放射線検出用金属ハロゲン化物及びその製造方法並びにシンチレータ及び放射線検出器
【課題】発光波長を変化させずに高い蛍光強度を有する放射線検出用金属ハロゲン化物及びその製造方法並びに放射線検出器を提供する。
【解決手段】 一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表される。
【解決手段】 一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な放射線検出用金属ハロゲン化物及びシンチレータ並びに放射線検出器に関し、特に、主として、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ−ｒａｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：Ｘ線ＣＴ）、陽電子放射断層撮影装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＰＥＴ）、タイム・オブ・フライト陽電子放射断層撮影装置（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＴＯＦ−ＰＥＴ）などの医療診断装置に用いられる放射線検出用金属ハロゲン化物及びシンチレータ並びに放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療診断や工業用非破壊検査などに放射線が利用され、例えば、医療装置として、Ｘ線ＣＴ、ＰＥＴなどが実用化されている。このような放射線を利用した装置には、ガンマ線やＸ線などの放射線を検出するための放射線検出器、例えば、シンチレータが使用されている。
【０００３】
シンチレータは、ガンマ線やＸ線などの放射線の刺激により可視光線又は可視光線に近い波長の電磁波を放射する物質であり、密度が高いこと、蛍光の減衰時間が短いこと、耐放射線性に優れていること、及び加工性が良いことが要求される。
【０００４】
このようなＰＥＴ用のシンチレータ材料としては、従来、ビスマスジャーマネイト（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２単結晶（ＢＧＯ））が使用されていたが、高性能な特性を求めてセリウムをドープしたガドリニウムシリケート（Ｃｅ：Ｇｄ２ＳｉＯ５（Ｃｅ：ＧＳＯ））単結晶が開発され、実用化された（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、その後、さらに高性能な特性を求めて種々の検討が行われ、セリウムをドープしたルテチウムオキシオルトシリケート結晶（Ｃｅ：Ｌｕ２ＳｉＯ５（Ｃｅ：ＬＳＯ））が開発され、現在最も高性能なものとして実用化されている（例えば、特許文献２、３、４等参照）。
【０００６】
このような希土類オルトシリケート単結晶は、劈開性が強く、育成中に割れたり、カット時にクラックが入りやすく加工時の制御が非常に難しい。
【０００７】
このような希土類オルトシリケート単結晶以外に、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２やＹ３Ａｌ５Ｏ１２のようなガーネット結晶も放射線検出用結晶（例えば、特許文献５参照）として発光量及び蛍光寿命などが多く検討されているが、現在主流となっているＢＧＯ、ＧＳＯ、ＬＳＯと比較すると、発光量及び蛍光寿命などの特性が大きく劣るため実用化されていないのが現状である（例えば、非特許文献１、２、３等参照）。
【０００８】
このような単結晶以外に、各種のセラミックス材料がシンチレータとして検討され、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣａＷＯ４、ＣｄＷＯ４（ＣＷＯ）などの多結晶体（セラミックス）（例えば、特許文献６参照）、（Ｇｄ，Ｙ）２Ｏ３：Ｅｕのような立方晶構造を有する希土類酸化物の多結晶体（セラミックス）（例えば、特許文献７参照）、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒのような希土類酸硫化物の多結晶体（セラミックス）（例えば、特許文献８参照）などが知られている。
【０００９】
このようなセラミックスシンチレータ材料は、粉末を焼結して製造されるため、透明性（透光性）の改良、焼結性の改良などに関して種々の提案がなされている。例えば、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒなどの蛍光体セラミックス中の不純物量、特にリン酸塩（ＰＯ４）の含有量を１００ｐｐｍ以下とすることによって、シンチレータの光出力を向上させるという提案がある（例えば、特許文献９参照）。また、希土類酸硫化物粉末にＬｉＦ、Ｌｉ２ＧｅＦ６、ＮａＢＦ４のようなフッ化物を焼結助剤として添加し、これらの混合粉末を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）で焼結することによって、高密度化させた蛍光体セラミックスが提案されている（例えば、特許文献１０参照）。
【００１０】
一方、ハロゲン化物シンチレータ材料として、ＣｅＦ３などのようなドーパント（賦活剤）とＢａＦ2及びＢａＬｕ２Ｆ８などのようなホスト材との組み合わせを変えることにより発光量を増加させる研究や、ドーパントとホスト材との組成比率を変えることにより発光量を増加させる研究が続けられ、近年でもその研究が活発に行なわれている（例えば、非特許文献４及び５参照）。
【００１１】
しかしながら、ドーパントとホスト材との組み合わせを変えると発光波長や蛍光寿命などの特性まで変わってしまうという問題があり、またドーパントとホスト材との組成比率を変えると最大発光量がＢＧＯの発光量以上にならないことがあるという問題があった。
【００１２】
【特許文献１】特公昭６２−８４７２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】米国特許第４９５８０８０号明細書（Ｉ ＣＬＡＩＭ）
【特許文献３】米国特許第５０２５１５１号明細書（ＷＨＡＴ ＩＳ ＣＬＡＩＭＥＤ ＩＳ）
【特許文献４】特開平９−１１８５９３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】Ｕ．Ｓ．Ｐ．５，０５７，６９２（特公平６−７１６５）
