赤色発光体を用いた遠隔線量計と廃炉に向けた炉内線量推定法の開発

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本年度は原子炉内部でも使用可能な光ファイバー、シンチレータならびに光検出器からなる高線量率場で用いられる遠隔線量モニタについて特にシンチレータに関する研究開発を行った。炉内の一部で10 Sv/h以上と非常に高い空間線量率が予測されるため、既存の放射線計測機器では故障や大量のノイズにより計測が不可能であると想定される。そのため高線量率場で用いられる遠隔線量モニタは、放射線耐性があるシンチレータのみを炉内に入れ、その場の線量率に応じたシンチレータの発光について光ファイバーを介して比較的線量率の低いエリアまで伝送させ光検出器で読み出すことで、線量測定を可能にする。ただし、シンチレータには強い透過力を持つガンマ線に対しても高い阻止能が必要であり、さらには光ファイバーには高線量率場でUV-青色程度の波長にチェレンコフ光やファイバーの欠陥によるシンチレーション光といった深刻なノイズが発生するといった問題があった。本年度はシンチレータのガンマ線に対する高い阻止能や、ノイズに対する信号の比（S/N比）の向上を狙い、HfやLuなどを含む高融点酸化物に赤色-近赤外発光を示す発光賦活剤を添加し、2 mm 角以下の近赤外発光シンチレータ結晶の育成を目指した。シンチレータ結晶の育成は近年開発された高融点材料探索法であるコア・ヒーティング法（CH法）を用いて実施した。近赤外発光を有するNd添加Lu2O3, Nd添加Gd2Hf2O7, Nd or Yb添加La2Hf2O7について1×2 mm角、1 mm 厚程度の結晶育成に成功し、特にYb1%添加La2Hf2O7については0.18-2.1 kGy/hの高線量ガンマ線環境下で高線量率場用遠隔線量モニタに用いられるシンチレータとして応用可能であることを明らかにした。