研究・開発の沿革

内容
2018年 6月 世界最高放射線不純物フリーの高純度ヨウ化ナトリウム原料の開発に着手
2017年 11月 5インチ級超高純度NaI結晶が暗黒物質探索用シンチレータとしてPICOLONプロジェクトに採用される
10月 ヨウ化ナトリウム結晶のJISに準拠した標準型放射線検出器の生産開始
6月 事業拡大のため、茨木市の彩都研究所を廃止し摂津市に新研究所を設立
ヨウ化ナトリウム精製システムの構築
4月 暗黒物質探索用大型ヨウ化ナトリウム結晶の開発に成功
2015年 11月 暗黒物質探索用 放射線フリーの超高純度ヨウ化ナトリウム結晶の開発をさらに進める
2014年 6月 茨木市産学連携スタートアップ支援事業補助金事業スタート
6月 ものつくり補助金事業終了 φ150-180mm ヨウ化セシウム結晶開発
15mm-CsI(TI)ブロックにて分解能 6.5%達成(662keV-137Cs)
2月 暗黒物質探索用 世界トップレベルの超高純度ヨウ化ナトリウム結晶の開発に成功
2013年 7月 ものつくり補助金事業受託
4月 結晶製造装置・2号炉導入
2012年 10月 ヨウ化セシウム結晶放射線検出器の開発
9月 φ135㎜ヨウ化セシウム結晶開発
6月 JST機器開発プログラム「ハンディCsIスマートベクレルカウンター」へCsI(Tl)結晶を提供
4月 φ150㎜ヨウ化ナトリウム結晶開発
1月 ヨウ化ナトリウム原料高純度化装置稼働開始:暗黒物質検索用
2011年 8月 1号炉稼働・ハイブリッドブリッジマン結晶製造法の研究開発開始
5月 彩都研究所設立

ヨウ化セシウム結晶CsI(Tl)放射線検出器の開発

お客様のご要望に応じて様々な形状の検出器を製作しており、素材の提供だけではなく、これらデバイスの開発を含めた技術提供が可能です。

  • 活用例
  • 例1 9cc (前列)
  • 例2 12 cc プリアンプ付 (後列右)
  • 例3 20 cc ガラス窓付 (後列中)
  • 例4 46 cc PD付 (後列左)
  • ヨウ化セシウム結晶(CsI(Tl))を使ったデバイスイメージ
  • Assembled detectors

20*20*50mmCsI(Tl)Dector/PMT

15*15*40mmCsI(Tl)Dector/PDエネルギースペクトル画像

15*15*40mmCsI(Tl)Dector/PD

20*20*50mmCsI(Tl)Dector/PMTエネルギースペクトル画像

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ヨウ化ナトリウム結晶NaI(Tl)放射線検出器の開発

従来NaI(Tl)結晶は光電子増倍管(PMT)との組み合わせで放射線検出器が構成されていたが、 近年開発されたPMTと同等レベルの能力を持つ光半導体検出素子とNaI(Tl)結晶の組み合せ技術の開発により小型化と出力信号のデジタル化を可能にした、放射線検出器を提供している。

放射線検出器

放射線検出器

結晶の大型化技術開発

  • 1号炉による結晶試作:
    ①φ150㎜級ヨウ化ナトリウム結晶の開発
    用途:暗黒物質などの研究
    ②φ135㎜級ヨウ化セシウムの開発
    用途:食品中放射線の測定や放射線汚染計測など
  • 2号炉:大型炉導入
    生産性向上と安定供給

大型ヨウ化セシウム製造機

2号炉

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製造工程の機械的・熱的構造の影響をクリアしたHybrid Bridgeman法

  • ブリッジマン法
    炉内に高音部と低温部を組み合わせ、その間に目的物質の融点を含む急激な温度勾配領域を設定して、坩堝を高音部から低音部に移動させることにより固化させる方法です。
  • VGF法
    装置の簡略化及び機械的振動を避けるために、坩堝を移動させるのではなく、一定にした温度分布を装置内で幾何学的に移動させる方法です。

Hybrid Bridgeman法
ブリッジマン法・VGF法のいずれの方法も、一義的な設定においては、現実炉の機械的構造による影響で成長速度が変化します。 この問題を解決する手法として,ブリッジマン法とVGF法を組み合わせ、ヒータ、坩堝、原料充填量等の機械的構造の影響が最小になるHybrid Bridgeman法を採用しております。

Hybrid Bridgeman法イメージフロー図

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学術分野

宇宙からやってくる素粒子の検出を通して暗黒物質の発見の可能性などが期待されています。特にこの分野では 結晶素材に含まれる放射線不純物を除去することが、強く望まれています。このため我々は特別なイオン交換樹脂を持ちた原料の高純度化に挑戦しております。

