光を電子に変えて増やす。光電子増倍管で国試に問われる3つを、過去問で押さえる

光電面、ダイノード、陽極。光電子増倍管の部品の名前と役割が、選択肢で入れ替えられると迷う。そういう人は多いです。

でも大丈夫です。光を電子に変えて、増やして、電気にする。この順番に部品を並べれば、入れ替えはすぐに見抜けます。

この記事の答えは3つです。

1. シンチレータの光は弱すぎるので、電子に変えて増やして電気にする
2. 入り口の光電面で光を電子に変え、ダイノード（10段前後）で電圧で引っぱって増やす
3. 段ごとに同じ割合で増えるので、電気の大きさは光の量（置いたエネルギー）に比例したまま

1. 光は弱すぎる

X線や γ線が当たると光る結晶がシンチレータです。その光の量で、置いていったエネルギーを読みたい。でも光は弱すぎて、そのままでは電気で読めません。

だから、光をまず電子に変えて、その電子を何段も増やし、読める電気にする。これが光電子増倍管です。

2. 光電面とダイノード

入り口の膜では、光が膜の電子に全部渡して剥がします。この膜が光電面です。

剥がれた電子を電圧で引っぱって板にぶつけると、1個が数個をたたき出す。この板がダイノードで、10段前後並んでいます。電子はねずみ算でものすごい数になり、最後に陽極に集まります。

上の過去問の正解は「ダイノードは10〜15段で構成される」。「光電陽極で光電子に変換」「磁場で加速」は、それぞれ光電面・電場（電圧）が正しい形です。

3. 大きさはエネルギーに比例したまま

エネルギーの小さい γ線では光が少なく、電子も少ない。大きい γ線では光が多く、電子も多い。どちらも板ごとに同じ割合で増えるので、多かったほうがそのまま大きな電気になります。

だから1本ずつ電気の大きさを測って積んでいくと、同じエネルギーの γ線は同じ大きさに集まって山が立つ。山の位置で、来た γ線のエネルギーがわかります。

なお、Ge 半導体検出器は電荷を直接集めるので、光電子増倍管は使いません。第77回 午前 問70（高純度 Ge 半導体検出器の基本構成に含まれないもの）の正解は光電子増倍管です。

よくある取り違え

• 「光電子増倍管は電離箱と組み合わせる」：組み合わせるのはシンチレータです。
• 「ダイノード間は磁場で加速」：電場（電圧）で加速します。
• 「増やすとエネルギーの情報が消える」：段ごとに同じ割合で増えるので、比例したまま残ります。

今夜やること

寝る前に、何も見ずに「光電面で光→電子、ダイノードで増やす、陽極で集める」と言ってみてください。言えたら、上の過去問をもう一度だけ解く。言えなかったら、2章だけ読み直す。今日はそれでおしまいです。

光電面で起きている「全部渡して剥がす」は光電効果の記事にあります。