2023 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ共晶体構造を応用した量子線弁別型超高解像度イメージング装置の開発
Project/Area Number |
19H00672
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
鎌田 圭 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60639649)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 誠一 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 上級研究員(研究院教授) (00290768)
島添 健次 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70589340)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | シンチレータ / 放射線検出器 / 共晶体 / 光導波 |
Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、共晶体に対し、シンチレータ材料の選択制、構造の均質化、大口径化の容易性の点で優位性を有する、新しい構造化シンチレータを開発した。量産性も高く、産業化も容易と考えられる。さらに、平行度の高いX線などのビームラインを活用した、イメージング試験を実施した。また、高分解能放射線イメージング検出器を開発し、放射線の一種であるアルファ線の飛跡を短時間間隔のリアルタイム画像として可視化できることを実証した。 今年度は、Tl添加Cs3Cu2I5、Tl添加CsI、Eu添加SrI2、CeBr3といった発光量と蛍光寿命に優れたハロゲン化物シンチレータをコアとした、バンドル光ファイバー型の光導波シンチレータの開発を実施した。量産に対応する大口径な加熱、延伸装置を用いた、光導波シンチレータのコア径の最小化とシンチレータプレートのタイリングも含めた大口径化の検討を実施した。製造プロセスを確立すべく、数百μm径の光導波シンチレータファイバー単線の連続52m長での作製を実施し、数万本のファイバー単線を束ね、再度加熱延伸を行うことで、コア径を7-35μm の範囲で制御したOCS プレートの試作に成功した。湿度~3 %のドライルーム内での、ドライオイルを使用したワイヤーソー切断を行うことで、シンチレータプレート状への加工が可能であることを確認した。得られたプレートをタイリングすることで25㎜角のシンチレータプレートの試作まで達成できた。昨年度までに開発したイメージング装置にプレートを組み込み、イメージング試験を実施し、コア径に相当する光導波性能を実証した。さらに、各種シンチレータプレートを用いた、イメージング装置の試作も進め、γ線、X線、ポジトロンを同時に撮像するシステムや、CMOS 画像にビニング技術を実装したα線などの粒子線用の飛跡検出システムの試作も実施した。
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Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(89 results)
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[Journal Article] First Study of the PIKACHU Project: Development and Evaluation of High-Purity Gd3Ga3Al2O12:Ce Crystals for 160Gd Double Beta Decay Searc2024
Author(s)
Takumi Omori, Takashi Iida, Azusa Gando, Keishi Hosokawa, Kei Kamada, Keita Mizukoshi, Yasuhiro Shoji, Masao Yoshino, Ken-Ichi Fushimi, Hisanori Suzuki, Kotaro Takahashi
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Journal Title
arXiv:2402.06830v1 [physics.ins-det] 9 Feb 2024
Volume: 9
Pages: 1-19
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Relationship of Single Crystal Growth and Luminescence Properties of Cr-dopedGadolinium Gallium Garnet Crystals for Radiation Dose-Rate Monitoring Systems2023
Author(s)
Daisuke. Matsukura, Shunsuke. Kurosawa, Akihiro. Yamaji, Yuji. Ohashi,Yuui. Yokota, Kei. Kamada, Hiroki. Sato, Satoshi. Toyoda, Masao. Yoshino, Takashi. Hanada, Rikito. Murakami, Takahiko. Horiai, Akira. Yoshikawa
Organizer
The International Conference on Crystal Growth and Epitaxy-ICCGE-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Oxide Crystal growth from Cold Crucible;Ce doped Gd 3 (Al,Ga) 5 O 12 and β-Ga 2 O 3 as examples2023
Author(s)
Akira Yoshikawa, Isao Takahash, Vladimir Kochurikhin, Taketoshi Tomida, Takahiko Horiai, Masao Yoshino, Rikito Murakami, Yasuhiro Shoji, Kei Kamada, Koichi Kakimoto
Organizer
The International Conference on Crystal Growth and Epitaxy-ICCGE-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Investigation of the phase diagram of the CsI-LiBr system and fabrication of the eutectic scintillator for thermal neutron detection2023
Author(s)
Rei Sasaki, Kei Kamada, Masao Yoshino, Kyoung Jin Kim, Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Akihiro Yamaji, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Hiroki Sato, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Akira Yoshikawa
Organizer
The International Conference on Crystal Growth and Epitaxy-ICCGE-20
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[Presentation] Composition Dependence of Resistivity of Ru-Mo-W ternary system and single crystal wire growth by the dewetting micro-pulling-down method2023
Author(s)
Kotaro Yonemura, Rikito Murakami, Shiika Itoi, Kei Kamada, Takahiko Horiai, Takashi Hanada, Akihiro Yamaji, Masao Yoshino, Hiroki Sato, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, and Akira Yoshikawa
Organizer
Development of Materials Science in Research and Education
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal Growth and Optical Properties of Ce-doped (Y, Tb)3Al2Ga3O12 and (Gd, Tb)3Al2Ga3O12 Scintillators2023
Author(s)
