(57)【要約】【課題】  大きい発光量、短い蛍光減衰時間および短い発光の立ち上がり時間を兼ね備えたシンチレーター材料を提供する。【解決手段】  一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５．０質量％ドープしたものである。したがって、大きい発光量、短い蛍光減衰時間および短い発光の立ち上がり時間を兼ね備えることができる。  なお、結晶構造がカルサイト構造の場合は、発光量をより多くすることができる。  また、光電子増倍管をディテクターとして用いる場合には、前記Ｘの範囲は、０≦Ｘ≦０．５であることがより好ましい。【選択図】  図１
2006052372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式：Ｌｕ1-xＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたことを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項２】
結晶構造がカルサイト構造であることを特徴とする請求項１に記載のシンチレータ材料。
【請求項３】
前記ｘの範囲が０≦ｘ≦０．５であることを特徴とする請求項２に記載のシンチレータ材料。
【請求項４】
一般式：Ｌｕ1-x-yＹyＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７、０＜ｙ≦（１−ｘ）／２）で表示される、イットリウムが固溶した硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、イットリウムが固溶した硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたことを特徴とするシンチレータ材料。
【請求項５】
一般式：Ｌｕ1-x-yＧｄyＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７、０＜ｙ≦（１−ｘ）／２）で表示される、ガドリニウムが固溶した硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、ガドリニウムが固溶した硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたことを特徴とするシンチレータ材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い発光量と短い蛍光減衰時間及び短い立ち上がり時間を兼ね備えたシンチレータ材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シンチレータ材料とは、電離放射線のエネルギーを光子に変換する機能を有する発光材料であり、放射線計測の分野で広範かつ重要な役割を果たしている。
【０００３】
シンチレータ材料は、大きく２つに分けることができる。１つは、発光量が１０，０００ｐｈ／Ｍｅｖ以上と比較的に多いが、蛍光減衰時間が２００ｎｓｅｃ程度とやや長いものであり、もう１つは、発光量は２，０００ｐｈ／Ｍｅｖ以下と比較的に少ないが、蛍光減衰時間が１〜３０ ｎｓｅｃ程度とやや短く、立ち上がり時間が０．１ｎｓｅｃと短いものである。前者のシンチレーター材料としては、例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＣｓＩ（Ｎａ）、 ＢＧＯ（Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12）、ＢＳＯ（Ｂｉ4Ｓｉ3Ｏ12）、ＣｄＷＯ4などがあり、後者のシンチレータ材料としては、例えば、ＢａＦ2、ＣｓＦ、ＣｅＦ3、ＣｓＩなどがあり、実用化されている。
【０００４】
例えば、生体の断層像撮影装置ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）に用いられるシンチレータ材料の場合では、高速性や高エネルギー分解能の点から、発光量が多く蛍光減衰時間の短いことが望まれ、検出効率の点から密度が高く原子番号が大きいこと（光電吸収比が高いこと）が望まれる。
【０００５】
しかし、シンチレーション効率が高く発光量が多いこと、および蛍光減衰時間が短く、かつ発光の立ち上がり時間も短いことを兼ね備えたシンチレータ材料は存在せず、その研究開発に多大の努力が払われている。
【０００６】
そして、近年、ＬＳＯ（Ｌｕ2ＳｉＯ5：Ｃｅ）やＬａＢｒ3（ＬａＢｒ3：Ｃｅ）などのシンチレータ材料も提案されている（例えば、特許文献１および非特許文献１）。しかし、これらのシンチレータ材料は、発光量が１０，０００ｐｈ／Ｍｅｖ以上であるが、蛍光減衰時間がそれぞれ４０ｎｓ、２５ｎｓであり、十分に短いとはいえない。
【０００７】
非特許文献２及び非特許文献３では、シンチレータ材料としてＬＢＯ（ＬｕＢＯ3：Ｃｅ）が開示されているが、いずれもＣｅのドープ量が低いため、蛍光減衰時間が２４−３９ｎｓと報告されており、十分に短いとはいえず、また、発光量も２６，０００〜２７，０００ｐｈ／Ｍｅｖであり、十分であるとはいえない。さらに、Ｌｕは高価であるため、Ｌｕの使用量を減らすことも求められている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４９５８０８０号明細書
【０００９】
【非特許文献１】“LaBr3:Ce Scintillators for Gamma Ray Spectroscopy ”, Submitted to “IEEE Transactions on Nuclear Science ” ,（United States)，on 2 Dec.     2002， LBNL-51793
【００１０】
