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2020 年度 実績報告書

放射線誘起蛍光体の重粒子線に対する応答特性の制御技術開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18H01911
研究機関東北大学

研究代表者

浅井 圭介  東北大学, 工学研究科, 教授 (60231859)

研究分担者 越水 正典  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40374962)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード重粒子線 / 励起状態間相互作用 / 線エネルギー付与 / 輝尽蛍光 / 熱蛍光 / シンチレータ / ラジオフォトルミネッセンス / 線量計
研究実績の概要

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した。
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。Liを主成分として含有し、波形弁別による中性子およびガンマ線検出イベントの弁別実績のある酸化物を対象として研究を進めた。チェレンコフ光ではない高速シンチレーション成分を観測し、また、この高速成分の寄与について、LET依存性を明確に観測した。このことから、これらのシンチレータにおける波形弁別がLET依存性によることを明確に明らかとした。
一方で、蓄積型蛍光体については、放射線照射後の熱蛍光グローカーブを、異なるLETの放射線照射後に観測した。いくつかの系における熱蛍光グローカーブを観測した結果、ガラス熱蛍光体については、LETの変化に対して、熱蛍光強度そのものは変化したものの、グローカーブ形状に変化はなかった。これは、電子や正孔を捕獲するサイトの束縛エネルギー分布が、ガラスのランダムネットワークにより、連続的であることを反映しているものであると推察される。一方で、結晶(単結晶およびセラミックス)の熱蛍光体では、LETに依存して、グローカーブ形状が顕著に変化した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] "Neutron detection via thermoluminescence of Tb3+-doped Li2O-Al2O3-B2O3 glasses"2021

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Genichiro Wakabayashi, Mitsuhiro Nogami, Keitaro Hitomi, Kenichi Watanabe, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 60 ページ: 36002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abdf7d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Thermoluminescence efficiency and glow curves of Cr-doped Al2O3 ceramic TLD for a wide linear energy transfer range"2020

    • 著者名/発表者名
      Risa Shimomura, Yusuke Koba, Weishan Chang, Masanori Koshimizu, Yutaka Fujimoto, Hiroki Kawamoto, Daiki Maruyama, Kazuki Matsumoto, Hiroaki Ushiba, Takayuki Andoh, Kiyomitsu Shinsho,
    • 雑誌名

      Radiat. Meas.

      巻: 134 ページ: 106356

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2020.106356

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Neutron detection via thermoluminescence of Ce3+-doped CaO-Al2O3-B2O3 glass"2020

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kawamura, Hiroki Kawamoto, Hiromi Kimura, Hajime Komiya, Yutaka Fujimoto, Masanori Koshimizu, Go Okada, Yusuke Koba, Ryo Ogawara, Mitsuru Suda, Genichiro Wakabayashi, Takayuki Yanagida, Keisuke Asai,
    • 雑誌名

      Mater. Technol.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1080/10667857.2020.1859050

    • 査読あり
  • [学会発表] Dy3+添加Ca2B2O5焼結体におけるX線,粒子線,および熱中性子照射後の熱蛍光特性2021

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、岡田豪、古場裕介、若林源一郎、浅井圭介、
    • 学会等名
      第35回 研究会「放射線検出器とその応用」
  • [学会発表] 中性子計測素子開発を企図したCa2B2O5:Dy 焼結体の熱蛍光特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、浅井圭介、岡田豪、古場裕介、若林源一郎、
    • 学会等名
      第 12 回日本セラミックス協会マテリアル・ファブリケーション・デザイン研究会ハイブリッドセミナー
  • [学会発表] LiAlO2および LiGaO2のシンチレーションの LET依存性2021

    • 著者名/発表者名
      越水 正典、木村 敦、倉島 俊、田口 光正、柳田 健之、藤本 裕、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 2,3-ビス(2, 4, 5-トリメチル-3-チエニル)マレイミドの He粒子線照射によるフォトクロミズム2021

    • 著者名/発表者名
      川本 弘樹、越水 正典、古場 裕介、藤本 裕、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 中性子線照射による Tb3+添加 Li2O- Al2O3- B2O3ガラスの熱蛍光2021

    • 著者名/発表者名
      河村 一朗、川本 弘樹、藤本 裕、越水 正典、岡田 豪、若林 源一郎、野上 光博、人見啓太朗、渡辺 賢一、柳田 健之、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] X 線,粒子線,および熱中性子照射による Ca2B2O5:Dy 焼結体の熱蛍光特性2021

    • 著者名/発表者名
      小宮 基、河村 一朗1川本 弘樹、藤本 裕、越水 正典、岡田 豪、古場 裕介、若林源一郎、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 68 回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Tb3+添加Li2O-Al2O3-B2O3ガラスにおけるX線,重粒子線,および中性子照射後の熱蛍光2021

    • 著者名/発表者名
      河村 一朗、川本 弘樹、藤本 裕、越水 正典、野上 光博、人見 啓太朗、浅井 圭介、岡田 豪、若林 源一郎、渡辺 賢一、柳田 健之、
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
  • [学会発表] Dy3+ドープ Ca2B2O5焼結体における X 線,粒子線,および熱中性子照射後の熱蛍光特性2021

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹・藤本 裕、越水 正典、浅井 圭介、 岡田 豪、古場 裕介、 若林 源一郎、
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
  • [学会発表] Isomerization reaction of photochromic compounds induced by C ion beam irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kawamoto, Masanori Koshimizu, Yusuke Koba, Yutaka Fujimoto, Keisuke Asai,
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Symposium on Radiation Chemistry (APSRC2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線およひ熱中性子照射によるCa2B2O5:C焼結体の熱蛍光特性2020

    • 著者名/発表者名
      小宮 基, 河村 一朗, 藤本 裕, 越水 正典, 若林 源 一郎, 浅井 圭介、
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Tb3+添加 Li2O-Al2O3-B2O3ガラスの熱蛍光を利用した中性子検出2020

    • 著者名/発表者名
      河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、岡田豪、野上光博、人見啓太郎、 渡辺賢一、柳田健之、浅井圭介、
    • 学会等名
      第 40 回電子材料研究討論会
  • [学会発表] X線,粒子線,および熱中性子照射後の Ca2B2O5:Ce焼結体の熱蛍光特性2020

    • 著者名/発表者名
      小宮基、河村一朗、川本弘樹、藤本裕、越水正典、岡田豪、古場裕介、 若林源一郎、浅井圭介、
    • 学会等名
      第 40 回電子材料研究討論会
  • [学会発表] He 粒子線照射による 2,3-ビス(2,4,5-トリメチル-3-チエニル)マレイミド の異性化反応誘起2020

    • 著者名/発表者名
      川本 弘樹、越水 正典、古 裕介、藤本 裕、浅井 圭介、
    • 学会等名
      第 63 回放射線化学討論会

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公開日: 2021-12-27  

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