Kazuya Omuro, Masao Yoshino, Kei Kamada, Kyoung Jin Kim, Takahiko Horiai, Rikito Murakami, Akihiro Yamaji, Takashi Hanada, Yuui Yokota, Shunsuke Kurosawa, Yuji Ohashi, Hiroki Sato, and Akira Yoshikawa
Organizer
Development of Materials Science in Research and Education
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal growth of Eu-doped (Y, Lu)ScO3 by micro-pulling-down method using W crucible2023
Author(s)
Yuka Abe, Takahiko Horiai, Yuui Yokota, Masao Yoshino, Rikito Murakami, Takashi Hanada, Akihiro Yamaji, Hiroki Sato, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, and Akira Yoshikawa
Organizer
Development of Materials Science in Research and Education
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of Red-Light Oxide-Scintillators and Evaluation of the Dose Rate Monitoring System for the Decommissioning2023
Author(s)
D. Matsukura, S. Kurosawa, A. Yamaji, Y. Ohashi, Y. Yokota, K. Kamada, H. Sato, M. Yoshino, T. Hanada, R. Murakami, T. Horiai, A. Yoshikawa, H. Tanaka, T. Takata
Organizer
2023 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of the 4th Whole Gamma Imaging Prototype for 89Zr Mouse Imaging Demonstration2023
Author(s)
G. Akamatsu, E. Yoshida, S. Ito, H. Tashima, H. G. Kang, S. Takyu, F. Nishikido, F. Obata, M. Kiyokawa, H. Wakizaka, K.J. Kim, K. Kamada, A. Yoshikawa, M. Takahashi, T. Yamaya
Organizer
2023 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of a GAGG prompt gamma camera and simultaneous imaging with prompt X-rays during irradiation by proton beams at clinical dose level2023
Author(s)
S. Yamamoto, T. Yamashita, Y. Kobashi, T. Yabe, K. Nakanishi, T. Akagi, M. Yamaguchi, N. Kawachi, K. Kamada, A. Yoshikawa, J. Kataoka
Organizer
2023 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Fabrication and evaluation of LiCl/Rb2CeCl5 scintillator for thermal neutron detection2023
Author(s)
Rei Sasaki, Kei Kamada, Ryuga Yajima, Kyoung Jin Kim, Naoko Kutsuzawa, Masao Yoshino Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Akihiro Yamaji, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Hiroki Sato, Satoshi Toyoda, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Vladimir. V. Kochurikhin and Akira Yoshikawa
Organizer
DSEC VII ; Directionally Solidified Eutectics Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Growth and scintillation properties of LaCl3/6LiCl /SrCl2 ternary eutectic for thermal neutron detection2023
Author(s)
Rei Sasaki, Kei Kamada, Ryuga Yajima, Kyoung Jin Kim, Naoko Kutsuzawa, Masao Yoshino Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Akihiro Yamaji, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Hiroki Sato, Satoshi Toyoda, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Vladimir. V. Kochurikhin and Akira Yoshikawa
Organizer
9th International Symposium on Optical Materials (IS-OM'9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Demonstration of Dose Rate Monitoring System with Garnet-Type Scintillators2023
Author(s)
Daisuke Matsukura, Masao Yoshino Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Akihiro Yamaji, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Hiroki Sato, Satoshi Toyoda, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Kei Kamada and Akira Yoshikawa
Organizer
9th International Symposium on Optical Materials (IS-OM'9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal Growth and Optical Properties of Ce-doped (Gd, Y, Tb)3Ga3Al2O12 Scintillators for X-ray Imaging,2023
Author(s)
Kazuya Omuro, Kyoung Jin Kim, Masao Yoshino Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Akihiro Yamaji, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Hiroki Sato, Satoshi Toyoda, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Kei Kamada and Akira Yoshikawa
Organizer
9th International Symposium on Optical Materials (IS-OM'9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Optical and Scintillation Properties of Pr3+ -Doped (La, Y)2Si2O7 Single Crystals2023
Author(s)
Yuka Abe, Masao Yoshino Rikito Murakami, Takahiko Horiai, Akihiro Yamaji, Shunsuke Kurosawa, Yuui Yokota, Hiroki Sato, Satoshi Toyoda, Yuji Ohashi, Takashi Hanada, Kei Kamada and Akira Yoshikawa
Organizer
9th International Symposium on Optical Materials (IS-OM'9)
Int'l Joint Research
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