| 研究課題/領域番号 |
14350044
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 特殊法人日本原子力研究所 |
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研究代表者 |
坂佐井 馨 特殊法人日本原子力研究所, 中性子利用研究センター, 副主任研究員 (00343913)
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| 研究分担者 |
片桐 政樹 特殊法人日本原子力研究所, 中性子利用研究センター, 主任研究員 (90354886)
松林 政仁 特殊法人日本原子力研究所, 中性子利用研究センター, 副主任研究員 (50354767)
中村 龍也 特殊法人日本原子力研究所, 中性子利用研究センター, 研究員 (60354768)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2004年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2002年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
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| キーワード | 中性子イメージングプレート / 輝尽性蛍光体 / ガンマ線感度 / 中性子感度 / SrBPO_5:Eu / SrBPO_5:Ce / CaBPO_5:Ce / 量子検出効率 / CaBPO_5 : Ce^<3+> / CaF_2 / SrBPO_5s : Eu^<2+> / Li_2B_4O_7 / SrBPO_5:Ce^<3+> / SrF_2 / CaBPO_5:Ce^<3+> / SrBPO_5:Eu^<2+> / 短蛍光寿命 |
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| 研究概要 |
ガンマ線感度の低い中性子イメージング用輝尽性蛍光体として、SrBPO_5:Eu蛍光体、SrBPO_5:Ce系蛍光体及びCaBPO_5:Ce系蛍光体についてこれらを製作し、中性子照射による輝尽性蛍光特性を詳細に調べた。SrBPO_5:Eu蛍光体の輝尽性蛍光はEu^<2+>の5d-4f遷移に起因する390nmにピークを有し、その強度は中性子エネルギーの-0.5乗に比例していた。また、ガンマ線除去性能を示すガンマ線/中性子感度の比は市販の中性子イメージングプレート(NIP)より一桁優れていた。また、コリメートした中性子ビームのイメージを0.4mmの分解能で測定可能であることがわかった。
SrBPO_5:Ce蛍光体及びCaBPO_5:Ce蛍光体では、その基本的な特性はSrBPO_5:Eu蛍光体とほぼ同等である。Ceを活性化物質とするこれらの蛍光体の特徴は、輝尽性蛍光が340nmにピークを有すること、及びその蛍光寿命が23.5nsと極めて短いことである。また、両蛍光体はフッ素原子導入によって輝尽性蛍光量が増大することを世界で初めて確認した。これは、フッ素導入によって電子のトラップ源となる空孔の量が増大したためである。
また、市販のNIPでは核反応によるエネルギー付与の際に大きな分散が生ずるため量子検出効率は40%を超えることはないが、SrBPO_5:Eu蛍光体やCaBPO_5:Ce+CaF_2蛍光体においては、その分散が小さく、量子検出効率が40%を超えることが可能であることを確認した。
さらに、市販のNIPと同じ蛍光波長を有するSrBPO_5:Eu蛍光体においては、実際にAl板に蛍光体を塗布してNIPを試作し、市販のリーダーで読み込んだところ、被写体のイメージが鮮明に得られた。位置分解能は0.3mmまで達成可能であり、ガンマ線除去性能は市販のNIPより優れていることも確認された。
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