近赤外光が卓越する高エネルギー分解能シンチレータの創成
| Project/Area Number |
23K25126
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| Project/Area Number (Other) |
22H03872 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中内 大介 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特任准教授 (00870049)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| Keywords | シンチレータ / 近赤外 / 単結晶 / 蛍光体 / 結晶育成 / ラジオルミネセンス / γ線 / 放射線計測 |
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| Outline of Research at the Start |
現在、X線CTやPETなどの医療診断装置ならびに空港の手荷物検査装置にはシンチレータと呼ばれる放射線照射により発光する蛍光体が用いられる。これまで製品化されたシンチレータは一般的な光電子増倍管の感度波長に適合する近紫外・青色領域で発光するものを中心に開発されてきたが、近赤外領域で発光する材料に着目して高いエネルギー分解能を有する検出器開発を行うことを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
シンチレータは放射線照射時に数eV程度の光子を放出する蛍光材料であり、医療診断装置やセキュリティ装置をはじめ、資源探査、環境調査、宇宙物理などの幅広い用途に利用されている。近年、検出器としての性能を従来よりも飛躍的に向上させるため、エネルギー分解能に焦点をあてた検討が行われており、赤色・近赤外領域で発光を示すシンチレータの研究が着目されつつある。本研究では発光中心として希土類二価に着目して赤色・近赤外領域にて発光する蛍光材料の開発を行い、Si-APDと組み合わせることで優れた検出器開発を行う。希土類二価を添加した様々なハロゲン化物単結晶を垂直ブリッジマン法を用いて作製し、そのフォトルミネセンス・ラジオルミネセンス・エネルギー応答特性を調査した。ほとんどの作製したサンプルはX線照射により700-900 nmにて発光しており、目的とする波長において発行が得られていることを確認した。γ線照射中のパルス波高分布スペクトルから得られたサンプルがγ線計測可能であることを確認し、既存材料に匹敵する良好な発光量が得られていることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
検討する物質として、初年度と次年度では 比較的単純な物質系である二元系ハロゲン化物を、研究開発の後半ではこれらを組み合わせた三元系ハロゲン化物を試行する予定であった。1-2年目は単純な二元系材料を随時検討する予定であったが、既に二元系材料については合成検討がほぼ完了しており三元系材料も一部着手を始めている。添加剤の検討については完了していないので2年目から着手していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通り研究が進んでいるため、研究計画に従って今後も検討を進めていく。既に検討対象である結晶サンプル自体は合成に成功しているが、結晶性の向上や添加剤の価数変化が現状うまく制御できていないため、2年目は酸化・還元などの合成条件を中心に進め、目的とする価数への制御を行っていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(17 results)
