LB2045の結果を考察する

今回の測定では、セシウム汚染の軽微な試料を使ったので、セシウムのピークの位置がよくわからない。そこで、より汚染が強いサンプルを測定した人の結果を借りて見ることにした。この方はLB2045で、市原市と船橋市の土壌を測定している。「セシウム３兄弟」の３つのピークが綺麗に見えている。千葉の湾岸エリアのセシウム汚染は、ガイガーカウンターで測ると、0.15-0.20μSv/h程度、つまり弱い汚染と出る。しかし、LB2045のスペクトルで見ると、信州佐久平と異なり、明らかな汚染があることがわかる。この方の写真をもとに、スペクトルを数値化し、エクセルで表示し直してみた。

その際、スペクトルに含まれていると思われる「バックグランドの寄与」を抜くために、佐久の松葉１０gをLB2045で測定した結果を利用した。まずは、その結果の写真を下に貼っておく。試料の量が少ないので、これはほとんどバックグランドの測定をしているものとみてよいだろう。実際、出て来たセシウムの放射能値も一桁になっている。カリウム４０のピークも見られない。

松葉（佐久平）を１０g測定した結果。

このスペクトルをバックグランドと見なし、土壌のスペクトルデータから抜きさることにする。カリウム４０のコンプトン散乱の寄与は引くことができないが、Cs-134の第二ピーク（800keV)より左にだらだら伸びる成分があれば、それをコンプトン散乱の寄与と想定することは可能だろう。

赤色：市原市、緑色：船橋市、水色：佐久平
横軸はエネルギーのチャンネル番号、縦軸はCPS。

まずは横軸の意味から。LB2045の液晶表示の解像度は、503keVから1025keVまで、６５ドットある。１ドットを１チャンネルと見なし、そこでのスペクトルの高さをドット単位で写真から読み取る。この場合、Cs-134の605keVのピークはチャンネル番号18に相当、796keVはチャンネル４２に相当、Cs-137の660kevのピークはチャンネル25に相当する。また、１チャンネル分のエネルギー幅は約８keVに相当する。

まず、ピークの位置がずれているか確認する。

                       　市原　　船橋

Cs-134(605)      20              21   

Cs-137(660)      27              27,28,29

Cs-134(796)      44              44

だいたい同じ場所にピークが出ていることがわかる。理想的には、ピークの位置は18, 25, 42に出るはずだから、どこもおおよそ２チャンネル分高めにずれている。これは16keVに相当する。

ベクミルの設定のROIに相当するのが、チャンネル１からチャンネル５０まで（450keV-850keV)。796keVの光電ピークはチャンネル３５付近で切れていて、そこより下の領域には、このガンマ線のコンプトン散乱の「丘」が広がっているはず。605keVと660keVの２瘤ピークの麓ががっしりしているように見えるのは、コンプトンの山が混じっているからだろう。同じように、605と660のコンプトン散乱の丘も低チャンネルのところに広がっているはずで、そのコンプトンエッジらしきものが、チャンネル７付近から下に見える。（そして、チャンネル１を越えて、負のチャンネルの領域まで広がっているように見える。）ただし、解像度が悪いせいで、コンプトンエッジがはっきり見えない。コンプトンの山の切れ目はよくわからないので、ROIを450keVで切っていいのかどうかは、はっきりしない。たぶん、光電ピークの値から、コンプトン散乱へ逃げてしまう光子の数が推測できて、その変換係数みたいなものが、LB2045には入っているのかもしれない。この点は確認したほうがいいだろう。

さて、佐久平の土壌データを、千葉の２つのデータと比べてみる。３つのピークははっきりしないが、なんとなく盛り上がっている位置が、セシウム三兄弟の場所に近いような気もしないでもない。ピークらしきものも見えるような気がするが、その位置はちょっとずれている感じがする。結論としては、LB2045で測れる限界以下だが、ゲルマニウムで測定したらピークが見えてくるかもしれない。佐久市の測定はゲルマでやったということだから、ピークを見て判断しているはずだ。軽微ではあるが、やはり佐久平の土壌にもセシウムはわずかながら存在していると考えるべきだろう。（ゲルマでもNDとなっている場所も３カ所ほどあるので、数ベクレル／kg程度から４０ベクレル／kg程度なのだろう。ただし、この汚染が福島原発事故によるものなのか、それともかつての原爆／水爆実験によるものなのか、それともチェルノブイリによるものなのかはわからない。それを確認するには、西日本や北海道各地の土壌のLB2045による測定データが必要だ。）