宇宙イメージ

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関連技術情報

  • 参考文献
    題目
    Study of high purity NaI scintillator for Dark Matter
    著者
    保田賢輔
    掲載元
    NDM12(Neutrinos and Dark Matter in Nuclear Physics 2012 ポスターセッション20126.11-15奈良
    題目
    A Mobile Smart Becquerel Counter for On-site Inspection
    著者
    Hideji Yumen,Shigeo Okubo, Ken Kawamura, Yuichiro Manabe, Yoshihide Kimura、Isao Murata,Renzo Ikeda,Kyoshiro Imagawa, Kensuke Yasuda, Ryohei Sato, and Ryuichi Shimizu
    掲載元
    第8回「Ionizing Radiation Monitoring」 ポスターセッション 2012.12.1-2 茨城
    題目
    積層型シンチレーターPICO-LONによる宇宙暗黒物質探索
    著者
    伏見 賢一, 原田 克哉, 中山 信太郎, 折戸 玲子, 嶋 達志, 江尻 宏泰, 硲 隆太, 今川 恭四郎, 松本 絵里佳
    掲載元
    日本物理学会秋季大会, 2010年9月
    題目
    PICO-LON Project for Cosmic Dark Matter
    著者
    Ken-Ichi Fushimi, Hiroyasu Ejiri, K. Harada, Ryuta Hazama, K. Imagawa, Y. Kameda,  E. Matsumoto, Shintaro Nakayama and T. Shima
    掲載元
    The 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies, AIP Conference Proceedings, Vol.1269, pp.333--335, 2010.
    題目
    Dark matter search by means of segmented scintillator (PICO-LON)    
    著者
    Ken-Ichi Fushimi, Y. Kameda, K. Harada, Shintaro Nakayama, Hiroyasu Ejiri, T. Shima, K. Yasuda, S. Umehara, Ryuta Hazama and K. Imagawa:
    掲載元
    Journal of Physics: Conference Series, Vol.203, No.1, p.012046, 2010.
    題目
    MOON for Double-Beta Decays and Neutrino Nuclear Responses,
    著者
    Ken-Ichi Fushimi, Y. Kameda, K. Harada, Shintaro Nakayama, Hiroyasu Ejiri, T. Shima, K. Yasuda, Ryuta Hazama and K. Imagawa :
    掲載元
    Journal of Physics: Conference Series, Vol.203, p.012064, 2010
    題目
    Dark matter search by means of thin NaI(Tl) scintillator array,  
    著者
    Y. Kameda, Hiroyasu Ejiri, Ken-Ichi Fushimi, Ryuta Hazama, H. Ito, K. Imagawa, H. Kawasuso, Norihiko Koori, E. Matsumoto, Shintaro Nakayama, T. Shima and K. Yasuda :
    掲載元
    RADIATION DETECTORS AND THEIR USES Proceedings of the 23rd Workshop on Radiation Detectors and Their Uses, Vol.2009-12, p.8, 2009.
    題目
    PICO-LON project for WIMPs search
    著者
    Ken-Ichi Fushimi, K. Yasuda, Y. Kaameda, Hiroyasu Ejiri, Ryuta Hazama, K. Ichihara, K. Imagawa, H. Ito, Norihiko Koori, H. Nakamura, Shintaro Nakayama, Masagaru Noumachi, T. Shima, S. Umehara and S. Yoshida :
    掲載元
    Journal of Physics: Conference Series, Vol.120, No.4, p.042024, 2008
    題目
    WIMPS Search by Exclusive Measurements with Thin Multilayer NaI(T1) Scintillators (PICO-LON)
    著者
    Ken-Ichi Fushimi, H. Kawasuso, K. Yasuda, Y. Kameda, Norihiko Koori, Shintaro Nakayama, K. Ichihara, Masagaru Noumachi, S. Umehara, Ryuta Hazama, S. Yoshida, Hiroyasu Ejiri, K. Imagawa and H. Ito
    掲載元
    Proceedings of Sixth International Workshop "Identification of Dark Matter", pp.296-301, 2007
    題目
    超薄型NaI(Tl)検出器の性能評価
    著者
    河裾秀之,伏見賢一,戸井雅子,保田賢輔,中山信太郎,桑折範彦,能町正春,江尻宏泰,市原佳代子,硲隆太,梅原さおり,吉田斉,今川恭四郎,伊藤浩史
    掲載元
    放射線 Vol.32.No02(2006) p112-117
    題目
    Proceedings of Sixth International Workshop "Identification of Dark Matter"
    著者
    Hayami, Masako Toi, Kensuke Yasuda, Shintaro Nakayama, Norihiko Koori, Masagaru Noumachi, Kayoko Ichihara, Ryuta Hazama, Sei Yoshida, Saori Umehara, Kyoshiro Imagawa and Hiroshi Ito
    掲載元
    Journal of the Physical Society of Japan, Vol.75, No.6, p.064201, 2006
    題目
    WIMPs search by means of thin NaI(Tl) array
    著者
    Rena Hayami, Norihiko Koori, Shintaro Nakayama, Kensuke Yasuda, Ryuta Hazama, Kayoko Ichihara, H Nakamura, Masagaru Noumachi, T Ogama, Saori Umehara, Sei Yoshida, Hiroyasu Ejiri, Kyoshiro Imagawa and Hiroshi Ito
    掲載元
    Journal of Physics: Conference Series, Vol.39, pp.120--122, 2006
  • 参考資料
    題目
    NaI(Tl)シンチレータ
    著者
    堀場製作所
    掲載元
    堀場製作所 技術ノート 1989年
    題目
    CsI(Tl)シンチレータ
    著者
    堀場製作所 
    掲載元
    堀場製作所 技術ノート

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