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中性子線検出用新規高効率シンチレータ結晶の開発

开发用于中子束探测的新型高效闪烁体晶体

基本信息

批准号：
08F08055
负责人：
吉川彰
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

シンチレータデバイスの応用分野はエネルギー、医療、工業、農業等、多岐に渡り、トータルシステムで8.6兆円、シンチレータデバイスで450億円という莫大な市場規模を有する。中でも、中性子線検出器は、原子炉、核融合、資源探査等の健全性診断や予寿命予測等、エネルギーから物質・生命科学、安全・安心に資する技術まで広範な分野で用いられており、J-PARCの建設などでその役割が飛躍的に加速している。しかしながら、現状の中性子検出器は中性子検出効率が20～50%@1Å程度のものが殆どであり、中性子を半分以上捨てていることになっている。この状況から、検出効率の大幅向上が望まれ、例えばJ-PARCのプロジェクトチームからは検出効率80～90%@1Åが要求されている。加えて、高効率の中性子検出器が実現すれば、物流チェックなどにおいても従来型の受動的な検査方法ではなく能動的な物流チェックも可能となるなど、新技術の創成を齎すことが期待される。中性子検出器の検出効率向上の鍵を握るのがシンチレータである。これらの背景を踏まえ、研究では中性子検出器の技術革新に資する新規シンチレータ材料の開発を中心とし、その材料設計、探索合成、発光メカニズム、クエンチメカニズムの理解、更には、高品質バルク単結晶および形状制御単結晶作製技術の確立までを研究開発対象としている。研究室の保有するマイクロ引き下げ装置を用いて、中性子用フッ化物単結晶の作製を行った。中性子用シンチレータでは、Li、B、Gd含有量が多いほど、検出効率を高めることが可能である。作成したサンプルは、研究室の保有するラウエカメラなどで結晶構造や結晶性を確認し、さらに研究室の保有する吸収率測定装置や、蛍光測定装置を用いて、光学特性を評価するというサイクルで研究を進めている。平成21年度において、有意な発光が確認されたLiAlO3、LiCAG等は、擬似中性子として、研究室の保有するアルファ線源応答を評価した。特にLiCAFにおいては中性子を用いた2次元画像取得に成功した。

The scale of the market is divided into four categories, namely, medical, industrial, agricultural, etc., multi-channel ferry, retail investment of 8.6 trillion yuan, and market size of 45 billion yuan. Neutralizers, neutralizers, atomic furnaces, nuclear fusion, resource exploration, etc., health protection devices, life sciences, safety and peace of mind technologies, equipment, equipment The output rate of neutrals is 2050% and 1%, and that of neutrals is more than half a point. For example, the J-PARC rate is 8090%, the output rate is 8090%, the output rate is 80%. In addition, high-rate neutral devices are available, and logistics systems are used in order to meet the needs of customers. If you are able to do something, you may not be able to do so, and new technologies may be used. The neutral exporter has an upward rate of output and grip. The background, research and innovation of neutral devices, the development of new regulations, the development of materials, the design of materials, the exploration of synthesis, optical testing, optical testing, optical communication, optical communication, and high-quality equipment. The results show that the shape control system is used to make sure that the technology starts the research process. The laboratory maintains that the device is used to guide the device, and the neutrals use the crystal of the chemical compound to make the device. Neutrals use drugs such as Li, B, Gd, etc., and have a high incidence of infection. The laboratory maintains the confirmation of crystal properties, the laboratory maintains the equipment for measuring the absorption rate, the equipment for measuring the absorption rate, and the optical properties are used. The optical properties are studied in the laboratory. Pingcheng 21, intended to make sure that LiAlO3, LiCAG, etc., like neutrals, and that the research lab should keep the source to answer the question. In particular, LiCAF has achieved success with the second dimensional portrait of the neutral.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Luminescence Mechanism in Doubly-doped LaF_3:Er, Nd VUV Scintillator

双掺杂LaF_3:Er,Nd VUV闪烁体的发光机理

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
IEEE Trans.Nucl.Sci. (In press, 未定)
影响因子：
0
作者：
J.Pejchal;M.Nikl;K.Fukuda;N.Kawaguchi;T.Yanagida;Y.Yokota;A.Yoshikawa
通讯作者：
A.Yoshikawa

希土類添加K3LuF6単結晶の作製及びシンチレーション特性評価

稀土掺杂K3LuF6单晶的制备及闪烁性能评价

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
阿部直人;横田有為;柳田健之;Jan Pejchal;Martin Nikl;河口範明;福田健太郎;吉川彰;前尾修司
通讯作者：
前尾修司

Crystal Growth and Characterization of Rare Earth Doped K3LuF6

稀土掺杂 K3LuF6 的晶体生长和表征

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Ieee Transactions of Nuclear Science
影响因子：
0
作者：
N. Abe;Y. Yokota;T. Yanagida;N. Kawaguchi;K. Fukuda;J. Pejchal;M. Nikl;A. Yoshikawa
通讯作者：
A. Yoshikawa

Evaluation of Gamma-Ray Responses of Tm:BaF_2 Single Crystals

Tm:BaF_2 单晶的伽马射线响应评估