鶏卵殻由来の酸化カルシウムの熱ルミネッセンス線量測定特性

科学分野:

• 材料科学
• 放射線物理学
• 環境科学

背景:

• 持続可能で費用対効果の高い線量測定材料への需要の高まり。
• 高線量放射線モニタリングにおける信頼性の高い方法の必要性。
• 新しい材料合成のためのバイオ廃棄物の利用。

研究 の 目的:

• 鶏卵殻バイオ廃棄物から酸化カルシウム（CaO）を合成すること。
• 合成されたCaOの熱ルミネッセンス（TL）特性を線量測定のために調査すること。
• 卵殻由来CaOの線量測定材料としての可能性を評価すること。

主な方法:

• 鶏卵殻を1000℃でグリーン焼成してCaOを製造した。
• XRD、SEM、EDX、元素マッピングによる特性評価。
• 最適化されたアニーリング条件下でのガンマ線照射下でのTL応答の評価。

主要な成果:

• 高純度のナノ結晶CaOを合成し、均一な元素分布を示した。
• 約145℃と273℃に2つの顕著なTLグローピークが観察された。
• 高温ピーク（273℃、活性化エネルギー1.13 eV）は、安定性と強い発光のため、線量測定に適している。
• 5〜500 Gyの線量範囲で線形応答（R² ≈ 0.99）、最小限のフェージング（35日間で約8％）、良好な再利用性を示した。

結論:

• 卵殻由来CaOは、熱ルミネッセンス線量測定のための有望な低コストで環境に優しい材料である。
• この材料は、安定性と線形性を含む優れた線量測定特性を示している。
• 本研究は、高度な材料応用におけるバイオ廃棄物価値化の可能性を強調している。