(57)【要約】【課題】紫外線領域で発生するチェレンコフ光を光電子増倍管で感度良く検知することを可能とし、これにより、素粒子検知装置の輻射体として用いた場合に、素粒子の検知感度が高い素粒子検出装置を構成することができるシリカエアロゲルを提供する。【解決手段】オルガノシリケートを重合させたシリカのポリマー骨格にて構成された１．０１〜１．３の範囲の屈折率を有するシリカエアロゲルにおいて、波長４００ｎｍ未満の光を吸収して波長４００〜５００ｎｍの光を放射する波長変換材料を添加する。これにより、素粒子がシリカエアロゲルを通過する際に発生するチェレンコフ光のうち紫外線領域のものを、波長変換材料によって、光電子増倍管による検知感度が良い波長４００〜５００ｎｍの可視光に変換することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルガノシリケートを重合させたシリカのポリマー骨格にて構成された１．０１〜１．３の範囲の屈折率を有するシリカエアロゲルにおいて、波長４００ｎｍ未満の光を吸収して波長４００〜５００ｎｍの光を放射する波長変換材料が添加されていることを特徴とするシリカエアロゲル。
【請求項２】
上記波長変換材料が、１，４−ビス（５−フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチル−５フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン、２，５−ジフェニルオキサゾール、パラ−ターフェニル、ナフタレン、４，４−ビス［ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、１−フェニル−３−メシチル−２−ピラゾリンからなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載のシリカエアロゲル。
【請求項３】
アルキルシリケート、水、溶媒、及び波長４００ｎｍ未満の光を吸収して波長４００〜５００ｎｍの光を放射する波長変換材料を混合して得られる原料溶液をゲル化させることでシリカのポリマー骨格を有する湿潤ゲルを得、この湿潤ゲルを超臨界乾燥させることを特徴とするシリカエアロゲルの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のシリカエアロゲルと、このシリカエアロゲルを素粒子が通過する際に放射されるチェレンコフ光を検出する光電子増倍管を備えることを特徴とする素粒子検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェレンコフ光を利用した素粒子識別に有用で、特に素粒子検出装置の輻射体に好適に利用することができるシリカエアロゲル、その製造方法、及びこのシリカエアロゲルを利用した素粒子検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリカエアロゲルは空隙率が極めて高いシリカ多孔質体であり、高い透明性と、他の物質では達成することが困難な１．０１〜１．３という非常に特異な屈折率を有するという特徴を備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
このシリカエアロゲルは、その特異性から様々な分野への応用が図られており、特に、素粒子実験におけるチェレンコフ光発生のための輻射体として用いられ、生成された素粒子の識別のためには欠くことのできない物質となっている。
【０００４】
例えば、１．０〜３．５ＧｅＶ／ｃの運動量領域の荷電粒子に対して、屈折率を１．０１〜１．０３に設計したシリカエアロゲルを設置した場合は、π中間子を通過させるとチェレンコフ光が放射されるが、Ｋ中間子を通過させた場合にはチェレンコフ光は放射されないことから、この素粒子の識別に用いることができることが、知られている。
【０００５】
このようなチェレンコフ光を利用した粒子識別においては、荷電粒子が輻射体内を通過することに伴って放射されたチェレンコフ光をいかに効率良く光検出器（光電子増倍管）で検出できるかによって、その粒子識別性能が決定される。
【０００６】
上記の素粒子識別において、素粒子がシリカエアロゲルからなる輻射体を通過することにより放射されるチェレンコフ光は、その波長をλとすると、そのスペクトル強度は１／λ2に比例し、チェレンコフ光の発光は波長の短い領域ほどスペクトル強度が大きくなる。ところが、４００ｎｍ未満の波長域、特に波長が３５０ｎｍ以下の紫外線は、シリカエアロゲル内での散乱や吸収が著しく大きく、またこのような紫外線では光電子増倍管にて感度良く検知することができないことから、有効に検出されずにいることが現状であった。