【非特許文献２】“Recent Results in a Search for Inorganic Scintillators for X- and Gamma Ray Detection”，“SCINT97(The International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications)”，（Shanghai China)，on September 22-25,1997
【００１１】
【非特許文献３】“Fast UV luminescence of Ce3+ and Pr3+ ions in lutetium orthoborate with the calcite or vaterite structure”，“SCINT97(The International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications)”，（Shanghai China)，on September 22-25,1997
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、大きい発光量、短い蛍光減衰時間および短い発光の立ち上がり時間を兼ね備えたシンチレータ材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本第一発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-xＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたことを特徴とする。
【００１４】
前記シンチレータ材料の結晶構造は、カルサイト構造であることが好ましい。
【００１５】
前記Ｘの範囲は、０≦Ｘ≦０．５であることがより好ましい。
【００１６】
本第二発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-x-yＹyＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７、０＜ｙ≦（１−ｘ）／２）で表示される、イットリウムが固溶した硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、イットリウムが固溶した硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたことを特徴とする。
【００１７】
本第三発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-x-yＧｄyＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７、０＜ｙ≦（１−ｘ）／２）で表示される、ガドリニウムが固溶した硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、ガドリニウムが固溶した硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本第一発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウムに、Ｃｅを、硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５．０質量％ドープしたものであるので、大きい発光量、短い蛍光減衰時間および短い発光の立ち上がり時間を兼ね備えることができる。なお、結晶構造がカルサイト構造である場合にはさらに発光量が大きくなる。
【００１９】
したがって、生体の断層像撮影装置ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）において現在用いられているシンチレータ材料のＢＧＯ（Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12）に替えて本発明に係るシンチレータ材料を用いれば、診断時間を短縮することができ、被験者の身体的負担を低減することができるとともに、高価な装置の稼働率を向上させることができる。また、輸送用コンテナの透視装置に応用すれば、港湾での検査時間を短縮することも可能である。
【００２０】
本第二発明および第三発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウム中のＬｕの０〜５０％（０を含まず）をそれぞれＹまたはＧｄで置き換えた固溶体であるので、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウムと近い発光特性を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るシンチレータ材料の各構成要件における数値限定理由等について説明する。
【００２２】
本第一発明に係るシンチレータ材料は、一般式Ｌｕ1-xＢ1+xＯ3で表示される硼酸ルテシウムにＣｅをドープしたものである。Ｌｕの原子比は１−Ｘ、Ｂの原子比は１＋Ｘであり、ＬｕとＢの原子比が１：１の状態からＢの原子比がＸだけ増加すると、Ｌｕの原子比がＸだけ減少するという関係にある。
【００２３】