【特許文献６】特公昭５９−４５０２２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】特開昭５９−２７２８３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献８】特開昭５８−２０４０８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献９】特開平７−１８８６５５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献１０】特公平５−０１６７５６号公報（特許請求の範囲）
【非特許文献１】Ｍ．Ｍｏｓｚｙｎｓｋｉ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．，ｏｎ Ｎｕｃｌ．，Ｓｃｉ．，４４（１９９７）１０５２
【非特許文献２】Ａ．Ｌｅｍｐｉｃｋｉ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．，ｏｎ Ｎｕｃｌ．，Ｓｃｉ．，４２（１９９５）２８０
【非特許文献３】Ｃ．Ｗ．Ｅ．ｖａｎ Ｅｊｉｋ，Ｎｕｃｌ．，Ｉｎｓｔｒ． ａｎｄ Ｍｅｔｈ．，Ａ４６０（２００１）１．
【非特許文献４】Ｊ．Ｃ．ｖａｎ’ｔ Ｓｐｉｊｋｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，８５，１９９９，ｐ１１−１９
【非特許文献５】Ｍ．ＫＯＢＡＹＡＳＨＩ．， ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．ＳＣＩＮＴ‘９７，Ｃｈｉｎａ，１９９７，ｐ１２７−１３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑み、発光波長を変化させずに高い蛍光強度を有する放射線検出用金属ハロゲン化物及びその製造方法並びに放射線検出器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物にある。
【００１５】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、ＲｅはＬｕ以外の３価の希土類金属であり、Ａ＋Ｂ≦０．２、１≦Ｄ≦４であることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物にある。
【００１６】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、前記金属ハロゲン化物がＣｅＡＬｕＢＢａ１−Ａ−ＢＦ２で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物にある。
【００１７】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物からなることを特徴とするシンチレータにある。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物からなるシンチレータと、当該シンチレータからの発光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする放射線検出器にある。
【００１９】
本発明の第６の態様は、一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法であって、ＬｕとＲｅと前記金属ハロゲン化物とを融点以上に加熱して融液あるいは溶液とする工程と、前記融液あるいは溶液から前記金属ハロゲン化物を製造する工程を具備することを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法にある。
【００２０】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物は、一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表されるものであるが、ＲｅがＬｕ以外の３価の希土類元素であり、Ａ＋Ｂ≦０．２、１≦Ｄ≦４であるものが好ましく、特にＣｅＡＬｕＢＢａＤＦ２で表されるものが好ましいが、各元素の組み合わせ及びそれらの組成は特に限定されない。また、本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物は透明でかつ高い蛍光度を有するのであれば、セラミック、多結晶、単結晶、アモルファスなどの状態を問わないが、セラミック、多結晶、単結晶などの結晶状態が好ましく、特に単結晶が好ましいことはいうまでもない。なお、本発明では、希土類元素とはランタノイド以外にスカンジウムＳｃ及びイットリウムＹを含むものとする。
【００２１】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物のホスト材となる金属ハロゲン化物を構成する希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素Ｍｅ及びハロゲンＸは特に限定されないが、金属ハロゲン化物としては、例えばＣａＦ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＢａＦ２、ＢａＢｒ２、ＬｉＢａＦ３、ＬｉＹＦ４、ＬｉＢａＦ３、Ｋ２ＬａＣｌ５、Ｃｓ２ＬｉＹＣｌ６、ＢａＴｈＦ６、ＣｓＹ２Ｆ７、ＲｂＧｄ２Ｂｒ７、ＢａＹ２Ｆ８、Ｈｆ２ＣｅＦ１１、Ｂａ４Ｃｓ３Ｆ１７、ＬｉＩ、ＬｉＣａＡｌＦ６などが挙げられ、ＢａＦ２、ＢａＢｒ２が好ましく、特にＢａＦ２が好ましい。
【００２２】
また、本発明の金属ハロゲン化物のドーパントとなるルテチウムＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素Ｒｅとしては、具体的にはスカンジウムＳｃ、イットリウムＹ、ランタンＬａ、セリウムＣｅ、プラセオジムＰｒ、ネオジムＮｄ、サマリウムＳｍ、ユーロピウムＥｕ、ガドリニウムＧｄ、テルビウムＴｂ、ジスプロシウムＤｙ、ホルミウムＨｏ、エルビウムＥｒ、ツリウムＴｍ、イッテルビウムＹｂが挙げられるが、特にＣｅが好ましい。これらの希土類元素Ｒｅをドーパントとして添加することにより、添加された希土類元素Ｒｅに起因するピーク波長を有する発光スペクトルを得ることができ、さらにドーパントとしてＬｕを添加することによりその発光スペクトルのピーク波長を変えずに発光量を増加させることができる。なお、Ｒｅは、ホスト材である金属ハロゲン化物を構成するハロゲンと同一のハロゲンと結合したハロゲン化物としてホスト材に添加されるのが好ましく、蛍光の波長に吸収が存在しないものを用いるのが好ましい。
