(57)【要約】【課題】    高い蛍光強度を有する放射線検出用フッ化物単結晶及びシンチレータ並びに放射線検出器を提供する。【解決の手段】  フッ化物単結晶であって、Ｃｅと、Ｌｕ及びＧｄの少なくとも一種の元素Ｒ１とを含み、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表される。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化物単結晶であって、Ｃｅと、Ｌｕ及びＧｄの少なくとも一種の元素Ｒ１とを含み、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表されることを特徴とする放射線検出用フッ化物単結晶。
【請求項２】
請求項１において、さらにＳｃ、Ｙ及びＬａの少なくとも一種の元素Ｒ２を含み、（Ｃｅ１−ｘＲ１ｘ）１−ｙＲ２ｙＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５、ｙ≦０．９５）で表されることを特徴とする放射線検出用フッ化物単結晶。
【請求項３】
Ｃｅと、Ｌｕ及びＧｄの少なくとも一種の元素Ｒ１とを含み、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表されるフッ化物単結晶からなることを特徴とするシンチレータ。
【請求項４】
請求項３において、さらにＳｃ、Ｙ及びＬａの少なくとも一種の元素Ｒ２を含み、（Ｃｅ１−ｘＲ１ｘ）１−ｙＲ２ｙＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５、ｙ≦０．９５）で表されるフッ化物単結晶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または２の放射線検出用フッ化物単結晶からなるシンチレータと、この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。
【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フッ化物単結晶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フッ化物単結晶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が実用化されている。このような放射線を用いた装置には、γ線やＸ線などの放射線を検出するための検出器、例えば、シンチレータが使用されている。
【０００３】
ここで、シンチレータは、γ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、及び耐放射線性に優れていることなどが要求される。
【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（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（特許文献２、３、４等参照）。
【０００６】
一方、ＴＯＦ−ＰＥＴ用のシンチレータとしては、ＰＥＴ用シンチレータと比較してさらに高い時間分解能が必要となるので、現在、ＣｓＦが使用されており、また、光学レンズ用などとして製造されているＢａＦ２の使用が検討されている。しかしながら、ＣｓＦは潮解性が問題となり、ＢａＦ２はＴＯＦ−ＰＥＴ用として使用できる蛍光寿命の短い蛍光が紫外領域で起こるので紫外線用検出器を使用しなければならず、また、遅くて強い発光が検出器を破壊してしまうという問題がある。
【０００７】
このような単結晶以外に、各種のセラミック材料がシンチレータとして検討され、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣａＷＯ４、ＣｄＷＯ４などの多結晶体（セラミックス）（特許文献５等参照）、（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）（特許文献６等参照）、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒのような希土類酸硫化物の多結晶体（セラミックス）（特許文献７等参照）などが知られている。
【０００８】
このようなセラミック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、特に燐酸根（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（特許文献８参照）。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（特許文献９参照）。
【０００９】
上述したように、従来、酸化物の単結晶、セラミックスなどの種々の物質についてシンチレータとしての実用化が検討されているが、Ｃｅ：ＬＳＯを上回る特性を有するものは現在迄見出されておらず、行き詰まりを見せている。また、ＴＯＦ−ＰＥＴ用のシンチレータについても、ＣｓＦを越えるものは提案されていない。
【００１０】
なお、フッ化物単結晶は、その広範囲に亘る高い透過性、小さな結晶場、屈折率の温度係数が負であることから、レーザー用結晶として大きな期待を集めていたが、ＣｓＦやＢａＦ２以外の単結晶についてはシンチレータなどの放射線検出用材料としての検討は殆どなされていなかった。一方、フッ化物単結晶は作製雰囲気、作製温度、原料の純度や組成の制御等、作製を困難にする要因が多数存在するので、大きなバルク結晶を製造すること自体困難であった。そこで本発明者は高品位な単結晶を安全かつ容易に作製する技術を開発し（特許文献１０参照）、レーザー用単結晶として、フッ化リチウムカルシウムアルミニウム（特許文献１１参照）、フッ化バリウムリチウム単結晶（特許文献１２参照）を製造している。さらに、フッ化リチウムカルシウムアルミニウムに関してはシンチレータとして使用できる特性を有していることを報告した（非特許文献１、非特許文献２参照）が、密度が２．９４ｇ／ｃｍ３と小さく、γ線の吸収係数が小さいという問題があった。また、フッ化セリウム単結晶は、蛍光波長が紫外領域にあるものの無色透明単結晶が調整可能で散乱吸収がなく、蛍光寿命に優れた特性をもっているため、有用なシンチレータとして研究がなされている（特許文献１３等参照）が、発光量がＢＧＯの半分であるという問題があった。
【００１１】
【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】特公昭５９−４５０２２号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献６】特開昭５９−２７２８３号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献７】特開昭５８−２０４０８８号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献８】特開平７−１８８６５５号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献９】特公平５−０１６７５６号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献１０】特許３０６２７５３号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献１１】特許３０８９４１８号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献１２】特許３１６８２９４号公報  （特許請求の範囲）
【特許文献１３】特開２０００−２９００９７号公報  （特許請求の範囲）
【非特許文献１】"Scintillation decay of LiCaAlF6:Ce3+single crystals"  M.Nikl,N.Solovieva,E.Mihokova,M.Dusek,A.Vedda,M.Martini,K.Shimamura and T.Fukuda,Phys.Stat.Sol.(a) 187 (2001) R1−R3.
