(57)【要約】ＬｕＡＰシンチレーション検出器及びＬｕＡＰシンチレータ結晶の発光出力及び均質性を改善する方法を提供するものであり、その方法は、しきい値温度にされた所定の環境内にシンチレータ結晶を配置して、最初のシンチレータ結晶を生成する配置工程と、しきい値温度の所定の環境内で、最初のシンチレータ結晶をアニーリングして、アニーリングされたシンチレータ結晶を作成するアニーリング工程と、アニーリングされたシンチレータ結晶を、所定の環境内で最終温度まで冷却する冷却工程と、を含んでいる。
2010511076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルテチウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＬｕＡＰ）シンチレータ結晶の発光出力及び均質性を改善する方法であって、当該方法は、
しきい値温度にされた所定の環境内にシンチレータ結晶を配置して、最初のシンチレータ結晶を生成する配置工程と、
前記しきい値温度の前記所定の環境内で、前記最初のシンチレータ結晶をアニーリングして、アニーリングされたシンチレータ結晶を作成するアニーリング工程と、
前記アニーリングされたシンチレータ結晶を、前記所定の環境内で最終温度まで冷却する冷却工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記配置工程は、さらに、
前記シンチレータ結晶を、第１の温度まで第１の加熱上昇速度で加熱する過程と、
前記シンチレータ結晶を、第１の温度において第１のソーキング時間でソーキングして、前記最初のシンチレータ結晶を生成するソーキング過程と、
前記最初のシンチレータ結晶を、前記しきい値温度まで第２の加熱上昇速度で加熱する過程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の温度は約８００℃〜約１２００℃の範囲内にあり、前記第１の加熱上昇速度は約１０℃／分以下の範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のソーキング時間は約０.５時間〜約２時間であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の温度は約１０００℃であり、前記第１の加熱上昇速度は５℃／分であり、前記第１のソーキング時間は約２時間であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記しきい値温度の少なくとも１つは約１２００℃〜約１６５０℃であり、前記第２の加熱上昇速度は約２℃／分であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記しきい値温度の少なくとも１つは約１４５０℃であり、前記第２の加熱上昇速度は約２℃／分であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記配置工程は、さらに、
前記シンチレータ結晶を、所定の成長環境内において、成長温度で成長させる過程と、
前記シンチレータ結晶を、前記成長温度から前記しきい値温度まで冷却する過程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記アニーリング工程は、前記最初のシンチレータ結晶を、前記所定の環境内で、前記しきい値温度において第２のソーキング時間でソーキングする過程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のソーキング時間は約１時間〜約２４時間であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のソーキング時間は約２４時間であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記冷却工程は、さらに、
前記アニーリングされたシンチレータ結晶を、第３の温度まで第１の冷却速度で冷却する過程と、
前記アニーリングされたシンチレータ結晶を、第３の温度において第３のソーキング時間でソーキングする過程と、
前記アニーリングされたシンチレータ結晶を、前記最終温度まで第２の冷却速度で冷却する過程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第３の温度の少なくとも１つは約８００℃〜約１９００℃であり、前記第１の冷却速度は約１℃／分〜１０℃／分であり、前記第３のソーキング時間は約０.５時間〜約１０時間であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第３の温度の少なくとも１つは１０００℃であり、前記第１の冷却速度は２℃／分であり、前記第３のソーキング時間は約２時間であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記最終温度の少なくとも１つは約２０℃〜約２５℃であり、前記第２の冷却速度は約１０℃／分以下であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記最終温度の少なくとも１つは約２０℃〜約２５℃であり、前記第２の冷却速度は約５℃／分以下であることを特徴とする請求項１１の方法。