【００２３】
また、ＬｕとＲｅとを添加すると、蛍光の強度が上昇するが、蛍光寿命が変化する場合があるので、所望の特性に併せてＲｅを適宜選択する必要がある。
【００２４】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法は特に限定されないが、ＰＥＴ又はＴＯＦ−ＰＥＴなどの検出器のシンチレータとして本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物を使用する際には、高品質、かつ均質な結晶を得る必要がある。したがって、そのような結晶を得るための結晶育成方法としては、ベルヌーイ法、結晶引上げ法（ＣＺ法）、ブリッジマン法、熱交換法、カイロポーラス法、又は帯域溶融法（ＦＺ法）などが挙げられるが、量産性の面から、ベルヌーイ法およびＣＺ法が好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物は、発光波長を変化させずに蛍光強度を高くすることができるため、その放射線検出用金属ハロゲン化物を用いた放射線検出器は高い解像力を有するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の放射線用金属ハロゲン化物について具体的に説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００２７】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物の一例である放射線検出用金属ハロゲン化物結晶を製造するには、粉末又は多結晶の希土類フッ化物原料、すなわち、フッ化バリウム（ＢａＦ２）などのホスト原料に、フッ化ルテチウム（ＬｕＦ２）及びフッ化セリウム（ＣｅＦ３）などのドーパント用原料をるつぼ内に充填し、炉内・原料内に含まれる水分および酸素の除去のため１０−４〜１０−５ｍｍＨｇ程度の高真空を保ちながら、ホスト原料及びドーパント用原料を室温から５００〜８００℃程度、すなわち、融点を超えない所定の温度まで加熱する。次に、作製炉内にＣＦ４などのフロン系ガス及びアルゴンガスを導入してから（混合比、フロン系ガス：アルゴンガス＝１００：０〜０：１００、体積比）温度を融点以上に上げ、融液又は溶液表面に発生する不純物および融液又は溶液内に存在する不純物とフロン系ガスとを反応させ、不純物を除去するようにする。そして、得られた融液あるいは溶液から放射線用金属ハロゲン化物結晶を製造する。
【００２８】
このようにして得られる融液又は溶液からの結晶の製造方法は特に限定されず、ベルヌーイ法、結晶引上げ法（ＣＺ法）、ブリッジマン法、熱交換法、カイロポーラス法、又は帯域溶融法（ＦＺ法）などが挙げられるが、量産性の面から、ベルヌーイ法およびＣＺ法が好ましい。例えば、ＣＺ法によると、融液の温度を各化合物の融点近辺に保ち、種結晶を１〜５０ｒｐｍで回転させながら０．１〜１０ｍｍ／ｈの速度で引き上げることによって、結晶中に気泡やスキャッタリングセンターなどのない、透明な高品質単結晶が得られる。また、本発明の金属ハロゲン化物結晶は、融解後、除冷するだけでも単結晶が得られ、条件を適宜設定すれば、種結晶を用いることなく、徐冷するだけで単結晶が得られるという特徴を有する。
【００２９】
また、このようにして得られる金属ハロゲン化物結晶は、ＰＥＴやＴＯＦ−ＰＥＴ用のシンチレータとして有用である。
【００３０】
このような金属ハロゲン化物結晶を所定の寸法に切り出したシンチレータは、放射線、例えば、ガンマ線を吸収することにより発生する蛍光の波長に合わせた光検出器、例えば、可視光又は紫外線の光電子増倍管などの光検出器と組み合わせることにより、放射線検出器とすることができる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＢａＦ２とＣｅＦ３とＬｕＦ３とのモル比が９８：１：１である混合物を攪拌せずに、るつぼ内に充填した。それをそのまま単結晶作成炉内に置き、１０−４〜１０−５ｍｍＨｇ程度まで真空に引き、そのまま約７００℃程度まで真空状態で加熱し炉内・原料中の水分・酸素を除去した。ここでＣＦ４ガスを単結晶作製炉内に導入し、ＣＦ４ガス雰囲気中で原料を加熱融解し、そのまま１時間、融解状態で保った。このとき、融液表面に現れた不純物は、ＣＦ４ガスと反応することにより、全て消滅した。次に融液に種結晶を接触させ、ｃ軸方向に引き上げ速度１ｍｍ／ｈ、回転数１０ｒｐｍで引き上げ単結晶を成長・作製した。作製した結晶は、気泡、クラックおよびスキャッタリングセンターなどが無く、透明かつ高品質なセリウム・ルテチウムドープフッ化バリウム（Ｃｅ，Ｌｕ：ＢａＦ２）単結晶であった。
【００３２】
（比較例１）
ＬｕＦ３を添加せず、かつＢａＦ２とＣｅＦ３とのモル比を９９：１とした以外は実施例１と同様に、結晶を育成した。
【００３３】
（比較例２）
ＬｕＦ３を添加せず、かつＢａＦ２とＣｅＦ３とのモル比を９５：５とした以外は実施例１と同様に、結晶を育成した。
【００３４】
（比較例３）
ＣｅＦ３を添加せず、かつＢａＦ２とＬｕＦ３とのモル比を９９：１とした以外は実施例１と同様に、結晶を育成した。
【００３５】
（試験例１）
実施例１で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光スペクトルを図１に示し、実施例１及び比較例１〜３で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光スペクトルのピーク波長（発光波長）と、そのときの発光量を比較例１で得られた単結晶の発光量で規格化したものとを表１に示す。なお、発光波長及び発光量の測定条件としては、線源にＣｓ１３７を用い、光電子増倍管（浜松ホトニクス社製、Ｒ２４８６）により発光波長及び発光量を測定した。
