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Linear energy transfer effects on time profiles of scintillation of Ce-doped LiCaAlF$$_{6}$$ crystals

CeをドープしたLiCaAlF$$_{6}$$結晶のシンチレーションにおけるLET効果

柳田 健之*; 越水 正典*; 倉島 俊; 岩松 和宏*; 木村 敦; 田口 光正; 藤本 裕*; 浅井 圭介*

Yanagida, Takayuki*; Koshimizu, Masanori*; Kurashima, Satoshi; Iwamatsu, Kazuhiro*; Kimura, Atsushi; Taguchi, Mitsumasa; Fujimoto, Yutaka*; Asai, Keisuke*

CeをドープしたLiCaAlF$$_{6}$$結晶にX線及び20MeV H$$^{+}$$, 50MeV He$$^{2+}$$, 220MeV C$$^{5+}$$イオン照射を行い、発光のその場観察を行った。X線照射では数nsの早い発光成分と数10nsの遅い成分が観測された。一方、イオン照射では、早い発光は観測されなかった。早い発光の消滅は、イオン照射で形成された高密度励起による励起状態間の相互作用が原因と考えられる。また、遅い発光では、その立ちあがりと減衰にLET依存性が観測された。これは、LiCaAlF$$_{6}$$の励起状態からCe$$^{3+}$$へのエネルギー移動及び励起状態間相互作用による消光過程が競争的に起きていることが原因と考えられる。

We measured temporal profiles of scintillation of Ce-doped LiCaAlF$$_{6}$$ scintillator crystals at different linear energy transfers (LETs). Based on the comparison of the high-LET temporal profiles with those at low LET, we found that a fast component was observed only at low LET. The disappearance of the fast component at high LET is tentatively ascribed to quenching of excited states at defects owing to the interaction between excited states via Auger process. In addition, the rise and the initial decay behavior was dependent on the LET. This LET-dependent behavior is explained by a seeming acceleration process and a slowing down process in energy transfer at high LET. The LET-dependent temporal profiles provide a basis of discrimination technique of $$gamma$$-ray and neutron detection events using these scintillators based on the nuclear reaction, $$^{6}$$Li(n,$$alpha$$)t.

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分野:Instruments & Instrumentation

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