【特許文献１】特許第２６５９１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、素粒子実験におけるチェレンコフ光発生のための輻射体として好適に用いることができ、紫外線領域で発生するチェレンコフ光を光電子増倍管で感度良く検知することを可能とすることができて素粒子の検知感度が高い素粒子検出装置を構成することができるシリカエアロゲル、このシリカエアロゲルの製造方法、及びこのシリカエアロゲルにて構成される素粒子検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシリカエアロゲルは、オルガノシリケートを重合させたシリカのポリマー骨格にて構成された１．０１〜１．３の範囲の屈折率を有するシリカエアロゲルにおいて、波長４００ｎｍ未満の光を吸収して波長４００〜５００ｎｍの光を放射する波長変換材料が添加されていることを特徴とするものである。これにより、素粒子がシリカエアロゲルを通過する際に発生するチェレンコフ光のうち紫外線領域のものを、波長変換材料によって、光電子増倍管による検知感度が良い波長４００〜５００ｎｍの可視光に変換することができる。
【０００９】
上記波長変換材料としては、１，４−ビス（５−フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチル−５フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン、２，５−ジフェニルオキサゾール、パラ−ターフェニル、ナフタレン、４，４−ビス［ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、１−フェニル−３−メシチル−２−ピラゾリンからなる群から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るシリカエアロゲルの製造方法は、アルキルシリケート、水、溶媒、及び波長４００ｎｍ未満の光を吸収して波長４００〜５００ｎｍの光を放射する波長変換材料を混合して得られる原料溶液をゲル化させることでシリカのポリマー骨格を有する湿潤ゲルを得、この湿潤ゲルを超臨界乾燥させることを特徴とするものである。これにより得られるシリカエアロゲルは、素粒子がシリカエアロゲルを通過する際に発生するチェレンコフ光のうち紫外線領域のものを、波長変換材料によって、光電子増倍管による検知感度が良い波長４００〜５００ｎｍの可視光に変換することができる。
【００１１】
また、本発明に係る素粒子検出装置は、上記のようなシリカエアロゲルと、このシリカエアロゲルを素粒子が通過する際に放射されるチェレンコフ光を検出する光電子増倍管を備えることを特徴とする。素粒子の検出時には、紫外線領域のチェレンコフ光が光電子増倍管による検知感度の高い波長４００〜５００ｎｍの可視光に変換されることから、素粒子の測定を精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、素粒子がシリカエアロゲルを通過する際に発生するチェレンコフ光のうち、光電子増倍管による検知感度の低い紫外線領域のものを、波長変換材料の作用によって、光電子増倍管による検知感度の高い波長４００〜５００ｎｍの可視光に変換することができ、これにより、素粒子の測定精度を高めることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、説明する。
【００１４】
本発明に係るシリカエアロゲルは、オルガノシリケートを重合させたシリカのポリマー骨格にて構成されており、且つ、波長変換材料が添加されているものであり、またその屈折率は１．０１〜１．３である。
【００１５】
ここで、素粒子がチェレンコフ光を発するための輻射体の屈折率は、検出しようとする素粒子の種類により適宜設定されるが、一般的な有形材料で最も屈折率の低い材料は、水の１．３３である。これに対し、本発明によるシリカエアロゲルは、これよりも低い屈折率を有するものであり、またその製造過程においてオルガノシリケートの濃度調整等によりその密度を増減するなどして、１．０１〜１．３の範囲の屈折率のものを得ることができるものである。
【００１６】
