2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the complementary relationship of scintillators and dosimeter materials
| Project/Area Number |
17H01375
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
柳田 健之 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20517669)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | シンチレータ / ドシメータ / 熱蛍光 / 輝尽蛍光 / RPL |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、蛍光体を用いた放射線計測を行うという目的が同じでありながら、異なる分野として発展してきたシンチレータ、および蛍光体型ドシメータの実験的な統合モデルを描く事である。このような目的を達成する為、材料系としてはバルク単結晶、透明/不透明セラミックス、ガラスを選択し、何らかのホストに0.1~10%程度の発光中心元素を添加した物質を合成し、そのシンチレーションおよびドシメータ特性を評価した。
例えば本年度の成果として、無添加および Tl 添加 CsBr 透明セラミックスおよび単結晶の検討を行った。これらにおいては共に、シンチレーション特性とドシメータ特性の反相関性を確認できた。総じて様々な物質系において、透明セラミックスはドシメータ特性が高く、一方で単結晶はシンチレーション特性が高いという結果が得られた。これは透明セラミックスは多くの場合、還元雰囲気で合成を行うために陰イオン欠陥が形成されやすく、それらがドシメータで必須となる捕獲中心となる事で、ドシメータ特性を高め、一方でキャリアが発光中心まで輸送される確率が減少する為に、シンチレーション特性は相対的に低くなるものと理解される。
これらに加え、本年度からは研究協力者らのグループと協力し、シンチレーション、ドシメータ用の遅発蛍光と、光音響信号強度の相関関係を調べ始めた。光音響信号は主に熱として消費されるエネルギーに比例する事が知られており、発光に寄与しない分のエネルギーが熱に変換されているという事を、定性的に実験で検証した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究を進めるうえでの作業仮説は、二次電子 (デルタ線、もしくは半導体分野におけるキャリア) の、発光中心と捕獲中心への分岐比がシンチレータもしくはドシメータとしての性能を規程するというものである。従来は希土類発光中心を有するセラミックスと単結晶にという、秩序構造を有する物質系においてのみこの仮説を検証してきたが、昨年度は短距離秩序構造を有しないアモルファス (ガラス) においても同様の傾向 (シンチレーションとドシメータ用蓄積蛍光) の反相関性を確認する事が出来た。本年度はさらにこの研究を進めると共に、光音響 (熱) エネルギーとの相関性に関しても知見を得ることが出来た。
|
| Strategy for Future Research Activity |
より多様な物質、すなわち様々なナノ・ミクロスケールの秩序・ランダム構造におけるシンチレーションおよびドシメータ特性を観測し、どういった場合が反相関性が成立し、どのような場合は成立しない (すなわち多くの吸収した放射線エネルギーが熱失活する) かを明らかにする。さらに研究協力者らとの共同研究を通じて、逐次過程におけるダイナミクスや、光音響を用いた熱失活の定性的な評価を行っていきたい。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Samarium-based Radio-photoluminescence Materials and Applications for Microbeam Radiation Therapy2018
Author(s)
G. Okada, J. Ueda, S. Tanabe, F. Chicilo, G. Belev, C. Koughia, T. Wysokinski, D. Chapman, T. Yanagida, A. Edgar, S. Kasap
Organizer
ICOOPMA 2018
Int'l Joint Research / Invited
-
-
-
-
-
-
-
