研究課題
放射線誘起蛍光体としてのシンチレータおよび輝尽・熱蛍光体について、重粒子線照射に対する応答性の制御技術を確立することを目的とする。重粒子線による照射効果を論じる上でキーパラメータとなるLET（単位飛跡長さあたりの付与エネルギー）に着目し、異なるLETの放射線を照射した場合の発光挙動を観測し、LETに依存した発光挙動の基礎過程を分光学的に解明する。今年度は、昨年度に引き続き、シンチレータおよび蓄積型蛍光体を対象とし、そのLET効果について解析を行った。シンチレータについては、パルスイオンビームを励起源としたシンチレーション時間プロファイルの測定により得られる結果を基に解析を進めた。いくつかのホウ素系シンチレータについて、その立ち上がりにおけるLETの効果を見出した。これは、これまでに観測してきた、立ち上がりの遅いシンチレータにおける特有のLET効果であり、現在まで調査したところでは例外はない。励起状態間相互作用の基礎過程の観点からは、この立ち上がりにおけるLET効果は、ホストから発光中心サイトへのエネルギー移動と、ホストにおける励起状態間相互作用による消光の競争によるものとして理解される。一方で、ホウ素やリチウムと中性子との核反応に基づく中性子計測用シンチレータにおいては、核反応により生じる生成物のLETが比較的高いことから、低LETのガンマ線との弁別を行うためには、両者の検出イベントにおける信号波形、すなわちシンチレーション時間プロファイルが異なることが必要である。本研究の知見からは、ホウ素やリチウムを主成分として含有し、立ち上がりの遅いシンチレータであれば、波形弁別に基づき、中性子とガンマ線の検出イベントを区別可能なシンチレータとなることが強く示唆された。
2: おおむね順調に進展している
特にシンチレータにおいて、異なる線エネルギー付与の放射線に対する応答特性として、シンチレーション時間プロファイルにおける立ち上がりがカギとなることが明確化されたため。
シンチレータにおけるLET効果の制御については、その中性子検出用の応用も含め、めどが立ったといえる。今後は、蓄積型蛍光体におけるLET制御術について注力する。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
巻: 468 ページ: 18
doi.org/10.1016/j.nimb.2020.02.015
巻: 印刷中 ページ: 印刷中
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