【請求項１７】
前記所定の環境は酸素約０.１％〜酸素約１００%を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記所定の環境は約３％の酸素を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記所定の環境は、窒素成分、酸素成分、ヘリウム成分、ネオン成分、クリプトン成分、アルゴン成分、キセノン成分及び／又はラドン成分の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記所定の環境は、酸化／還元対を含み、
前記酸化／還元対は、二酸化炭素／一酸化炭素、水素／水蒸気、及び水素／窒素酸化物の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
改善された発光出力及び均質性を有するルテチウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＬｕＡＰ）シンチレーション検出器であって、
前記シンチレーション検出器はＬｕＡＰシンチレーション材料を含み、
前記ＬｕＡＰシンチレーション材料が放射線によって作用を受けたときに、前記ＬｕＡＰシンチレーション材料が前記放射線に応答した周波数及び振幅を有するシンチレーションエネルギーを生成するように、前記ＬｕＡＰシンチレーション材料は、所定のアニーリング工程を用いてアニーリングされることを特徴とするシンチレーション検出器。
【請求項２２】
前記ＬｕＡＰシンチレーション検出器はセリウムを含むことを特徴とする請求項２１に記載のＬｕＡＰシンチレーション検出器。
【請求項２３】
前記シンチレーションエネルギーは電気パルスであり、前記周波数及び前記振幅の少なくとも１つは、前記放射線の量及び前記放射線のエネルギー準位の少なくとも１つに対応することを特徴とする請求項２１に記載のシンチレーション検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概してシンチレータ材料に関し、特に、セリウム（Ｃｅ）ドープのＬｕＡＰ（ルテチウム・アルミニウム・ペロブスカイト）シンチレータ材料の性能特性を改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検層の主な目標は、貯蔵に対する洞察力を獲得し、それにより地層(earth formation)から回収される炭化水素の量を最大にすることであり、それを達成するための技術及び方法を開発するには、油井の周囲の地層の物理的特性についてできるだけ多くを知っていることが有用である。例えば、地層中の油飽和率（典型的には、間隙空間(pore space)中の油の体積パーセントとして表現される）を連続的にモニターすることにより、第２及び第３の技術は、この油飽和率を用いて炭化水素の回収を高めるように開発されてもよい。
【０００３】
石油及びガス産業において、油井の周囲の地層の物理的特性（例えば地層の化学物質含有量(chemical content)及び地層中の流体など）は、地層から放出される放射線により決定されてもよいことは有名であり、その放射線は、地層中の天然起源(naturally originating)でもよく、又は検層操作中に地層に照射することにより誘発された放射線でもよい。例えば、典型的にはシンチレーション検出器が使用され、その放射線のエネルギー含量特性を分析して、地層から放射されたガンマ線のパルス高分布(pulse-height spectrum)特性の決定を可能にする。
【０００４】
これもまた有名であるが、シンチレーション検出器は、地層中にあるガンマ線の数及びエネルギーを検出し測定するために用いられる。典型的には、シンチレーション検出器は結晶と光電子増倍管とを含んでおり、ガンマ線が結晶に入射すると、入射ガンマ線は、コンプトン散乱、光電吸収、及び電子対生成を通して結晶中の電子にエネルギーを与える。結晶中の電子へのこのようなエネルギー導入によって検出器の結晶格子は励起され、そして結晶が緩和(de-excites)したときに、可視光又は近可視光(near-visible light)を発光する。その後、このシンチレーションは光電子増倍管によって検出されて、ガンマ線の数及び各々のエネルギー準位に対応した周波数及び振幅を有する電気パルスに転換され、電気パルスの特徴が、典型的には分析ログに記録される。
【０００５】
