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重元素ナノ粒子添加ピコ秒シンチレータによる放射光X線時間分解イメージング

使用掺杂重元素纳米粒子的皮秒闪烁体的同步辐射X射线时间分辨成像

基本信息

批准号：
21H03743
负责人：
岸本俊二
金额：
$ 11.07万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
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

项目摘要

A-1.ビスマス酸化物の他、ハフニウムおよびジルコニウム酸化物ナノ粒子を添加したプラスチックシンチレータ(PLS。溶媒：スチレンまたはビニルトルエン)製作に適したサブナノ秒オーダー発光の蛍光体を合成し、KEK PFビームラインBL-14AにてX線入射時の発光量・出力波高分布、時間特性（時間分解能、発光寿命）の測定を行い、発光量が最大となる蛍光体選定やmol濃度などの最適なPLS組成の探索を継続した。サブナノ秒発光寿命で実用的な発光量を示す蛍光体の作製はかなわなかったが、既存の比較的大型の光電子増倍管を有するシンチレーション検出器に適した25mm径かつ検出効率を高めるため5mm厚のプラスチックシンチレータ作製に成功した。今後の製品普及が期待できる。A-2.シンチレーション光のピクセル分離のためのレーザーによる「仕切り」加工を、照射条件の最適化の上でリニアアレイ装着に適した形状で再度試みた(委託)。市販MPPCアレイ（3mm角素子の4x4アレイ）を使って隣接したMPPCピクセルでの「仕切り」によるシンチレーション光収集の強度分布の変化、半値幅100μm程度の仕切り部周辺の収集された光強度分布について60keV、幅30μmビームを使って評価することに成功した。B.広帯域（GHzまで）・高S/N比（>10）の実現のため、CMOSフロントエンド回路チップ（FGATI）の再設計（シミュレーションによる）・再製作を行った。C.新型コロナ禍による半導体素子等の入手困難により128chマルチチャンネルスケーリング（MCS）ボードの新規製作は断念した。APDリニアアレイにAのPLS（20wt%Hf-PLS）を装着して真空下で冷却、APDゲインを確保して高エネルギーX線用シンチレーション検出器として作動させる試みを進めた。より大きなゲインを得るために冷却能力を改良中である。

A-1. The acid compound is added to the particle by adding the acid compound to the PLS. Solvent: solvent: solvent: The amount of light emitted during the lifetime of light emission in seconds shows that the operation of the optical body is successful in comparison with the existing large-scale optoelectronic multiplier. The detector is suitable for 25mm diameter and 5mm thick. Expect the popularity of future products. A-2. Re-test the appropriate shape of the installation by optimizing the processing and irradiation conditions (entrusted). The intensity distribution of MPPC (4 x 4 pixels of 3mm pixels) was successfully evaluated at 60keV and 30μm in the range of 100μm at half-width. B. Wide band (GHz)·High S/N ratio (>10) implementation, CMOS switching circuit design (FGATI) redesign·Reproduction C. Difficulties in starting a new semiconductor element (MCS) APD-PLS (20wt%Hf-PLS) is installed under vacuum, cooling, APD-PLS is installed under vacuum to ensure high temperature and high temperature. The cooling ability of the machine is improved.