2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18K14135
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山路 晃広 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20779722)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有機結晶 / 中性子 / シンチレータ / 結晶成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中性子検出器用シンチレータとして、有機結晶の研究開発を行った。将来の中性子利用において、数ナノ秒以下の速い蛍光寿命が求められている。有機結晶では、数ナノ秒以下の蛍光寿命を有するものがあり、高速応答が実現可能である。また、中性子の反応断面積が大きい水素を多く含むため、中性子の検出効率が高く、高速中性子でも検出可能かつ潮解性がないという特徴を有する。一方、既存の有機シンチレータは低融点で温度上昇による劣化が起こりうる。そこで既存の有機シンチレータより高融点で、高速応答・高発光量な有機結晶の開発を行った。
本年度は昨年度に引き続き、発光を司るπ結合を含むものを中性子シンチレータ候補材料として結晶育成・評価した。特に昨年度の育成で有望な特性を示したCarbazoleの一部置換分子やBis－MSB等の結晶育成を行った。これらの結晶を用いて、150℃までの温度特性を測定し、高温環境でも発光特性の劣化が少ないものを見出した。また、検出器応用に向けて、昨年度2インチ径育成に成功したp-terphenyl結晶からアレイを作成し、こちらに中性子線源から高速中性子を照射し、撮像に成功した。更に、α線、γ線に対するシンチレーション減衰曲線から、粒子波形弁別を試みこちらも成功した。
有機物結晶の発光原理であるπ結合のまわりの電場構造（配位子場）の変化と発光波長・蛍光寿命などの関連を系統的に調べるため、育成結晶を用いて、発光量とπ電子密度の関係やα線、γ線に対する発光量とπ電子密度との関係を調べたところ、それぞれ強い相関を示した。
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[Presentation] Growth of heterocyclic compounds crystal and its scintillation property for neutron detection2019
Author(s)
Akihiro Yamaji, Shinnosuke Yamato, Shunsuke Kurosawa, Masao Yoshino, Kei Kamada,, Yuui Yokota, Hiroki Sato,, Yuji Ohashi, Akira Yoshikawa
Organizer
15th International conference on Scintillating Materials and their Applications (SCINT2019)
Int'l Joint Research
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