ある特定のタイプのシンチレーション検出器では、シンチレーション材料としてルテチウム・アルミニウム・ペロブスカイト(すなわちＬｕＡＰ)を利用する。ＬｕＡＰは長年にわたって知られており、例えば高い阻止能、非常に短い減衰時間、及び適度に良好なエネルギー分解能などの特性の特殊な組合せにより、放射線検出用途における有望なホストと認められる。しかし残念ながら、シンチレーション検出器で使用されるＬｕＡＰ結晶を製造する現在の方法は、許容できる発光出力特性と材料の均質性との両方を有する結晶を安定して生産する(consistently producing)には、信頼性が低い。このような安定性の欠如は、検出器の分解能、光電ピーク形状(photopeak shape)、及び検出器−検出器間の安定性(detector-to-detector consistency)に直接影響するので、望ましくない。このように、許容できない発光出力特性及び／又は材料の均質性を有するＬｕＡＰシンチレーション材料は、ロギング速度(logging speed)の減少及び／又はツール−ツール間の変化(tool-to-tool variation)の増加のため、多くの用途において使用に適さない傾向がある。
【発明の概要】
【０００６】
ＬｕＡＰシンチレータ結晶の発光出力及び均質性を改善する方法を提供するものであり、その方法は、しきい値温度にされた所定の環境内にシンチレータ結晶を配置して、最初のシンチレータ結晶を生成させる配置工程と、しきい値温度にされた所定の環境内で最初のシンチレータ結晶をアニーリングして、アニーリングされたシンチレータ結晶を作成するアニーリング工程と、所定の環境内で、アニーリングされたシンチレータ結晶を最終温度まで冷却する冷却工程と、を含んでいる。
【０００７】
改善された発光出力及び均質性を有するＬｕＡＰシンチレーション検出器を提供するものであり、ＬｕＡＰシンチレーション検出器は、所定のアニーリング処理方法を用いてアニーリングされたルテチウム・アルミニウム・ペロブスカイト(ＬｕＡＰ)シンチレーション材料を含んでおり、ＬｕＡＰシンチレーション材料が放射線によって作用を受けると、ＬｕＡＰシンチレーション材料は、放射線に応答した周波数及び振幅を有するシンチレーションエネルギーを生成する。
【０００８】
本発明の前述及び他の特徴及び利点は、添付の図面と関連する例示的な実施形態についての以下の詳細な説明から、十分に理解されるに違いない。いくつかの図では、同様の要素には類似の符号が付されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、先行技術に係るＬｕＡＰ結晶キューブによるセシウムの分解能測定のプロットである。
【図２】図２は、本発明に係るＬｕＡＰの結晶キューブによるセシウムの分解能測定のプロットである。
【図３】図３は、ＬｕＡＰ材料の１つの試料に対して行なわれた一連の様々なアニーリング処理の結果を示すプロットであり、異なるアニーリング処理では、温度、時間及び大気環境が変更された。
【図４】図４は、本発明に係るいくつかのＬｕＡＰ試料について、抵抗率を温度の関数として図示したプロットである。
【図５】図５は、酸化環境中において異なる時間でアニーリングされたキューブ状のＬｕＡＰ結晶材料による分解能測定及び発光出力測定を説明するプロットである。
【図６】図６は、アニーリング時間に対する相対的な発光出力及び分解能を図示するプロットである。
【図７】図７は、シンチレータ結晶の発光出力を改善するための本発明に係る方法の第１の実施態様を説明するブロックダイアグラムである。
【図８】図８は、シンチレータ結晶の発光出力を改善するための本発明に係る方法の第２の実施態様を説明するブロックダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜発明の詳細な説明＞
例示的な実施態様に従って、ＬｕＡＰシンチレータ結晶などのシンチレータ結晶の性能特性を改善する方法を開示するが、性能特性には、ＬｕＡＰシンチレータの発光出力と材料の均質性とが含まれる。この改善は、既存のＬｕＡＰシンチレータに比べて、検出器の分解能、光電ピーク形状及び検出器−検出器間の安定性を改善して、ロギング速度の増加及びツール−ツール間の変化の減少を可能にすることにより、油井穴用ツールのより良い利用につながるだろう。図１を参照すると、先行技術(つまりアニーリング前)に係るＬｕＡＰ結晶キューブ(LuAP Crystal cube)によるセシウムの分解能測定のプロットが示されている。図１は、６つの立方体方位(six cube orientations)に対する６つのＣｓ１３７の６６２ｋｅＶピークを示しており、発光出力は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」と称する）と対向する６面の各々で測定された。図示され、そして当業者に理解されるように、このプロットは、６つの測定の散乱パターン(scattered pattern)によって示されるように均一性のレベルが低いことを示す。
