エックス、ガンマ線用透明多結晶シンチレータの開発

• 研究課題/領域番号: 23686135
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 九州工業大学 (2012-2013); 東北大学 (2011)
• 研究代表者: 柳田 健之 九州工業大学, 若手研究者フロンティア研究アカデミー, 准教授 (20517669)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2011年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: シンチレータ / 透明セラミックス / ガンマ線 / 放射線 / 放射線検出器 / 放射線･X線･粒子線 / 先端機能デバイス / セラミックス / 放射線・X線・粒子線

研究成果の概要

ガーネット、セスキオキサイド、複合ペロブスカイト型ガーネット透明セラミックスシンチレータを開発した。それら中で特に、自身の修士論文時に開発した物質を改良した、Ce 添加 Gd3(Al,Ga)5O12 が最も特性が良かった。発光量は約 70000 ph/MeV であり、蛍光減衰時定数も約 100 ns、662 keV におけるエネルギー分解能も約 10% であった。異相を一部存在させることにより、ホストから発光中心へのエネルギー輸送効率が向上が観測され、今後のシンチレータ研究に対し、新たな指針を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Scintillation Properties of Yb3+-doped YAG Transparent Ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤本裕
  • 雑誌名: Opt Mater. 巻: 35 号: 4 ページ: 778-781
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2012.06.008
  • NAID: 130006980664
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of rare-earth-doped scintillators (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: 35 号: 11 ページ: 1987-1992
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2012.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of ceramic and single crystal Ce:GAGG scintillator (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, K. Kamada, Y. Fujimoto, H. Yagi, T. Yanagitani
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: 35 号: 12 ページ: 2480-2485
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2013.07.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of the correlation of scintillation decay and emission wavelength (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, A. Yamaji, N. Kawaguchi, K. Kamada, D. Totsuka, K. Fukuda, K. Yamanoi, R. Nishi, S. Kurosawa, T. Shimizu, N. Sarukura
  • 雑誌名: Radiation Measurements 巻: 55 ページ: 99-102
  • DOI: 10.1016/j.radmeas.2012.05.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scintillation properties of transparent ceramics for Nd doped (YGd2)(Sc2Al2Ga)O12 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, H. Yagi, T. Yanagitani, M. Sugiyama, A. Yamaji, M. Nikl
  • 雑誌名: Opt. Mat. 巻: 35 号: 4 ページ: 788-792
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2012.05.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ce-doped LiF-SrF2 eutectic scintillators for thermal neutron detection produced at different solidification rates (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Fukuda, N. Kawaguchi, K. Watanabe, A. Yamazaki, A. Uritani, V. Chani
  • 雑誌名: Optical Materials 巻: 35 号: 7 ページ: 1449-1454
  • DOI: 10.1016/j.optmat.2013.02.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scintillation properties of transparent ceramic Pr:LuAG for different Pr concentration (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Kamada, D. Totsuka, H. Yagi, T. Yanagitani, Y. Futami, S. Yanagida, S. Kurosawa, Y. Yokota, A. Yoshikawa, M. Nikl
  • 雑誌名: IEEE Trans. Nucl. Sci. 巻: 59 号: 5 ページ: 2146-2151
  • DOI: 10.1109/tns.2012.2189583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Study of transparent ceramic and single crystal Ce doped LuAG scintillators (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yanagida, Y.Fujimoto, Y.Yokota, K.Kamadaa, S.Yanagida, A.Yoshikawa, H.Yagi, T.Yanagitani
  • 雑誌名: Radiation Measurements 巻: 46 号: 12 ページ: 1503-1505
  • DOI: 10.1016/j.radmeas.2011.03.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scintillation properties of transparent ceramic and single crystalline Nd:YAG scintillators (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yanagida, K.Kamada, Y.Fujimoto, Y.Yokota, A.Yoshikawa, H.Yagi, T.Yanagitani
  • 雑誌名: Nucl.Instr.and Meth.A 巻: 631 号: 1 ページ: 54-57
  • DOI: 10.1016/j.nima.2010.12.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scintillation properties of transparent Lu_3Al_5O_<12> (LuAG) ceramics doped with different concentrations of Pr^<3+> (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yanagida, A.Fukabori, Y.Fujimoto, A.Ikesue, K.Kamada, J.Kataoka, Y.Yokota, A.Yoshikawa, V.Chani
  • 雑誌名: Phys.Status.Solidi (c) 巻: 8 号: 1 ページ: 140-143
  • DOI: 10.1002/pssc.201000623
  • 査読あり
• [学会発表] 放射線誘起による即発蛍光と遅発蛍光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳田健之
  • 学会等名: 先端放射線化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] Positive hysteresis of Ce-doped GAGG scintillator (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, M. Koshimizu, K. Watanabe, K. Kamada
  • 学会等名: 6th ISLNOM
  • 発表場所: Shanghai
• [学会発表] Study of Rare-Earth Free Sn2+ Doped Glass Scintillator (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, H. Masai, Y. Fujimoto, M. Koshimizu
  • 学会等名: IEEE NSS MIC 2013
  • 発表場所: Seoul
• [学会発表] Heavy, Ultrafast Scintillator of Yb3+-Doped Transparent Ceramic Lu2O3 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, H. Yagi, T. Yanagitani
  • 学会等名: IEEE NSS MIC 2013
  • 発表場所: Seoul
• [学会発表] Scintillation Properties of Ceramic Ce-Doped Gd3(Ga,Al)5O12 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagida, Y. Fujimoto, H. Yagi, T. Yanagitani, K. Kamada
  • 学会等名: IEEE NSS MIC 2013
  • 発表場所: Seoul
• [学会発表] Nd添加Y3Al5O12のシンチレーション特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柳田健之、藤本裕、八木秀喜、柳谷高公
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2013 年年回
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Study of Rare-earth doped scintillators (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Yanagida
  • 学会等名: 4th International Workshop on PHOTOLUMINES CENCE IN RARE EARTHS : PHOTONIC MATERIALS AND DEVICES
  • 発表場所: Kyoto Univ.(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Sn2+ の発光を利用したガラスシンチレータの研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳田健之、藤本裕、越水正典、正井博和、横尾俊信、渡辺賢一
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] Eu 添加 6LiF-SrF2 共晶体シンチレータの基礎特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳田健之, 藤本 裕，河口 範明，渡辺 賢一，山崎 淳，福田 健太郎，二見 能資
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] パルスX線励起型ストリークカメラシステムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳田健之
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 招待講演
• [学会発表] Sn の発光を利用したガラスシンチレータの研究
  • 著者名/発表者名: 柳田健之、正井博和、藤本裕、越水正典、渡辺賢一、横尾俊信
  • 学会等名: The 23rd Meeting on Glasses for Photonics
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都
• [図書] Optical ceramics for fast scintillator materials (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nikl
  • 総ページ数: 59
  • 出版者: Nove publisher
• [図書] Advances in Nanocomposite Technology (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nikl, D.Niznansky, J.Ruzicka, C.Cannas, T.Yanagida
  • 出版者: Intech
• [備考] 柳田研究室のホームページ
  • URL: http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~yanagida/index.html
• [備考] 柳田研究室ホームページ
  • URL: http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~yanagida/
• [備考]
  • URL: http://yoshikawa-lab.imr.tohoku.ac.jp/personal/yanagida/kenkyu.html
• [産業財産権] X線シンチレータ用材料 (2011)
  • 発明者名: 吉川彰、柳田健之、藤本裕、杉山誠、戸塚大輔
  • 権利者名: 東北大学、日本結晶光学
  • 産業財産権番号: 2011-190353
  • 出願年月日: 2011-09-01