Elucidation of the mechanism of radiation-induced luminescence using electron behavior analysis and experimental validation

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22340
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Hirata Yuho 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 博士研究員 (30881057)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 放射線誘起蛍光体 / モンテカルロ計算 / シンチレーション検出器 / マイクロドジメトリー / 重粒子線

Outline of Final Research Achievements

Radiation-induced luminescence is used for radiation detection in various situations. However, the luminescence detectors show some problems. For example, the luminescence sensitivity depends on the radiation species. In order to elucidate the cause of such problems in luminescence detectors, we researched the process of converting the incident radiations into luminescence. First, we developed a model of the nanoscale behavior of secondary electrons emitted by the incident radiations. Then, the developed model was experimentally validated by predicting the experimental value of the sensitivity change of the phosphor to the heavy ions.

Free Research Field

放射線物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により得られた蛍光体の発光メカニズムに関する知見は、蛍光体を用いた放射線検出器の測定結果の補正や新たな蛍光体検出器の開発に役立てることができる。それにより、正確に放射線量を評価し、より安全な放射線の利用に貢献できる。また、開発した二次電子の微細な挙動モデルは、蛍光体だけでなく汎用な物質の放射線影響を評価するモデルとして、様々な検出器応答の解析や材料損傷のメカニズム解析などの幅広い応用が期待できる。