【非特許文献２】"LiCaAlF6:Ce crystal:a new scintillator"  A.Gektin,N.Shiran,S.Neicheva,V.Gavrilyuk,A.Bensalah,T.Fukuda and K.Shimamura,Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 486 (2002) 274−277.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明はこのような事情に鑑み、高い蛍光強度を有する放射線検出用フッ化物単結晶及びシンチレータ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】
【００１３】
本発明者は、フッ化セリウムに、ルテチウムＬｕ及びガドリニウムＧｄの少なくとも一種の元素を、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）となるように含有させると、γ線やＸ線等の放射線の照射による発光量が飛躍的に向上することを知見し、シンチレータ等の放射線検出用材料として有用であることを見出し、本発明に至った。
【００１４】
かかる本発明の第１の態様は、フッ化物単結晶であって、Ｃｅと、Ｌｕ及びＧｄの少なくとも一種の元素Ｒ１とを含み、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表されることを特徴とする放射線検出用フッ化物単結晶にある。
【００１５】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、さらにＳｃ、Ｙ及びＬａの少なくとも一種の元素Ｒ２を含み、（Ｃｅ１−ｘＲ１ｘ）１−ｙＲ２ｙＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５、ｙ≦０．９５）で表されることを特徴とする放射線検出用フッ化物単結晶にある。
【００１６】
本発明の第３の態様は、Ｃｅと、Ｌｕ及びＧｄの少なくとも一種の元素Ｒ１とを含み、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表されるフッ化物単結晶からなることを特徴とするシンチレータにある。
【００１７】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、さらにＳｃ、Ｙ及びＬａの少なくとも一種の元素Ｒ２を含み、（Ｃｅ１−ｘＲ１ｘ）１−ｙＲ２ｙＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５、ｙ≦０．９５）で表されるフッ化物単結晶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又は２の態様の放射線検出用フッ化物単結晶からなるシンチレータと、この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。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の放射線検出用フッ化物単結晶は、蛍光強度が高いため、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】
【００２０】
本発明の放射線検出用フッ化物単結晶は、ＣｅＦ３のＣｅの一部をＬｕ及び／又はＧｄで置換したもので、Ｃｅ１−ｘＲ１ｘＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表されるＲ１置換フッ化セリウム単結晶（以下「Ｒ１：ＣｅＦ３」という）である。Ｌｕ及びＧｄ自体は密度が高く且つ発光しないあるいは弱いため、ＣｅＦ３のＣｅの一部を置換することにより蛍光強度が高い放射線検出用フッ化物単結晶とすることができるものと推測される。なおｘが０．００１より小さいと蛍光強度を向上させる効果が顕著でなくなり、０．５より大きいと透明度や結晶性が低下したり蛍光強度を向上させる効果が顕著でなくなることがある。また、このようなフッ化物単結晶であれば製造方法としては特に限定されない。
【００２１】
ルテチウムＬｕ及びガドリニウムＧｄは、好ましくはフッ化物で添加するが、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。
【００２２】
Ｌｕ及びＧｄの少なくとも一種の元素に加えて、さらにＣｅをスカンジウムＳｃ、イットリウムＹ及びランタンＬａの少なくとも一種の元素Ｒ２で置換してもよい。Ｓｃ、Ｙ及びＬａは、Ｌｕ及びＧｄと同様に最外殻のｓ軌道を満たし且つ最も外側のｄ軌道に電子を１つ持つ電子配置を有する特徴を持つ元素であるため、発光に有利である。なお、９５モル％程度までＣｅをＲ２で置換することができる。このＳｃ、Ｙ又はＬａを含む本発明のフッ化物単結晶は、（Ｃｅ１−ｘＲ１ｘ）１−ｙＲ２ｙＦ３（０．００１≦ｘ≦０．５）で表され、ｙは０．９５以下、好ましくは０．７以下、さらに好ましくは０．００５〜０．５である。ｙが０．００５より小さい又は０．９５より大きいと蛍光強度を向上させる効果が顕著でなくなる。
【００２３】
