JPH05100041A - 固体飛跡検出器 - Google Patents
固体飛跡検出器Info
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- JPH05100041A JPH05100041A JP28190091A JP28190091A JPH05100041A JP H05100041 A JPH05100041 A JP H05100041A JP 28190091 A JP28190091 A JP 28190091A JP 28190091 A JP28190091 A JP 28190091A JP H05100041 A JPH05100041 A JP H05100041A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】現在使用されているジエチレングリコールビス
アリルカーボネート重合体に比較してさらに高い感度を
もつ固体飛跡検出器を創出できる。 【構成】本発明の個体飛跡検出器は、一般式 【化１】 式中、Ｒ1 、Ｒ2 は２価の炭化水素基を表し、ｍ
は０以上５以下であり、ｎの平均値は１より大であるで
表されるオリゴマーを主成分とするモノマー組成物を重
合してなる重合体から成る。
アリルカーボネート重合体に比較してさらに高い感度を
もつ固体飛跡検出器を創出できる。 【構成】本発明の個体飛跡検出器は、一般式 【化１】 式中、Ｒ1 、Ｒ2 は２価の炭化水素基を表し、ｍ
は０以上５以下であり、ｎの平均値は１より大であるで
表されるオリゴマーを主成分とするモノマー組成物を重
合してなる重合体から成る。
Description
【０００１】本発明は、宇宙線の観測や素粒子の研究、
ウラン、ラドン濃度の定量、中性子線量計等に使用され
る固体飛跡検出器に関するものである。
ウラン、ラドン濃度の定量、中性子線量計等に使用され
る固体飛跡検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子の飛跡を検出するのに種々の絶
縁性固体を用いる方法がある。これは、荷電粒子が固体
中を通過する際に与える損傷を化学エッチングで拡大
し、生成した円錐状のピットを観察するもので、古くか
らフィッショントラック法という呼び名で考古学分野で
広く用いられている。そして、近年では、この測定法を
考古学分野だけでなく、放射線測定、個人被爆量計にも
利用すべく検出感度が調べられた結果、無機材料よりも
有機系プラスチックのほうが感度が高く、さらに１９７
８年にはカートライトらによって、ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートの重合体がそれ迄の各種材料
と比較して著しく高い感度を有することが発見された。
このジエチレングリコールビスアリルカーボネートは、
眼鏡レンズ用に開発された樹脂で、特に固体飛跡検出器
用に設計されたものではないが、現在では最高の感度を
もつ固体飛跡検出器として、宇宙線の観測や中性子線量
計などに広く用いられている。
縁性固体を用いる方法がある。これは、荷電粒子が固体
中を通過する際に与える損傷を化学エッチングで拡大
し、生成した円錐状のピットを観察するもので、古くか
らフィッショントラック法という呼び名で考古学分野で
広く用いられている。そして、近年では、この測定法を
考古学分野だけでなく、放射線測定、個人被爆量計にも
利用すべく検出感度が調べられた結果、無機材料よりも
有機系プラスチックのほうが感度が高く、さらに１９７
８年にはカートライトらによって、ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートの重合体がそれ迄の各種材料
と比較して著しく高い感度を有することが発見された。
このジエチレングリコールビスアリルカーボネートは、
眼鏡レンズ用に開発された樹脂で、特に固体飛跡検出器
用に設計されたものではないが、現在では最高の感度を
もつ固体飛跡検出器として、宇宙線の観測や中性子線量
計などに広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかしこの素材にも
限界があり、エネルギーが高く電荷の小さい粒子の検出
は困難である。例えば、高エネルギーのリチウム、ベリ
リウム、ホウ素などはこの素材では、検出できない。も
しこれらの荷電粒子を検出できる素材が得られれば、宇
