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

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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。