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プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)

放射線を「光」でとらえる、クラレのPSF

PSFは、蛍光剤入りポリスチレンをコアに、メタクリル樹脂クラッドで包んだ多層構造の光ファイバーです。目に見えない放射線を光に変えて伝送できるため、研究用途から産業用途まで幅広く使われています。

写真:プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)

クラレ独自の技術から誕生​

世界中で使われる放射線検出ファイバー​

放射線検出のために開発されたプラスチックシンチレーションファイバー(PSF)は、1980年代にクラレが開発しました。放射線を受けると発光する特性を持ち、宇宙線観測をはじめ幅広い放射線検出用途に採用され、国際的な標準材料として高い信頼を得ています。​

イメージ:プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)

プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)の特長​

  • 高い光出力​:検出感度を確保しやすい。低線量や長距離でも信号を取り出しやすい。
  • 高い寸法精度:設計通りに組めて、精密な配置に向きます。組立ばらつきを抑え、再現性のある検出系を作りやすい。
  • 品質のばらつきが小さい:安定した検出性能につながる。校正・補正の手間を減らし、運用を安定化しやすい。

用途別:おすすめタイプ

  • シンチレーションファイバー:放射線を受けて発光し、検出に使う基本タイプです。
  • 波長変換ファイバー(WLS):発光波長を変換して受光効率を高める用途に適しています。
  • クリアファイバー:光の損失を抑えて伝送したい用途に適しています。

プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)の材質と組成

プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)の光取り出し性能は、コア/クラッドの屈折率設計と層構成(単層/二層)に大きく依存します。マルチクラッドでは屈折率差を増やすことで閉じ込め効率を高め、シングルクラッドより高い補足効率が得られます。下図はクラッド構成と断面形状による違い、下表は各材料の屈折率・密度の参考値です。

Round fiber

Single cladding

image: Round fiber [Single cladding]

Multi cladding

image: Round fiber [Multi cladding]

Square fiber

Single cladding

image: Square fiber [Single cladding]
MaterialRefractive indexDensity (g/cm3)
Polystyrene (PS)nD=1.591.05
Polymethyl Methacrylate (PMMA)nD=1.491.19
Fluorinated Polymer (FP)nD=1.421.43

光の伝送の仕組み

クラレの「マルチクラッド」は、従来のシングルクラッドに比べて理論的に約 70%明るく発光します。

Single cladding

image: Single cladding

Multi cladding

image: Multi cladding

銘柄表示の説明

図:銘柄表示の説明

タイプ別の仕様・特性を見る

技術情報

スペクトル・特性データ

発光スペクトル、減衰時間、減衰長などの技術データを一覧で確認できます。比較検討にご活用ください。

イメージ:技術データ

採用実績

実験名時期研究機関採用銘柄 
KLOE1994-1995INFNSCSF-81
CHORUS1993,1996CERN/Nagoya Univ.SCSF-81/SCSF-78
K2K1997KEKSCSF-78M
D01996-1998FNALY-11(250)M/Clear-PSM/SCSF-3HF(1500)M
CMS1998-1999CERNY-11(250)M/Clear-PSM
ATLAS1999-2000CERNY-11(200)M
MINOS2000-2002FNAL/Caltech/Indiana Univ.Y-11(175)M/Clear-PS
STAR-EMC/EEMC1999-2003BNLY-11(200)M/Clear-PSM
LHC-b2001-2002,2004CERNY-11(200)M/Clear-PSM
OPERA2003-2004IN2P3Y-11(175)M
GlueX2009-2011JNALSCSF-78M
NOvA2009-2012FNALY-11(300)M
Telescope Array2014-2017ICRRY-11(200)M
LHCb upgrade2016-2017CERNSCSF-78M
Auger Prime2016-2018KIT/INFNY-11(300)M

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