(57)【要約】【課題】安価に製造でき、アルファ線ならびに中性子対して良好な発光特性を示すシンチレータを提供すること。【解決手段】Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して外割でＳｉＯ２を０．１〜２０ｍｏｌ％添加した焼結体を１００μｍ以下の厚さに研削した薄板をシンチレータとして使用する。【選択図】図３
2014012805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：ＣｅとＳｉＯ２からなる焼結体からなる薄板状アルファ線および中性子用シンチレータ。
【請求項２】
前記焼結体は、ＳｉＯ２を媒体とした液相焼結により５０〜５００μｍに成長したＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ粒子からなる、請求項１に記載のシンチレータ。
【請求項３】
前記焼結体中のＳｉＯ２の単結晶中のＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対する割合は外割で０．１〜２０ｍｏｌ％である、請求項１または請求項２に記載のシンチレータ。
【請求項４】
前記焼結体中のＣｅ濃度は全希土類原子中で０．１〜１５原子％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータ。
【請求項５】
前記焼結体を１００μｍ以下の厚さの薄板状に研削した、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシンチレータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のシンチレータを有するアルファ線もしくは中性子計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、アルファ線および中性子計測用シンチレータ材料に関する。
【背景技術】
【０００２】  ウランやプルトニウムなどのアルファ線を放出する核種を定量的に調べるために、ＺｎＳ（Ａｇ）またはＳｉなどの材料が用いられてきている。ＺｎＳ（Ａｇ）は耐久性が高いものの、エネルギー分解能が低いという問題点があり、一方、Ｓｉはエネルギー分解能は高いものの、耐久性に乏しいとともに、信号雑音比が低く使い勝手の悪さが問題となっている（文献１参照）。【０００３】  また、核物質の移動などを監視するホームランドセキュリティー用途では中性子検出器が使用されている。中性子検出材料として広く使われている３Ｈｅの供給量の減少によって、３Ｈｅ危機が世界的に叫ばれ問題となっている。【０００３】  ＣｅをドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７（ＧＰＳ：Ｃｅ）は高いエネルギー分解能を有するとともに耐久性にも富むことから対アルファ線用シンチレータ材料として有望である（文献３参照）。しかしながら、ＧＰＳ：Ｃｅは粉末の状態ではエネルギー分解能が大きく低下し、実用材料としては使用に耐えない。これに対して、単結晶は非常に優れた特性を発揮するものの、分解溶融性の化合物であるため、大型の単結晶を低コストで再現性よく作製する技術はいまだ開発されていない。【０００５】また、中性子に関して、Ｇｄは物質中最大の熱中性子捕獲断面積を有し、３３ｋｅＶに代表される内部転換電子を放出する。ＧＰＳ：Ｃｅは発光強度の非常に大きなシンチレータ材料であることからこの内部転換電子を効率よく測定することが可能となり、わずか１００μｍ程度の厚さで、シンチレータを通過した熱中性子の６０％以上を検出することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｋｅｎｊｉ  Ｉｚａｋｉ，“Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  Ｐｕｌｓｅ  Ｈｅｉｇｈｔ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｌｐｈａ−ｒａｙ  Ｕｓｉｎｇ  ＺｎＳ（Ａｇ）Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ”，ＪＡＥＡ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（２００８）１０７．
【非特許文献２】Ｓｏｈａｎ  Ｋａｗａｍｕｒａ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅ−ｄｏｐｅｄ  Ｇｄ▲２▼Ｓｉ▲２▼Ｏ▲７▼  ａｓ  ａ  ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ  ｍａｔｅｒｉａｌ”，Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＆  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ａ：Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ，Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ，Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ，ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ５８３（２−３）（２００７）３５６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、焼結過程において意図的に粒子を５０〜５００μｍに粗大化させたＧＰＳ：Ｃｅ多結晶体を後の研削により数十ミクロンの厚さとし、透光性をもたせ、単結晶に匹敵する対アルファ線シンチレーション特性（発光量ならびにエネルギー分解能）を発揮させようとするものである。