新型シンチレータ結晶および検出器の開発と医療・原子力・宇宙分野などへの応用

新型闪烁体晶体和探测器的研制及其在医疗、核能、航天等领域的应用。

• 批准号: 11J05133
• 负责人: 黒澤 俊介
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05133/
• 关键词: シンチレータ; 高阻止能; 光電子増倍管; 光物性; 結晶育成; 結晶工学; 放射線物理; 医療物理

本研究の目的は内在バックグラウンドがきわめて低く(1Hz/cc程度以下)、ガンマ線検出効率が高い(有効原子番号60程度以上)シンチレータの開発である。その候補としてハフニウム(Hf)を用いたシンチレータの開発に取り組んだ。ただしHfは融点が高いため、既存の結晶育成方法では結晶化が難しいという問題がある。そこで、放電プラズマ焼結(SPS)法を用いたセラミックスシンチレータの開発を昨年度から引き続き行った。昨年度はガンマ線応答が見えなかったCe添加SrHfO_3(有効原子番号64)について、本年度はアルミニウム(Al_2O_3)を1%添加することで、透過率が向上し、その結果、サブMeVのエネルギーをもつガンマ線にも応答があることが分かった。さらに、その減衰時間は22±1ナノ秒と非常に高速応答を持つこともわかり、これはPETカメラ等で汎用されている、LYSO結晶の減衰時間(約40ナノ秒)よりもはるかに短い値である。そのため、いまだ透過率等で更なる改善点があるもののPETカメラなどの医療用カメラへの応用に一定の道筋が得られた。このほかにも、昨年度に引き続き、真空紫外線発光シンチレータ(フッ化物シンチレータ)や酸化物、臭化物、塩化物シンチレータなどの材料探索を上記のSPS法のほかにブリッジマン法、チョクラルスキー法およびマイクロ引き下げ法などを用いて行い、検出効率だけではなく発光量の大きいシンチレータの探索なども行った。

The purpose of this study is to reduce the internal noise level (below 1Hz/cc) and increase the detection rate (above 60). The candidate for the election is the candidate for the election. The crystallization is difficult because of the high melting point and the existing crystallization method. The development of SPS method was carried out in the past year. Last year, SrHfO_3(with atomic number 64) was added. This year, SrHfO_3(Al_2O_3) was added by 1%. The transmittance was increased. The results showed that SrHfO_3 was added to SrHfO_3. The decay time of LYSO crystals is about 22±1 seconds. The decay time of LYSO crystals is about 40 seconds. The improvement points of PET transmittance, etc. for medical use and application are obtained. The SPS method mentioned above is used to explore the materials of acid, odor and sulfur compounds. The SPS method is used to explore the materials of acid, odor and sulfur compounds. The SPS method is used to explore the materials of acid, odor and sulfur compounds.

项目成果

Eu-concentration dependence of optical and scintillation properties for Eu-doped SrF2 single crystals

Eu 掺杂 SrF2 单晶光学和闪烁特性的 Eu 浓度依赖性

• 发表时间: 2012
• 期刊: physica status solidi
• 作者: S. Kurosawa;Y. Yokota;T. Yanagida;A. Yoshikawa
• 通讯作者: A. Yoshikawa

SMILE14:電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)の新データ取得システムの性能評価

SMILE14：电子轨迹检测康普顿相机（ETCC）新型数据采集系统的性能评估

• 发表时间: 2012
• 作者: T.Nakajima;Y. Matsuo;T. Kobayashi;水本哲矢,窪秀利
• 通讯作者: 水本哲矢,窪秀利

Development of a new imaging device using a VUV scintillator and a gas photomultiplier with a u-PIC and GEM

使用 VUV 闪烁体和气体光电倍增管以及 u-PIC 和 GEM 开发新型成像设备

• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Instrumentation
• 影响因子: 1.3
• 作者: Shunsuke Kurosawa;Kojiro Taniue;Hiroyuki Sekiya;Hidetoshi Kubo;Chihiro Ida;Kentaro Miuchi;Toru Tanimori;Takeyuki Yanagida;Yuui Yokota;Akira Yoshikawa;Kentario Fukuda;Noriaki Kawaguchi;Sumito Ishizu;Masanori Nakagawa;Toshihisa Suyama;Jan Pej
• 通讯作者: Jan Pej

A new imaging device based on UV scintillators and a large area gas photomultiplier

基于紫外闪烁体和大面积气体光电倍增管的新型成像装置

• 发表时间: 2011
• 期刊: Nucl.Instrum.Meth-A
• 作者: H.Sekiya;C.Ida;H.Kubo;S.Kurosawa;K.Miuchi;T.Tanimori;K.Taniue;A.Yoshikawa;T.Yanagida;Y.Yokota;K.Fukuda;S.Ishizu;N.Kawaguchi;T.Suyama
• 通讯作者: T.Suyama

高速・高エネルギー分解能酸化物シンチレーターCe : (La, Gd)2Si2O7の開発とPMT・MPPCによる特性評価

高速、高能量分辨率氧化物闪烁体Ce:(La,Gd)2Si2O7的研制及PMT/MPPC性能评价

• 发表时间: 2013
• 作者: 鈴木彬,黒澤俊介,宍戸統悦;Jan Pejchal,横田有為,吉川彰
• 通讯作者: Jan Pejchal,横田有為,吉川彰