Gdを含む無機シンチレーターの入射粒子識別能に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25420901
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 玉川 洋一 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40236732)
• 研究分担者: 小川 泉 福井大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20294142) ; 小林 正明 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素核研, 名誉教授 (40013388)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: GAGGシンチレーター / 入射粒子識別 / 発光波形 / α線 / γ線 / 消光係数 / 無機シンチレーター / GAGG / 消光系数 / ガドリニウム / シンチレーター / ダブルベータ−崩壊 / ダブルベーター崩壊

研究成果の概要

Gd（ガドリニウム）を含むシンチレーターについて、放射線入射時の発光波形を観測し、その信号波形から入射放射線の種類を同定する研究を行った。シンチレーターはGSO結晶とGAGG結晶の２種類、入射放射線としてはα線とγ線を用いた。その結果、GSOシンチレーターは室温においてはα線とγ線の識別は困難であるが、GAGG結晶においては室温から低温まで識別が可能であった。この結果から、大型GAGG結晶を用いて二重ベータ崩壊観測実験の基礎検討項目である内部不純物由来のα線とβ線・γ線の識別を試みたところ、α/γの事象を明確に区別できた。
GAGGシンチレーターのα/γ消光系数のエネルギー依存についても調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Alpha-gamma pulse-shape discrimination in Gd3Al2Ga3O12 (GAGG): Ce3+ crystal scintillator using shape indicator (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamagawa Yoichi, Inukai Yuji, Ogawa Izumi, Kobayashi Masaaki
  • 雑誌名: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT 巻: 795 ページ: 192-195
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Search for Neutrino-less Double Beta Decay with CANDLES (2015)
  • 著者名/発表者名: S.Umehara, T.Kishimoto, M.Nomachi, S.Ajimura, T. Iida, K. Nakajima, K.Ichimura, K.Matsuoka, M.Saka, T. Ishikawa, D. Tanaka, M. Tanaka, T. Maeda, S.Yoshida, K.Suzuki, G.Ito, H.Kakubata, W.Wang, K. Tetsuno, Y. Tamagawa, I. Ogawa
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 61 ページ: 283-288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for neutrino-less double beta decay of 48Ca (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Umehara,T.Kishimoto,M.Nomachi,S.Ajimura,N.Nakatani,K.Matsuoka,K.Ichimura,M.Saka,T.Ishikawa,D.Tanaka,M.Tanaka,S.Yoshida,K.Suzuki,G.Ito,H.Kakubata,W.Wang,J.Takemoto,W.M.Chan,M.Doihara,Y.Tamagawa,I.Ogawa,T.Ueno,S.Maeda,A.Yamamoto,S.Tomita,G.Fujita,A.Kawamura,T.Harada,K.Fushimi,R.Hazama,H.Ohsumi,K.Okada
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 66 ページ: 08008-08008
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146608008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] GAGG シンチレータ中の放射性不純物量の測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増田旭, 高橋成企, 中島恭平, 小川泉, 玉川洋一, 小林正明
  • 学会等名: 日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2015-11-28
• [学会発表] 二重β崩壊実験のためのCaのレーザー同位体分離実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂本康介, 加藤勝大, 遅 智超, 森下 剣, 三橋 怜, 平田直斗, 方 浩田, 玉川洋一, 小川 泉, 仁木秀明
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第35回年次大会
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] ＧＡＧＧシンチレータにおける内部バックグラウンド事象の低減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 犬飼裕司, 小川 泉, 玉川洋一, 小林正明
  • 学会等名: 2014年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2014-12-13
• [学会発表] Alpha-gamma pulse shape discrimination in GAGG scintillator using shape indicator (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Inukai, Y. Tamagawa, I. Ogawa, M. Kobayashi
  • 学会等名: nternational workshop on "Double Beta Decay and Underground Science" (DBD2014)
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2014-10-05
• [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(94) CANDLES実験の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田 斉, 岸本 忠史, 鈴木耕拓, 角畑 秀一, 王 偉, Van Trang, Chan Wei Min, 鉄野高之介, 太畑貴綺, 上原拓真, 李暁龍, Temuge Batpurev, 能町 正治, 味村周平, 梅原 さおり, 飯田崇史, 中島恭平, 松岡 健次, 田中 大樹, 前田剛, 小川 泉, 玉川 洋一, 坂本康介, 吉澤真敦, 犬飼祐司, 野代翔平, 増田旭, 森下剣, 鷲野将臣, 伏見賢一
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀市
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] 単結晶GAGGシンチレータによる入射粒子識別能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 犬飼裕司、冨田翔吾、小川泉、玉川洋一、小林正明
  • 学会等名: 2013年度日本物理学会北陸支部定期学術講演会
  • 発表場所: 富山大学