宙線の起源や銀河中での伝播に関する新しい情報が得ら
れる可能性もある。また、このような高感度の固体飛跡
検出器は、放射線計測の分野における応用範囲をさらに
大きく発展させるものと考えられる。
限界があり、エネルギーが高く電荷の小さい粒子の検出
は困難である。例えば、高エネルギーのリチウム、ベリ
リウム、ホウ素などはこの素材では、検出できない。も
しこれらの荷電粒子を検出できる素材が得られれば、宇
宙線の起源や銀河中での伝播に関する新しい情報が得ら
れる可能性もある。また、このような高感度の固体飛跡
検出器は、放射線計測の分野における応用範囲をさらに
大きく発展させるものと考えられる。
【０００４】従って本発明の目的は、現在使用されてい
るジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体
に比較してさらに高い感度をもつ固体飛跡検出器を創出
することにある。
るジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体
に比較してさらに高い感度をもつ固体飛跡検出器を創出
することにある。
【問題点を解決するための手段】ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートが、荷電粒子に対し比較的高い
感度を有することは、ジエチレングリコールビスアリル
カーボネート分子構造中に荷電粒子に対して損傷を受け
やすい部分を有しているものと考えられる。
ビスアリルカーボネートが、荷電粒子に対し比較的高い
感度を有することは、ジエチレングリコールビスアリル
カーボネート分子構造中に荷電粒子に対して損傷を受け
やすい部分を有しているものと考えられる。
【０００５】そこで本発明者等は、その分子構造の一部
を変更し、いくつかの新しい樹脂を合成して、感度と分
子構造の関係を系統的に検討し、その結果、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート中のアリル基とカー
ボネート基の比率の変更によりすぐれた感度を有する重
合体が得られることを見いだした。
を変更し、いくつかの新しい樹脂を合成して、感度と分
子構造の関係を系統的に検討し、その結果、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート中のアリル基とカー
ボネート基の比率の変更によりすぐれた感度を有する重
合体が得られることを見いだした。
【０００６】本発明の主成分となるジアリルモノマー
は、次の一般式 「化１」 で表わされる（ｍは０以上５以下であり、ｎの平均値は
１より大）。
は、次の一般式 「化１」 で表わされる（ｍは０以上５以下であり、ｎの平均値は
１より大）。
【０００７】ここで、Ｒ1 、Ｒ2 は、２価の炭化水素
基であって、同一でも、異なっていてもよい。その具体
例としては、
基であって、同一でも、異なっていてもよい。その具体
例としては、
【化２】―（ＣＨ2 ）ｒ ― （ｒ ＝１〜４）
【０００８】
【化３】
【０００９】
【化４】
【００１０】
【化５】 などがあり、これらのうちでとくに好適な例としては、
【００１１】
【化６】
【００１２】
【化７】 があげられる（ただし、ｎの平均値はいずれも１より
大）。
大）。
【００１３】本発明において用いる前記「化１」のジア
リルモノマーを単独で用いる場合は、ｎの平均値が１よ
り大であり、特に１＜ｎ＜４であることが望ましい。
リルモノマーを単独で用いる場合は、ｎの平均値が１よ
り大であり、特に１＜ｎ＜４であることが望ましい。
【００１４】また、本発明においては、前記「化１」で
表されるジアリルモノマーの複数種を混合した状態で使
用することも可能であり、この場合においては全部のモ
ノマーについてのｎの平均値が１より大であり、特に１
＜ｎ＜４であることが望ましい。
表されるジアリルモノマーの複数種を混合した状態で使
用することも可能であり、この場合においては全部のモ
ノマーについてのｎの平均値が１より大であり、特に１
＜ｎ＜４であることが望ましい。
【００１５】更にジエチレングリコールビスアリルカー
ボネートなどの併用により感度を任意にコントロールす
ることや、ガラス転移点の低下を補うために次式
ボネートなどの併用により感度を任意にコントロールす
ることや、ガラス転移点の低下を補うために次式
【化８】
【００１６】
【化９】 で表されるモノマーを併用することも可能である。
