LSOシンチレータによる陽電子消滅寿命測定

Positron annihilation lifetime measurement by use of LSO scintillators

平出 哲也  ; 峯井 俊太郎; 酒井 弘明

Hirade, Tetsuya; Minei, Shuntaro; Sakai, Hiroaki

LSO(LuSiO)シンチレータは、高密度,比較的短寿命な発光、高い発光量という優れた特性を示し、PETなどにも利用されている。現在、多くの陽電子消滅寿命測定装置にはBaFが利用されている。これは非常に立ち上がりの速い発光が時間分解能の点で有利であるためであるが、計数効率ではLSOシンチレータの方が有利である。今回、LSOシンチレータの陽電子消滅寿命測定への適用を試み、実際に計数率,時間分解能の最適化を行った。その結果、BaFによるシステムに比べ、計数率では5倍程度の向上があり、一方分解能は315ピコ秒程度を実現し、50ピコ秒程度の劣化に抑えることに成功した。長時間の測定では、試料の照射効果の影響が無視できない場合があり、そのような状況ではLSOシンチレータの適用が有効であることがわかった。

LSO scintillators have high density, short lifetime of light emission and high light strength, and that are applied for PET. The commonly used positron annihilation lifetime measurement system has BaF scintillators, because BaF scintillator has very fast light emission which is a great advantage for a good time resolution. On the other hand, LSO has a advantage on the high counting rate. We have tried to use LSO scintillators for the positron annihilation lifetime measurements. The system with LSO scintillators gave 5 times higher counting rate than with BaF scintillators, and 315ps time resolution (FWHM) which is just 50 ps worth than BaF. The irradiation effects on the sample for long measurement time is not negligible and then LSO scintillators provide a better system for these measurements.