シンチレーション検出器は、シンチレータと光電子増倍管を組み合わせた構造を持 っています。 固体結晶のシンチレータとしてよく用いられる 物質にヨウ化ナトリウム結晶があります。シンチレータにX線が入射す ると、その内部で吸収され、代わりにX線のエネルギーに比例した数の光子(可視 光及び紫外線) を出します。 ヨウ化ナトリウム結晶は吸湿性があるので 空気にふれないように密封して使用しなければならないことと、 出来るだけ窓をX線が透過するようにしなければならないことから、 非常に薄くした(約100ミクロン)、 原子番号の小さい金属(ベリリウムやアルミニウム等)が X線を入射させる窓に用いられています。

次に、光電子増倍管は大きく分けて、光を電子に変える光電面と、その電子を増幅す る電子増倍部という２つの部分から成っています。光電面はアルカリ金属が主成分で ガラス等でできた光の入射窓の内側に付けられています。また、電子増倍部にはダイ ノードと呼ばれる10段程の電極があり、ここに約1000[V]の高電圧をかけることで 電場をつくり電子を増幅します。

シンチレータによってX線光子から変換された可視光及び紫外線の光子は 、光電子増倍管の光電面に導 かれます。光電面に光があたると増倍管の内部に電子を放出します。その電子は増倍 管内部に生じている電場に引かれて電子増倍部に進み、増幅段によって繰り返し増幅 されることで、電子はおよそ数百万個程度に増幅されます。増幅されたたくさんの電 子は１つの電気信号となって出力されることになります。
シンチレーション検出器も他の多くの検出器同様、出力される電気信号は、始めに入 射してきたX線の持つエネルギーに比例しているため、X線のエネルギーを測定するこ とが可能となります。

ここではシンチレーション検出器の基本について解説したが、 我々はそれを更に応用した 位置検出型シンチレーション検出器 (文責 浜田) を開発している。