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放射線誘起蛍光体の重粒子線に対する応答特性の制御技術開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H01911
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

浅井 圭介  東北大学, 工学研究科, 教授 (60231859)

研究分担者 越水 正典  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40374962)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード重粒子線 / 線エネルギー付与 / シンチレータ / 熱蛍光体 / 励起状態間相互作用 / 輝尽蛍光 / 熱蛍光 / ラジオフォトルミネッセンス / 線量計 / エネルギー移動 / シンチレーション
研究成果の概要

重粒子線の計測においては、その特有のエネルギー付与形態を勘案する必要がある。重粒子線はその飛跡近傍において高密度なエネルギー付与を生じる。これは、飛跡方向のエネルギー付与密度である線エネルギー付与という量によって特徴づけられる。本研究は、線エネルギー付与に依存した放射線計測用蛍光体の応答について、その依存性に至る基礎過程を解析し、材料ごとの依存性の決定因子を明らかにした。シンチレータにおいては、発光に至る励起状態に応じた線エネルギー付与依存性が明らかとなった。一方で、熱蛍光体においては、電子や正孔の捕獲サイト濃度によるLET依存性の違いが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた知見は、学術的には、重粒子線計測に用いる放射線誘起蛍光体において、所望のLET依存性を実現するための実験指針となる。このことは、重粒子線計測における技術的基盤となる。本研究を通じた重粒子線計測の高度化により、主に重粒子線治療における線量およびその分布の計測、あるいは正確なエネルギー付与計測は、重粒子線を用いた医療の高度化に資するものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] "Neutron detection via thermoluminescence of Tb3+-doped Li2O-Al2O3-B2O3 glasses"2021

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Genichiro Wakabayashi, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Kenichi Watanabe, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 60 号: 3 ページ: 036002-036002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abdf7d

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoluminescence efficiency and glow curves of Cr-doped Al2O3 ceramic TLD for a wide linear energy transfer range2020

    • 著者名/発表者名
      Shimomura Risa、Koba Yusuke、Chang Weishan、Koshimizu Masanori、Fujimoto Yutaka、Kawamoto Hiroki、Maruyama Daiki、Matsumoto Kazuki、Ushiba Hiroaki、Andoh Takayuki、Shinsho Kiyomitsu
    • 雑誌名

      Radiation Measurements

      巻: 134 ページ: 106356-106356

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2020.106356

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Neutron detection via thermoluminescence of Ce3+-doped CaO-Al2O3-B2O3 glass"2020

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Hiromi Kimura, Hajime Komiya, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Yusuke Koba, Ryo Ogawara, Mitsuru Suda, Genichiro Wakabayashi, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai
    • 雑誌名

      Mater. Technol.

      巻: 印刷中 号: 12 ページ: 2063-2072

    • DOI

      10.1080/10667857.2020.1859050

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Thermoluminescence properties of Dy3+-doped CaO-Al2O3-B2O3 glasses for neutron detection"2020

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Yusuke Koba, Ryo Ogawara, Mitsuru Suda, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai,
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B

      巻: 468 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2020.02.015

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Effect of Linear Energy Transfer on the Scintillation Properties of Ce-doped Ca3B2O6 crystals"2020

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, Atsushi Kimura, Satoshi Kurashima, Mitsumasa Taguchi, Takayuki Yanagida, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai,
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutron-induced thermoluminescence properties of Tb<sup>3+</sup>-doped CaO–Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>–B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> glasses2019

    • 著者名/発表者名
      KAWAMURA Ichiro、KAWAMOTO Hiroki、FUJIMOTO Yutaka、KOSHIMIZU Masanori、OKADA Go、KOBA Yusuke、OGAWARA Ryo、YANAGIDA Takayuki、ASAI Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 127 号: 10 ページ: 663-668

    • DOI

      10.2109/jcersj2.19071

    • NAID

      130007722527

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2019-10-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of linear energy transfer on the scintillation properties of Ce:Gd3Al2Ga3O122019

    • 著者名/発表者名
      M. Koshimizu, S. Kurashima, A. Kimura, M. Taguchi, T. Yanagida, H. Yagi, T. Yanagitani, Y. Fujimoto, K. Asai
    • 雑誌名

      Nucl. Instrtrum. Methods Phys. Res. B

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scintillation properties and alpha-ray detection capabilities of thin-film plastic scintillators2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, Takayuki Yanagida, Ryoji Kamishima, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai
    • 雑誌名

      Sensors and Mater.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dy3+添加Ca2B2O5焼結体におけるX線,粒子線,および熱中性子照射後の熱蛍光特性2021

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、岡田豪、古場裕介、若林源一郎、浅井圭介、
    • 学会等名
      第35回 研究会「放射線検出器とその応用」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中性子計測素子開発を企図したCa2B2O5:Dy 焼結体の熱蛍光特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、浅井圭介、岡田豪、古場裕介、若林源一郎、
    • 学会等名
      第 12 回日本セラミックス協会マテリアル・ファブリケーション・デザイン研究会ハイブリッドセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] LiAlO2および LiGaO2のシンチレーションの LET依存性2021

