北海道大学 研究シーズ集

Gd₂Si₂O₇系高性能シンチレータの開発とその応用

金子 純一 准教授 Junichi H. Kaneko
博士(工学)・経営管理修士(専門職)

放射線検出器用大発光量シンチレータの開発

シンチレータは放射線により発光する物質で医療診断装置、石油探査などで使用されます。Gd2Si2O7 (GPS)シンチレータは、高発光量、高エネルギー分解能、非潮解性等の優れた特長をもち、単結晶とセラミクスプレート・粉体が作れます。

研究の内容

Gd2Si2O7:Ce(GPS)単結晶シンチレータは、NaI:Tlの1.4倍程度の大発光量、高エネルギー分解能、非潮解性、自己放射能無しといった優れた特長を持ち、250℃以上の高温環境でも使用可能な事から、石油探査の大深度化への貢献が期待されます。(株)オキサイドへの技術移転が完了し、SPECT等に応用していただける状態になりました。また5cm角GPS焼結体プレートの安定製造技術を確立しました。位置検出型光電子増倍管組み合わせることにより、福島第一原子力発電所事故で放出されたα線を放出する核燃料物質を高感度で検出可能になりました。試作装置では従来装置では考えられなかった核燃料起因α線放出核種:自然放射能(ラドン子孫核種) = 1: 200の環境下で核燃料起因α線放出核種の検出に成功しました。

  • GPSの高温環境下での発光量温度依存性。GSO(従来品)を遙かに凌駕

  • GPSプレートを用いた可搬型α線検出装置の試作機

  • ラドン子孫核種:核燃料起因α線放出核種=50:1環境における核燃料起因α線放出核種の弁別例

社会実装への可能性

  • ・地下資源探査用γ線プローブとして、250℃以上の高温環境で使用可能
  • ・心臓、小動物用SPECT・PET装置
  • ・プルトニウムの現場検出

産業界や自治体等へのアピールポイント

ダイヤモンド、化合物半導体、酸化物シンチレータなどの新規放射線計測用材料開発から計測システム開発まで放射線計測に関連したモノづくりを垂直統合的に行なっています。福島の廃炉・復興事業にも協力しています。

関連情報

本研究に関連する知的財産

特願2014-029357 「単結晶、放射線検出器及び放射線検出器の使用方法」
特許 第5971866号「シンチレータプレート、放射線計測装置、放射線イメージング装置およびシンチレータプレート製造方法」
2018/4/3公開

◎ 本研究に関連するライセンス可能な知財情報

  • シンチレータプレート、放射線計測装置、放射線イメージング装置およびシンチレータプレート製造方法
    特願 2013-507801
  • 単結晶、放射線検出器及び放射線検出器の使用方法
    特願 2014-029357

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