なお、フッ化物単結晶が放射線を吸収した際に発生する蛍光の強度を増大させ、シンチレータとしての特性を向上させるために、必要に応じて他のドーパントを、例えばフッ化物として、さらに添加してもよい。このようなドーパントとしては、ネオジムＮｄ、プラセオジムＰｒ、ユーロピウムＥｕ、ツリウムＴｍ、ホルミウムＨｏ、エルビウムＥｒ、テルビウムＴｂおよびジスプロシウムＤｙを挙げることができる。また、蛍光波長を長波長側にシフトさせるために、バリウムＢａ等をドーパントとしてもよい（E.Auffrayら、Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 383 (1996) 367-390参照）。このようなドーパントは、例えば、モル比で０．０１％〜１％程度添加する。但し、このようなドーパントを添加すると、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適宜選択する必要がある。
【００２４】
本発明の放射線検出用フッ化物単結晶は、ＰＥＴ又はＴＯＦ−ＰＥＴの検出器のシンチレータなどとして使用するので、高品質、かつ均質なバルク結晶を得る必要がある。このようなバルク結晶を得るためには、下記に示すような製造法によるのが好ましい。
【００２５】
すなわち、本発明の放射線検出用フッ化物単結晶は、好適には、融液成長法、あるいは溶液成長法によって製造するが、本発明のＲ１：ＣｅＦ３を製造するためには、以下の条件によって融液成長法、あるいは溶液成長法により製造するのが好ましい。この条件は、１０−４〜１０−５ｔｏｒｒの高真空を保ちながら、粉末又はバルク状多結晶フッ化物原料すなわちＣｅＦ３及びＲ１Ｆ３等を室温から原料の融点以下の温度、例えば、５００〜８００℃の温度まで加熱し、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、融液あるいは溶液表面に発生する不純物および融液あるいは溶液内に存在する不純物とガスとを反応させて、不純物を除去し、得られた融液あるいは溶液から成長させるようにする。
【００２６】
上記製造方法によって、例えば、純度９９．９重量％程度のフッ化物原料を使った場合でも、従来技術の方法に比してより簡便に、高品質な単結晶を製造することが可能となる。また、本発明のフッ化物単結晶は、不純物を除去して得た融液又は溶液からＡｒなどの不活性ガス雰囲気下で融液成長法、あるいは溶液成長法によってフッ化物単結晶を作製することが可能となる。
【００２７】
以下に、本発明の放射線検出用フッ化物単結晶についてより詳細に説明する。
【００２８】
本発明の放射線検出用フッ化物単結晶は、粉末又は多結晶のフッ化セリウム（ＣｅＦ３）に、フッ化ルテチウム（ＬｕＦ３）などルテチウム原料及び／又はフッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）などのガドリニウム原料や、必要に応じてドーパント用原料やフッ化スカンジウム（ＳｃＦ３）、フッ化イットリウム（ＹＦ３）、フッ化ランタン（ＬａＦ３）などの元素Ｒ２原料を坩堝内に充填し、炉内・原料内に含まれる水分および酸素の除去のため１０−４〜１０−５ｔｏｒｒ程度の高真空を保ちながら、上記原料を室温から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昇し、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Ｒ１：ＣｅＦ３を製造する。
【００２９】
このようにして得られる融液又は溶液からの単結晶の製造方法は特に限定されず、引き上げ法やブリッジマン法等を用いればよい。例えば、引き上げ法によると、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、本発明のフッ化物単結晶は、融解後、徐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長を有する。
【００３０】
また、このようにして得られるＲ１：ＣｅＦ３は、Ｘ線やγ線に対する蛍光強度が高いため、ＰＥＴやＴＯＦ−ＰＥＴ用のシンチレータとして有用である。
【００３１】
このようなＲ１：ＣｅＦ３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、Ｘ線又はγ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】
【００３２】
（実施例１）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＣｅＦ３及びＬｕＦ３をモル比で９０：１０として準備し、それらを混合せずに坩堝内に充填した。それをそのまま単結晶作製炉内に置き、１０−４〜１０−５ｔｏｒｒ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ガス及びアルゴンガス（体積比５０：５０）を単結晶作製炉内に導入し、混合ガス雰囲気中で原料を加熱融解し、そのまま１時間、液体状態で保った。このとき、液体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、スキャッタリングセンターなどの無く、透明かつ高品質なルテチウム置換フッ化セリウム（Ｌｕ：ＣｅＦ３）単結晶であった。
【００３３】
（実施例２）
ＣｅＦ３とＬｕＦ３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】
（実施例３）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＣｅＦ３及びＬｕＦ３をモル比で９９：１として準備し、これらを混合して坩堝内に充填した。それをそのまま単結晶作製炉内に置き、１０−４〜１０−５ｔｏｒｒ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ガス及びアルゴンガスを単結晶作製炉内に導入し、混合ガス雰囲気中で原料を加熱融解し、そのまま３時間、液体状態で保った。このとき、液体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１.５ｍｍ／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、直径約１５ｍｍ、長さ約７０ｍｍで、気泡、クラック、スキャッタリングセンターなどの無く、透明かつ高品質なルテチウムドープフッ化セリウム（Ｌｕ：ＣｅＦ３）単結晶であった。