【００３６】
図１に示すように、実施例１で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光領域は３１０〜４５０ｎｍの可視光領域にあることが分かった。
【００３７】
また、表１に示すように、実施例１で得られた単結晶は、比較例１と比較して発光波長はほとんど変化しないが、発光量は１．４倍となることが分かった。すなわち、ＬｕでＣｅ：ＢａＦ２単結晶のＢａの一部を置換することによって発光波長をほとんど変化させずに発光量を増加させることが可能であることが分かった。一方、ＣｅでＣｅ：ＢａＦ２のＢａの一部を更に置換した比較例２で得られた単結晶は、比較例１で得られた単結晶と比較して発光波長はほとんど変化しないが発光量が大幅に低下することが分かった。また、ＬｕでＣｅ：ＢａＦ２のＣｅの全てを置換した比較例３で得られた単結晶は、比較例１で得られた単結晶と比較して発光波長が変化すると共に発光量も低下することが分かった。
【００３８】
【表１】
【００３９】
（試験例２）
実施例１及び比較例１で得られた単結晶にＸ線を照射した際の発光スペクトルのピーク波長（発光波長）と、そのときの発光量を比較例１で得られた単結晶の発光量で規格化したものとを表２に示す。なお、発光波長及び発光量の測定条件としては、線源はＸ線管を用い、光電子増倍管（浜松ホトニクス社製、Ｒ２４８６）により発光波長及び発光量を測定した。
【００４０】
表２に示すように、実施例１で得られた単結晶は、比較例１で得られた単結晶と比較して発光波長は長波長側へ２５ｎｍシフトし、発光量は１．２倍となることが分かった。すなわち、ＬｕでＣｅ：ＢａＦ２単結晶のＢａの一部を置換することによって発光量を増加させることが可能であることが分かった。
【００４１】
【表２】
【００４２】
（試験例３）
実施例１及び比較例１、２で得られた単結晶に紫外線（波長２５４ｎｍ）を照射した際の各単結晶の発光写真を図２に示す。図２（ａ）は実施例１で得られた単結晶に、図２（ｂ）は比較例１で得られた単結晶に、図２（ｃ）は比較例３で得られた単結晶にそれぞれ紫外線を照射した際の発光写真である。なお、発光波長及び発光量の測定条件としては、線源に紫外線ランプ（Ultra-Violet Products社製、ＵＶＧＬ）を用い、光電子増倍管（浜松ホトニクス社製、Ｒ２４８６）により発光波長及び発光量を測定した。
【００４３】
図２に示すように、実施例１で得られた単結晶に紫外線を照射した際の発光領域は可視光領域にあり、青色発光することが分かった。また、実施例１で得られた単結晶は、比較例１及び比較例２で得られた単結晶と比較して、より高い輝度を有することが分かった。
【００４４】
（試験例４）
実施例１及び比較例１〜３で得られた結晶について、蛍光Ｘ線スペクトル測定により組成分析をした結果を表３に示す。なお、測定装置は、日本フィリップス社製ＰＷ２４０４型を用いた。表３に示すように、得られた結晶は、るつぼに充填した原料の配合割合と同一であることが分かった。
【００４５】
【表３】
【００４６】
（試験例５）
実施例１及び比較例１〜３で得られた単結晶について、波長が２００ｎｍ〜１１００ｎｍの領域における光の透過率を測定し、波長が２００ｎｍ〜４００ｎｍの領域における実施例１及び比較例１〜３で得られた結晶の光の透過率の測定結果を図３に示す。なお、測定装置としてＪＡＳＣＯ社製Ｖ５７０型を用いた。実施例１及び比較例１の測定結果より、Ｃｅ：ＢａＦ２を構成するＢａの一部をＬｕで置換すると吸収端は長波長側にシフトすることが分かった。また、比較例１及び２の測定結果より、Ｃｅの添加量が増えるに従い吸収端は長波長側にシフトすることが分かった。さらに、比較例１及び比較例３の測定結果より、Ｃｅ：ＢａＦ２を構成するＣｅをＬｕで置換した場合、すなわちＬｕのみをドーパントとして添加した場合には、波長が２００ｎｍ〜１１００ｎｍの領域では吸収端は存在しないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光スペクトルを示す図である。
【図２】実施例１及び比較例１、２で得られた単結晶に紫外線を照射した際の各単結晶の発光写真である。
【図３】実施例１及び比較例１〜３で得られた単結晶の透過率を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な放射線検出用金属ハロゲン化物及びシンチレータ並びに放射線検出器に関し、特に、主として、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ−ｒａｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：Ｘ線ＣＴ）、陽電子放射断層撮影装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＰＥＴ）、タイム・オブ・フライト陽電子放射断層撮影装置（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＴＯＦ−ＰＥＴ）などの医療診断装置に用いられる放射線検出用金属ハロゲン化物及びシンチレータ並びに放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療診断や工業用非破壊検査などに放射線が利用され、例えば、医療装置として、Ｘ線ＣＴ、ＰＥＴなどが実用化されている。このような放射線を利用した装置には、ガンマ線やＸ線などの放射線を検出するための放射線検出器、例えば、シンチレータが使用されている。
【０００３】
シンチレータは、ガンマ線やＸ線などの放射線の刺激により可視光線又は可視光線に近い波長の電磁波を放射する物質であり、密度が高いこと、蛍光の減衰時間が短いこと、耐放射線性に優れていること、及び加工性が良いことが要求される。
【０００４】
このようなＰＥＴ用のシンチレータ材料としては、従来、ビスマスジャーマネイト（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２単結晶（ＢＧＯ））が使用されていたが、高性能な特性を求めてセリウムをドープしたガドリニウムシリケート（Ｃｅ：Ｇｄ２ＳｉＯ５（Ｃｅ：ＧＳＯ））単結晶が開発され、実用化された（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、その後、さらに高性能な特性を求めて種々の検討が行われ、セリウムをドープしたルテチウムオキシオルトシリケート結晶（Ｃｅ：Ｌｕ２ＳｉＯ５（Ｃｅ：ＬＳＯ））が開発され、現在最も高性能なものとして実用化されている（例えば、特許文献２、３、４等参照）。