【００１１】
しかしながら、本発明によれば、ＬｕＡＰシンチレータの性能特性を改善する方法を、ＬｕＡＰ結晶の立方体に対して適用した後に、ＬｕＡＰシンチレータの性能特性は劇的に改善する。かかる改善は図２に示されており、ここには、本発明の方法の適用後（つまりアニーリング後(post-annealing)）における、ＬｕＡＰ結晶の立方体によるセシウムの分解能測定のプロットが図示されている。図１と同様に、図２は、６つの立方体方位に対する６６２ｋｅＶピークを示す。上記のように、発光出力は、ＰＭＴと対向する６面の各々で測定された。グラフの右側寄りに配置されたピークの位置によって示されるように、図２のプロットが高レベルの発光出力を示していることは、当業者であれば容易に認識するだろう。また、ぴったりとまとまった６つの測定の散乱パターンは、図１に示したパターンに比べて均質性のレベルが高いことを示す。
【００１２】
本発明の方法に応じて観察された利点は、少なくとも部分的には、ＬｕＡＰ結晶格子の結晶格子中の酸素空孔の充てんに起因する、と認識されるべきである。図３を参照すると、ＬｕＡＰ材料の１つの試料に対して行なわれた一連の様々なアニーリング処理の結果を示すプロットが図示されており、異なるアニーリング処理では、温度、時間及び大気環境(atmospheric environment)が変更された。示されたアニーリング処理は、単に説明を目的とするものであり、本発明の範囲を限定する意図はない。当業者は、多くの別のアニーリング技術が本発明に適用可能であることを、容易に認識するだろう。図３では、ＬｕＡＰ材料の１つの試料は、様々な量の水素又は酸素を含んだ窒素ガスから構成された大気環境中でアニーリングされた。アニーリング環境内に存在する水素ガスによって結晶格子から酸素が除去され（つまり還元環境）、そして、アニーリング環境内に存在する酸素ガスによって結晶格子に酸素が加えられる（つまり酸化環境）ことは、認識されるべきである。図３のプロットは、ＬｕＡＰ試料を酸化環境（つまりアニーリング環境中に酸素ガスが存在している）の中でアニーリングすると、発光出力は増大し、分解能は改善される（つまりピークの鋭さが増大する）ことを示している。さらに、図３は、ＬｕＡＰ試料を還元環境（つまりアニーリング環境中に水素ガスが存在している）の中でアニーリングすると、発光出力は減少し、分解能は低下する（つまりピークの鋭さが減少する）ことを示している。
【００１３】
図４を参照すると、本発明の方法を適用してアニーリングされたいくつかのＬｕＡＰ試料について、抵抗率(resistivity)を温度の関数として図示したプロットが示されている。当業者であれば観察できるように、ＬｕＡＰ試料が酸化環境内でアニーリングされた場合、ＬｕＡＰ結晶格子中への酸素の取り込み(take-up)が発生する。このように、試料の結晶格子内の酸素空孔の一部が充填され、それにより試料材料内の空孔濃度が低減する。それに応じて、酸化環境内でアニーリングされたＬｕＡＰ試料は、高いレベルの抵抗率を示す。他方、水素環境中でアニーリングされたＬｕＡＰ試料は、結晶格子から酸素が取り除かれて結晶酸素の空孔濃度が増大したことを示す、抵抗率の低下を示す。酸化環境は、所望の最終目的に適した方法及び／又は装置のいずれかを経て、例えば、しかしこれに制限されないが、酸素、二酸化炭素、及び／又は窒素酸化物を環境中に導入して、及び／又は不活性ガスを水蒸気で飽和させる等によって、確立することができる、と認識されるべきである。また、例えば酸素又は水蒸気のような酸化種(oxidizing species)の使用は、酸化ガス種(oxidizing gas species)の発生源が本質的に同等であることを説明している、と認識されるべきである。このように、ガス混合物の酸化成分の化学ポテンシャルは、結晶と接触する大気における１つの重大な要素である。例えば、制御された酸化度(degree of oxidation)を達成できるいくつかの雰囲気は、ＣＯ/ＣＯ２混合物及び／又はＨ２/Ｈ２Ｏ混合物などのガス組成物を含んでいる。前述の雰囲気は、範囲を限定する意図はなく、単に説明を目的とするものである。
【００１４】
本発明の方法を実行するための最適の手順を確立するために、少なくとも２つの物理的現象が考慮されるだろう。まず、所望のＬｕＡＰ結晶材料は、典型的にはペロブスカイト相に配置されるが、実際には、材料はガーネット相を好む。よって、ＬｕＡＰ結晶材料を非常に高温でアニーリングすると、ＬｕＡＰ結晶材料のいくらか又はすべてがガーネット相に転換して、役に立たなくなることもあり得る。次に、ＬｕＡＰ結晶材料は、セリウムでドープされてシンチレーション光を生じてもよく、また、Ｃｅ３＋酸化状態は、シンチレーション光を生じるので好ましいが、セリウムは、格子中でＣｅ３＋又はＣｅ４＋のいずれの酸化状態で存在してもよい。しかしながら、酸化環境でのアニーリングは、Ｃｅ３＋の一部をＣｅ４＋に転換する可能性があり、そのＣｅ４＋イオンが励起電子をトラップして、シンチレーション光の望ましくない低下をもたらす場合がある。