【０００６】  ＧＰＳ：Ｃｅ単独では焼結によってその構成粒子を粗大化させることは困難であるが、焼結過程において液相を生成しうる助剤を添加することで、いわゆる液相焼結機構により、構成粒子の粗大化が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅの主成分の一つであるＳｉＯ２を過剰に添加することにより、上記課題を解決できることを見出し、さらに焼成温度ならびに焼成時間等の検討を加えて本発明を完成させた。【０００８】  すなわち、本発明は、以下のシンチレータに関する。
［１］Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：ＣｅとＳｉＯ２からなる焼結体からなる薄板状アルファ線用シンチレータ。
［２］前記焼結体は、ＳｉＯ２を媒体とした液相焼結により５０〜５００μｍに成長したＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ粒子からなる請求項１に記載のシンチレータ。
［３］前記焼結体中のＳｉＯ２のＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対する割合は０．１〜２０ｍｏｌ％である、請求項１または請求項２に記載のシンチレータ。
［４］前記焼結体中のＣｅ濃度はＧｄに対して０．１〜１５原子％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータ。
［５］請求項１〜４のいずれか一項に記載のシンチレータを有するアルファ線および中性子計測装置。
【発明の効果】
【０００９】  本発明のシンチレータは、アルファ線および中性子の照射に対して大きな発光量ならびに良好なエネルギー分解能を示す。したがって、本発明のシンチレータを使用することで、高精度でのアルファ線および中性子放出核種の検出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体破断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】焼結体を３０μｍまで研削した薄板の写真である。
【図３】図２の薄板による対アルファ線シンチレーション特性を示すグラフである。
【図４】図２の薄板による対中性子シンチレーション特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明のシンチレータは、ＣｅをドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７とＳｉＯ２からなる焼結体を含む。
【００１４】  以下の説明では、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：ＣｅとＳｉＯ２からなる焼結体において、Ｃｅを２．５原子％ドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７に対して外割で１０ｍｏｌ％のＳｉＯ２を加えたものについて説明するが、Ｃｅ濃度は０．１〜１５原子％、ＳｉＯ２は０．１〜２０ｍｏｌ％でも、同様の効果を得られる。
【００１２】  本発明者らは、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して所定量のＳｉＯ２を加えて焼結することにより、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅの粒子が５０〜５００μｍに粗大化することを見出した（図１参照）。また、図２に示されるように、この焼結体を３０μｍの厚さに研削した薄板は良好な透光性を示す。
【００１３】  図３に示されるように、上記薄板はアルファ線の照射に対して、単結晶に匹敵する大きい発光量および良好なエネルギー分解能を示す。
【００１７】  図４に示されるように上記薄板は中性子の照射に対して計測に十分な発光量を示す。
【００１４】  Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体の中のＣｅ濃度は、全希土類中で０．１〜１５原子％の範囲内が好ましい。Ｃｅ濃度が０．１原子％未満の場合、シンチレーション光が観察されない。一方、Ｃｅ濃度が１５原子％を超える場合、発光量が低下する。
【００１５】  Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体の中のＳｉＯ２量は、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して外割で０．１〜２０ｍｏｌ％％の範囲内が好ましい。ＳｉＯ２量が０．１ｍｏｌ％未満の場合、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅの粒成長が起こらない。一方、ＳｉＯ２量が２０ｍｏｌ％を超える場合、焼結体の軟化あるいは溶融が起こり、形状を維持することができない。
【００１６】  本発明のシンチレータは、アルファ線の照射に対して大きい発光量と良好なエネルギー分解能を示すので、核燃料取扱施設におけるダストモニター、α線用サーベーメーター等に使用することが出来る。また核物質の移動を監視するためのホームランドセキュリティー用中性子検出器や中性子線量計としても使用できる。
