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小・中学校でも利用可能な放射線教育プラスチック検出器の開発と教育モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K03219
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分09080:科学教育関連
研究機関舞鶴工業高等専門学校

研究代表者

石川 一平  舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10511735)

研究分担者 内海 淳志  舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30402663)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード放射線教育
研究開始時の研究の概要

本研究で提案する放射線教育方法は,放射線飛跡を可視化するプラスチック教材を用いて放射線のエネルギー的性質や危険性を認識するものである。放射線がプラスチックに与える微小な損傷を化学薬品で拡大し,拡大された損傷を顕微鏡で観察するという実験である。本研究では,プラスチック教材の溶けやすさを調整することで危険性の少ない薬品でも溶かすことができる小・中学校向けのプラスチック教材を開発することを目的としている。

研究成果の概要

プラスチック検出器を用いた放射線教育方法は,劇物薬品を使うため小・中学校では,安全性の面で敬遠されている。本研究では,溶けやすさを調整することで危険性を低減させ,小・中学校でも利用可能な検出器の開発を目指した。製造後のプラスチックに紫外線を照射することで表面改質を行い,さらに,エッチング溶液にエタノールを添加することで,溶けやすくした。これにより,紫外線の非照射およびエタノールの非添加と比べて,約3.3倍の測定結果(エッチピット径)が得られ,実験時間の短縮やエッチング溶液の低濃度化により,危険性を低減することに成功した。また,発熱剤を利用するモデルや,劇物以外の薬品を利用するモデルを提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先行研究により,プラスチック検出器はα線のエネルギー的性質や危険性を認識する教材としての効果があるとわかった。この放射線教育方法は高校,大学等の放射線教育の授業等で取り入れられてきているが,小・中学校では,安全性の面で敬遠されている。そこで,本研究では従来品よりも溶けやすいプラスチック検出器の開発を行い,実験時間の短縮や危険性の低減に成功した。また,発熱剤を利用することで直火を使用しないモデルや,劇物ではない薬品を利用するモデルを提案し,小・中学校でも利用可能であることを示した。危険性をゼロにはできていないが,本研究の成果は,今後の放射線教育分野および放射線測定分野への発展に期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development of UV-Irradiated PADC and Improvement of Etching for Reducing Experimental Time2023

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Ippei, Kimoto Atsushi, Kiyohara Shuji
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 16 号: 15 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3390/ma16155413

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 短時間で実験可能なPADCを用いた放射線教育手法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      木本 敦, 石川 一平, 清原 修二
    • 学会等名
      第36回固体飛跡検出器研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] エッチング時間短縮を目的とした固体飛跡検出器の改質2023

    • 著者名/発表者名
      小山 征野, 石川 一平, 清原 修二
    • 学会等名
      日本高専学会第29回年会講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 固体飛跡検出器のエッチング特性に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      木本 敦, 石川 一平, 清原 修二
    • 学会等名
      日本高専学会第29回年会講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 不純物を添加したPADCの溶けやすさに与える影響の検証2023

    • 著者名/発表者名
      市場 颯馬, 石川 一平, 清原 修二
    • 学会等名
      日本高専学会第29回年会講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Verification of Experimental Time Reduction by Improving Etchant of PADC2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kimoto, Ippei Ishikawa and Shuji Kiyohara
    • 学会等名
      The 1st KOSEN International Research Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小・中学生を対象とした放射線教育への PADC飛跡検出器の応用2023

    • 著者名/発表者名
      木本 敦,石川 一平,清原 修二
    • 学会等名
      第35回固体飛跡検出器研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体飛跡検出器のエッチング液改良による実験時間短縮の検証2022

    • 著者名/発表者名
      木本 敦,石川 一平,清原 修二
    • 学会等名
      第28回日本高専学会年会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エッチング時間改善を目指した紫外線照射済み固体飛跡検出器の開発2022

    • 著者名/発表者名
      小山 征野,石川 一平,清原 修二
    • 学会等名
      第28回日本高専学会年会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 重合度を調整した PADC 検出器の重イオンに対する評価分析2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 大洋, 橋本 勇史, 林 勇利, 田中 俊裕, 宗 晃汰, 楠本 多聞, 金崎 真聡, 小 平 聡, 石川 一平, 山内 知也
    • 学会等名
      第34回固体飛跡検出器研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 重合度を調整したPADC検出器の重イオンに対する感度評価 22022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 大洋, 橋本 勇史, 林 勇利, 田中 俊裕, 宗 晃汰, 楠本 多聞, 金崎 真聡, 小平 聡, 石川 一平, 山内 知也
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 重合度を調整したPADC検出器の重イオンに対する感度評価2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 大洋,橋本 勇史,林 勇利,田中俊裕,宗晃汰,楠本多聞,金崎真聡,小平聡,石川一平,山内知也
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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