【００１５】
図５を参照すると、酸化環境中において異なる時間でアニーリングされたキューブ状のＬｕＡＰ結晶材料による分解能測定及び発光出力測定を図示するプロットが示されている。見てわかるように、アニーリング時間の増加に関連した発光出力の増大は、プロットの右側方向へのピークの移動により示される。プロットの右側方向へのピークの移動から、約６時間のアニーリング時間よりも後では、改善が低減していることがわかる、と認識されるべきである。しかしながら、図６を参照すると、アニーリング時間に対する相対的な発光出力及び分解能を図示するプロットが示されており、検出器を再研磨して、シンチレータ試料の表面で成長したガーネット相を除去した後に、改善することを示している。このように、検出器の性能は、９時間までのアニーリングにより改善し続けた。従って、本発明によれば、「成長させたままの(as-grown)」ＬｕＡＰ結晶材料を酸化環境でアニーリングすることにより、「成長させたままの」ＬｕＡＰ結晶材料を著しく改善することができる、と認識されるべきである。
【００１６】
本発明のある実施態様において、酸素を結晶格子に拡散して結晶内のいずれの酸素空孔をも満たすためには、ＬｕＡＰ結晶のアニーリングは、典型的には１３００℃以上の温度で行なわれなくてはならない、と認識されるべきである。例えば、肯定的な結果(positive result)を生じるＬｕＡＰ結晶に対する１つのアニーリング温度範囲は、約１４００℃〜約１５００℃の温度範囲を含んでいる。しかしながら、いくつかの理由により、アニーリング温度が所定のしきい値限度を越えることのないように、注意しなくてはならない。第１に、酸素空孔が充填される速度は、典型的には温度と共に増加するが、アニーリング温度をあまりにも高く（例えば、ＬｕＡＰ結晶に対して約１６００℃）することが許容されれば、ガーネット相の形態が促進されるだろう。これは、必要以上の温度を適用すれば、ガーネット相の形態を生じる反応を促進することが示されたからである。このことは、典型的には発光出力の縮小及び材料の不均質性に帰着するので、当業者は、それが一般に望ましくないと認識するだろう。シンチレータ結晶をアニーリングする場合には、温度に加えて、さらに、アニーリング環境内に配置された酸素の量も考慮すべきである。酸素空孔が充填される速度は、ある酸素濃度レベルでは増加するが、高い酸素濃度レベルでは、セリウム＋３からセリウム＋４への転換速度が結局は発生するだろう。従って、アニーリング環境内に配置された酸素の量は考慮すべきである。上述のように、これも、結晶の発光出力の応答を低下させるので望ましくない。
【００１７】
更に、シンチレータ結晶をアニーリングする場合に考慮される別のファクターは、結晶が加熱及び／又は冷却されるときの速度を含んでいる。これは、結晶があまりにも速く加熱又は冷却されると、結晶に亀裂が入るからである。実際、当業者は、結晶が大きいほど、遅い加熱／冷却速度が必要とされることを、容易に理解するだろう。
【００１８】
図７を参照すると、シンチレータ結晶の発光出力を改善する方法２００の第１の実施態様を説明するブロックダイアグラムが図示されており、そのブロックダイアグラムは、酸化環境を提供するガス又はガス混合物を含んでいる制御された雰囲気内に、シンチレータ結晶を配置すること（操作ブロック２０２に示されている）を含んでいる。例えば、そのような環境の１つでは、約０.１％〜約１００％の酸素を含有した窒素を含んでもよく、ある条件では、約３％の酸素含有量が好ましい。さらに、所望の最終目的に適した他のガス（例えば、ヘリウム、ネオン、クリプトン、アルゴン、キセノン及び／又はラドンなど）が、窒素の代わりに用いられてもよい。更に、所望の最終目的に適したいずれかの酸化剤（例えば、酸素、二酸化炭素、窒素酸化物、空気及び／又は水蒸気など）が用いられてもよい。
【００１９】
制御された雰囲気が確立したら、操作ブロック２０４に示されているように、シンチレーション結晶を、酸化ガス環境内で加熱する。結晶は、約８００℃〜約１２００℃の範囲内の温度まで加熱されてもよく、ある条件では、許容される温度の１つは約１０００℃である、と理解されるべきである。当業者は、多くの別の加熱温度が本発明の使用に利用可能である、と認識するだろう。更に、シンチレーション結晶が加熱される速度（加熱上昇速度、あるいは加熱速度）は、約１０℃／分以下の範囲内にあってもよく、ある条件では、許容される加熱速度の１つは約５℃／分である。その後、シンチレーション結晶は、酸化ガス環境内において、この温度で、約０.５時間〜約２時間の所定のソーキング時間（soaking period：均熱時間）だけ平衡に保たれ又は「ソーキングされ(soaked：均熱化され)」てもよい（操作ブロック２０６に示されている）。所定のソーキング時間は、シンチレーション結晶のサイズなどの条件に基づいてもよい、と認識されるべきである。例えば、１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して許容されるソーキング時間の１つは、約２時間であるが、より大きなシンチレーション結晶に対しては、ソーキング時間は約２時間より長いかもしれない。さらに、場合によってはこのソーキング時間を不要としてもよく、よって、ソーキングなしに、結晶をしきい値温度まで加熱してもよい。
