医学応用に向けた立体角粒子検出器による核反応多重同時測定法の開発

核反応多重同時測定装置のΔEカウンタとしてCsI(Tl)シンチレータに対し密度が大きく化学的に安定で、また高計数特性に優れると考えられるLYSO(Ce)シンチレータの適応性を確認するため、LYSO(Ce)のシンチレーション検出器としての性能を評価した。量子医科学研究所のHIMAC重イオンシンクロトロンからのビームを用い、重イオンビームに対するエネルギー分解能の損失エネルギー依存性及び入射位置依存性を調べた。広いエネルギー範囲を確認するため132Xe, , 50Ti 40Ca及び27Alのの一次ビームを用いてAlからGe領域の一核子当たり200-420 MeVの二次ビームを生成した。テストには50x50mm及び70x70mmのサイズについてLYSO(Ce)と比較用にCsI(Tl)、GAGG(Ce)を用いた。二次ビームラインで生成した粒子を入射前段検出器で粒子識別をしてこれらの検出器に入射した。位置情報検出のため各シンチレータは両側面に光電子増倍管を取り付けた。LYSO(Ce)については位置依存性を確認するため移動架台に設置し、±30mmの範囲でビーム位置依存性を調べた。得られた結果は60Ni二次ビームで最高分解能1.6%など、Zの大きい粒子による損失エネルギーの高い領域ではLYSO(Ce)はCsIに対し良い分解能を得た一方、損失エネルギーの低い領域では同程度となった。またLYSO(Ce)ではその光吸収特性に由来する位置依存性が確認された。得られた結果からLYSO(Ce)はΔEカウンタとして十分な能力を持っており、これを用いて核反応多重同時測定装置のセットアップに反映させる。