第１回A1課題演習レポート（１０月２１日締め切り）

今回は主にガンマー線計測方法についてです。

1. ガンマー線と物質の相互作用には主に、光電吸収、コンプトン散乱、電子対生成の3種類があります。それぞれの相互作用について説明して下さい。また、その結果を基に今回観測されたγ線のエネルギー分布の特徴を説明して下さい。

2. 5cm厚のNaIに対する137Csからのガンマー線の捕獲率（何％のガンマー線がNaIと反応するか）を見積もりなさい。また、光電吸収とコンプトン散乱の反応比率も見積もりなさい。あと、物質を5cm厚の鉛、または5cmのプラスチックに代えると捕獲率と光電吸収とコンプトン散乱の反応比率はどうなりますか？

3. ガンマー線のコンプトン散乱は検出器に特徴的なスペクトラム信号を残します。一般に言われるコンプトンエッヂについて説明して下さい。また60Coからの2種類のガンマー線が90度方向に散乱されたときにはそれぞれ何MeVのエネルギーが検出器で観測されますか？

4. 22Naから逆ベータ崩壊で陽電子が放出され、その陽電子電子対消滅で511keVのガンマー線がよく観測されます。陽電子が電子と対を組む際に、オルソ・パラ2種類のポジトロニウムが形成されます。それぞれ、オルソポジトロニウム、パラポジトロニウムの特徴（崩壊形式、寿命、等々）を説明して下さい。

5. NaIで137Csからのガンマー線のエネルギースペクトラムを観測した際、光電吸収のピークはデルタ関数ではなくその分布に幅があります。この幅はどのような要因で決まっているか考察して下さい。NaIの発光量、光電子増倍管の受光領域の大きさ、量子効率等も考慮して下さい。