フローティングゾーン炉を用いた新規高融点ガラスの作製とその放射線誘起蛍光特性評価

浮区炉制备新型高熔点玻璃及其辐射诱导荧光性能评价

基本信息

批准号：
20J23225
负责人：
白鳥大毅
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は前年度までに合成したHf2O3-Al2O3-SiO2及びLu2O3-Al2O3-SiO2ガラスについて、シンチレーション特性向上の手がかりを探るため、ラマンスペクトルを基に構造と各種光学及びシンチレーション特性との相関関係について調査した。また、Hf2O3-Al2O3-SiO2の一部組成については発光中心濃度と作製法を見直し、シンチレーション特性の改善を試みたので、以上について報告する。Hf2O3-Al2O3-SiO2ガラスについては、構造解析によりAlおよびHfがガラス中のSiO2多員環を効果的に減少させることで密度が向上することが明らかとなり、これらが放射線検出感度の向上に効果的に作用することが示唆された。また、当該ガラスに発光中心としてCeおよびSnを添加し、作製条件および組成の最適化を行った結果、γ線照射下における発光量がそれぞれ400および475 ph/MeV程度と比較的良好な結果を得た。蛍光量子収率はSnの方がCeよりも2倍上高いが、発光量が同程度であることを鑑みるとCe添加の場合の方がシンチレーション過程におけるエネルギー輸送効率が高いと考えられ、ガラスにおいては特にエネルギー輸送効率に着目した材料設計が重要であるといえる。Lu2O3-Al2O3-SiO2ガラスについても同様にAlおよびLuが高密度化の担い手となっている。光学特性においては、PLQYは発光ピークが比較的短波長側に位置する試料、すなわち6配位環境のCe3+発光が顕著かつCe4+含有量が少ない試料の方が高い傾向にあった。この傾向はシンチレーション特性にも影響し、シンチレーションスペクトル強度とγ線照射による発光量は共にPLQYと正に相関する特徴を示している。以上の結果を踏まえ、エネルギー輸送効率に着目した組成設計のためにガラス構造の詳細な理解が重要であると結論づけた。

在今年，为了找到提高HF2O3-AL2O3-SIO2和LU2O3-AL2O3-SIO2玻璃的闪烁特性的线索，我们研究了基于Raman Plespra的结构与各种光学和闪烁性能之间的相关性。此外，对于HF2O3-AL2O3-SIO2的部分组成，我们审查了发射中心的浓度和制备方法，并试图改善闪烁特性，因此我们将在上述报告上报告。对于HF2O3-AL2O3-SIO2玻璃，结构分析表明，AL和HF有效地减少了玻璃中的SIO2多元环，从而提高了密度，表明这些效应有效地提高了辐射检测的敏感性。此外，将CE和SN添加为玻璃的发光中心，并优化了制备条件和组成，因此，γ射线照射下的发射量分别为400和475 pH/MEV，相对较好。尽管SN的荧光量子产率是CE的两倍，考虑到光发射的量大致相同，但在CE添加的情况下，闪烁过程中的能量传输效率较高，并且可以说，集中于能源运输效率的材料设计对玻璃特别重要。同样，AL和LU负责LU2O3-AL2O3-SIO2玻璃的高密度。就光学性质而言，PLQY的发射峰往往比波长相对较短的样品，即具有明显CE3+发射的样品，在六配位环境中具有低CE4+含量的样品。这种趋势还会影响闪烁特征，闪烁光谱强度和由伽玛照射引起的发光量与PLQY呈正相关。基于上述结果，我们得出的结论是，对玻璃结构的详细理解对于关注能量运输效率的组成设计很重要。

项目成果

期刊论文数量（37）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

キセノンイメージ炉を用いたCe:Lu2O3-Al2O3-SiO2系ガラスの作製とそのシンチレーション特性の組成依存性

使用氙像炉制备 Ce:Lu2O3-Al2O3-SiO2 玻璃及其闪烁性能的成分依赖性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
白鳥大毅;中内大介;加藤匠;河口範明;柳田健之
通讯作者：
柳田健之

重元素系リン酸ガラスにおける銀RPL現象に関する研究

重元素磷酸盐玻璃中银RPL现象的研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
白鳥大毅;加藤匠;木村大海;中内大介;河口範明;柳田健之
通讯作者：
柳田健之

Eu:KMPO4（M = Mg, Ca, Sr, Ba）セラミックスのラジオフォトルミネッセンス特性評価

Eu:KMPO4 (M = Mg, Ca, Sr, Ba) 陶瓷的放射光致发光表征

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
白鳥大毅;加藤匠;中内大介;河口範明;柳田健之
通讯作者：
柳田健之

nalysis of attenuation behaviour of luminescence in Au-doped CsCl-BaCl2-ZnCl2 glasses by X-ray irradiation

X射线辐照Au掺杂CsCl-BaCl2-ZnCl2玻璃发光衰减行为分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
D. Shiratori;D. Nakauchi;T. Kato;N. Kawaguchi;T. Yanagida,
通讯作者：
T. Yanagida,

Photoluminescence and scintillation properties of Ce-doped barium silicate glasses synthesized by the FZ method

FZ法合成Ce掺杂硅酸钡玻璃的光致发光和闪烁性能

DOI：
10.1016/j.optmat.2020.109895
发表时间：
2020
期刊：
Optical Materials
影响因子：
3.9
作者：
Shiratori Daiki;Nakauchi Daisuke;Fukushima Hiroyuki;Kato Takumi;Kawaguchi Noriaki;Yanagida Takayuki
通讯作者：
Yanagida Takayuki