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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of alkali halide transparent ceramic phosphors for two-dimensional radiation detectors

Research Project

Project/Area Number 22K20489
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

木村 大海  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (10964190)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Keywords透明セラミックス / イメージングプレート / 光刺激蛍光 / アルカリハライド / 放射線計測
Outline of Annual Research Achievements

放射線計測に用いられる蓄積型蛍光材料は放射線のエネルギーを吸収し、記憶する機能を有する。記憶したエネルギーは外部刺激を与えることにより発光として読み出すことができる。この材料を用いた二次元撮像型の放射線検出器をイメージングプレート (IPs) と呼び、X線撮影や非破壊検査などで活用されているが、高感度かつ低フェーディング特性を満たすIPsがなく応用範囲が限られている。本研究ではIPs を高性能化することにより新たな応用先を開拓すべく、検出感度が0.01mGy以上かつフェーディングが0.1%/hr 以下のIPs用蓄積型蛍光材料の開発を目的とし、アルカリハライド透明セラミックスを中心に系統的な探索研究を実施した。本研究期間において、研究実施計画通りEuを添加したLiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, LiBr, NaBr, RbBr, CsCl, CsBr等のアルカリハライド透光性セラミックスの合成に成功し、合成したEu添加アルカリハライド透光性セラミックスおいて光刺激蛍光の観測に成功した。さらにEu以外の元素(Ce, In 等)添加や異種アニオンの添加によるバンドギャップエンジニアリングの効果、アルカリ土類ハライドについても検討を行い、中でもEu添加BaFBr透光性セラミックスは市販のIPsと同程度以上の感度、フェーディング特性、空間分解能を示すことを明らかにした。

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Scintillation Properties of Tb-doped SrLu2O4 Single Crystals2024

    • Author(s)
      Kimura Hiromi、Fukushima Hiroyuki、Watanabe Kenichi、Fujiwara Takeshi、Kato Hidetoshi、Tanaka Masahito、Kato Takumi、Nakauchi Daisuke、Kawaguchi Noriaki、Yanagida Takayuki
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 36 Pages: 507~507

    • DOI

      10.18494/SAM4767

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optical and radiation response properties of Nd-doped BaTi4O9 crystals emitting near-infrared photons2024

    • Author(s)
      Kimura Hiromi、Fujiwara Takeshi、Kato Hidetoshi、Tanaka Masahito、Kato Takumi、Nakauchi Daisuke、Kawaguchi Noriaki、Yanagida Takayuki
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      Volume: 547 Pages: 165184~165184

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2023.165184

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical and scintillation characteristics of Tb-doped SrY2O4 single crystals2023

    • Author(s)
      Kimura Hiromi、Fukushima Hiroyuki、Watanabe Kenichi、Fujiwara Takeshi、Tanaka Masahito、Nakauchi Daisuke、Kato Takumi、Kawaguchi Noriaki、Yanagida Takayuki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 63 Pages: 01SP21~01SP21

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acfd35

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Optically stimulated luminescence properties of In-doped CsBr translucent ceramics2023

    • Author(s)
      K. Okazaki, Y. Takebuchi, T. Kato, D. Nakauchi, H. Kimura, N. Kawaguchi, T. Yanagida
    • Organizer
      20th International Conference on Solid State Dosimetry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Luminescence and dosimetric properties of undoped and Eu-doped LiCl transparent ceramics2023

    • Author(s)
      K. Ichiba, H. Kimura, Y. Takebuchi, T. Kato, D. Nakauchi, N. Kawaguchi, T. Yanagida
    • Organizer
      20th International Conference on Solid State Dosimetry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tl添加アルカリハライド透明セラミックスの合成および特性評価2023

    • Author(s)
      木村大海、竹渕優馬、藤原健、田中真人、加藤匠、中内大介、河口範明、柳田健之
    • Organizer
      極限的励起状態の形成と量子エネルギー変換研究グループ 第9回研究会
  • [Presentation] Optical and Radiation Response Properties of Nd-doped BaTi4O9 Single Crystals Emitting Near-infrared Photons2023

    • Author(s)
      Kimura Hiromi、Fujiwara Takeshi、Tanaka Masahito、Nakauchi Daisuke、Kato Takumi、Kawaguchi Noriaki、Yanagida Takayuki
    • Organizer
      21st international conference dedicated to research relating to radiation effects in insulators and non-metallic materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カチオン種の異なる各種アルカリハライド透光性セラミックスの合成と特性評価2023

    • Author(s)
      木村大海、竹渕優馬、藤原健、田中真人、加藤匠、中内大介、河口範明、柳田健之
    • Organizer
      極限的励起状態の形成と量子エネルギー変換研究グループ 第11回研究会
  • [Presentation] Optical and scintillation properties of Tb-doped SrY2O4 single crystals grown by the floating zone method2023

    • Author(s)
      H. Kimura, H. Fukushima, K. Watanabe, T. Fujiwara, M. Tanaka, D. Nakauchi, T. Kato, N. Kawaguchi, T. Yanagida,
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photoluminescence and radiation-induced luminescence properties of Tb-doped SrF2-Al2O3-B2O3 glasses,2023

    • Author(s)
      H. Kimura, K. Shinozaki, K. Watanabe,T. Fujiwara, M. Tanaka, T. Kato, D. Nakauchi, N. Kawaguchi, T. Yanagida
    • Organizer
      20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON LUMINESCENCE
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dosimetric properties of RE-doped LiF/CaF2 (RE = Gd, Tb, and Dy) eutectics2023

    • Author(s)
      N. Kawaguchi, H. Kimura, T. Kato, D. Nakauchi, T. Yanagida
    • Organizer
      EEE NSS MIC 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In添加RbBrのドシメータ特性における濃度依存性の調査2023

    • Author(s)
      加藤匠、木村大海、岡崎魁、中内大介、河口範明、柳田健之
    • Organizer
      極限的励起状態の形成と量子エネルギー変換研究グループ 第11回研究会
  • [Presentation] Tbを賦活したSrRE2O4(RE = Y, Lu)単結晶のシンチレーション特性2023

    • Author(s)
      木村大海、福嶋宏之、渡辺賢一、藤原健、田中真人、加藤匠、中内大介、河口範明、柳田健之
    • Organizer
      極限的励起状態の形成と量子エネルギー変換研究グループ 第10回研究会
  • [Presentation] Floating Zone 法により作製したMn 添加CaB2O4 結晶の光学および放射線誘起蛍光特2023

    • Author(s)
      木村大海, 藤原健, 加藤英俊, 越水正典, 山口寛人, 若林源一郎, 竹渕優馬, 加藤匠, 中内大介, 河口範明, 柳田健之
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2024年年会

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Published: 2024-12-25  

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