Development of high spatial resolution imaging optics to seal fluorescence of a scintillator

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12640
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• Principal Investigator: Kameshima Takashi 公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 主幹研究員 (50558046)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: X線 / 高感度 / 空間分解能 / 広視野 / 放射光 / 画像検出器 / シンチレーター

Outline of Final Research Achievements

Wide-field-of-view and high-spatial-resolution X-ray imaging detectors are required for high energy X-ray application. To use a scintillator for X-ray sensing is one of promissing imaging methods because the dense scintillator can effectively detect X-ray signals owing to its high X-ray stopping power. There are two methods: waveguide and lens for a scintillation image transfer. We have proposed a model to evaluate effective X-ray sensitivity in order to compare their methods quantitatively. The simulation result shows that the lens-image-tranfer method can obtain a high detective quantum efficiency of 54.1 percents in the condition of 200 keV X-ray and 100 micrometer resolution by optimizing the lens and scintillator parameters.

Free Research Field

X線画像検出器

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代の大型放射光施設では30 ~ 200 keV領域のX線強度が顕著に上昇するため、これを有効活用するために30 ~ 200 keV領域のX線に対して感度が高いX線画像検出器が求められている。また、医療・産業界においても100 ~ 200 keV領域のニーズが高く、同時にX線画像検出器の高精細化が求められている。これらの学術・社会的要請に対応すべく、本研究ではX線検出原理・現在利用できる技術をベースに、X線感度を最大とするX線画像検出器設計を考案した。学術的には高速現象または微弱信号の撮像、医療・産業用途では対象の被爆量を最小化出来る点で貢献する。