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2015 Fiscal Year Annual Research Report

有機無機ハイブリッド材料を用いたX線検出用テーラーメイドシンチレータの開発

Research Project

Project/Area Number 25709088
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

越水 正典  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40374962)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsシンチレータ / 放射光 / X線 / 高速応答 / 時間分解能
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、主に20 keV以上のX線を検出対象とし、有機無機ハイブリッド材料から構成される高速応答シンチレータを開発してきた。無機ドメインにX線との相互作用機能、有機ドメインに発光機能を担わせ、X線に対する感度を飛躍的に向上させた。さらに、検出対象とするX線エネルギーに応じて、吸収係数の高い元素を導入することにより、対象とするX線エネルギーに応じたテーラーメイドの高速シンチレータ材料を開発する。高計数率対応型のシンチレーション検出器や、バースト状ノイズを除去すべき測定で利用可能な検出器として実用化を目指した。
今年度の新たな展開として、具体的には、超臨界水熱合成法で作製したZrO2ナノ粒子の添加に成功した点が挙げられる。このことにより、ZrのK吸収端(18 keV付近)以上のエネルギーでの感度が顕著に向上した。なおかつ、時間分解能の悪化は見られなかった。また、前年度に開発したHfO2ナノ粒子添加材料では、HfのLX線(特性X線)の発生により、アバランシェフォトダイオードを光検出素子として利用した際に、LX線の検出により、応答の時間分解能曲線が歪むという事象が観測されていた。今年度、HfO2とZrO2の双方のナノ粒子の添加により、この歪みが大幅に改善されることとなった。これらのことから、本研究のアプローチによる、吸収対象とするX線エネルギーに応じたナノ粒子添加という手法が、高エネルギーX線検出において有効であることが実証された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] X-Ray Detection Capability of Bismuth-Loaded Plastic Scintillators2015

    • Author(s)
      M. Koshimizu, G.H.V. Bertrand, M. Hamel, S. Kishimoto, R. Haruki, F. Nishikido, T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Asai
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 54 Pages: 102202-1-4

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.54.102202

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 重金属ナノ粒子を含有したプラスチックシンレータのX線検出特性2016

    • Author(s)
      樋山史幸、野口多紀朗、越水正典、岸本俊二、春木理恵、錦戸文彦、柳田健之、藤本裕、相田努、高見誠一、阿尻雅史、浅井圭介
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] プラスチックシンチレータへの添加を目的とした有機修飾HfO2およびZrO2ナノ粒子の作製2016

    • Author(s)
      樋山史幸,野口多紀郎,相田努,高見誠一,阿尻雅文,越水正典,藤本裕,柳田健之,錦戸文彦,春木理恵,岸本俊二,浅井圭介
    • Organizer
      化学工学会第81年会
    • Place of Presentation
      関西大学(吹田)
    • Year and Date
      2016-03-13 – 2016-03-15
  • [Presentation] X-ray detection capabilities of plastic scintillators incorporated with hafnium oxide nanoparticles surface-modified with π electron molecules2015

    • Author(s)
      Fumiyuki Hiyama, Takio Noguchi,Masanori Koshimizu, Shunji Kishimoto, Rie Haruki, Fumihiko Nishikido, Takayuki Yanagida, Yutaka Fujimoto, Tsutomu Aida, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Keisuke Asai
    • Organizer
      11th International Workshop on Ionizing Radiation Monitoring
    • Place of Presentation
      Technol Convention Center Hosoda Hall (大洗)
    • Year and Date
      2015-12-05 – 2015-12-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] π電子系有機分子修飾ハフニアノ粒子を含有したプラスチックシンチレータのX線検出特性2015

    • Author(s)
      樋山史幸、野口多紀郎、越水正典、岸本俊二、春木理恵、錦戸文彦、柳田健之、藤本裕、相田努、高見誠一、阿尻雅文、浅井圭介
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] プラスチックシンレータへの添加を目的としたπ電子系有機修飾を施したナノ粒子の作製2015

    • Author(s)
      樋山史幸、野口多紀郎、相田努、高見誠一、阿尻雅文、越水正典、 藤本裕、柳田健之、錦戸文彦、春木理恵、岸本俊二、浅井圭介
    • Organizer
      化学工学会第47回秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-11

URL: 

Published: 2017-01-06  

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