人のなかには「写ルンです」を分解してフラッシュのパーツを転用する人も多いようだけれど、感電して死ぬこともある。

カウンター

GM管内で電離作用が起きると回路に電流が流れる。このとき電流の流れた回数を放射線量としてカウントする。シーベルト、ベクレルなど並んで3月11日以降よく耳にするようになった「CPM」は、ガイガー・カウンターの1分あたりの検知回数を以って放射線量の単位としたもの(counts per minit)。

日本ガイシのサイトではAMラジオをカウンターとして使用している。チューニングの合ってないラジオを回路の近くに置き、ラジオから聴こえるノイズを放射線量としてカウントする。電離パルス発生時にAMラジオにノイズが入る。ラジオを聴きながら電化製品の電源を入れるとノイズが入ることがあるけれど、あれと同じ。この場合、回数を数えるのは自分。自分もカウンターの一部。

実用的な製品では、例えば、ブザー、メーター、発光ダイオード、デジタル・カウンター、それら幾つかの組み合わせが使われている。

万歩計をカウンターに転用する方法もあるようだ:

放射線の部屋(たまきちの物理 HomePage)

※当ブログのガイガー・カウンター関係エントリー:

真空管・蛍光灯を使った自作ガイガー・カウンター:理科凶室『図解 アリエナイ理科ノ実験室』(三才ブックス、2011年)

エステーが家庭用放射線測定器「エアカウンター」発売へ。希望小売価格:税込15,750円、2011年10月20日発売。

JAXAも家庭用ガイガーカウンター発売へ。8月末にも2万円で販売開始。

家庭でも手作りできる「ガイガーカウンター」の精度、『週刊新潮』2011年4月28日号

空気ガイガーカウンターキット(ビット・トレード・ワン)が人気だそうです。

iPhone/iPad/iPod touch専用ガイガー・カウンター「iGAMMA(アイガンマ)」(Redstar)、2011年8月26日発売。税込19,800円。


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コメント

旧帝大電子工学科卒の者ですが、ガイガー管自体はロシア製2千円弱で入手でき、原理的にはフィルムケースにライターガスを注入した安価なものと同じです。
ガイガー管にトランスか高周波パルスで高電圧をかけなければいけませんので感電に注意する必要はあります。
AMラジオでノイズを拾う原理がわかっていれば、数百円のいわゆるPICマイコンを使ってパルスの時間間隔を計算すれば、何万円もする市販のガイガーカウンタを買う必要はありません。
ちなみに酒酵母、ビール酵母を酒や酵母製剤で飲めば放射能の無毒化に役立つことはよく知られていることです。

投稿: | 2011年9月27日 (火) 15時03分

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