1996 Fiscal Year Annual Research Report
放射線検出用ビスマス系シンチレータ結晶の育成と評価
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07650791
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| Research Institution | Shonan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石井 満 湘南工科大学, 工学部, 教授 (80212827)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 正明 高エネルギー物理学研究所, 物理系, 助教授 (40013388)
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| Keywords | ビスマスシリケート / ブリッジマン法 / 結晶育成 / 光透過率 / シンチレータ特性 |
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| Research Abstract |
1.BSO(Bi_4Si_3O_<12>)単結晶の育成技術の確立
引きつずいてBSO結晶の成長機構について研究を行った。その結果、ブリッジマン法によるこの系の結晶成長では、偏析相の抑制のためにチャヤージ用原料の作成が重要であることを明らかにした。さらに結晶成長中のるつぼの温度を測定してブリッジマン法による大型結晶育成の基礎資料を得た。
2.大型BSO結晶の試作
これまでの研究結果を基礎にして、高エネルギー粒子検出のための大型結晶(¢35x200mmL)を育成し、合計3本のシンチレータを試作した。採取したシンチレータは断面が23及び26mmの4角及び8角形、長さは190mmであり、蛍光出力の均一性は【.+-。】2.6%であった。得られた均一性は、このBSOが原子核実験におけるγ線の検出器として実用できると結論され、素粒子実験の研究者とともにさらに実用的なシンチレータの試作へと発展している。
3.Ce添加BSO結晶の育成と評価
Ceを添加したBSOの結晶育成に関連して偏析係数を求め、その値をほぼ1と決定した。つずいてこれまで育成したBSO:Ceについて^<60>Coγに対する耐放射線性の測定実験を行った。10^3、10^4、10^5、10^6および10^7radまでのγ線の照射によると、無添加のBSOは10^5rad以上では40nmにおいて約5%/cmの透過率の減少があったが、0.2%Ceの添加によるとほとんど影響を受けないことが明らかになり、今後実用的見地から応用できることが明らかになった。
4.BSO:Pr結晶の評価
Pr添加BSOについては、Bi^<3+>に対して0.2at%のPr^<3+>を添加した結晶を育成した。この系の光吸収は470および600nmにあり、他方、発光ピークは480と600nmにある。前者はBi^<3+>により、後者はPr^<3+>による発光と思われるが、後者の発光は小さい。以上の結果から、Pr添加による新しいシンチレータの可能性はないと結論した。
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[Publications] M.Kobayashi et al.: "Bismuth Silicate Bi_4Si_3O_<12>,A Faster Scintillatex thau Bismuth Geomanate Bi_4Ge_3O_<12>." Mucle Instr.and Meth.A372. 45-50 (1996)
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[Publications] M.Ishii et al.: "Mechanical Properties of PbWO_4 Scintillating Crystals." Nucl.Instr.and Meth.A376. 203-207 (1996)
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[Publications] M.Kobayashi et al.: "Scintillation and Phashorescence of PbWO_4 Crystal" Nucl.Instr.and Meth.A373. 333-346 (1996)
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[Publications] M.Nikl et al.: "Radiation Induced Formation of Color Centers in PbWO_4 Single Crystals" J.Appl.Physics.(in press).
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[Publications] M.Kobayashi et al.: "Improvenent in Transmittance and Decay Time of PbWO_4 Scintillating Crystals by La-doping" Nucl.Instr.and Meth.(in press).