【０００６】
このような希土類オルトシリケート単結晶は、劈開性が強く、育成中に割れたり、カット時にクラックが入りやすく加工時の制御が非常に難しい。
【０００７】
このような希土類オルトシリケート単結晶以外に、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２やＹ３Ａｌ５Ｏ１２のようなガーネット結晶も放射線検出用結晶（例えば、特許文献５参照）として発光量及び蛍光寿命などが多く検討されているが、現在主流となっているＢＧＯ、ＧＳＯ、ＬＳＯと比較すると、発光量及び蛍光寿命などの特性が大きく劣るため実用化されていないのが現状である（例えば、非特許文献１、２、３等参照）。
【０００８】
このような単結晶以外に、各種のセラミックス材料がシンチレータとして検討され、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣａＷＯ４、ＣｄＷＯ４（ＣＷＯ）などの多結晶体（セラミックス）（例えば、特許文献６参照）、（Ｇｄ，Ｙ）２Ｏ３：Ｅｕのような立方晶構造を有する希土類酸化物の多結晶体（セラミックス）（例えば、特許文献７参照）、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒのような希土類酸硫化物の多結晶体（セラミックス）（例えば、特許文献８参照）などが知られている。
【０００９】
このようなセラミックスシンチレータ材料は、粉末を焼結して製造されるため、透明性（透光性）の改良、焼結性の改良などに関して種々の提案がなされている。例えば、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒなどの蛍光体セラミックス中の不純物量、特にリン酸塩（ＰＯ４）の含有量を１００ｐｐｍ以下とすることによって、シンチレータの光出力を向上させるという提案がある（例えば、特許文献９参照）。また、希土類酸硫化物粉末にＬｉＦ、Ｌｉ２ＧｅＦ６、ＮａＢＦ４のようなフッ化物を焼結助剤として添加し、これらの混合粉末を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）で焼結することによって、高密度化させた蛍光体セラミックスが提案されている（例えば、特許文献１０参照）。
【００１０】
一方、ハロゲン化物シンチレータ材料として、ＣｅＦ３などのようなドーパント（賦活剤）とＢａＦ2及びＢａＬｕ２Ｆ８などのようなホスト材との組み合わせを変えることにより発光量を増加させる研究や、ドーパントとホスト材との組成比率を変えることにより発光量を増加させる研究が続けられ、近年でもその研究が活発に行なわれている（例えば、非特許文献４及び５参照）。
【００１１】
しかしながら、ドーパントとホスト材との組み合わせを変えると発光波長や蛍光寿命などの特性まで変わってしまうという問題があり、またドーパントとホスト材との組成比率を変えると最大発光量がＢＧＯの発光量以上にならないことがあるという問題があった。
【００１２】
【特許文献１】特公昭６２−８４７２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】米国特許第４９５８０８０号明細書（Ｉ ＣＬＡＩＭ）
【特許文献３】米国特許第５０２５１５１号明細書（ＷＨＡＴ ＩＳ ＣＬＡＩＭＥＤ ＩＳ）
【特許文献４】特開平９−１１８５９３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】Ｕ．Ｓ．Ｐ．５，０５７，６９２（特公平６−７１６５）
【特許文献６】特公昭５９−４５０２２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】特開昭５９−２７２８３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献８】特開昭５８−２０４０８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献９】特開平７−１８８６５５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献１０】特公平５−０１６７５６号公報（特許請求の範囲）
【非特許文献１】Ｍ．Ｍｏｓｚｙｎｓｋｉ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．，ｏｎ Ｎｕｃｌ．，Ｓｃｉ．，４４（１９９７）１０５２
【非特許文献２】Ａ．Ｌｅｍｐｉｃｋｉ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．，ｏｎ Ｎｕｃｌ．，Ｓｃｉ．，４２（１９９５）２８０
【非特許文献３】Ｃ．Ｗ．Ｅ．ｖａｎ Ｅｊｉｋ，Ｎｕｃｌ．，Ｉｎｓｔｒ． ａｎｄ Ｍｅｔｈ．，Ａ４６０（２００１）１．
【非特許文献４】Ｊ．Ｃ．ｖａｎ’ｔ Ｓｐｉｊｋｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，８５，１９９９，ｐ１１−１９
【非特許文献５】Ｍ．ＫＯＢＡＹＡＳＨＩ．， ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．ＳＣＩＮＴ‘９７，Ｃｈｉｎａ，１９９７，ｐ１２７−１３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑み、発光波長を変化させずに高い蛍光強度を有する放射線検出用金属ハロゲン化物及びその製造方法並びに放射線検出器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物にある。
【００１５】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、ＲｅはＬｕ以外の３価の希土類金属であり、Ａ＋Ｂ≦０．２、１≦Ｄ≦４であることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物にある。