シリカエアロゲル中の波長変換材料は、オルガノシリケートの重合過程において、重合核の成長の際にこのシリカ微粒子中に取り込まれ、或いはこのシリカ微粒子同士が結合して三次元骨格を形成する際にこの三次元骨格に取り込まれるなどして、シリカエアロゲル中のシリカ骨格中やシリカ骨格表面に分散配置され、好ましくは均一に分散配置される。波長変換材料としては、波長４００ｎｍ未満の光を吸収して波長４００〜５００ｎｍの光（可視光）を放射するものが用いられる。このとき、特に波長１００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の領域の光が、波長４００〜５００ｎｍの光に変換されるものであることが好ましい。尚、波長１００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の領域の光が全て波長４００〜５００ｎｍの光に変換されることが最も好ましいが、波長１００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の光が変換された光の波長領域が、少なくとも４００〜５００ｎｍの範囲と重なっていれば良く、すなわち波長１００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の光が変換された光の波長が、波長４００〜５００ｎｍの範囲を一部逸脱している場合も許容される。
【００１７】
このような波長変換材料の好適な例としては、１，４−ビス（５−フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（４−メチル−５フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン（Ｄｉｍｅｔｈｌ−ＰＯＰＯＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、パラ−ターフェニル、ナフタレン、４，４−ビス［ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、１−フェニル−３−メシチル−２−ピラゾリン（ＰＭＰ）が挙げられる。このような波長変換材料は、一種又は二種以上用いることができる。
【００１８】
波長変換材料の添加量は、その波長変換材料の発光効率等に応じて適宜調整されるものであるが、０．０１〜１０体積％の範囲で調整することが好ましい。この添加量が０．０１体積％よりも少ない場合には波長変換する光量が少ないために、チェレンコフ光の検出効率の向上が期待しにくく、またこの添加量が１０体積％を超えると、原料溶液の調製の際に、波長変換材料を溶解させることが困難となって沈澱や析出が生じる可能性があり、また均一に溶解してシリカエアロゲルを作製することができても、その透明性が低下して、チェレンコフ光の検出が効果的に得られないおそれがある。
【００１９】
本発明に係るシリカエアロゲルについて、更に詳しく説明する。シリカエアロゲルを構成するシリカポリマーは、少なくとも（ＳｉＯ2）mの構造の骨格を有すると共にシラノール基を有するケイ酸化合物である。このポリマーは、分子中に、Ｓｉ−Ｒ1で表される結合を含有していてもよい。ここで、ｍは正の整数を、Ｒ1は炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基を、それぞれ示す。このポリマーを構成するＳｉは、雰囲気中の水分を吸着し、シラノール基を形成して安定化する傾向が極めて強い性質がある。
【００２０】
上記シリカポリマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば下記一般式（Ｉ）に示す構造を有するアルコキシシラン（オルガノシリケート）を加水分解し、縮重合して得られるもの等が挙げられる。
【００２１】
ＳｉＲ1n（ＯＲ2）4-n  …  （Ｉ）
〔式（Ｉ）中のＲ1、Ｒ2は、それぞれ炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、互いに同一でも異なっていても良い。Ｒ1又はＲ2が複数ある場合には、それぞれ互いに同一でも異なっていても良い。ｎは０〜２の整数。〕
上記一般式（Ｉ）で表されるオルガノシリケートとしては、より具体的には、下記一般式（II）で表される２官能オルガノシリケート、下記一般式（III）で表される３官能オルガノシリケート、下記一般式（IV）で表される４官能オルガノシリケート等が挙げられる。例えばこれらのうち少なくとも一種が用いられる。
【００２２】
【化１】
2005247661.tif 000002
【００２３】
〔式（II）中、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、互いに同一でも異なっていても良い。２個のＲ5は互いに同一でも異なっていても良い。〕
Ｒ6−Ｓｉ（ＯＲ7）3  …  （III）
〔式（III）中のＲ6及びＲ7は、炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。３個のＲ7は、互いに同一でも異なっていてもよい。〕
Ｓｉ（ＯＲ8）4  …  （IV）