【００２１】  以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【実施例】
【００２２】  本実施例では、Ｃｅを２．５原子％ドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７に対して外割で１０ｍｏｌ％のＳｉＯ２を加えたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体の調製方法と、そのシンチレーション特性を示す。【００２３】  原料として、Ｇｄ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＣｅＯ２の（純度は３Ｎまたは４Ｎ）を準備した。まず、単相のＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅを得るために、これらの原料を化学量論組成で遊星型ボールミルを用いて湿式混合し、１７００℃で１０時間焼成した。粉砕後、ＳｉＯ２をＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して１０ｍｏｌ％添加し、メノウ製乳鉢で湿式混合をおこなった。混合粉を直径１０ｍｍのペレット状に成形し、１６５０℃で１０時間あるいは１００時間の焼結をおこなった。【００１７】  図１は焼成後の破断面の走査型電子顕微鏡写真である。１０時間の焼結では粒径は２０μｍ程度にとどまっているが、焼結を１００時間とすると粒径は５０〜５００μｍに達した。１００時間焼結したペレットを厚さ３０μｍまで研削したところ、図２に示すような透光性多結晶薄板を得ることができた。【００１８】  この薄板に対して２４１Ａｍを線源としたアルファ線を照射した結果得られたシンチレーション特性が図３である。横軸のＭＣＡ  ｃｈａｎｎｅｌは発光量に比例する値であり、ピークのｃｈａｎｎｅｌ数が大きいほどアルファ粒子１個当たりの発光量が大きいことを示している。同一の条件で測定した単結晶に対する特性と比較すると、発光量は若干劣るものの、十分に実用レベルの発光量を示している。また、約１４％というエネルギー分解能は現行のシンチレーション型アルファ線計測用材料（ＺｎＳ（Ａｇ））のそれと比べて格段に改善されている。【００２６】  同様にこの薄板に対して２５２Ｃｆからの核分裂中性子をポリエチレン減速材で減速し、照射した結果が図４である。Ｇｄからの内部転換電子は３３ｋｅＶとエネルギーが非常に低いためこれまで中性子計測にはあまり利用されてきていなかったが、ＧＰＳ：Ｃｅが大きな発光量をもつことからこの例のように中性子計測に十分使用可能であることがわかる。【００１９】  以上の結果から、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２多結晶薄板はアルファ線照射に対して、大きい発光量と良好なエネルギー分解能を示し、アルファ線計測用シンチレータとして好適であることがわかる。同様に中性子に対しても高い検出効率を持つシンチレータとして機能する。
なお、Ｃｅの濃度が全希土類中で０．１〜１５原子％のおよびＳｉＯ２量がＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して外割で０．１〜２０ｍｏｌ％の焼結体おいても、ほぼ同様の結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  本発明は従来α線計測用に使用されてきたＺｎＳシンチレータと比較して、エネルギー弁別性能において圧倒的に優れた性能を有する。従って、ラドン子孫核種とのエネルギー弁別が必要とされる核燃料取扱施設用ダストモニターや核種弁別型α線サーベーメーターなどへの応用が期待される。また高い中性子の検出効率をもつ事から、ホームランドセキュリティー用中性子検出器、中性子イメージング装置、中性子線量計への応用が期待される。
【図１】
2014012805.tif 000003
【図２】
2014012805.tif 000004
【図３】
2014012805.tif 000005
【図４】
2014012805.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月22日(2012.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、アルファ線および中性子計測用シンチレータ材料に関する。
【背景技術】
【０００２】  ウランやプルトニウムなどのアルファ線を放出する核種を定量的に調べるために、ＺｎＳ（Ａｇ）またはＳｉなどの材料が用いられてきている。ＺｎＳ（Ａｇ）は耐久性が高いものの、エネルギー分解能が低いという問題点があり、一方、Ｓｉはエネルギー分解能は高いものの、耐久性に乏しいとともに、信号雑音比が低く使い勝手の悪さが問題となっている（文献１参照）。【０００３】  また、核物質の移動などを監視するホームランドセキュリティー用途では中性子検出器が使用されている。中性子検出材料として広く使われている３Ｈｅの供給量の減少によって、３Ｈｅ危機が世界的に叫ばれ問題となっている。【０００３】  ＣｅをドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７（ＧＰＳ：Ｃｅ）は高いエネルギー分解能を有するとともに耐久性にも富むことから対アルファ線用シンチレータ材料として有望である（文献２参照）。