本第一発明に係るシンチレータ材料においては、Ｘの値の範囲は０〜０．７であることが必要である。Ｘの値が負であるとＬｕの原子比がＢの原子比を上回るため、コスト増となってしまう。また、Ｘの値が０．７を上回るとＢの原子比が大きくなりすぎ、最大蛍光波長が、３８０ｎｍ以下の紫外光領域に大きくシフトし、光電子増倍管のより高感度の範囲である４００〜４２０ｎｍから大きく外れてしまう。最大蛍光波長が、光電子増倍管のより高感度の範囲である４００〜４２０ｎｍに入れば、光電子増倍管による検出感度が向上するため、最大蛍光波長は４００〜４２０ｎｍの範囲に入ることが好ましく、このためには、Ｘの値の範囲は０〜０．５であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係るシンチレータ材料においては、Ｃｅをドープすることが必要である。ドープされたＣｅは、放射線で励起された時に発光の中心になるという働きをする。Ｃｅのドープ量は硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５．０質量％であることが必要である。Ｃｅのドープ量が０．８質量％より少ないと発光量が少なくなるからであり、一方、５．０質量％より多いとＣｅが硼酸ルテシウムの結晶中に入り切れなくなるため発光量を抑制する方向に働き、この場合も発光量が少なくなるからである。
【００２５】
なお、本発明に係るシンチレータ材料の結晶構造がカルサイト構造であると、発光量が大きくなるので好ましい。
【００２６】
本第二発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウム中のＬｕの０〜５０％（０を含まず）をＹで置き換えた固溶体、すなわち、一般式：Ｌｕ1-x-yＹyＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７、０＜ｙ≦（１−ｘ）／２）で表示される、イットリウムが固溶した硼酸ルテシウムであって、Ｃｅを、イットリウムが固溶した硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたものである。硼酸ルテシウム中のＬｕを５０％を超えてＹで置き換えると、密度の低下が大きくなり、好ましくない。
【００２７】
本第二発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウム中の高価なＬｕの０〜５０％（０を含まず）を安価なＹで置き換えているので、本第一発明に係るシンチレータ材料の特性をある程度以上保持したまま、価格を安くすることができる。
【００２８】
本第三発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウム中のＬｕの０〜５０％（０を含まず）をＧｄで置き換えた固溶体、すなわち、一般式：Ｌｕ1-x-yＧｄyＢ1+xＯ3（ただし、０≦ｘ≦０．７、０＜ｙ≦（１−ｘ）／２）で表示される、ガドリニウムが固溶した硼酸ルテシウムであって、Ｃｅを、ガドリニウムが固溶した硼酸ルテシウムの全質量に対して０．８〜５質量％ドープしたものである。硼酸ルテシウム中のＬｕを５０％を超えてＧｄで置き換えると、密度の低下が大きくなり、好ましくない。
【００２９】
本第三発明に係るシンチレータ材料は、一般式：Ｌｕ1-XＢ1+XＯ3（ただし、０≦Ｘ≦０．７）で表示される硼酸ルテシウム中の高価なＬｕの０〜５０％（０を含まず）を安価なＧｄで置き換えているので、本第一発明に係るシンチレータ材料の特性をある程度以上保持したまま、価格を安くすることができる。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
９９．９９％以上の純度の酸化ルテシウム（Ｌｕ2Ｏ3）１モルと９９．９９％以上の純度の硼酸（Ｂ2Ｏ3）１モルにドーパントとして硝酸セリウム六水和物（Ｃｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ）をＣｅのドープ量が硼酸ルテシウムの全質量に対して２％となるよう混合した。その混合物をジルコニア坩堝中で２７０〜３００℃に加熱して、熱分解し、乾燥混合物を得た。その後、９００℃で１０〜１５時間予備加熱した後、徐冷した。そして、プレス成型をし、その後１２５０℃で１０時間加熱して、ＬｕＢＯ3：Ｃｅタブレット（直径２０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を作製し、その特性を測定した。
【００３１】
Ｘ線回折により、このＬｕＢＯ3：Ｃｅタブレットの結晶構造がカルサイト（Calcite）構造であることを確認した。その確認後、このタブレットを用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトル、蛍光減衰曲線および融点を測定した。
【００３２】
Ｘ線ルミネッセンススペクトルの測定結果から、発光量、最大蛍光波長について解析し、蛍光減衰曲線の測定結果から、蛍光減衰時間、立ち上がり時間について解析した。それらの解析結果および融点を、既知のシンチレータ材料のものとともに表１に示す。また、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１からわかるように、ＬｕＢＯ3：Ｃｅ（実施例１）は他の既知のシンチレータ材料（従来例１〜５）と比べ、高い発光量と短い蛍光減衰時間及び短い立ち上がり時間を兼ね備えている。
【００３５】
また、シンチレータ材料の最大蛍光波長が、光電子増倍管のより高感度の範囲（波長４００〜４２０ｎｍ）に入れば、分解能が向上する点で望ましいところ、実施例１の最大蛍光波長は４１０ｎｍであり、この範囲に入っている。
【００３６】
（実施例２および３）
ルテシウムとホウ素の比をホウ素の比率が多くなるように、酸化ルテシウムと硼酸の混合比だけを変えて、実施例１と同等の方法でＬｕ0.5Ｂ1.5Ｏ3:Ｃｅ（実施例２）とＬｕ0.3Ｂ1.7Ｏ3:Ｃｅ（実施例３）のタブレットを作成し、その特性を実施例１と同様に測定・解析した。測定・解析結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2006052372.tif 000004
【００３８】
表２からわかるように、Ｂの含有量を増加させることにより、発光量を増加させることができる。
