研究内容Research

新規赤色～近赤外蛍光体・シンチレータの材料探索（小玉）

　X線やガンマ線といった放射線は、物体の透過力が高く、一般のカメラや光量計では捉えることができません。一般的な放射線検出では、放射線のエネルギーを受けて発光する「シンチレータ」と呼ばれる機能性材料を使います。シンチレータの発光を光検出器で受けることで、間接的に、放射線の有無や種類、線量を測定することができます。シンチレータを使った放射線検出器（シンチレーション検出器）は、環境放射線のモニタリングポストや医療機器といった私たちに身近なものから、X線回折などの科学分析機器、高エネルギー物理学やガンマ線・X線天文学といった学問分野まで、幅広く活用されています。

　本研究は、福島第一原子力発電所の廃炉作業現場など、人間や既存の機器が近づけないほど高線量で危険な環境下でも動作可能なシンチレーション検出器の開発を目指しています。シンチレーション検出器の機構上、シンチレータと光検出器を光ファイバーで接続すれば、遠隔地の放射線検出が可能になります。しかし、原子炉など巨大なものの放射線検出には100m程度の長尺な光ファイバーが必要となり、ファイバー中の光子の損失が無視できません。また高線量空間では、光ファイバー自身が放射線により発光し、ノイズまみれになってしまう恐れがあります。光ファイバー中の光子の伝送損失を抑え、ノイズに負けないようにシンチレーション光子を検出するためには、赤～近赤外光が望ましいところですが、赤～近赤外発光、かつ高発光量なシンチレータはありませんでした。
　2018年に、小玉は新規ヨウ化物のCs₂HfI₆を報告しました。 Cs₂HfI₆は、世界初のシングルフォトンカウンティング可能な、高発光量・赤色発光シンチレータとして注目を集めました。日本原子力研究開発機構、三菱電機株式会社、京都大学らと共同研究で、Cs₂HfI₆を使用した光ファイバー読み出しリモート放射線量モニタの試作・動作試験も行ったところ、福島第一原子力発電所の廃炉に応用可能な放射線検出性能を有していることを明らかにしました。当該分野のパイオニアとして、Cs₂HfI₆よりも高発光量、かつ長波長で発光する新しいシンチレータ材料の研究を行っています。

無機材料化学研究室(Takeda & Yanase Lab)

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新規赤色～近赤外蛍光体・シンチレータの材料探索（小玉）

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