【００１６】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、前記金属ハロゲン化物がＣｅＡＬｕＢＢａ１−Ａ−ＢＦ２で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物にある。
【００１７】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物からなることを特徴とするシンチレータにある。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物からなるシンチレータと、当該シンチレータからの発光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする放射線検出器にある。
【００１９】
本発明の第６の態様は、一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法であって、ＬｕとＲｅと前記金属ハロゲン化物とを融点以上に加熱して融液あるいは溶液とする工程と、前記融液あるいは溶液から前記金属ハロゲン化物を製造する工程を具備することを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法にある。
【００２０】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物は、一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）で表されるものであるが、ＲｅがＬｕ以外の３価の希土類元素であり、Ａ＋Ｂ≦０．２、１≦Ｄ≦４であるものが好ましく、特にＣｅＡＬｕＢＢａＤＦ２で表されるものが好ましいが、各元素の組み合わせ及びそれらの組成は特に限定されない。また、本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物は透明でかつ高い蛍光度を有するのであれば、セラミック、多結晶、単結晶、アモルファスなどの状態を問わないが、セラミック、多結晶、単結晶などの結晶状態が好ましく、特に単結晶が好ましいことはいうまでもない。なお、本発明では、希土類元素とはランタノイド以外にスカンジウムＳｃ及びイットリウムＹを含むものとする。
【００２１】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物のホスト材となる金属ハロゲン化物を構成する希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素Ｍｅ及びハロゲンＸは特に限定されないが、金属ハロゲン化物としては、例えばＣａＦ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＢａＦ２、ＢａＢｒ２、ＬｉＢａＦ３、ＬｉＹＦ４、ＬｉＢａＦ３、Ｋ２ＬａＣｌ５、Ｃｓ２ＬｉＹＣｌ６、ＢａＴｈＦ６、ＣｓＹ２Ｆ７、ＲｂＧｄ２Ｂｒ７、ＢａＹ２Ｆ８、Ｈｆ２ＣｅＦ１１、Ｂａ４Ｃｓ３Ｆ１７、ＬｉＩ、ＬｉＣａＡｌＦ６などが挙げられ、ＢａＦ２、ＢａＢｒ２が好ましく、特にＢａＦ２が好ましい。
【００２２】
また、本発明の金属ハロゲン化物のドーパントとなるルテチウムＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素Ｒｅとしては、具体的にはスカンジウムＳｃ、イットリウムＹ、ランタンＬａ、セリウムＣｅ、プラセオジムＰｒ、ネオジムＮｄ、サマリウムＳｍ、ユーロピウムＥｕ、ガドリニウムＧｄ、テルビウムＴｂ、ジスプロシウムＤｙ、ホルミウムＨｏ、エルビウムＥｒ、ツリウムＴｍ、イッテルビウムＹｂが挙げられるが、特にＣｅが好ましい。これらの希土類元素Ｒｅをドーパントとして添加することにより、添加された希土類元素Ｒｅに起因するピーク波長を有する発光スペクトルを得ることができ、さらにドーパントとしてＬｕを添加することによりその発光スペクトルのピーク波長を変えずに発光量を増加させることができる。なお、Ｒｅは、ホスト材である金属ハロゲン化物を構成するハロゲンと同一のハロゲンと結合したハロゲン化物としてホスト材に添加されるのが好ましく、蛍光の波長に吸収が存在しないものを用いるのが好ましい。
【００２３】
また、ＬｕとＲｅとを添加すると、蛍光の強度が上昇するが、蛍光寿命が変化する場合があるので、所望の特性に併せてＲｅを適宜選択する必要がある。
【００２４】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法は特に限定されないが、ＰＥＴ又はＴＯＦ−ＰＥＴなどの検出器のシンチレータとして本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物を使用する際には、高品質、かつ均質な結晶を得る必要がある。したがって、そのような結晶を得るための結晶育成方法としては、ベルヌーイ法、結晶引上げ法（ＣＺ法）、ブリッジマン法、熱交換法、カイロポーラス法、又は帯域溶融法（ＦＺ法）などが挙げられるが、量産性の面から、ベルヌーイ法およびＣＺ法が好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物は、発光波長を変化させずに蛍光強度を高くすることができるため、その放射線検出用金属ハロゲン化物を用いた放射線検出器は高い解像力を有するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の放射線用金属ハロゲン化物について具体的に説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００２７】
本発明の放射線検出用金属ハロゲン化物の一例である放射線検出用金属ハロゲン化物結晶を製造するには、粉末又は多結晶の希土類フッ化物原料、すなわち、フッ化バリウム（ＢａＦ２）などのホスト原料に、フッ化ルテチウム（ＬｕＦ２）及びフッ化セリウム（ＣｅＦ３）などのドーパント用原料をるつぼ内に充填し、炉内・原料内に含まれる水分および酸素の除去のため１０−４〜１０−５ｍｍＨｇ程度の高真空を保ちながら、ホスト原料及びドーパント用原料を室温から５００〜８００℃程度、すなわち、融点を超えない所定の温度まで加熱する。次に、作製炉内にＣＦ４などのフロン系ガス及びアルゴンガスを導入してから（混合比、フロン系ガス：アルゴンガス＝１００：０〜０：１００、体積比）温度を融点以上に上げ、融液又は溶液表面に発生する不純物および融液又は溶液内に存在する不純物とフロン系ガスとを反応させ、不純物を除去するようにする。そして、得られた融液あるいは溶液から放射線用金属ハロゲン化物結晶を製造する。