【００３９】
また、実施例１，２，３となるにしたがいＢの含有量が増えているが、それに伴い最大蛍光波長が４１０ｎｍから３６０ｎｍに減少している。このように本発明はＢ量を変化させることにより、発光量を大きく保ち、かつ蛍光減衰時間を短く保ったまま、最大蛍光波長を変化させることが可能であり、求められる最大蛍光波長に応じて材料設計をすることができる点でもシンチレータ材料として優れる。
【００４０】
なお、光電子増倍管のより高感度の範囲（波長４００〜４２０ｎｍ）に最大蛍光波長が入る実施例１および２の方が、最大蛍光波長３６０ｎｍの実施例３よりも、光電子増倍管をディテクターとして用いた場合の分解能は高くなる。
【００４１】
（実施例４）
９９．９９％以上の純度の酸化ルテシウム（Ｌｕ2Ｏ3）１モルと９９．９９％以上の純度の硼酸（Ｂ2Ｏ3）１モルにドーパントとして硝酸セリウム六水和物（Ｃｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ）をＣｅのドープ量が硼酸ルテシウムの全質量に対して２％となるよう混合した。その混合物をジルコニア坩堝中で２７０〜３００℃に加熱して、熱分解し、乾燥混合物を得た。その後、９００℃で１０〜１５時間予備加熱した後、徐冷した。そして、プレス成型をし、その後９００℃で５時間加熱して、ＬｕＢＯ3：Ｃｅタブレット（直径２０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を作製し、その特性を測定した。なお、プレス成型をするまでの工程は実施例１と同様である。
【００４２】
Ｘ線回折により、このＬｕＢＯ3：Ｃｅタブレットの結晶構造がファテライト(Vaterite)構造であることを確認した。その確認後、このタブレットを用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図１に示す。
【００４３】
（比較例１）
Ｃｅがドープされていない点以外は実施例１と同様にして、ＬｕＢＯ3タブレット（直径２０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を作製し、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図１に示す。
【００４４】
図１は、実施例１、実施例４および比較例１についてのＸ線ルミネッセンススペクトルを同時に示している。縦軸はルミネッセンスの強さ（相対単位）、横軸は発せられた蛍光の波長である。
【００４５】
前述したように、Ｘ線回折による測定の結果、プレス成型後に１２５０℃で１０時間加熱したＬｕＢＯ3：Ｃｅ（実施例１）の結晶構造は、カルサイト（Calcite）構造であり、プレス成型後に９００℃で５時間加熱したＬｕＢＯ3：Ｃｅ（実施例４）の結晶構造はファテライト(Vaterite)構造であった。図１から、カルサイト構造のもの（実施例１）の方がファテライト構造のもの（実施例４）より発光量が多いことがわかる。また、ＣｅがドープされていないＬｕＢＯ3（undoped）は発光量が少ない上に、最大蛍光波長が３６０ｎｍ程度であり、光電子増倍管のより高感度の範囲（波長４００〜４２０ｎｍ）から外れており、好ましくない。
【００４６】
（実施例５）
９９．９９％以上の純度の酸化ルテシウム（Ｌｕ2Ｏ3）１モルと９９．９９％以上の純度の硼酸（Ｂ2Ｏ3）１モルにドーパントとして硝酸セリウム六水和物（Ｃｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ）をＣｅのドープ量が硼酸ルテシウムの全質量に対して２％となるよう混合した。その混合物をジルコニア坩堝中で２７０〜３００℃に加熱して、熱分解し、乾燥混合物を得た。その後、９００℃で１０〜１５時間予備加熱した後、徐冷した。そして、プレス成型をし、その後１２００℃で８時間加熱して、ＬｕＢＯ3：Ｃｅタブレット（直径２０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を作製し、その特性を測定した。なお、プレス成型をするまでの工程は実施例１と同様である。
【００４７】
Ｘ線回折により、このＬｕＢＯ3：Ｃｅタブレットの結晶構造がカルサイト構造であることを確認した。その確認後、このタブレットを用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図２に示す。
【００４８】
（実施例６）
ルテシウムとホウ素の比をホウ素の比率が多くなるように、酸化ルテシウムと硼酸の混合比だけを変えて、実施例５と同等の方法でＬｕ0.3Ｂ1.7Ｏ3:Ｃｅのタブレットを作成し、その特性を測定した。実施例６のＣｅのドープ量は実施例５と同じで、硼酸ルテシウムの全質量に対して２％となるようした。
【００４９】
Ｘ線回折により、このＬｕ0.3Ｂ1.7Ｏ3:Ｃｅタブレットの結晶構造がカルサイト構造であることを確認した。その確認後、このタブレットを用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図２に示す。
【００５０】
図２には、実施例５および６についてのＸ線ルミネッセンススペクトルを同時に示す。縦軸はルミネッセンスの強さ（相対単位）、横軸は発せられた蛍光の波長である。
【００５１】
図２からわかるように、Ｂ含有量を増加させると最大蛍光波長はＬｕ／Ｂ比が１の時に比べ、４１０ｎｍから３６０ｎｍにシフトするが、発光量は増加する。
【００５２】
（実施例７）
