プレスリリース・研究成果

シンチレータは放射線のエネルギーを光へ変換する物質で、医療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Eu（ユウロピウム）添加CaF₂（フッ化カルシウム）結晶は、高い発光量（約2万光子/MeV）を示し、優れた光学的透明性と化学的安定性を備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線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、CaF₂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、Eu²⁺による波長約420 nmの発光と、Eu³⁺による波長590–695 nmの発光の比が、照射する放射線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Eu²⁺発光を一定とした場合、Eu³⁺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線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、新しい粒子識別法および次世代の放射線検出技術の開発につながると期待されます。今後は、レンズを用いた光学系との組み合わせにより、放射線が通った飛跡をカラーで記録する技術を開発し、α線やX線などの粒子種を色で識別できる手法の確立を目指します。