2023 Fiscal Year Annual Research Report
重元素ナノ粒子添加ピコ秒シンチレータによる放射光X線時間分解イメージング
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21H03743
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
岸本 俊二 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 名誉教授 (00195231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 真伸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00222117)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プラスチックシンチレータ / シリコン・アバランシェフォトダイオード / 高エネルギーX線 / ピコ秒分解能 / 時間分解測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の研究を行った。
①ビスマス酸化物、ハフニウム酸化物ナノ粒子を数10 %（重量比）まで高濃度に充填しナノ秒発光寿命蛍光体を採用したPLS(溶媒：スチレンまたはビニルトルエン)を光電子増倍管やアバランシェフォトダイオードの受光素子を持つ検出器に搭載し、KEK PFビームラインBL-14AにてX線入射時の発光量・出力波高分布、時間特性（時間分解能、発光寿命）の測定を行った。それらの結果を9月の応用物理学会で報告、学術雑誌 Nucl. Instr. and Meth.Aへの論文（2件）にまとめ発表した。②並行して、実用十分な高速応答性を発揮しつつ高エネルギーX線領域での検出効率を確保するPLSを製作し、市販シンチレーション検出器に搭載して測定した結果を含め国際会議（IEEE-NS）にて特性の報告を行った。50keV以上の高エネルギーX線領域で検出効率50%以上（厚さ3mm）かつナノ秒高速応答できる実用的なシンチレーション検出器が得られたことになる。開発したPLSの製品としての普及につながる成果である。③シンチレーション光のピクセル分離のためのレーザーによるPLSのピクセル間遮光スクリーンの加工の結果について論文をまとめ学術雑誌(IEEE trans. NS)に投稿した（出版審査中）。今後のピクセルアレイタイプ用PLS開発への基礎となる結果として報告できるはずである。④新型コロナ禍の影響で製作が遅れた広帯域・高S/N比のCMOS-ASICフロントエンド回路チップ(FGATI)を比例モードSi-APDに低エネルギーX線を入射して評価した。チャンネル分離・信号/雑音比などで課題を残したが今後の開発の基礎を得たと考える。
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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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