Development of sensitive dosimetry on the basis of organic-inorganic hybrid materials

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有機無機ハイブリッド線量計における線量計測手法として、三つの現象を想定している。一つはシンチレーションであり、その場合にはプラスチックシンチレータベースの有機無機シンチレータ開発が主となる。二つめは蓄積型蛍光であり、熱蛍光や輝尽蛍光となる。最後は、ラジオクロミズムやラジオフォトルミネッセンス材料であり、色調および蛍光特性の照射後の変化を利用した線量計測を可能とする。それぞれに一長一短があるため、これら全ての現象を研究対象としながら、それぞれの検出信号の相補性を利用した開発を進める。今年度には、主にラジオクロミック材料とラジオフォトルミネッセンス材料を開発した。双方とも、有機色素の化学反応に基づくタイプの検出材料を開発した。ラジオクロミック材料では、塩素系の添加分子に対して増感が生じることや、酸・塩基発生材の添加による増感が効果的であることを見出した。一方で、ラジオフォトルミネッセンス材料では、色素と、放射線照射により生じるラジカルとの化学反応に基づく検出を可能とした。これらのアプローチにおいては、エレクトロクロミズムやエレクトロフルオロクロミズムといった電気化学的反応による色調や蛍光特性変化の実現されている系を主な対象としながら研究を進めた。さらに、有機無機ハイブリッドシンチレータでは、中性子計測を可能とするものを開発した。LiAlO2やLiGaO2ナノ粒子を添加したプラスチックシンチレータにおいて、熱中性子の検出に成功し、さらに、既存のプラスチックシンチレータを上回るシンチレーション収率を達成した。