プレスリリース・研究成果

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明るく素早く応答するX線検出用 新規ガーネット型シンチレータの開発に成功

2026/10/14

発表のポイント

  • セリウムとマグネシウムを添加したYAGG結晶で、高い発光量と高速応答・残光の低減を両立し、高性能なX線検出材料を開発しました。
  • 日本・チェコ・ドイツ・ラトビアの国際共同研究により、結晶組成とセリウムの価数制御が、発光性能を高めることに成功しました。
  • 高精細・高速なX線イメージングや高エネルギー物理学検出器への応用が期待されます。

概要

　医療画像診断や工業製品の検査に使われるX線画像技術では、X線を光に変換するシンチレータの性能が重要です。高い発光量と高速応答、照射後に残る光（残光）の低減が求められますが、応答を速めると発光量が低下するなど、これらの両立が課題でした。

　東北大学未来科学技術共同研究センター（NICHe）の鎌田圭教授、同大学金属材料研究所（IMR）の吉川彰教授（NICHe兼務）、同大学大学院工学研究科の末積尚人大学院生らは、株式会社C&A、チェコ科学アカデミー物理学研究所（FZU）、ドイツ電子シンクロトロン（DESY）、ラトビア大学固体物理学研究所などとの国際共同研究により、セリウムとマグネシウムを添加したYAGG結晶の発光特性を大幅に改善して発光性能を高め、小魚や電子部品の内部構造をX線撮影で可視化に成功しました。本成果は、材料開発から発光機構の検証、画像実証までを国際連携で進めたもので、次世代X線イメージングや高エネルギー物理学用ガンマ線検出器を支える検出材料への応用が期待されます。

　本研究成果は、2026年10月3日に国際学術誌Laser & Photonics Reviewsに掲載されました。

詳細

図1. Y3(Al,Ga)5O12ガーネット構造にCeのみ、Ce,Mgを共添加した結晶の外観(左図)と、各試料のX線吸収分光スペクトル(右図)。Mgを共添加したサンプルでは、Ce3＋に加えてCe4＋の存在が確認できる。

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