2011年6月29日
中村秀仁 京都大学原子炉実験所助教、高橋千太郎 同副所長、白川芳幸 放射線医学総合研究所研究基盤技術部長、清水久賀 帝人化成株式会社新市場開発部担当部長らは、放射線検出器の重要な部品であるプラスチックシンチレータと同等以上の性能でありながら、製造コストを10分の1以下に低减可能な革新的な放射线蛍光プラスチック（商标名「シンチレックス」申请中）の开発に成功しました。
中村助教らの研究グループは、既にペットボトル树脂（以下「笔贰罢树脂）であるポリエチレンテレフタレートが放射线计测用シンチレータとして高いポテンシャルを持つことを発表していますが、产官学の连携の下に开発が加速され、今回の成果に结びついたものです。
この放射线蛍光プラスチックは、蛍光量、屈折率、密度のいずれにおいても现行のプラスチックシンチレータを凌驾するばかりでなく、加工が容易で丈夫あるという特徴があります。また製造コストは10分の1以下にできると见込まれており、今后多くの放射线検出器に応用されると期待できます。特に东京电力福岛第一原子力発电所事故の発生により、极めて広范な场面で放射线の计测の必要性が指摘されており、その莫大なニーズに応えることが可能な技术として大きく注目されます。
本成果は、平成23年6月29日、欧州物理学会速報誌「Europhysics Letters (EPL) 」オンライン版に掲載されました。
なお、「シンチレックス」は、共同开発を行った帝人化成株式会社より2011年9月に発売予定ですが、シンチレックスを用いた「放射线探知机」などについては现在开発が进められているところです。（2011年8月22日追记）
本研究成果のポイント
- 现在製品化されている放射线测定用プラスチックシンチレータと同等以上の性能を持つ革新的な放射线蛍光プラスチック（商标名「シンチレックス」申请中）の开発に成功
- 外国公司に市场を独占されているプラスチックシンチレータを用いた従来の放射线検出器と比较して、検出部について10分の1以下の価格で製造が可能
- 原子力灾害で高いニーズが见込まれる安価で丈夫な个人线量计、汚染検査サーベイメーター等の开発に大きく前进
研究の背景と目的
放射线検出器は、放射线の管理に不可欠な机器で、世界の原子力発电所の放射线モニターとしても利用されています。放射线検出器には様々な検出素子が用いられていますが、プラスチックシンチレータは非常に有用な検出素子であり、世界で年间数十亿円规模で使用されています。しかしながら、高価であるとともに、その市场は外国公司に独占されており、昨今の需要増を背景に、プラスチックシンチレータの価格は高腾しつつあります。また、プラスチックシンチレータでは、発生した光を効率よく検出するため表面に特殊な研磨を行う工程が必要であり、そのこともコスト高の要因になっています。
中村助教らの研究グループは、こうした现行のプラスチックシンチレータの性能を超える素材の研究の探索を行い、世界的にも大量に使用され価格が非常に安い笔贰罢树脂でも放射线が计测可能であることを示しました（平成22年5月19日报道発表）。しかしながら、通常のペットボトル笔贰罢树脂の性能は、放射线が入射した际に発する蛍光量とその蛍光波长の二点で、プラスチックシンチレータに劣っていました。
そこで、中村助教は、京都大学と放射线医学総合研究所を研究拠点とする研究グループと、高分子素材开発に世界トップクラスの技术力をもつ帝人化成株式会社と连携し、性能の向上と生产技术の开発に取り组み、今回の成果につながったものです。
研究手法と结果
本研究では、笔贰罢树脂と类似の分子构造を持ちながらプラスチックシンチレータの性能を凌驾するため、放射线蛍光プラスチックの分子构造を决定するモノマーを选択し、重合触媒を种々変更することにより、多种类のプラスチックを合成しました。これらのプラスチックについて、现在世界で最も使用されている厂补颈苍迟-骋辞产补颈苍社製のプラスチックシンチレータと性能を比较し、最终的に极めて高性能な放射线蛍光プラスチックの开発に成功したものです（表1）。このプラスチックは、商标名として「シンチレックス」と命名し申请しました。
従来のプラスチックシンチレータは主に水素と炭素で构成されていますが、シンチレックスは、水素と炭素に加え酸素を主要な构成要素としており、非常に强い强度を持つプラスチックで、密度が1.33驳/肠尘3以上、屈折率は1.65以上、最大波长は可视光领域、蛍光量は1惭别痴あたり1万光子以上であるなど、プラスチックシンチレータと同等以上の性能があることが示されました（図3?4?5）。
シンチレックスのベース素材は、私达の生活に非常に身近なプラスチックの一つであるため、従来のプラスチックシンチレータと比较してコストを大幅に低减できます。また、加工が非常に容易であることから、様々な形状の放射线検出器の开発が可能です。
本研究成果と今后の展望
シンチレックスは、现在贩売されている高価なプラスチックシンチレータと代替する、もしくはプラスチックシンチレータの更新时に付け替えるだけで即时に幅広い领域へ利用できます。また、今后の开発研究により、空港、港湾设备、鉄道の駅などで违法な放射性物质を検査するための机器への使用や、放射线を视覚的に把握できる防护マスクなどへの応用も可能です（図6）。さらに、小中高等学校での放射线学习用の教材として贩売の検讨も行われています。
放射线分野以外にも、その屈折率?蛍光波长の特性を生かし、通信事业の分野に応用することにより、低価格な光ファイバーの実用化も検讨されています。
用语解説
シンチレータ
放射线があたると蛍光を出す物质のことです。放射线が物质を通过する际に、物质中の电子を少しエネルギーの高い状态（励起状态）にしますが、励起された电子は10万分の1秒から10亿分の1秒という短い时间で元の状态に戻り、この时にシンチレーション光という光が出ます。1940年代になって波长変换剤を添加したシンチレータが开発され、シンチレーション光を使った放射线検出が行われるようになりました。プラスチックシンチレータは、可视光（青色）のシンチレーション光を放つため、通常の光センサーが持つ受光感度と相性が良く、幅広い用途で使用されています。
ポリエチレンテレフタレート
ポリエステルの一种で、头文字を撮って笔贰罢と略され、饮料容器として知られるペットボトルのほか、フィルム?磁気テープの基材、衣料用の繊维などに用いられています。热可塑性の合成繊维の中では、その结晶性から比较的热に强く、生产量が最も多いという特徴があります。その特徴により、ペットボトル等から繊维へといったリサイクルが比较的普及しています。
関连リンク
- 论文は以下に掲载されております。
（京都大学学术情报リポジトリ（碍鲍搁贰狈础滨）） - 以下は论文の书誌情报です。
H. Nakamura, Y. Shirakawa, S. Takahashi and H. Shimizu. Evidence of deep-blue photon emission at high efficiency by common plastic. EPL (Europhysics Letters) Volume 95 Number 2 EPL 95 22001 doi:
10.1209/0295-5075/95/22001
- 朝日新聞（6月30日 9面）、京都新聞（6月29日夕刊 8面）、産経新聞（9月8日 9面）、中日新聞（6月29日夕刊 12面）、日刊工業新聞（6月30日 23面）、日本経済新聞（6月29日夕刊 18面）、毎日新聞（6月29日夕刊 1面）、読売新聞（6月29日夕刊 2面）および科学新聞（7月8日 2面）に掲載されました。
- 日刊工业新闻主催の第6回モノづくり连携大赏特别赏に选ばれました。表彰式は11月10日に行われます。（2011年11月7日追记）