９９．９９％以上の純度の硝酸ルテシウム六水和物（Ｌｕ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）２．３４５ｇ、９９．９９％以上の純度の硝酸イットリウム六水和物（Ｙ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）１．９１５ｇ、９９．９９％以上の純度の硼酸（Ｂ2Ｏ3)１．４ｇに、さらにドーパントとして硝酸セリウムIII六水和物（Ｃｅ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）をＣｅのドープ量がＬｕＹＢＯ3の全質量に対して１．０質量％となるように混合した。この混合物を、硝酸アンモニウム（ＮＨ4ＮＯ3）５ｇを入れたジルコニア坩堝中に投入して、温度１８０〜２００℃で、完全に溶解するまで攪拌混合した。その後、６００〜８００℃に昇温し、６時間保持した後、室温まで冷却して粉末を得た。
【００５３】
得られた粉末をＸ線回折により分析したところ、一般式ＬｕＹＢＯ3：Ｃｅで表され、かつ、ファテライト構造を有する化合物であって、ＬｕとＹの比が１：１の固溶体であることを確認した。その確認後、この粉末を用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図３に示す。
【００５４】
（実施例８）
９９．９９％以上の純度の硝酸ルテシウム六水和物（Ｌｕ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）２．３４５ｇ、９９．９９％以上の純度の硝酸ガドリウム六水和物（Ｇｄ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）２．２５５ｇ、９９．９９％以上の純度の硼酸（Ｂ2Ｏ3)１．４ｇに、さらにドーパントとして硝酸セリウムIII六水和物（Ｃｅ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）をＣｅのドープ量がＬｕＧｄＢＯ3の全質量に対して１．０質量％となるように混合した。この混合物を、硝酸アンモニウム（ＮＨ4ＮＯ3）５ｇを入れたジルコニア坩堝中に投入して、温度１８０〜２００℃で、完全に溶解するまで攪拌混合した。その後、６００〜８００℃に昇温し、６時間保持した後、室温まで冷却して粉末を得た。
【００５５】
得られた粉末をＸ線回折により分析したところ、一般式ＬｕＧｄＢＯ3：Ｃｅで表され、かつ、ファテライト構造を有する化合物であって、ＬｕとＧｄの比が１：１の固溶体であることを確認した。その確認後、この粉末を用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトルおよび蛍光減衰曲線を測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図３に示す。
【００５６】
（実施例９）
９９．９９％以上の純度の硝酸ルテシウム六水和物（Ｌｕ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）１モル、９９．９９％以上の純度の硼酸（Ｂ2Ｏ3）１モルに、さらにドーパントとして硝酸セリウムIII六水和物（Ｃｅ(ＮＯ3)3・６Ｈ2Ｏ）をＣｅのドープ量がＬｕＢＯ3の全質量に対して１．０質量％となるように混合した。この混合物を、硝酸アンモニウム（ＮＨ4ＮＯ3）５ｇを入れたジルコニア坩堝中に投入して、温度１８０〜２００℃で、完全に溶解するまで攪拌混合した。その後、６００〜８００℃に昇温し、６時間保持した後、室温まで冷却して粉末を得た。
【００５７】
得られた粉末をＸ線回折により分析したところ、一般式ＬｕＢＯ3：Ｃｅで表され、かつ、ファテライト構造を有する化合物であることを確認した。その確認後、この粉末を用いて、Ｘ線ルミネッセンススペクトルを測定した。Ｘ線ルミネッセンススペクトルを図３に示す。
【００５８】
図３には、実施例７、８および９についてのＸ線ルミネッセンススペクトルを同時に示す。縦軸はルミネッセンスの強さ（相対単位）、横軸は発せられた蛍光の波長である。
【００５９】
図３からわかるように、実施例７および８の発光量は実施例９の発光量の５０％程度である。また、実施例７および８の最大蛍光波長は４２０ｎｍ程度であり、光電子増倍管のより高感度の範囲（波長４００〜４２０ｎｍ）に入っている。したがって、高価なＬｕの５０％を安価なＹおよびＧｄに置き換えても、シンチレータ材料として、実施例９よりもやや劣る程度の発光特性は実現できると考えられる。
【００６０】
従って、実施例７および８はシンチレータ材料としての特性を少々犠牲にしているものの、コストを重視する応用分野用の安価なシンチレータ材料として産業上の意義があると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、具体的には、Ｘ線放射、γ線放射、α線放射の記録および測定、固い物体の構造のスペアリング（非破壊）制御、写真フィルムを使用しない三次元陽電子−電子コンピュータ断層撮影法（ＰＥＴ）およびＸ線コンピュータ間接撮影法（Ｘ線ＣＴ）等への適用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ＬｕＢＯ3：Ｃｅの結晶構造が、カルサイト構造のもの（実施例１）、ファテライト構造のもの（実施例４）、およびＣｅがドープされていないＬｕＢＯ3（比較例１）のものについてのＸ線ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【図２】ＬｕＢＯ3：Ｃｅ（実施例５）とＬｕ0.3Ｂ1.7Ｏ3:Ｃｅ（実施例６）についてのＸ線ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【図３】実施例７、８および９についてのＸ線ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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