放射線照射した酸化チタンゲルのフォトクロミズムとESR特性

【緒言】長期間にわたる宇宙放射線や紫外線による被ばくが航空機乗務員等の健康に与える影響を評価することを目的に、我々は既存の線量計に比べてさらに付加価値のある新たな線量計の開発を試みている。その一環として、紫外線の照射により直ちに着色し、その強度を誰もが簡便にリアルタイムに識別できるという付加価値を持った線量計の設計に着手しており、素子として酸化チタンゲルを選定している。本研究では、合成した酸化チタンゲルに紫外線、Ｘ線およびγ線を照射し、ESR特性を調べることでモニタリング用線量計およびESR線量計への応用の可能性を検討した。【実験方法】窒素気流中で、所定量のチタンテトラ-n-ブトキシド、ジエチレングリコール、ブタノールを混合した溶液A、および空気中で所定量の水、塩触媒であるヒドラジン一塩酸塩（いずれも和光純薬工業?製）を混合した溶液Bをそれぞれ調製した。溶液A、Bを混合した後、ESR測定用キャピラリーに封入し、一昼夜放置することにより酸化チタンゲルを得た。ESR測定は、酸化チタンゲルにX線あるいは60Coのγ線を1〜200Gy (H2O) 照射した直後から、約4ヶ月後までの期間、室温にてESR測定装置（日本電子?製；JES-RE2X）を用いて行った。またUV照射は、UVハンディハロゲンランプ(365nm, 9W)を用いて行い、照射直後から約1ヶ月後までの期間、同様にESR測定を行った。【結果と結論】試料に100GyのＸ線／γ線、およびUVを1時間照射し、照射直後のESRスペクトルを測定した結果、いずれの試料においても、ホールトラップに起因すると思われるg=2.007のピーク（ピークA）と、Ti3+に帰属されるg=1.9467のピーク（ピークB）が観測された。X線／γ線で照射した試料ではピークAがメインピークとして観測されたのに対し、UVで照射した試料のメインピークはピークBであった。各試料について、室温におけるラジカルの安定性を調べた結果、X線およびγ線で照射した試料は、約1日で初期強度の80％の値までラジカルが減少し、その後一定値を示した。一方、UVで照射した試料では約1週間かけて、ゆっくりと初期強度の約20％の値までラジカルが減少した後、ほぼ一定となった。各放射線に対するESR特性の違いを利用することにより、電離放射線と紫外線との識別が可能な線量計としての応用が期待される。日本セラミックス協会第19回秋季シンポジウ