| 研究課題/領域番号 |
21H01853
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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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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
浅井 圭介 東北大学, 工学研究科, 教授 (60231859)
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| 研究分担者 |
越水 正典 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40374962)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 熱蛍光 / 誘電体 / 線量測定 / 中性子 / 誘電性相転移 / 誘電性 / 線量計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、強誘電状態から常誘電状態への相転移に伴う熱蛍光を実現し、放射線の線量測定における感度を劇的に上昇させる。これを放射線計測に用いることにより、線量測定における劇的な感度向上を図る。さらには、熱的な相転移ではなく、圧力や電場の印加を通じた蛍光の読み出しも試みる。このような操作による高強度の熱蛍光の実現を通じて、蓄積型蛍光体を用いた線量測定における超高感度化を実現する。
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| 研究成果の概要 |
線量測定において、熱蛍光は幅広く利用されている現象である。このさらなる高感度化に向け、本研究構想では、誘電性相転移による電子捕獲からの活性化を介した再結合を利用することを着想した。強誘電体であるLiTaO3をベースとした熱蛍光体について主に開発した。LiやTaの他元素への置換による誘電挙動の制御と、希土類イオンの添加による蛍光特性の付与について、バンドギャップへの影響なども同時に生じるため、両立が困難であった。一方で、おそらく高い誘電率のホストを用いたため、これらの材料の熱蛍光強度は、市販の熱蛍光体であるTLD-100と比較して2桁以上高いことも明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
放射線の安全な利用において、その線量測定は基盤となる技術である。これまでに、絶縁体に基づいた数多くの熱蛍光材料が開発され、利用されてきた。一方で、その開発アプローチにおいて、ホスト化合物の誘電率が注目されたことはほぼ皆無であった。本研究では、おそらく、高い誘電率のホスト化合物の利用によって、高い熱蛍光強度（＝高い感度）を実現できた。このことは、材料開発において注目すべきパラメータを提示できたという点で、学術的意義がある。また、熱蛍光材料の高感度化についての設計指針を見出したことにより、放射線の安全利用の基盤技術としての社会的意義がある。
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