【００２０】
そして、操作ブロック２０８に示されているように、シンチレーション結晶をしきい値温度まで加熱してもよく、ここで、しきい値温度は約１２００℃〜１６５０℃の範囲内にあってもよく、また、結晶が加熱される速度は約２℃／分であってもよい。ある条件では、しきい値温度の１つは約１４５０℃である、と認識されるべきである。その後、シンチレーション結晶は、この環境内において、この温度で所定のソーキング時間だけ「ソーキングされ」てもよく（操作ブロック２１０に示されている）、ここで、所定のソーキング時間は、約１時間〜２４時間の範囲内にあってもよい。１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対しては、許容されるしきい値温度の１つは１４５０℃であり、許容される所定のソーキング時間の１つは約２４時間である、と認識されるべきである。この時点で、操作ブロック２１２に示されているように、シンチレーション結晶は、所定の冷却速度で、約８００℃〜約１２００℃の範囲内の温度まで冷却されるが、ここで、冷却速度は、約１℃／分〜約１０℃／分の範囲内あってもよい。上述のように、ある条件下（例えば１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して）では、温度の１つは約１０００℃であり、冷却速度の１つは約２℃／分である。
【００２１】
約８００℃〜約１９００℃の範囲の温度まで「冷却した」ら、シンチレーション結晶は、この温度で所定のソーキング時間だけ平衡に保たれ又は「ソーキングされ」てもよく（操作ブロック２１４に示されている）、ここで、所定のソーキング時間は約０.５時間〜約１０時間の範囲内にあってもよい。上述のように、ある条件下（例えば１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して）では、許容されるソーキング時間の１つは約２時間である。さらに、場合によってはこのソーキング時間を不要としてもよく、よって、ソーキングなしに、結晶を最終温度まで冷却してもよい。その後、操作ブロック２１６に示されているように、シンチレーション結晶は、１０℃／分以下の範囲内にある冷却速度で、例えば室温などの最終温度まで冷却される。この場合もやはり、１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して許容される冷却速度の１つは、約５℃／分であってもよい。加熱速度及び／又は冷却速度は、典型的にはアニーリングされる結晶のサイズに対応する、と認識されるべきである。このように、いずれかの適切な加熱速度及び／又は冷却速度が用いられれば、選択された加熱速度及び／又は冷却速度は、熱衝撃及び／又は不注意な相転移による結晶への物理的な損傷を導くことがない、と考えられる。
【００２２】
図８を参照すると、シンチレータ結晶の発光出力を改善する方法３００の第２の実施態様を説明するブロックダイアグラムが提供されており、そのブロックダイアグラムは、所定の成長環境内でシンチレータ結晶を成長させること（操作ブロック３０２に示されている）を含み、ここで、成長した結晶(grown crystal)の冷却中に、結晶がアニーリングされてもよい。結晶が成長し終わって、それが高温であれば、結晶はしきい値温度まで冷却されてもよく、ここで、しきい値温度は約１２００℃〜１６５０℃の範囲内にであってもよい（操作ブロック３０４に示されている）。その後、シンチレーション結晶は、酸化雰囲気中において、しきい値温度で所定のソーキング時間だけ「ソーキングされ」てもよく（操作ブロック３０６に示されている）、ここで、所定のソーキング時間は、約１時間〜２４時間の範囲内にあってもよい。１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対しては、許容されるしきい値温度の１つは１４５０℃であり、許容されるソーキング時間の１つは約２４時間である、と認識されるべきである。この時点で、操作ブロック３０８に示されているように、シンチレーション結晶は、約１℃／分〜約１０℃／分の範囲内の冷却速度で、約８００℃〜約１９００℃の範囲の温度まで冷却される。上述のように、ある条件下（例えば１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して）では、許容される温度の１つは約１０００℃であり、許容される冷却速度の１つは約２℃／分である。
