有機高分子フィルムを用いた積分型放射線量測定素子の開発研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04558031
• Research Institution: National Laboratory for High Energy Physics (KEK)
• Principal Investigator: 近藤 健次郎 高エネルギー物理学研究所, 放射線安全管理センター, 教授 (20004434)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三浦 太一 高エネルギー物理学研究所, 放射線安全管理センター, 助手 (80209717) ; 沼尻 正晴 高エネルギー物理学研究所, 放射線安全管理センター, 助手 (20189385) ; 沖 雄一 高エネルギー物理学研究所, 放射線安全管理センター, 助手 (40204094) ; 鈴木 健訓 高エネルギー物理学研究所, 放射線安全管理センター, 助教授 (40162961)
• Keywords: 線量測定 / ポリアニリン / 固体線量計 / gamma線照射 / 導電性高分子 / ドーピング / 電子線照射

Research Abstract

本研究では、有機高分子フィルムを用いた新しい積分型放射線量測定素子の開発を目指し、導電性高分子フィルムを用いた新しい線量測定素子を調製して照射実験を行い、特性等を研究してきた。
以下に素子の原理ならびに成果の一部を述べる。この素子は、放射線照射によってドーパントを放出する化合物(ドーパント源)と、ポリアニリンフィルムとをパイレックス管等に封入したものである。導電性高分子として知られるポリアニリンはそれ自身は絶縁体であるが、ドーピングによって導体の領域まで電導度を飛躍的に増加させることができ、その増加は〜10^<10>倍に及ぶ。この素子は放射線照射により発生したドーパントがポリアニリンにドープされ、その電導度が増加することを利用して、放射線量を電導度の変化として読みとるものである。
ポリアニリンの電導度変化は、基本的には発生するドーパントの量の関数、すなわちドーパント源のG値、ならびに照射線量との関数になると考えられる。したがってドーパント源をうまく選択することによって、種々の線量域で使用可能な素子を調製できる可能性がある。我々は種々のハロゲン元素を含むドーパント源を用いて照射実験を行い、ポリ塩化ビニル(PVC)、臭素化エポキシ樹脂、ベンゼンヘキサクロリド、SF_6などをドーパント源とすると、ポリアニリンの電導度は大きな増加を示すことを確認した。特にポリアニリン-PVC粉末系では電導度変化が良い線量依存性(10〜10^5Gy)を示した。この系において、ドーパントの同定、G値の測定、ポリアニリン表面にドープされた塩素の定量等を行い、放射線誘起ドーピングが線量に比例して定量的に進行し、放射線測定に極めて有効であることを確かめた。なお、本年度の成果の一部は国際学会等(Int.Sym.on Polymers for Microelectronics,PME'93平成5年11月、他)で発表した。