Development of He-3 alternative novel oxide neutron scintillator

点击翻译按钮获取中文摘要

近年、中性子計測において標準的な計測器媒体である3Heガス資源の枯渇が問題となっている。そもそも天然Heガスも需給が逼迫しているが、中性子計測に利用される3Heは天然He中に100万分の1しか含まれない希少資源のため、3Heガスを用いない中性子計測技術の重要性が高まってきている。3Heガス検出器の代替の本命は固体シンチレータ式検出器である。中性子シンチレータは中性子が物質中の6Liと6Li(n,α)3Hの核反応を起こして生じる励起エネルギーにより発光する材料で、光検出器と組み合わせることで中性子計測に利用できる。従来は3Heガス検出器が主に用いられてきたため、レントゲン・核医学や手荷物検査などで広く用いられるX線、ガンマ線用シンチレータに比べると中性子シンチレータの研究は十分ではなかった。我々はこれまでに3He代替シンチレータとして、LiCaAlF6（LiCAF）単結晶シンチレータを開発した。LiCAFは潮解性がない材料の中で高い発光量を有しているが、製造において高度な雰囲気制御が必要なフッ化物であり、製造コストが高いなどの問題があった。そこで本研究ではより製造が容易で化学的安定性の高い酸化物結晶中性子シンチレータの探索研究を実施している。本年度はLi6Y(BO3)3系、LiCaPO4系、Li2SnO3系、YBO3系、CsLiB6O10系、LiAl5O8系の酸化物結晶を中心に調査を進めた。Li6Y(BO3)3系の研究成果で1件の論文発表、LiCaPO4系の研究成果で2件の論文発表、Li2SnO3系の研究成果で2件の国内学会発表、YBO3系の研究成果で1件の国内学会発表、CsLiB6O10系の研究成果で1件の国内学会発表、LiAl5O8系の研究成果で3件の国内学会発表を行った。ここに挙げた以外にもいくつかの興味深い結果が得られており、次年度も引き続き検討を進める。