【００１７】本発明により得られた感度の増加の理由に
ついて本発明者は以下のように推測する。すなわち、ア
リルカーボネート重合体に荷電粒子が入射した際、もっ
とも損傷を受けやすいのがカーボネート結合である。一
方、アリル基は、重合の際ビニル鎖を形成し安定な構造
をとる。本発明に使用されるモノマーは、重合して、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート重合体と類
似の形態をとるがアリル基に対しカーボネート基のモル
比が増加するため、単位容積内の損傷の程度も増加す
る。
ついて本発明者は以下のように推測する。すなわち、ア
リルカーボネート重合体に荷電粒子が入射した際、もっ
とも損傷を受けやすいのがカーボネート結合である。一
方、アリル基は、重合の際ビニル鎖を形成し安定な構造
をとる。本発明に使用されるモノマーは、重合して、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート重合体と類
似の形態をとるがアリル基に対しカーボネート基のモル
比が増加するため、単位容積内の損傷の程度も増加す
る。
【００１８】カーボネート結合がより多く破壊される
と、ビニル鎖は、化学エッチングの際に容易に母体から
切り離され、円錐状のピットをより明確に形成するもの
と考えられる。
と、ビニル鎖は、化学エッチングの際に容易に母体から
切り離され、円錐状のピットをより明確に形成するもの
と考えられる。
【００１９】本発明の個体飛跡検出器の成型は、公知の
ラジカル重合法により行なうことができる。固体飛跡検
出器として一般に使用される板状重合体は、ガラス板な
どの２枚の平板をスペーサーを介してセルを作成し、そ
の内部に重合開始剤を加えたモノマー混合物を注入し、
加熱重合を行なう。重合開始剤としては特に制限はな
く、ラジカル重合に用いられる有機過酸化物が使用でき
るが、アリル基の重合をスムーズに行なうために、ペル
オキシジカーボネート系過酸化物が好適に使用される。
ラジカル重合法により行なうことができる。固体飛跡検
出器として一般に使用される板状重合体は、ガラス板な
どの２枚の平板をスペーサーを介してセルを作成し、そ
の内部に重合開始剤を加えたモノマー混合物を注入し、
加熱重合を行なう。重合開始剤としては特に制限はな
く、ラジカル重合に用いられる有機過酸化物が使用でき
るが、アリル基の重合をスムーズに行なうために、ペル
オキシジカーボネート系過酸化物が好適に使用される。
【００２０】本発明の固体飛跡検出器の感度の評価は次
のように行なった。肉厚１ｍｍの板状重合体を試料とし
Ｃｆ252からのエネルギー６ＭｅＶのアルファ線とフィ
ッションフラグメントを垂直に照射した。照射後、熱ア
ルカリ水溶液でエッチング処理を行ない形成されたエッ
チピットを顕微鏡下で観察した。アルファ線とフィッシ
ョンフラグメントによって形成されたエッチピットの直
径をそれぞれＤａ及びＤｆとすると、感度Ｓは次式で表
される。
のように行なった。肉厚１ｍｍの板状重合体を試料とし
Ｃｆ252からのエネルギー６ＭｅＶのアルファ線とフィ
ッションフラグメントを垂直に照射した。照射後、熱ア
ルカリ水溶液でエッチング処理を行ない形成されたエッ
チピットを顕微鏡下で観察した。アルファ線とフィッシ
ョンフラグメントによって形成されたエッチピットの直
径をそれぞれＤａ及びＤｆとすると、感度Ｓは次式で表
される。
【００２１】
【数１】
【００２２】
実施例１ モノマーの製造方法 攪拌装置、留出装置および内部温度調節装置を有する３
００ｍｌフラスコに、アリルジエチレングリコールカー
ボネート２１９．４ｇ（０．８０モル）、ジエチレング
リコールを２１．２ｇ（０．２０モル）を張り込み混合
した後加温を開始した。内部温度が１４０℃に到達した
時点で触媒として、ナトリウムメチラートを４８０ｐｐ
ｍ添加した後、温度を１４０℃に維持し反応を開始し
た。７時間反応を行なった後、残留しているアリルアル
コールを除くため２時間減圧処理を行った。
００ｍｌフラスコに、アリルジエチレングリコールカー
ボネート２１９．４ｇ（０．８０モル）、ジエチレング
リコールを２１．２ｇ（０．２０モル）を張り込み混合
した後加温を開始した。内部温度が１４０℃に到達した
時点で触媒として、ナトリウムメチラートを４８０ｐｐ
ｍ添加した後、温度を１４０℃に維持し反応を開始し
た。７時間反応を行なった後、残留しているアリルアル
コールを除くため２時間減圧処理を行った。
