Development of alpha-particle discrimination technique by the use of ultra-thin plastic scintillation sheet and its application to alpha-gamma coincidence/anti-coincidence spectroscopy

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02651
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: Takahiro Yamada 近畿大学, 原子力研究所, 准教授 (50618816)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 放射能 / α核種 / 標的アイソトープ治療 / 同時計数 / 放射線計測 / α線弁別

Outline of Final Research Achievements

We found that problems of α/β pulse-height overlapping can be solved by use of ultra-thin plastic scintillator sheets. In order to determine individual α-counting efficiencies for nuclides in the 223Ra decay-chain, the 4παγ anti-coincidence spectrometry technique was employed with a 4παγ detector configuration composed of a source sandwiched between ultra-thin plastic scintillator sheets and a Ge detector. This technique was applied to the activity measurements of 223Ra. This type of sandwich source is useful to prevent possible leakage of 219Rn.The results showed that use of 20μm scintillator sheets could achieve a selective α-ray counting efficiency of 92% with a β-ray contribution of 0.3% or less.

Free Research Field

放射能測定・分析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、短寿命α核種の医療応用が急速に広がっている。一方でこれらのα核種には子孫核種に多数のαβ核種が混在し放射能測定に困難があった。例えば液体シンチレーション計数法などが試みられているが、αβスペクトルの重畳によって全計数率の情報しか得られないなど信頼性に課題があった。本研究は、超薄厚プラスチックシンチレータによりα線のみ選択計数し、Ge検出器と組み合わせた同時/反同時計数スペクトロスコピ手法を用い、多数の壊変生成核種存在下での個別的にα線計数効率が得られる新手法を開発した。これら一連の研究成果によりα核種の医療応用における新たな定量的測定技術の基盤を確保しその発展に貢献することが期待できる。