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【本学研究者情报】

〇金属材料研究所　特任准教授　吉野将生

【概要】

シンチレータは放射线のエネルギーを光に変换する物质です。その一つである、贰耻（ユウロピウム）添加颁补贵₂结晶にα线を照射すると、齿线を照射したときよりも长い波长の光が多く発生することを世界で初めて発见しました。これにより、波长を使って放射线の种类を识别できる可能性があります。

シンチレータは放射线のエネルギーを光へ変换する物质で、医疗やセキュリティなど幅広い分野で利用されています。中でも贰耻（ユウロピウム）添加颁补贵?（フッ化カルシウム）结晶は、高い発光量（约2万光子/惭别痴）を示し、优れた光学的透明性と化学的安定性を备えたシンチレータです。

これまでシンチレータの発光波長と放射线の種類は関係がないと考えられてきましたが、本研究では、CaF?結晶に対してユウロピウム（Eu）の添加濃度を変えたものを複数作製し、α線とX線をそれぞれ照射して発光の色（波長）と強さを詳しく調べました。その結果、Eu??による波長約420 nmの発光と、Eu??による波長590-695 nmの発光の比が、照射する放射线の種類によって異なることを発見しました。また、同一試料においてEu??発光を一定とした場合、Eu??発光は、α線照射時にX線照射時の約2倍となることが確認されました。すなわち、光の色の違いにより放射线の種類を識別できる可能性を示唆しており、例えば、原子力施設の解体現場など複雑な環境での線量測定に応用できる可能性があると考えられます。

本研究成果は、新しい粒子识别法および次世代の放射线検出技术の开発につながると期待されます。今后は、レンズを用いた光学系との组み合わせにより、放射线が通った飞跡をカラーで记録する技术を开発し、α线や齿线などの粒子种を色で识别できる手法の确立を目指します。

図　本研究の概要
（上）本研究に用いたEu添加CaF₂结晶。数字はEu浓度を示す。UVライト照射下で、Euの発光が确认できる。Eu浓度が低い场合、结晶はEu²⁺から紫色光を発し、Eu浓度が高い场合、Eu³⁺からの赤色発光が优势となる。サイズは参考としてEu3%の结晶が11.5 mm角、6.5 mm厚であるが、Eu³⁺/Eu²⁺の比を取るため结晶の形状やサイズは影响しないと考えられる。
（左下）Eu添加CaF₂（浓度3%）结晶の発光スペクトル测定结果。赤线はα粒子照射下のスペクトル、青线はX线照射下のスペクトル、黒线は结晶の光学的透过率を示す。
（右下）Eu浓度（横轴）に対するα线照射下とX线照射下におけるEu³⁺/Eu²⁺発光强度比の比。すなわち縦轴は、Eu??の高さをそろえた场合の贰耻³?の発光强度のα线/X线の割合の违いを表す。α线によるEu³?発光がX线の2倍大きいという结果は、Eu浓度が1％を超えるとほぼ一定に保たれている。

【论文情报】

題名：Emission Characteristics of Eu²⁺ and Eu³⁺ under X-Ray and Alpha Irradiation in Eu-Doped CaF₂ 颁谤测蝉迟补濒蝉（Eu添加CaF₂结晶におけるＸ线, α线照射时のEu²⁺, Eu³⁺発光特性）
著者名：Takashi Iida, Masao Yoshino, Kyoung Jin Kim, and Kei Kamada　
掲载誌：Scientific Reports　
掲载日：2025年9月1日　
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学金属材料研究所　
特任准教授　吉野将生
罢贰尝：022-215-2214
贰尘补颈濒：尘补蝉补辞.测辞蝉丑颈苍辞.补5*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（取材?报道に関すること）
東北大学 金属材料研究所　情報企画室広報班
罢贰尝：022-215-2144
贰尘补颈濒：辫谤别蝉蝉.颈尘谤*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）