学術雑誌論文 Analysis of linear energy transfer effects on the scintillation properties of a Bi4Ge3O12 crystal

Koshimizu, Masanori  ,  Kurashima, Satoshi  ,  木村, 敦  ,  Taguchi, Mitsumasa  ,  Yanagida, Takayuki  ,  Fujimoto, Yutaka  ,  Asai, Keisuke

内容記述
固体中の重荷電粒子に沿った高密度の電子励起は長年の研究の焦点であり、蛍光または発光を測定することによって高密度電子励起状態のダイナミクスが分析されてきた。近年、我々はシンチレータの励起状態ダイナミクスの解析を行い、発光の減衰におけるLET依存性を見出した。このLET効果は、励起状態の相互作用による消光とエネルギー移動との競合に起因する。本研究では、高エネルギー光子の阻止能が必要な放射線検出に適用されているシンチレータであるBi4Ge3O12(BGO)を研究対象とし発光の立ち上がりと減衰に対するLET依存性を報告した。 イオンビーム照射における時間分解発光測定は、QST、TIARAのAVFサイクロトロンを用いて行った。その結果、BGOの発光スペクトルにおける500 nmのピークは、Bi 3+イオンに局在する自己束縛励起子に起因するものであった。この発光の立ち上がり速度は、LETの増加に伴い上昇した。これは、自己束縛励起子の生成反応と、励起状態間の相互作用による消光反応との競争反応に起因すると考えられる。 また、発光の減衰もLETの増加に伴い速くなった。 これは、生成した自己捕捉励起子間の消光反応に起因すると考えられる。

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