Development of innovative thermoluminescence materials using dielectric phase transition

利用介电相变开发创新热释光材料

基本信息

批准号：
21H01853
负责人：
浅井圭介
金额：
$ 10.48万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01853/
关键词：
熱蛍光誘電性相転移中性子線量測定誘電体誘電性線量計

项目摘要

本研究では、強誘電状態から常誘電状態などへの誘電性相転移に伴う熱蛍光を実現し、放射線の線量測定における感度を劇的に上昇させることを目的とした。従来の熱蛍光体においては、放射線の照射により生じた電子正孔対の一部が、不純物（ドーパント）や欠陥などの局在中心に捕獲され、その後の加熱による再結合により蛍光（熱蛍光）を生じる。一方で、本研究で採用する誘電性相転移においては、電子や正孔の捕獲サイトのポテンシャルの顕著な変化により、捕獲されている全ての電子や正孔が捕獲サイトから離脱し、それらの再結合による蛍光が生じるため、従来の手法と比較し、熱蛍光強度が著しく増大すると期待した。この機構の導入により、従来の100倍以上の熱蛍光強度の増大を予想している。このような過程による高強度の熱蛍光の実現を通じて、蓄積型蛍光体を用いた線量測定における超高感度化を実現することを目的とした。今年度の研究では、主に酸化物系の誘電体材料に基づく熱蛍光体を開発した。特に、強誘電体光学材料として著名なLiTaO3において、実用化されているフッ化物系熱蛍光体を顕著に凌駕する熱蛍光強度を実現した。このことは、本研究のゴールである誘電体相転移を利用した高感度化における必要条件として、電子正孔対を多数捕獲可能な系を見出した点において重要である。さらに、添加した希土類イオンにより異なる熱蛍光挙動が得られたため、電子の捕獲サイトとして、酸素空孔以外のサイトも提供可能であることが示された。

这项研究旨在实现从铁电状态到副型状态的介电相过渡，并大大提高辐射剂量法的敏感性。在常规的热磷酸盐中，辐射产生的电子孔对的一部分被捕获在杂质的定位中心（掺杂剂）和缺陷中，然后通过加热产生荧光（热荧光）来重组。另一方面，在本研究中采用的介电相变中，由于电子和孔捕获位点的电势发生了显着变化，所有捕获的电子和孔都将与捕获位点分开，从而导致其重新组合引起的荧光，与传统方法相比，预期会显着增加热荧光强度。随着这种机制的引入，我们预计热荧光强度将比以前高100倍。目的是在此过程中使用积累磷在剂量测定中实现超高敏感性。在今年的研究中，我们开发了一个基于氧化物介电材料的热体。特别是，众所周知的是铁电光材料的Litao3已达到热荧光强度，可显着超过基于氟化物的实用热磷光。这对于找到能够捕获许多电子孔对的系统很重要，这是使用介电相变提高灵敏度的必要条件，这是这项研究的目的。此外，通过添加的稀土离子获得了不同的热荧光行为，表明可以作为电子捕获位点提供氧气空位以外的其他位点。

项目成果

期刊论文数量（84）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

X線，粒子線，および熱中性子照射によるSr2B2O5:Eu焼結体の熱蛍光特性

X射线、粒子束和热中子辐照的Sr2B2O5:Eu烧结体的热荧光特性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小宮基;川本弘樹;藤本裕;越水正典;岡田豪;古場裕介;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
通讯作者：
浅井圭介

Dy3+添加りん酸リチウムガラスの中性子照射後の熱蛍光特性

Dy3+掺杂磷酸锂玻璃中子辐照后的热荧光性能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口寛人;小宮基;川本弘樹;藤本裕;越水正典;若林源一郎;浅井圭介
通讯作者：
浅井圭介

Thermoluminescence properties of Ca2B2O5:Dy ceramics for neutron measurement

用于中子测量的 Ca2B2O5:Dy 陶瓷的热释光特性

DOI：
10.35848/1347-4065/ac305c
发表时间：
2022
期刊：
Jpn. J. Appl. Phys.
影响因子：
0
作者：
Hajime Komiya;Ichiro Kawamura;Hiroki Kawamoto;Yutaka Fujimoto;Masanori Koshimizu;Go Okada;Yusuke Koba;Genichiro Wakabayashi;Keisuke Asai
通讯作者：
Keisuke Asai

中性子計測素子開発を企図した希土類添加Ca2B2O5焼結体の熱蛍光特性評価

用于开发中子测量装置的稀土掺杂 Ca2B2O5 烧结体的热荧光性能评估

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小宮基;川本弘樹;藤本裕;越水正典;木村大海;岡田豪;古場裕介;若林源一郎;柳田健之;浅井圭介
通讯作者：
浅井圭介

Dy添加Li2O-Al2O3-B2O3ガラスの中性子照射後の熱蛍光

Dy掺杂Li2O-Al2O3-B2O3玻璃中子辐照后的热荧光

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口寛人;小宮基;川本弘樹;越水正典;藤本裕;野上光博;人見啓太朗;浅井圭介;若林源一郎;渡辺賢一
通讯作者：
渡辺賢一

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Approximation algorithm for the stochastic prize-collecting set multicover problem

随机奖品集多重覆盖问题的逼近算法

DOI：
10.1016/j.orl.2022.02.003
发表时间：
2022
期刊：
Operations Research Letters
影响因子：
1.1
作者：
赤間健斗;齋藤勇士;野々村拓;浅井圭介;重田剛志，永田貴之，齋藤勇士，野々村拓，浅井圭介;Li Mengmeng and Shinji Mizuno;内田和樹，中北和之，西崎祐輔，鈴木亙，川村健生，柴田欣幸，齋藤勇士，野々村拓，浅井圭介;高澤陽太朗
通讯作者：
高澤陽太朗