【００２３】プロトンＮＭＲ分析により平均分子量３６
０であるモノマーが生成していることが分った。また、
このモノマーをＧＰＣにより測定した結果、「化６」に
おけるｎ＝１、ｎ＝２を主成分とするもので、ｎの平均
値は１．６であった。
０であるモノマーが生成していることが分った。また、
このモノマーをＧＰＣにより測定した結果、「化６」に
おけるｎ＝１、ｎ＝２を主成分とするもので、ｎの平均
値は１．６であった。
【００２４】成型板の製法 上記により合成したモノマーに開始剤としてジイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート５ｗｔ％を添加し、１ｍ
ｍのクリアランスを有するセルに注入し、４０から１０
０℃まで２４時間かけ昇温し、重合を行った。また比較
のため炭酸ソーダ法により合成された純度９９．９％の
ジエチレングリコールビスアリルカーボネートモノマー
も同一の条件で重合を行った（ｎ＝１）。得られた２種
類の板にＣｆ252からのフィッションフラグメントと１
〜６ＭｅＶのアルファ線を照射した。
ピルパーオキシジカーボネート５ｗｔ％を添加し、１ｍ
ｍのクリアランスを有するセルに注入し、４０から１０
０℃まで２４時間かけ昇温し、重合を行った。また比較
のため炭酸ソーダ法により合成された純度９９．９％の
ジエチレングリコールビスアリルカーボネートモノマー
も同一の条件で重合を行った（ｎ＝１）。得られた２種
類の板にＣｆ252からのフィッションフラグメントと１
〜６ＭｅＶのアルファ線を照射した。
【００２５】照射後、７０℃、６．２５規定のＮａＯＨ
水溶液にて化学エッチングを行ない、エッチピットを顕
微鏡にて観測し、「数１」により感度を求めた。その結
果、比較のため作成したジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートの感度がＳ＝１．２であるのに対し、本
実施例ではＳ＝３．３と約３倍高感度であった。またＣ
ｆ252のフィッションフラグメントと６ＭｅＶのアルフ
ァ線を照射した試料について、本実施例と比較例におけ
るエッチピットの顕微鏡写真を撮ったところ、６ＭｅＶ
のアルファ線によるエッチピットがより深く生成してお
り明らかに感度が増加していることがわかる。この顕微
鏡写真の模式図を図１及び図２に示す。
水溶液にて化学エッチングを行ない、エッチピットを顕
微鏡にて観測し、「数１」により感度を求めた。その結
果、比較のため作成したジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートの感度がＳ＝１．２であるのに対し、本
実施例ではＳ＝３．３と約３倍高感度であった。またＣ
ｆ252のフィッションフラグメントと６ＭｅＶのアルフ
ァ線を照射した試料について、本実施例と比較例におけ
るエッチピットの顕微鏡写真を撮ったところ、６ＭｅＶ
のアルファ線によるエッチピットがより深く生成してお
り明らかに感度が増加していることがわかる。この顕微
鏡写真の模式図を図１及び図２に示す。
【００２６】実施例２ アリルジエチレングリコールカーボネート１９７．５ｇ
（０．７２モル）、ジエチレングリコール２９．７ｇ
（０．２８モル）を使用した以外は実施例１と同様な方
法で合成した。プロトンＮＭＲ分析に平均分子量４３９
であるモノマーであった。またＧＰＣより「化６」のｎ
＝１，２，３を主成分とするものであり、ｎの平均値は
２であった。
（０．７２モル）、ジエチレングリコール２９．７ｇ
（０．２８モル）を使用した以外は実施例１と同様な方
法で合成した。プロトンＮＭＲ分析に平均分子量４３９
であるモノマーであった。またＧＰＣより「化６」のｎ
＝１，２，３を主成分とするものであり、ｎの平均値は
２であった。
【００２７】このモノマーと実施例１で使用した純度９
９．９％ジエチレグリコールビスアリルカーボネートと
を比率を変えて混合し、実施例１と同様にして成型板を
作成し、感度を調べた。エッチピット部分のエッチング
速度をＶｔ（μ／ｈ）、エッチピットのない表面層のエ
ッチング速度をＶｂ（μ／ｈ）として、ｎの平均値との
関係を図３に示す。その結果、ｎ＝１．６付近で感度Ｓ
＝Ｖｔ／Ｖｂ−１の最大があり、この混合比でジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート単独のものに対し
て約２倍感度が高かった。またこの図３においてＶｔ／
Ｖｂ＝１のときはエッチピットは生成せず、Ｖｔ／Ｖｂ
