2019 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of organic-inorganic hybrid materials for radiation detection based on the control of higher order structure
Project/Area Number |
18H03890
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
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 – 2022-03-31
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Keywords | シンチレータ / 有機無機ハイブリッド / ナノ粒子 / ラジオクロミズム / フォトクロミズム / 線量計 |
Outline of Annual Research Achievements |
今年度には、二つのアプローチでの材料開発を進めた。 一つは、有機無機ハイブリッドシンチレータの開発である。無機重元素化合物を添加したプラスチックシンチレータでは、当初予期していたことではあるが、添加に伴う消光が顕著であり、アプローチとしては不適切であることがわかった。一方で、無機ナノ粒子を添加したプラスチックシンチレータでは、昨年度と同様、二つの手法で材料開発を進めた。一つの手法では、酸化物ナノ粒子を溶液中で合成し、その後に(あるいは合成中に)ナノ粒子表面に有機分子を修飾した。最終的にはポリマーに分散させて材料を合成した。もう一つの手法では、ゾルゲル法という溶液法を用いた合成を進めた。開発した材料双方とも、発光収率および検出効率で、市販の高エネルギー光子検出用プラスチックシンチレータの1.5倍以上もの高い値を達成することができた。特に、ナノ粒子を添加する側のアプローチでは、このような優れた性能は、ポリマーと添加する有機蛍光体分子の組み合わせの選択により得られたものであり、濃度などの最適化によるさらなる高性能化の余地がある。 一方で、有機系の放射線計測材料としては、ラジオクロミック材料について多くの成果が得られた。特に、フォトクロミズムを呈する分子についての利用における高感度化と、熱可塑型プリンタとの組み合わせによる形状制御性の付与についての研究が進展した。さらに、ホウ素やリチウムの添加による中性子感度の付与について、その端緒が得られた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
有機無機ハイブリッドシンチレータでは、発光収率および検出効率で、市販の高エネルギー光子検出用プラスチックシンチレータの1.5倍以上もの高い値を達成することができたため。
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Strategy for Future Research Activity |
今年度には、有機無機ハイブリッドシンチレータの合成条件の最適化によるさらなる高性能の達成と大型化、および有機系線量計材料における中性子感度の付与を主に進める。
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Research Products
(156 results)
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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] 「Development of a Bi-doped PVK-based plastic scintillator and evaluation of high-energy X-ray detection characteristics」2020
Author(s)
間木ありさ, 加賀美佳, 越水正典, 横哲, 成基明, 笘居高明, 阿尻雅文, 藤本裕, 岸本俊二,春木理恵, 錦戸文彦, 浅井圭介、
Organizer
第10回日本セラミックス協会MFD研究会
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[Presentation] "Luminescence properties of organicinorganic layered perovskite-type compounds under UV and X-ray irradiation"2019
Author(s)
N.Kawano, M.Koshimizu, A.Horiai, F.Nishikido, R.Haruki, S.Kishimoto, K.Shibuya, Y.Fujimoto, T.Yanagida, K.Asai,
Organizer
The 2nd Global Forum on Advanced Materials and Technologies for Sustainable Development (GFMAT-2)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] " X-ray-, heavy-particle-, or neutron-induced thermoluminescence of Tb3+- or Dy3+-doped CaO-Al2O3-B2O3-based glasses "2019
Author(s)
Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada,Yusuke Koba, Ryo Ogawara, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai,
Organizer
The 19th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD19)
Int'l Joint Research
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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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[Presentation] " The Thermoluminescence Efficiency and the Glow Curves of Cr-doped Al2O3 Ceramic TLD in Wide range Linear Energy Transfer "2019
Author(s)
Risa Shimomura, Yusuke Koba, Weishan Chang, Masanori Koshimizu, Yutaka Fujimoto,Hiroki Kawamoto, Daiki Maruyama, Kazuki Matsumoto, Hiroaki Ushiba,Takayuki Andoh, Kiyomitsu Shinsho,
Organizer
The 19th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD19)
Int'l Joint Research
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[Presentation] " Neutron-induced thermoluminescence of Tb3+- and Dy3+-doped CaO?Al2O3?B2O3-based glasses "2019
Author(s)
KAWAMURA, Ichiro; KAWAMOTO, Hiroki; FUJIMOTO, Yutaka; KOSHIMIZU, Masanori; OKADA, Go; KOBA, Yusuke; OGAWARA, Ryo; SUDA, Mitsuru; YANAGIDA, Takayuki; ASAI, Keisuke,
Organizer
The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
Int'l Joint Research
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[Presentation] " Neutron-induced thermoluminescence of Ce3+-doped CaO?Al2O3?B2O3-based glasses "2019
Author(s)
KAWAMURA, Ichiro; KAWAMOTO, Hiroki; FUJIMOTO, Yutaka; KOSHIMIZU, Masanori; OKADA, Go; KOBA, Yusuke; OGAWARA, Ryo; SUDA, Mitsuru; YANAGIDA, Takayuki; ASAI, Keisuke,
Organizer
The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
Int'l Joint Research
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[Presentation] " Synthesis of Bi2O3 nanoparticles using various organic modifiers and application to plastic scintillators for X-ray detection "2019
Author(s)
MAGI, Arisa; KAGAMI, Kei; KOSHIMIZU, Masanori; YOKO, Akira; SEONG, Gimyeong; TOMAI, Takaaki; ADSCHIRI, Tadafumi; FUJIMOTO, Yutaka; KISHIMOTO, Shunji; HARUKI, Rie; NISHIKIDO, Fumihiko; ASAI, Keisuke,
Organizer
The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
Int'l Joint Research
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