【００２８】
このようにして得られる融液又は溶液からの結晶の製造方法は特に限定されず、ベルヌーイ法、結晶引上げ法（ＣＺ法）、ブリッジマン法、熱交換法、カイロポーラス法、又は帯域溶融法（ＦＺ法）などが挙げられるが、量産性の面から、ベルヌーイ法およびＣＺ法が好ましい。例えば、ＣＺ法によると、融液の温度を各化合物の融点近辺に保ち、種結晶を１〜５０ｒｐｍで回転させながら０．１〜１０ｍｍ／ｈの速度で引き上げることによって、結晶中に気泡やスキャッタリングセンターなどのない、透明な高品質単結晶が得られる。また、本発明の金属ハロゲン化物結晶は、融解後、除冷するだけでも単結晶が得られ、条件を適宜設定すれば、種結晶を用いることなく、徐冷するだけで単結晶が得られるという特徴を有する。
【００２９】
また、このようにして得られる金属ハロゲン化物結晶は、ＰＥＴやＴＯＦ−ＰＥＴ用のシンチレータとして有用である。
【００３０】
このような金属ハロゲン化物結晶を所定の寸法に切り出したシンチレータは、放射線、例えば、ガンマ線を吸収することにより発生する蛍光の波長に合わせた光検出器、例えば、可視光又は紫外線の光電子増倍管などの光検出器と組み合わせることにより、放射線検出器とすることができる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＢａＦ２とＣｅＦ３とＬｕＦ３とのモル比が９８：１：１である混合物を攪拌せずに、るつぼ内に充填した。それをそのまま単結晶作成炉内に置き、１０−４〜１０−５ｍｍＨｇ程度まで真空に引き、そのまま約７００℃程度まで真空状態で加熱し炉内・原料中の水分・酸素を除去した。ここでＣＦ４ガスを単結晶作製炉内に導入し、ＣＦ４ガス雰囲気中で原料を加熱融解し、そのまま１時間、融解状態で保った。このとき、融液表面に現れた不純物は、ＣＦ４ガスと反応することにより、全て消滅した。次に融液に種結晶を接触させ、ｃ軸方向に引き上げ速度１ｍｍ／ｈ、回転数１０ｒｐｍで引き上げ単結晶を成長・作製した。作製した結晶は、気泡、クラックおよびスキャッタリングセンターなどが無く、透明かつ高品質なセリウム・ルテチウムドープフッ化バリウム（Ｃｅ，Ｌｕ：ＢａＦ２）単結晶であった。
【００３２】
（比較例１）
ＬｕＦ３を添加せず、かつＢａＦ２とＣｅＦ３とのモル比を９９：１とした以外は実施例１と同様に、結晶を育成した。
【００３３】
（比較例２）
ＬｕＦ３を添加せず、かつＢａＦ２とＣｅＦ３とのモル比を９５：５とした以外は実施例１と同様に、結晶を育成した。
【００３４】
（比較例３）
ＣｅＦ３を添加せず、かつＢａＦ２とＬｕＦ３とのモル比を９９：１とした以外は実施例１と同様に、結晶を育成した。
【００３５】
（試験例１）
実施例１で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光スペクトルを図１に示し、実施例１及び比較例１〜３で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光スペクトルのピーク波長（発光波長）と、そのときの発光量を比較例１で得られた単結晶の発光量で規格化したものとを表１に示す。なお、発光波長及び発光量の測定条件としては、線源にＣｓ１３７を用い、光電子増倍管（浜松ホトニクス社製、Ｒ２４８６）により発光波長及び発光量を測定した。
【００３６】
図１に示すように、実施例１で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光領域は３１０〜４５０ｎｍの可視光領域にあることが分かった。
【００３７】
また、表１に示すように、実施例１で得られた単結晶は、比較例１と比較して発光波長はほとんど変化しないが、発光量は１．４倍となることが分かった。すなわち、ＬｕでＣｅ：ＢａＦ２単結晶のＢａの一部を置換することによって発光波長をほとんど変化させずに発光量を増加させることが可能であることが分かった。一方、ＣｅでＣｅ：ＢａＦ２のＢａの一部を更に置換した比較例２で得られた単結晶は、比較例１で得られた単結晶と比較して発光波長はほとんど変化しないが発光量が大幅に低下することが分かった。また、ＬｕでＣｅ：ＢａＦ２のＣｅの全てを置換した比較例３で得られた単結晶は、比較例１で得られた単結晶と比較して発光波長が変化すると共に発光量も低下することが分かった。
【００３８】
【表１】
【００３９】
（試験例２）
実施例１及び比較例１で得られた単結晶にＸ線を照射した際の発光スペクトルのピーク波長（発光波長）と、そのときの発光量を比較例１で得られた単結晶の発光量で規格化したものとを表２に示す。なお、発光波長及び発光量の測定条件としては、線源はＸ線管を用い、光電子増倍管（浜松ホトニクス社製、Ｒ２４８６）により発光波長及び発光量を測定した。
【００４０】
表２に示すように、実施例１で得られた単結晶は、比較例１で得られた単結晶と比較して発光波長は長波長側へ２５ｎｍシフトし、発光量は１．２倍となることが分かった。すなわち、ＬｕでＣｅ：ＢａＦ２単結晶のＢａの一部を置換することによって発光量を増加させることが可能であることが分かった。
【００４１】
【表２】
【００４２】
（試験例３）
実施例１及び比較例１、２で得られた単結晶に紫外線（波長２５４ｎｍ）を照射した際の各単結晶の発光写真を図２に示す。図２（ａ）は実施例１で得られた単結晶に、図２（ｂ）は比較例１で得られた単結晶に、図２（ｃ）は比較例３で得られた単結晶にそれぞれ紫外線を照射した際の発光写真である。なお、発光波長及び発光量の測定条件としては、線源に紫外線ランプ（Ultra-Violet Products社製、ＵＶＧＬ）を用い、光電子増倍管（浜松ホトニクス社製、Ｒ２４８６）により発光波長及び発光量を測定した。
【００４３】
図２に示すように、実施例１で得られた単結晶に紫外線を照射した際の発光領域は可視光領域にあり、青色発光することが分かった。また、実施例１で得られた単結晶は、比較例１及び比較例２で得られた単結晶と比較して、より高い輝度を有することが分かった。
