プラスチックシンチレータで成型した大型BaF⊆シンチレータの開発

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Ba【F_2】結晶は310nmの主発光成分(減衰時間600ns)に加え220nmの速い成分(0.6ns)を有し、両成分の発光量比に粒子依存性があり、また耐放射線に強いという特有をもつ。この特長からBa【F_2】はTOFポジトロンCT、カロリーメータ、核物理実験など多くの応用が考えられている。 我々は検出器の大型化、ガラス窓光電子増倍管でのBa【F_2】シンチレーション検出、かつプラスチックシンチレータ並みの速さを目標として粉末Ba【F_2】をプラスチックで成型したシンチレータ(BPSと略す)を開発した。 BPSは重量70〜90%の粉末Ba【F_2】と30〜10%の樹脂とを重合し発光は波長変換剤により410nmとなる。 樹脂と粉末Ba【F_2】との屈折率を一致させ透明化をはかった。 現在までに試作したBPSの最大は直径50mm×50mmである。 直径20mm×10mmのBPS(70%Ba【F_2】)、Ba【F_2】結晶、およびNaI(t-c)結晶に対する【^(137)Cs】光電ピーク発光量(およびFWHM)は15(32%):10(33%):100(8%)である。 BPSの各種荷電粒子に対する応答を理研(陽子)、大阪大学核物理センター(陽子,α粒子)、東大原子核研究所(高エネルギー電子)などの加速器をもちいて測定し満足すべき十分な結果を得た。 またBPSの陽子と電子とに対する発光波形の違いを利用して約100MeVまでの高速中性子検出(n-γ弁別)が可能であることを実証できた。現在高検出効率を有する固体中性子検出器の出現が各分野で強く望まれていることから本BPSによる中性子測定実用化の見通しが得られた意義は大きい。