Development of Ternary Fluoride Transparent Ceramic Scintillators

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15026
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Kato Takumi 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60867836)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 透明セラミックス / シンチレータ / ドシメータ / フッ化物 / 放射線検出

Outline of Final Research Achievements

We tried to synthesize fluoride transparent ceramics such as LiBaF3 and NaMgF3 as new candidate materials for scintillators used in radiation detectors. We could not obtain LiBaF3ceramics with a high transparency, and no full energy absorption peak was clearly observed due to low transparency and strong afterglow. It was difficult to apply the samples to radiation measurements. On the other hand, NaMgF3 ceramics showed transmittance of ~40% at 500 nm, and full energy absorption peak was successfully observed in Eu-doped NaMgF3 ceramics.

Free Research Field

材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで新規シンチレータ材料の開発として、(1) 単結晶における新規化学組成の探索、(2) 透明セラミックスにおけるガーネット材料の小改良が主流であった。本研究では、材料形態に透明セラミックスを用いつつも、ガーネット材料以外の化学組成として三元系フッ化物シンチレータを開発した。結果としてそれらがシンチレータとして応用できることを実証し、透明セラミックスのシンチレータとしての可能性を拡張したと言える。