2019 Fiscal Year Annual Research Report
Control on the response of radiation-induced phosphors for heavy charged particles
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18H01911
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
浅井 圭介 東北大学, 工学研究科, 教授 (60231859)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越水 正典 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40374962)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 重粒子線 / 励起状態間相互作用 / 線エネルギー付与 / 輝尽蛍光 / 熱蛍光 / シンチレータ / ラジオフォトルミネッセンス / 線量計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線誘起蛍光体としてのシンチレータおよび輝尽・熱蛍光体について、重粒子線照射に対する応答性の制御技術を確立することを目的とする。重粒子線による照射効果を論じる上でキーパラメータとなるLET（単位飛跡長さあたりの付与エネルギー）に着目し、異なるLETの放射線を照射した場合の発光挙動を観測し、LETに依存した発光挙動の基礎過程を分光学的に解明する。
今年度は、昨年度に引き続き、シンチレータおよび蓄積型蛍光体を対象とし、そのLET効果について解析を行った。シンチレータについては、パルスイオンビームを励起源としたシンチレーション時間プロファイルの測定により得られる結果を基に解析を進めた。いくつかのホウ素系シンチレータについて、その立ち上がりにおけるLETの効果を見出した。これは、これまでに観測してきた、立ち上がりの遅いシンチレータにおける特有のLET効果であり、現在まで調査したところでは例外はない。励起状態間相互作用の基礎過程の観点からは、この立ち上がりにおけるLET効果は、ホストから発光中心サイトへのエネルギー移動と、
ホストにおける励起状態間相互作用による消光の競争によるものとして理解される。一方で、ホウ素やリチウムと中性子との核反応に基づく中性子計測用シンチレータにおいては、核反応により生じる生成物のLETが比較的高いことから、低LETのガンマ線との弁別を行うためには、両者の検出イベントにおける信号波形、すなわちシンチレーション時間プロファイルが異なることが必要である。本研究の知見からは、ホウ素やリチウムを主成分として含有し、立ち上がりの遅いシンチレータであれば、波形弁別に基づき、中性子とガンマ線の検出イベントを区別可能なシンチレータとなることが強く示唆された。
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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
特にシンチレータにおいて、異なる線エネルギー付与の放射線に対する応答特性として、シンチレーション時間プロファイルにおける立ち上がりがカギとなることが明確化されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
シンチレータにおけるLET効果の制御については、その中性子検出用の応用も含め、めどが立ったといえる。今後は、蓄積型蛍光体におけるLET制御術について注力する。
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[Journal Article] "Thermoluminescence properties of Dy3+-doped CaO-Al2O3-B2O3 glasses for neutron detection"2020
Author(s)
Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Yusuke Koba, Ryo Ogawara, Mitsuru Suda, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai,
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Journal Title
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
Volume: 468
Pages: 18
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] " LET-dependent thermoluminescence of Y3Al5O12:Ce "2019
Author(s)
Masanori Koshimizu, Go Okada, Yuho Hirata, Daisuke Nakauchi, Takumi Kato, Noriaki Kawaguchi, Kenichi Watanabe, Yusuke Koba, Yutaka Fujimoto, Takayuki Yanagida,Keisuke Asai,
Organizer
The 19th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD19)
Int'l Joint Research
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