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2012 Fiscal Year Annual Research Report

エックス、ガンマ線用透明多結晶シンチレータの開発

Research Project

Project/Area Number 23686135
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

柳田 健之  九州工業大学, 若手研究者フロンティア研究アカデミー, 准教授 (20517669)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywords放射線・X線・粒子線 / 先端機能デバイス / セラミックス
Research Abstract

今年度は、主にセスキオキサイド構造を有する透明多結晶サンプルの研究を行った。具体的には、Sc2O3 型の化学構造を有する化合物をベースに、Sc サイトを X 線やガンマ線に対する光電吸収確率を増加させるために、Y、Lu を10-100% の間で置換させ、その特性の変化を詳細に調査した。これらを試行した結果、Yb を 0.3% 程度添加した、Lu2O3 シンチレータが興味深い特性を示した。絶対発光量は 1000 ph/MeV であったが、TOF-PET 等を想定した時間分解能においては、これまでの最高性能を示していた BaF2 シンチレータを凌駕する結果が得られた。蛍光減衰時定数も Yb3+ の電荷移動遷移に基づくサブナノ秒のため、単純なカウンティング用途にも適すると思われる。当該シンチレータには既にいくつかの企業や、研究機関が興味を示しており、今後の産業応用も期待される。また Sc2O3 や Y2O3 にも同様に Yb を添加してみたが、前者では遅い蛍光寿命成分が問題となり、後者では発光量が極めて低かった。これらに Ce3+ や Pr3+ といった 5d-4f 遷移型の発光中心を添加してみたが、ほとんど発光を示さなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究全体の目標としたγ線用Ce:LSOの発光量 30000 ph/MeV、応答速度 100 ns 以内を持つシンチレータの開発は、昨年度度のCe:Gd3Ga3Al2O12 シンチレータで達成された。今後はTOF-PET応用を目指した Yb 添加 Lu2O3 シンチレータの開発を進展させたい。

Strategy for Future Research Activity

平成25年度はペロブスカイト系、平成26年度はパイロクロア系を、予定通り順次研究していく。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Study of rare-earth-doped scintillators2013

    • Author(s)
      T. Yanagida
    • Journal Title

      Optical Materials

      Volume: 35 Pages: 1987-1992

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2012.11.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of the correlation of scintillation decay and emission wavelength2013

    • Author(s)
      T. Yanagida, Y. Fujimoto, A. Yamaji, N. Kawaguchi, K. Kamada, D. Totsuka, K. Fukuda, K. Yamanoi, R. Nishi, S. Kurosawa, T. Shimizu, N. Sarukura
    • Journal Title

      Radiation Measurements

      Volume: 55 Pages: 99-102

    • DOI

      10.1016/j.radmeas.2012.05.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scintillation properties of transparent ceramics for Nd doped (YGd2)(Sc2Al2Ga)O122013

    • Author(s)
      T. Yanagida, Y. Fujimoto, H. Yagi, T. Yanagitani, M. Sugiyama, A. Yamaji, M. Nikl
    • Journal Title

      Opt. Mat.

      Volume: 35 Pages: 788-792

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2012.05.034

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ce-doped LiF-SrF2 eutectic scintillators for thermal neutron detection produced at different solidification rates2013

    • Author(s)
      T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Fukuda, N. Kawaguchi, K. Watanabe, A. Yamazaki, A. Uritani, V. Chani
    • Journal Title

      Opt. Mat.

      Volume: 35 Pages: 1449-1454

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2013.02.016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scintillation properties of transparent ceramic Pr:LuAG for different Pr concentration2012

    • Author(s)
      T. Yanagida, Y. Fujimoto, K. Kamada, D. Totsuka, H. Yagi, T. Yanagitani, Y. Futami, S. Yanagida, S. Kurosawa, Y. Yokota, A. Yoshikawa, M. Nikl
    • Journal Title

      IEEE Trans. Nucl. Sci.

      Volume: 59 Pages: 2146-2151

    • DOI

      10.1109/TNS.2012.2189583

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nd添加Y3Al5O12のシンチレーション特性評価2013

    • Author(s)
      柳田健之、藤本裕、八木秀喜、柳谷高公
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2013 年年回
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20130317-20130319
  • [Presentation] Sn2+ の発光を利用したガラスシンチレータの研究2012

    • Author(s)
      柳田健之、藤本裕、越水正典、正井博和、横尾俊信、渡辺賢一
    • Organizer
      第23回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      20121207-20121208
  • [Presentation] Eu 添加 6LiF-SrF2 共晶体シンチレータの基礎特性評価2012

    • Author(s)
      柳田健之, 藤本 裕,河口 範明,渡辺 賢一,山崎 淳,福田 健太郎,二見 能資
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20120918-20120920
  • [Presentation] パルスX線励起型ストリークカメラシステムの開発2012

    • Author(s)
      柳田健之
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      20120911-20120914
    • Invited
  • [Presentation] Sn の発光を利用したガラスシンチレータの研究

    • Author(s)
      柳田健之、正井博和、藤本裕、越水正典、渡辺賢一、横尾俊信
    • Organizer
      The 23rd Meeting on Glasses for Photonics
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都
  • [Book] Optical ceramics for fast scintillator materials2013

    • Author(s)
      M. Nikl
    • Total Pages
      59
    • Publisher
      Nove publisher
  • [Remarks] 柳田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~yanagida/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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