【００２３】
約８００℃〜約１９００℃の範囲の温度まで「冷却した」ら、シンチレーション結晶は、この温度で所定のソーキング時間だけ平衡に保たれ又は「ソーキングされ」てもよく（操作ブロック３１０に示されている）、ここで、所定のソーキング時間は約０.５時間〜約１０時間の範囲内にあってもよい。上述のように、ある条件下（例えば１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して）では、許容されるソーキング時間の１つは約２時間である。その後、操作ブロック３１２に示されているように、シンチレーション結晶は、１０℃／分以下の範囲内にある冷却速度で最終温度まで冷却されるが、ここで、最終温度はだいたい室温であってもよい。この場合もやはり、１ｃｍ３のシンチレーション結晶に対して許容される冷却速度の１つは、約５℃／分であってもよい。上述の方法２００、３００の異なるフェーズでは、シンチレータ結晶は、異なった元素から成る雰囲気を有する異なった環境に配置されてもよい、と認識されるべきである。例えば、結晶を１つの環境内で成長させて、別の環境でアニーリングが生じてもよい。
【００２４】
更に、本発明のＬｕＡＰシンチレータは、例えば、濃度測定、シグマ測定（遠ざかる熱中性子(thermal neutron die-away)）及びガンマ線分光法などの分光学的用途（地上及び油井穴での用途）で使用するのに理想的である、と認識されるべきである。さらに、本発明のＬｕＡＰシンチレータは、地質学に基づいた用途だけでなく、例えば核放射線用途などの他の用途にも同様に適用できる。実際に、本発明のＬｕＡＰシンチレータは、例えばＮａＩ、ＣｓＩ、ＢＧＯ、ＧＳＯ及びＬＳＯなどの他のタイプのシンチレータを使用している殆どあらゆる用途（例えば、医学用途、環境上の用途及び国土安全保障の用途を含む用途）に使用されてもよい。
【００２５】
図７及び図８の方法は、コンピュータプログラムに応じて作動する制御装置を用いて、一部分又は全てが実行されてもよい。従って、規定された機能及び所望の処理を行うだけでなく、計算（例えば、実行制御アルゴリズム、本明細書に規定した制御処理など）も行なうために、制御装置は、これに制限されないが、プロセッサ、コンピュータ、メモリ、ストレージ、レジスタ、タイミング、割り込み、通信インタフェース及び入力/出力信号インタフェース、並びにそれらの少なくとも１つを含む組合せを含んでもよい。
【００２６】
このように、本発明は、一部分あるいは全てを、処理を実行するコンピュータ又は制御装置の形態で具体化されてもよい。本発明はまた、有形のメディア（例えばフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ及び／又はコンピュータで判読可能なメディアなど）に具体化された命令(instructions)を含むコンピュータプログラムコードの形態で具体化されてもよく、コンピュータプログラムコードがコンピュータ又は制御装置にロードされて実行されたとき、コンピュータ又は制御装置は、本発明を実行するための装置になる。本発明はまた、例えば、記憶媒体に蓄えられ、コンピュータ又は制御装置にロードされ及び／又は実行され、又は伝送媒体を通して（例えば、電気配線又はケーブル布線を越えて、光学ファイバを通って、又は電磁放射を介して）伝送される、コンピュータプログラムコードの形態で具体化することもでき、コンピュータプログラムコードがコンピュータ又は制御装置にロードされて実行されたとき、コンピュータ又は制御装置は、本発明を実行するための装置になる。汎用のマイクロプロセッサで実行される場合、コンピュータプログラムコードのセグメントは、特定の論理回路を作成するようにマイクロプロセッサを設定してしてもよい。
【００２７】
本発明は、例示的な実施態様を参照して記述されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が成されてもよく、またそれらの要素の代わりに等価物が用いられてもよいことは、当業者によって理解されるに違いない。さらに、特定の状況又は材料を本発明の教示に適応させるために、その範囲から逸脱せずに多くの改良が成されてもよい。従って、本発明は、本発明を行なうために熟考された最良の態様として開示された特定の実施態様によって限定されないことを意図しているが、本発明は、添付された特許請求の範囲内にある全ての実施態様を含んでいることを意図している。さらに、特に述べていない限り、第１、第２などの用語は、いかなる順序も重要度も示しておらず、どちらかというと、第１、第２などの用語は、ある要素を別のものと区別するために用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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