〔式（IV）中、Ｒ8は、炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基を表す。４個のＲ8は互いに同一でも異なっていてもよい。〕
上記式（II）、（III）及び（IV）でそれぞれ表される２官能、３官能及び４官能の各オルガノシリケートとしては、特に限定されないが、それらの具体例を挙げると、２官能オルガノシリケートとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン等が用いられる。３官能オルガノシリケートとしては、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が用いられる。４官能オルガノシリケートとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が用いられる。
【００２４】
前記一般式（Ｉ）で表されるオルガノシリケート（以下、特に断らない限り「オルガノシリケート」はこのものを指す。）を効率良く加水分解し、縮重合を行うためには、オルガノシリケートを含む反応系に予め触媒を添加しておくことが好ましい。このような触媒としては、酸性触媒、塩基性触媒等が挙げられる。具体的に述べると、酸性触媒としては、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸、フッ化アンモニウム等が用いられ、塩基性触媒としては、アンモニア、ピペリジン等が用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
波長変換材料の添加は、このオルガノシリケートの加水分解と縮重合に先だって行うことができる。すなわち、上記のオルガノシリケート、触媒、下記の溶媒等と共に、所望の波長変換材料を加えて原料溶液を調製し、次いで、オルガノシリケートの加水分解と縮重合を行うものである。これにより、波長変換材料が均一に分散した湿潤ゲルが得られる。
【００２６】
原料溶液中に混合する溶媒としては、オルガノシリケート及び波長変換材料を共に溶解し、且つ水と良好な相溶性を有するものが好ましい。このような溶媒としては、例えばジホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｎ−ブタノール、イソブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール等が挙げられる。そしてこれらは一種のみを用いても良いし、二種以上を併用しても良い。
【００２７】
オルガノシリケートの加水分解と縮重合は、水との相溶性を有し、且つオルガノシリケートを溶解する溶媒と、水との混合液を用いて行うことが好ましい。このような混合液を用いた場合、加水分解工程と縮重合工程を連続して行うことができ、効率が良いからである。その際、生成するポリマーは、上記溶媒を分散媒とするゲル化物（湿潤ゲル）として得られる。水との相溶性を有し、且つオルガノシリケートを溶解する溶媒としては、特に限定はされないが、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコールや、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらは一種のみを用いても良いし、二種以上を併用してもよい。
【００２８】
このような湿潤ゲルを乾燥する等してエアロゲルを得るものであるが、このとき、湿潤ゲル中のケイ酸化合物ポリマーに対して、予め疎水化処理を施すことが好ましい。このような疎水化処理を施しておくと、湿潤ゲルの乾燥により得られるエアロゲルとして、より光透過率が大きいものを得ることができる。
【００２９】
疎水化処理剤との反応による疎水化処理の工程の例について説明する。
【００３０】
シリカポリマー（ケイ酸化合物ポリマー）は、上記のように湿潤ゲルとして得ることができるが、疎水化処理を行うにあたっては、必要に応じ、疎水化処理を効率良く進めるために、予めこの湿潤ゲルから水分を除去する処理を施しておくことが好ましい。湿潤ゲルから水分を除去する方法としては、特に限定されないが、例えば湿潤ゲルを溶媒にて洗浄する方法等が挙げられるものであり、このときに用いられる溶媒としては、上記の、オルガノシリケートを加水分解し縮重合を行う際に用いられる溶媒を挙げることができる。
【００３１】
疎水化処理に用いる疎水化処理剤としては、シリカポリマー中のシラノール基に対して反応可能な官能基と、疎水基（疎水性の置換基）とを併せ持つ化合物を挙げることができる。シラノール基に対して反応可能な官能基としては、特に限定はされないが、例えばハロゲン、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、アルコキシル基等が挙げられる。また疎水基としては、特に限定されないが、例えばアルキル基、フェニル基、或いはこれらのフッ素化物等が挙げられる。疎水化処理剤は前記のようなシラノール基に対して反応可能な官能基と疎水基とをそれぞれ一種のみ有していても良く、また二種以上有していてもよい。
