高分子発光材料を用いた次世代粒子飛跡検出器の開発

使用聚合物发光材料开发下一代粒子径迹探测器

• 批准号: 16740143
• 负责人: 佐藤 朗
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740143/
• 关键词: 有機EL; シンチレーター; 放射線計測; 検出器; 高分子発光材料

本年度も有機EL蛍光材料の放射線計測への適正評価と選別に重点を置き研究を進めた。数種類の有機EL蛍光材料について、蛍光/励起スペクトル、蛍光寿命を測定した。さらに、これらの蛍光材料を用いてPseudocumeneまたは水を溶媒とした液体シンチレーターを調合し、その発光量を測定した。評価に使用した有機EL蛍光材料は、PPV、Cumalin6、ADS086BE、ADS128GEである。蛍光波長ピークは、おおよそ450-500nmの間に位置し、市販の光検出器の感度波長とよく一致した。吸収波長ピークは、340-450nm付近であった。これは、一次溶質として一般に使用されているPPOの発光波長に対応するので、これらの有機EL蛍光材料を二次溶質、PPOを一次溶質としたシンチレーターの作製が可能である。蛍光寿命はどれも2-3ns程度と従来のプラスチックシンチレーターと同等の時間応答を示すことがわかった。PseudocumeneにPPOと有機EL蛍光材料を溶かした有機溶媒ベースの液体シンチレーターを作製し光量測定を行った。その結果、市販の液体シンチレーター(Bicron社製BC505)と同程度かそれ以上の光量が得られた。また、水溶性が高いPPV前駆体については、水ベース液体シンチレーターを作製し、同様にその光量を測定した。従来提案されていた界面活性剤を使用した水ベース液体シンチレーター(水+塩化ベンゼトニウム+PPO+bis-MSB)と比較して約1.2倍程度の光量を得た。さらに、水溶性の高い有機EL蛍光材料を用いることで、より高発光な水ベース液体シンチレーターが開発できる感触を得た。以上の結果から、ここで試験した有機EL蛍光材料については、蛍光波長、蛍光寿命、発光量の観点からみて、高エネルギー実験粒子検出器用発光材料をして十分な性能を持っことがわかった。

今年，我们继续研究，重点是对用于辐射测量的有机EL荧光材料进行适当的评估和选择。我们测量了几种有机EL荧光材料的荧光/激发光谱和荧光寿命。此外，我们使用这些荧光材料以假枯烯或水作为溶剂制备了液体闪烁体，并测量了发光量。评价中使用的有机EL荧光材料为PPV、Cumalin6、ADS086BE、ADS128GE。荧光波长峰值大约位于450-500 nm之间，与市售光电探测器的灵敏度波长非常匹配。吸收波长峰值在340-450 nm左右。由于这对应于通常用作初级溶质的PPO的发射波长，因此可以使用这些有机EL荧光材料作为次级溶质和PPO作为初级溶质来制作闪烁体。结果发现，所有荧光寿命约为2-3 ns，这与传统塑料闪烁体的时间响应相同。通过将PPO和有机EL荧光材料溶解在假枯烯中来制备有机溶剂基液体闪烁体，并测量光强度。结果，光量与市售液体闪烁体(Bicron制造的BC505)相当或更大。另外，对于高水溶性PPV前体，制备水基液体闪烁体并以相同的方式测量光强度。获得的光量约为之前提出的使用表面活性剂（水+苄索氯铵+PPO+bis-MSB）的水基液体闪烁体的1.2倍。此外，通过使用高水溶性有机EL荧光材料，我们认为可以开发出具有更高发光度的水基液体闪烁体。从以上结果可以看出，这里测试的有机EL荧光材料在荧光波长、荧光寿命和发光量方面作为高能实验粒子检测器的发光材料具有足够的性能。