＞１のときに生成し、Ｖｔ／Ｖｂ−１の値が大きいほ
ど、エッチピットはより深く生成することになり、感度
も高いといえる。
９．９％ジエチレグリコールビスアリルカーボネートと
を比率を変えて混合し、実施例１と同様にして成型板を
作成し、感度を調べた。エッチピット部分のエッチング
速度をＶｔ（μ／ｈ）、エッチピットのない表面層のエ
ッチング速度をＶｂ（μ／ｈ）として、ｎの平均値との
関係を図３に示す。その結果、ｎ＝１．６付近で感度Ｓ
＝Ｖｔ／Ｖｂ−１の最大があり、この混合比でジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート単独のものに対し
て約２倍感度が高かった。またこの図３においてＶｔ／
Ｖｂ＝１のときはエッチピットは生成せず、Ｖｔ／Ｖｂ
＞１のときに生成し、Ｖｔ／Ｖｂ−１の値が大きいほ
ど、エッチピットはより深く生成することになり、感度
も高いといえる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、「化１」に示すオリゴ
マーを主成分として、「化１」のｎの平均値が１より大
であるモノマーを重合することにより、ジアリルカーボ
ネート系モノマーから成る従来の固体飛跡検出器に比し
て著しく感度の高い検出器を得ることができた。
マーを主成分として、「化１」のｎの平均値が１より大
であるモノマーを重合することにより、ジアリルカーボ
ネート系モノマーから成る従来の固体飛跡検出器に比し
て著しく感度の高い検出器を得ることができた。
【図１】本発明のエッチピットの顕微鏡写真の模式図を
示す。
示す。
【図２】比較例のエッチピットの顕微鏡写真の模式図を
示す。
示す。
【図３】エッチピット部分のエッチング速度Ｖｔ、エッ
チピットのない表面層のエッチング速度Ｖｂ、感度Ｓ
と、ｎとの関係を示す。
チピットのない表面層のエッチング速度Ｖｂ、感度Ｓ
と、ｎとの関係を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 正美 東京都町田市東玉川学園２−17−７
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式 【化１】 式中、Ｒ1 、Ｒ2 は２価の炭化水素基を表し、ｍ
は０以上５以下であり、ｎの平均値は１より大である で表されるオリゴマーを主成分とするモノマー組成物を
重合してなる重合体から成る固体飛跡検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28190091A JPH0627860B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 固体飛跡検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28190091A JPH0627860B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 固体飛跡検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100041A true JPH05100041A (ja) | 1993-04-23 |
| JPH0627860B2 JPH0627860B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=17645527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28190091A Expired - Lifetime JPH0627860B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 固体飛跡検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627860B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP28190091A patent/JPH0627860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0627860B2 (ja) | 1994-04-13 |
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