| 研究課題/領域番号 |
19K08202
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
納冨 昭弘 九州大学, 医学研究院, 准教授 (80243905)
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| 研究分担者 |
金 政浩 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80450310)
若林 源一郎 近畿大学, 原子力研究所, 教授 (90311852)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 有機シンチレータ / 液体シンチレータ / プラスチックシンチレータ / ヨードベンゼン / クエンチング / I-128 / Na-24 |
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| 研究実績の概要 |
令和２年度は、液体シンチレータおよびプラスチックシンチレータにヨードベンゼンを添加して作成した、中性子に感度を有する有機シンチレータの特性を調べることを開始した。前年度から実施している、近畿大学原子炉の比較的弱い中性子場での照射実験を継続した。強力なクエンチャーとして作用することが予想されるヨードベンゼンの影響に着目し、極微量のヨードペンゼンを添加した場合の、応答特性を追加して調べた。
液体シンチレータ(InstaGel plus)にヨードベンゼンを0.1wt%, 1wt%、5wt%, 10wt%, 15wt%添加してポリエチレンバイアルに封入し、近畿大学原子炉(1W)の熱中性子束が約 1x10^7(n/cm2/s) の場で照射したところ、いずれのサンプルでも、自己放射化により半減期25分で減衰するI-128の成分が検出されたが、ごく微量、半減期が900分程度の成分が見られた。そこで、ヨードベンゼンを添加していない液体シンチレータを照射して、放出されるγ線のエネルギースペクトルを高純度ゲルマニウム検出器で測定したところ、Na-24からの1.37MeV, 2.75MeVの成分が確認された。Na-24の半減期は898秒なので、InstaGel plus自身に、Naが混入していることが判明した。
一方、プラスチックシンチレータにヨードベンゼンを0.1wt%、1wt%添加して、3D光造形装置で直径1インチ、高さ1インチの円柱状に成形し、京都大学原子炉(1MW)の熱中性子束が約1x10^9(n/cm2/s)の場でそれぞれ100秒間、10秒間照射したところ、ほぼ同じ量のI-128が生成し、やはり半減期25分で減衰する様子が観測された。しかし、液体シンチレータの場合とは異なり、他の長半減期成分は、一切確認されなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和3年度は、コロナの影響で、関西地区への出張が制限され、近畿大学原子炉、京都大学原子炉での実験の回数を減らさざるを得なかった。近畿大学原子炉の比較的弱い中性子場での基礎的な調査は、ほぼ終了したが、京都大学原子炉での実験では、ヨウ素添加プラスチックシンチレータの予備的な測定を行うことしかできなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの検討から、ヨウ素添加プラスチックシンチレータとヨウ素添加液体シンチレータでは、Na-23のコンタミネーションの点から、ヨウ素添加プラスチックシンチレータの方が、BNCTの高強度中性子場での使用に適していることが示唆されている。メーカから提供される情報によれば、液体シンチレータ(InstaGel plus)はNa-23を含んでいないとなっているが、これに見落とされている微量のコンタミネーションがあることが判明した。今後は、ヨウ素添加プラスチックシンチレータの高強度中性子場での応答特性を中心に調べて、BNCT場での使用の実用性を中心に調べて行く予定である。
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