しかしながら、ＧＰＳ：Ｃｅは粉末の状態ではエネルギー分解能が大きく低下し、実用材料としては使用に耐えない。これに対して、単結晶は非常に優れた特性を発揮するものの、分解溶融性の化合物であるため、大型の単結晶を低コストで再現性よく作製する技術はいまだ開発されていない。【０００５】また、中性子に関して、Ｇｄは物質中最大の熱中性子捕獲断面積を有し、３３ｋｅＶに代表される内部転換電子を放出する。ＧＰＳ：Ｃｅは発光強度の非常に大きなシンチレータ材料であることからこの内部転換電子を効率よく測定することが可能となり、わずか１００μｍ程度の厚さで、シンチレータを通過した熱中性子の６０％以上を検出することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｋｅｎｊｉ  Ｉｚａｋｉ，“Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  Ｐｕｌｓｅ  Ｈｅｉｇｈｔ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｌｐｈａ−ｒａｙ  Ｕｓｉｎｇ  ＺｎＳ（Ａｇ）Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ”，ＪＡＥＡ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（２００８）１０７．
【非特許文献２】
2014012805.tif 000007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、焼結過程において意図的に粒子を５０〜５００μｍに粗大化させたＧＰＳ：Ｃｅ多結晶体を後の研削により数十ミクロンの厚さとし、透光性をもたせ、単結晶に匹敵する対アルファ線シンチレーション特性（発光量ならびにエネルギー分解能）を発揮させようとするものである。【０００６】  ＧＰＳ：Ｃｅ単独では焼結によってその構成粒子を粗大化させることは困難であるが、焼結過程において液相を生成しうる助剤を添加することで、いわゆる液相焼結機構により、構成粒子の粗大化が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅの主成分の一つであるＳｉＯ２を過剰に添加することにより、上記課題を解決できることを見出し、さらに焼成温度ならびに焼成時間等の検討を加えて本発明を完成させた。【０００８】  すなわち、本発明は、以下のシンチレータに関する。
［１］Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：ＣｅとＳｉＯ２からなる焼結体からなる薄板状アルファ線用シンチレータ。
［２］前記焼結体は、ＳｉＯ２を媒体とした液相焼結により５０〜５００μｍに成長したＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ粒子からなる請求項１に記載のシンチレータ。
［３］前記焼結体中のＳｉＯ２のＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対する割合は０．１〜２０ｍｏｌ％である、請求項１または請求項２に記載のシンチレータ。
［４］前記焼結体中のＣｅ濃度はＧｄに対して０．１〜１５原子％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータ。
［５］請求項１〜４のいずれか一項に記載のシンチレータを有するアルファ線および中性子計測装置。
【発明の効果】
【０００９】  本発明のシンチレータは、アルファ線および中性子の照射に対して大きな発光量ならびに良好なエネルギー分解能を示す。したがって、本発明のシンチレータを使用することで、高精度でのアルファ線および中性子放出核種の検出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体破断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】焼結体を３０μｍまで研削した薄板の写真である。
【図３】図２の薄板による対アルファ線シンチレーション特性を示すグラフである。
【図４】図２の薄板による対中性子シンチレーション特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明のシンチレータは、ＣｅをドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７とＳｉＯ２からなる焼結体を含む。
【００１４】  以下の説明では、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：ＣｅとＳｉＯ２からなる焼結体において、Ｃｅを２．５原子％ドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７に対して外割で１０ｍｏｌ％のＳｉＯ２を加えたものについて説明するが、Ｃｅ濃度は０．１〜１５原子％、ＳｉＯ２は０．１〜２０ｍｏｌ％でも、同様の効果を得られる。
【００１２】  本発明者らは、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して所定量のＳｉＯ２を加えて焼結することにより、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅの粒子が５０〜５００μｍに粗大化することを見出した（図１参照）。また、図２に示されるように、この焼結体を３０μｍの厚さに研削した薄板は良好な透光性を示す。