【００４４】
（試験例４）
実施例１及び比較例１〜３で得られた結晶について、蛍光Ｘ線スペクトル測定により組成分析をした結果を表３に示す。なお、測定装置は、日本フィリップス社製ＰＷ２４０４型を用いた。表３に示すように、得られた結晶は、るつぼに充填した原料の配合割合と同一であることが分かった。
【００４５】
【表３】
【００４６】
（試験例５）
実施例１及び比較例１〜３で得られた単結晶について、波長が２００ｎｍ〜１１００ｎｍの領域における光の透過率を測定し、波長が２００ｎｍ〜４００ｎｍの領域における実施例１及び比較例１〜３で得られた結晶の光の透過率の測定結果を図３に示す。なお、測定装置としてＪＡＳＣＯ社製Ｖ５７０型を用いた。実施例１及び比較例１の測定結果より、Ｃｅ：ＢａＦ２を構成するＢａの一部をＬｕで置換すると吸収端は長波長側にシフトすることが分かった。また、比較例１及び２の測定結果より、Ｃｅの添加量が増えるに従い吸収端は長波長側にシフトすることが分かった。さらに、比較例１及び比較例３の測定結果より、Ｃｅ：ＢａＦ２を構成するＣｅをＬｕで置換した場合、すなわちＬｕのみをドーパントとして添加した場合には、波長が２００ｎｍ〜１１００ｎｍの領域では吸収端は存在しないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１で得られた単結晶にガンマ線を照射した際の発光スペクトルを示す図である。
【図２】実施例１及び比較例１、２で得られた単結晶に紫外線を照射した際の各単結晶の発光写真である。
【図３】実施例１及び比較例１〜３で得られた単結晶の透過率を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ
（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）
で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、ＲｅはＬｕ以外の３価の希土類金属であり、Ａ＋Ｂ≦０．２、１≦Ｄ≦４であることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、前記金属ハロゲン化物がＣｅＡＬｕＢＢａ１−Ａ−ＢＦ２で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の何れかの放射線検出用金属ハロゲン化物からなることを特徴とするシンチレータ。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の何れかの放射線検出用金属ハロゲン化物からなるシンチレータと、当該シンチレータからの発光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ
（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）
で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法であって、
ＬｕとＲｅと前記金属ハロゲン化物とを融点以上に加熱して融液あるいは溶液とする工程と、
前記融液あるいは溶液から前記金属ハロゲン化物を製造する工程を具備することを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法。
【請求項１】
一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ
（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）
で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、ＲｅはＬｕ以外の３価の希土類金属であり、Ａ＋Ｂ≦０．２、１≦Ｄ≦４であることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の放射線検出用金属ハロゲン化物において、前記金属ハロゲン化物がＣｅＡＬｕＢＢａ１−Ａ−ＢＦ２で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の何れかの放射線検出用金属ハロゲン化物からなることを特徴とするシンチレータ。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の何れかの放射線検出用金属ハロゲン化物からなるシンチレータと、当該シンチレータからの発光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
一般式ＲｅＡＬｕＢＭｅ１−Ａ−ＢＸＤ
（式中、ＲｅはＬｕ以外の希土類元素のうち少なくとも一種の元素であり、Ｍｅは希土類元素以外の少なくとも一種の金属元素であり、Ｘはハロゲンであり、Ａ＋Ｂ＜０．５、Ａ≠０、Ｂ≠０、１≦Ｄ≦６である）
で表されることを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法であって、
ＬｕとＲｅと前記金属ハロゲン化物とを融点以上に加熱して融液あるいは溶液とする工程と、
前記融液あるいは溶液から前記金属ハロゲン化物を製造する工程を具備することを特徴とする放射線検出用金属ハロゲン化物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２３３１８５（Ｐ２００６−２３３１８５Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６５７９４（Ｐ２００５−３６５７９４）
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（０００２４２４２６）北辰工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（０００２４２４２６）北辰工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
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