【００３５】
（実施例４）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＣｅＦ３及びＧｄＦ３をモル比で９０：１０として準備し、これらを混合して坩堝内に充填した。それをそのまま単結晶作製炉内に置き、１０−４〜１０−５ｔｏｒｒ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ガス及びアルゴンガスを単結晶作製炉内に導入し、混合ガス雰囲気中で原料を加熱融解し、そのまま３時間、液体状態で保った。このとき、液体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１.５ｍｍ／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、直径約１５ｍｍ、長さ約７０ｍｍで、気泡、クラック、スキャッタリングセンターなどの無く、透明かつ高品質なガドリニウムドープフッ化セリウム（Ｇｄ：ＣｅＦ３）単結晶であった。
【００３６】
（実施例５）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＣｅＦ３及びＧｄＦ３をモル比で９５：５として準備する以外は実施例４と同様に結晶を育成した。
【００３７】
（実施例６）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＣｅＦ３及びＧｄＦ３をモル比で９７：３として準備する以外は実施例４と同様に結晶を育成した。
【００３８】
（実施例７）
純度９９．９９％の市販のバルク粉砕原料であるＣｅＦ３及びＧｄＦ３をモル比で９９：１として準備する以外は実施例４と同様に結晶を育成した。
【００３９】
（比較例１）
ＬｕＦ３を添加しない以外は実施例２と同様に、結晶を育成した。
【００４０】
（比較例２）
ＬｕＦ３のかわりにＥｒＦ３を用いた以外は実施例２と同様に、結晶を育成した。
【００４１】
（比較例３）
ＬｕＦ３のかわりにＴｍＦ３を用いた以外は実施例２と同様に、結晶を育成した。
【００４２】
（比較例４）
ＬｕＦ３のかわりにＨｏＦ３を用いた以外は実施例２と同様に、結晶を育成した。
【００４３】
（比較例５）
ＬｕＦ３を添加しない以外は実施例３と同様に、結晶を育成した。
【００４４】
（試験例１）
各実施例及び各比較例で得られた単結晶についてＸ線蛍光スペクトルを測定した結果を図１に示す。図１に示すように、ＬｕでＣｅＦ３のＣｅの一部を置換すると蛍光強度が著しく高くなり、Ｌｕで置換しない比較例１と比べて、実施例２では２倍に、実施例１では４倍になったことが確認された。一方、Ｌｕの代わりにＥｒ、Ｔｍ又はＨｏで置換した比較例２〜４では、蛍光強度はＬｕで置換しない比較例１よりも低くなった。
【００４５】
（試験例２）
実施例３で得られた単結晶について、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１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。実際に形成された単結晶を分析した結果、単結晶に含まれるＬｕの量は、原料の配合割合よりも低いことが分かった。従って、実施例１及び実施例２の単結晶についても、実施例３と同様に、Ｌｕの割合は原料の配合割合よりも少ないことが推測できる。
【００４６】
【表１】
2005119948.tif 000002
【００４７】
（試験例３）
実施例３及び比較例５の単結晶について、γ線によるエネルギースペクトルを測定した結果を図２に示す。図２に示すように、実施例３は比較例５で得られた単結晶と比べて２．７倍のスペクトル強度が確認されたことから、実施例３は比較例５に比べてγ線の蛍光強度が大幅に向上したことが分かった。
【００４８】
（試験例４）
実施例３及び比較例５の単結晶について、γ線の蛍光寿命を測定した。結果を図３及び図４に示す。図３及び図４に示すように、実施例３及び比較例５のγ線の蛍光寿命はほぼ同じ値となり、本発明のフッ化物単結晶は、蛍光寿命は変わらずγ線照射による発光量は大幅に向上することが分かった。
【００４９】
（試験例５）
実施例４〜７で得られた単結晶について、ＥＤＳ（energy dispersive spectroscopy：エネルギー分散型Ｘ線分析）測定によりＧｄの含有量を測定した結果を図５に示す。この結果、単結晶に含まれるＧｄの量も、原料の配合割合よりも低いことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例及び比較例の単結晶のＸ線蛍光スペクトルを示す図である。
【図２】実施例３および比較例５の単結晶のγ線エネルギースペクトルを示す図である。
【図３】実施例３の単結晶の蛍光寿命の測定結果を示す図である。
【図４】比較例５の単結晶の蛍光寿命の測定結果を示す図である。
【図５】実施例４〜７の単結晶のＥＤＳ測定によりＧｄ含有量を測定した結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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