【００１３】  図３に示されるように、上記薄板はアルファ線の照射に対して、単結晶に匹敵する大きい発光量および良好なエネルギー分解能を示す。
【００１７】  図４に示されるように上記薄板は中性子の照射に対して計測に十分な発光量を示す。
【００１４】  Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体の中のＣｅ濃度は、全希土類中で０．１〜１５原子％の範囲内が好ましい。Ｃｅ濃度が０．１原子％未満の場合、シンチレーション光が観察されない。一方、Ｃｅ濃度が１５原子％を超える場合、発光量が低下する。
【００１５】  Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体の中のＳｉＯ２量は、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して外割で０．１〜２０ｍｏｌ％％の範囲内が好ましい。ＳｉＯ２量が０．１ｍｏｌ％未満の場合、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅの粒成長が起こらない。一方、ＳｉＯ２量が２０ｍｏｌ％を超える場合、焼結体の軟化あるいは溶融が起こり、形状を維持することができない。
【００１６】  本発明のシンチレータは、アルファ線の照射に対して大きい発光量と良好なエネルギー分解能を示すので、核燃料取扱施設におけるダストモニター、α線用サーベーメーター等に使用することが出来る。また核物質の移動を監視するためのホームランドセキュリティー用中性子検出器や中性子線量計としても使用できる。
【００２１】  以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【実施例】
【００２２】  本実施例では、Ｃｅを２．５原子％ドープしたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７に対して外割で１０ｍｏｌ％のＳｉＯ２を加えたＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２焼結体の調製方法と、そのシンチレーション特性を示す。【００２３】  原料として、Ｇｄ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびＣｅＯ２の（純度は３Ｎまたは４Ｎ）を準備した。まず、単相のＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅを得るために、これらの原料を化学量論組成で遊星型ボールミルを用いて湿式混合し、１７００℃で１０時間焼成した。粉砕後、ＳｉＯ２をＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して１０ｍｏｌ％添加し、メノウ製乳鉢で湿式混合をおこなった。混合粉を直径１０ｍｍのペレット状に成形し、１６５０℃で１０時間あるいは１００時間の焼結をおこなった。【００１７】  図１は焼成後の破断面の走査型電子顕微鏡写真である。１０時間の焼結では粒径は２０μｍ程度にとどまっているが、焼結を１００時間とすると粒径は５０〜５００μｍに達した。１００時間焼結したペレットを厚さ３０μｍまで研削したところ、図２に示すような透光性多結晶薄板を得ることができた。【００１８】  この薄板に対して２４１Ａｍを線源としたアルファ線を照射した結果得られたシンチレーション特性が図３である。横軸のＭＣＡ  ｃｈａｎｎｅｌは発光量に比例する値であり、ピークのｃｈａｎｎｅｌ数が大きいほどアルファ粒子１個当たりの発光量が大きいことを示している。同一の条件で測定した単結晶に対する特性と比較すると、発光量は若干劣るものの、十分に実用レベルの発光量を示している。また、約１４％というエネルギー分解能は現行のシンチレーション型アルファ線計測用材料（ＺｎＳ（Ａｇ））のそれと比べて格段に改善されている。【００２６】  同様にこの薄板に対して２５２Ｃｆからの核分裂中性子をポリエチレン減速材で減速し、照射した結果が図４である。Ｇｄからの内部転換電子は３３ｋｅＶとエネルギーが非常に低いためこれまで中性子計測にはあまり利用されてきていなかったが、ＧＰＳ：Ｃｅが大きな発光量をもつことからこの例のように中性子計測に十分使用可能であることがわかる。【００１９】  以上の結果から、Ｇｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ−ＳｉＯ２多結晶薄板はアルファ線照射に対して、大きい発光量と良好なエネルギー分解能を示し、アルファ線計測用シンチレータとして好適であることがわかる。同様に中性子に対しても高い検出効率を持つシンチレータとして機能する。なお、Ｃｅの濃度が全希土類中で０．１〜１５原子％のおよびＳｉＯ２量がＧｄ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅに対して外割で０．１〜２０ｍｏｌ％の焼結体おいても、ほぼ同様の結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  本発明は従来α線計測用に使用されてきたＺｎＳシンチレータと比較して、エネルギー弁別性能において圧倒的に優れた性能を有する。従って、ラドン子孫核種とのエネルギー弁別が必要とされる核燃料取扱施設用ダストモニターや核種弁別型α線サーベーメーターなどへの応用が期待される。また高い中性子の検出効率をもつ事から、ホームランドセキュリティー用中性子検出器、中性子イメージング装置、中性子線量計への応用が期待される。