【００３２】
このような疎水化処理剤の具体例としては、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン等のシラン化合物が挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、シラン化合物以外の化合物、例えば蟻酸、酢酸、コハク酸等のカルボン酸や、メチルクロリド等のハロゲン化アルキルであっても良い。疎水化処理剤は一種のみを用いても良いし、二種以上を併用してもよい。
【００３３】
疎水化処理を行う方法としては特に限定されないが、例えば疎水化処理剤を溶媒に溶解させた溶液中に湿潤ゲルを浸漬し、混合するなどして湿潤ゲル中に疎水化処理剤を浸透させた後、必要に応じて加熱して、疎水化処理反応を行う方法等が挙げられる。疎水化処理時に用いる溶媒としては、例えばエタノール、メタノール、トルエン、ベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられるが、前記疎水化処理剤が容易に溶解し、且つ湿潤ゲルの含有する溶媒（分散媒）と置換可能なものであれば、特に制限されるものではない。また、後工程において超臨界乾燥を行う場合には、超臨界乾燥を行うのが容易な溶媒（例えばエタノール、メタノール、液体二酸化炭素等）と同一種類若しくはそれと置換が容易なものを用いることが好ましい。
【００３４】
疎水化処理は、シリカポリマーの有するシラノール基の水酸基を、疎水化処理剤の有する官能基と反応させて疎水化するために行うものである。従って、疎水化処理剤の使用量としては、湿潤ゲル中のシリカポリマーの粒子表面のシラノール基数に対して充分な量を用いることが好ましい。例えば重量比で（湿潤ゲルの重量）／（疎水化処理剤の重量）＝０．５〜１０程度の範囲となるようにすることが好ましいが、この割合は疎水化処理反応を行う場合の溶媒量、温度、時間等や、コストと性能との兼ね合い等に応じて適宜調整されるものであり、特に制限されるものではない。また溶媒の使用量も特に限定されない。
【００３５】
上記のような疎水化処理によりシリカポリマーを疎水化して得られる変性ポリマーでは、シリカポリマーの有するシラノール基の水酸基が疎水基で置換されて疎水化される。そして、このようにシリカポリマーが変性された湿潤ゲル（変性湿潤ゲル）は、ポリマー固形分と分散媒の二相からなるゲルとして得られる。
【００３６】
尚、分散媒の語は、広義には溶媒と同義であるが、本明細書においては、上記の湿潤ゲルの調製時に用いられる溶媒、疎水化処理時に用いられる溶媒、或いは後述する超臨界乾燥に適した他の溶媒を指すものであり、すなわち湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲルを構成する液相を分散媒とするものである。
【００３７】
上記の湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲルを乾燥することで、エアロゲルが得られる。このようにエアロゲルを得るにあたっては、上記の通り超臨界乾燥を行うことが好ましい。超臨界乾燥としては、溶媒を直接臨界条件まで昇温昇圧した後に減圧するオートクレーブ法や、炭酸ガスの超臨界条件まで昇温昇圧し、炭酸ガスにより溶媒を抽出除去する超臨界炭酸ガス抽出法など、適宜の手法により行うことができる。
【００３８】
以上に述べた方法でシリカエアロゲルは作製され、その屈折率の調整は、主として原料溶液中に含まれるオルガノシリケートの濃度を調整することによりなされる。また、本発明においては、原料溶液がゲル化した後に、超臨界乾燥を施す前に、この湿潤ゲルを原料溶液に用いた溶媒の蒸気が存在する雰囲気を保った微開放容器内に静置することで穏やかに乾燥させることで収縮させ、湿潤ゲル中のシリカ濃度を上昇させて屈折率を上昇させることも有効である。例えば屈折率を１．１になるように調整した湿潤ゲルを、当該方法により約四分の一の容積まで乾燥収縮させた後に、疎水化処理、超臨界乾燥を施すことで、屈折率１．２５のシリカエアロゲルを作製することができる。
【００３９】