    • 著者名/発表者名
      越水 正典、木村 敦、倉島 俊、田口 光正、柳田 健之、藤本 裕、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2,3-ビス(2, 4, 5-トリメチル-3-チエニル)マレイミドの He粒子線照射によるフォトクロミズム2021

    • 著者名/発表者名
      川本 弘樹、越水 正典、古場 裕介、藤本 裕、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中性子線照射による Tb3+添加 Li2O- Al2O3- B2O3ガラスの熱蛍光2021

    • 著者名/発表者名
      河村 一朗、川本 弘樹、藤本 裕、越水 正典、岡田 豪、若林 源一郎、野上 光博、人見啓太朗、渡辺 賢一、柳田 健之、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] X 線,粒子線,および熱中性子照射による Ca2B2O5:Dy 焼結体の熱蛍光特性2021

    • 著者名/発表者名
      小宮 基、河村 一朗1川本 弘樹、藤本 裕、越水 正典、岡田 豪、古場 裕介、若林源一郎、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tb3+添加Li2O-Al2O3-B2O3ガラスにおけるX線,重粒子線,および中性子照射後の熱蛍光2021

    • 著者名/発表者名
      河村 一朗、川本 弘樹、藤本 裕、越水 正典、野上 光博、人見 啓太朗、浅井 圭介、岡田 豪、若林 源一郎、渡辺 賢一、柳田 健之、
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Dy3+ドープ Ca2B2O5焼結体における X 線,粒子線,および熱中性子照射後の熱蛍光特性2021

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹・藤本 裕、越水 正典、浅井 圭介、 岡田 豪、古場 裕介、 若林 源一郎、
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Isomerization reaction of photochromic compounds induced by C ion beam irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kawamoto, Masanori Koshimizu, Yusuke Koba, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai,
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Symposium on Radiation Chemistry (APSRC2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線およひ熱中性子照射によるCa2B2O5:C焼結体の熱蛍光特性2020

    • 著者名/発表者名
      小宮 基, 河村 一朗, 藤本 裕, 越水 正典, 若林 源 一郎, 浅井 圭介、
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tb3+添加 Li2O-Al2O3-B2O3ガラスの熱蛍光を利用した中性子検出2020

    • 著者名/発表者名
      河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、岡田豪、野上光博、人見啓太郎、 渡辺賢一、柳田健之、浅井圭介、
    • 学会等名
      第 40 回電子材料研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] X線,粒子線,および熱中性子照射後の Ca2B2O5:Ce焼結体の熱蛍光特性2020

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、岡田豪、古場裕介、 若林源一郎、浅井圭介、
    • 学会等名
      第 40 回電子材料研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] He 粒子線照射による 2,3-ビス(2,4,5-トリメチル-3-チエニル)マレイミド の異性化反応誘起2020

    • 著者名/発表者名
      川本 弘樹、越水 正典、古 裕介、藤本 裕、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 63 回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] "Excitation density effects on scintillation properties of Li-based scintillators for neutron detection"2020

    • 著者名/発表者名
      M. Koshimizu, A. Kimura, S. Kurashima, M. Taguchi, T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Asai,
    • 学会等名
      44rd International Conference & Exposition on Advanced Ceramics & Composites
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Development of Novel Inorganic Scintillators and Analysis of the Excited States Dynamics Responsible for Scintillation"2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu,
    • 学会等名
      The International Conference on Information Optics and Photonics 2019 (CIOP 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Effects of linear energy transfer on scintillation properties of Ce-doped Ca3B2O6 scintillator"2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, A. Kimura, S. Kurashima, M. Taguchi, T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Asai,
    • 学会等名
      20th International conference on Radiation Effects in Insulators (REI-20)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Excitation density effects on scintillator properties of organic-inorganic layered perovscite-type compounds"2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, N. Kawano, A. Kimura, S. Kurashima, M. Taguchi, Y. Fujimoto, K. Asai,
    • 学会等名
      20th International conference on Radiation Effects in Insulators (REI-20)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] " LET-dependent thermoluminescence of Y3Al5O12:Ce "2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, Go Okada, Yuho Hirata, Daisuke Nakauchi, Takumi Kato, Noriaki Kawaguchi, Kenichi Watanabe, Yusuke Koba, Yutaka Fujimoto, Takayuki Yanagida,Keisuke Asai,
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] " Excitation density effects on the scintillation properties of CdWO4 "2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koshimizu, Satoshi Kurashima, Atsushi Kimura, Mitsumasa Taguchi, Takayuki Yanagida, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai,
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「有機無機ペロブスカイト型化合物のシンチレーションにおけるLET依存性」2019

    • 著者名/発表者名
      越水 正典、河野 直樹、木村 敦、倉島 俊、田口 光正、藤本 裕、浅井 圭介
    • 学会等名
      2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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