以上のようなシリカエアロゲルを、素粒子検出時のチェレンコフ光発生のための輻射体として用いると、スペクトル強度が高いにもかかわらず光電子増倍管による検知感度の低い波長４００ｎｍ未満のチェレンコフ光を、波長変換材料の作用によって、光電子増倍管による検知感度の高い波長領域である４００〜５００ｎｍの波長領域に変換することができ、このため、このシリカエアロゲルと、このシリカエアロゲルを素粒子が通過する際に放射されるチェレンコフ光を検出する光電子増倍管とによって素粒子検出装置を構成すると、素粒子の検出を精度良く行うことができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の具体的な実施例および比較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されない。
【００４１】
〔実施例１〕
メチルシリケート、ジメチルホルムアミド、水、２８％アンモニア水、１−フェニル−３−メシチル−２−ピラゾリン（ＰＭＰ）をそれぞれ重量比で４７：１２３：５０：０．５：０．２の割合で配合し、混合攪拌することで原料溶液を調製した。この原料溶液を注型し、室温下で５分間静置することでゲル化させて、湿潤ゲルを得た。
【００４２】
次に、この湿潤ゲルをエタノール中に浸漬し、一昼夜放置することで洗浄した後、ヘキサメチルジシラザンの１０％エタノール溶液中へ移した。更に一昼夜放置することで、湿潤ゲルの疎水化処理を施した後に、再度湿潤ゲルをエタノール中に浸漬し、洗浄を行った。
【００４３】
洗浄後の湿潤ゲルを高圧容器中にエタノールと共に充填した後に、炭酸ガスにより１６ＭＰａまで昇圧後、８０℃まで加熱した。さらに１６ＭＰａ、８０℃において炭酸ガスによる抽出をおこなった後に減圧することで、湿潤ゲルを超臨界乾燥し、ＰＭＰを分散して含有する屈折率１．０５のシリカエアロゲルを得た。
【００４４】
〔実施例２〕
メチルシリケート、アセトン、水、２８％アンモニア水、２．５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、１，４−ビス（５−フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）をそれぞれ重量比で４７：１２３：５０：０．５：２：０．０５となるように配合し、混合攪拌することによって原料溶液を調製した。
【００４５】
それ以外は実施例１と同様にして、ＤＰＯ及びＰＯＰＯＰを分散して含有する屈折率１．０５のシリカエアロゲルを得た。
【００４６】
〔比較例１〕
メチルシリケート、ジメチルホルムアミド、水、２８％アンモニア水をそれぞれ重量比で４７：１２３：５０：０．５となるように配合し、混合攪拌することによって原料溶液を調製した。
【００４７】
それ以外は実施例１と同様にして、波長変換材料を含有しない屈折率１．０５のシリカエアロゲルを得た。
【００４８】
〔評価〕
実施例１，２及び比較例１について、以下のようにして粒子識別性能を評価した。
【００４９】
粒子識別性能を表す指標として、光電子増倍管で観測される光電子数が挙げられる。すなわち、荷電粒子の通過により発生するチェレンコフ光の量は輻射体の厚さと屈折率とで決まっているため、同じ屈折率でシリカエアロゲルに波長変換材料を添加したものと、添加していないものとを用意し、これらに同じ運動量の荷電粒子（例えば荷電π中間子）を通過させ、光電子増倍管で得られる光電子数を比較すれば、波長変換材料を添加したシリカエアロゲルの有効性を明らかにすることができる。
【００５０】
図１に示すように、それぞれ光電子増倍管２Ａ，２Ｂを備えた箱１Ａと箱１Ｂを用い、まず箱１Ａに波長変換材料を添加しないシリカエアロゲル（比較例１）を入れ、箱１Ｂには波長変換材料を添加したシリカエアロゲル（実施例１又は２）を入れて、この状態で２ＧｅＶ／ｃの荷電π中間子ビーム３を箱１Ａ、箱１Ｂの順に通過させた。このときの各光電子増倍管２Ａ，２Ｂで検出される光電子数を観測した。
【００５１】
次に、箱１Ａと箱１Ｂに入れるシリカエアロゲルを入れ替えた以外は、同様にして各光電子増倍管２Ａ，２Ｂで検出される光電子数を観測した。
【００５２】
これにより、同一条件での光電子数の比較が可能となるようにして、各シリカエアロゲルによる観測された光電子数を対比した。この結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2005247661.tif 000003
【００５４】
表１の結果によると、波長変換材料を添加したシリカエアロゲルを用いた場合では平均９〜１０個の光電子が観測されたのに対して、添加していないものでは６個程度となり、波長変換材料を添加したシリカエアロゲルの粒子識別性能が大きく改善していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例におけるシリカエアロゲルの評価試験の手法を示す概略図である。
【図１】
2005247661.tif 000004