(57)【要約】【課題】  単結晶の着色を低減し、シンチレータ検出器用の単結晶として用いた時に、Ｘ線等の照射時の発光強度を向上させることが可能なタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法を提供すること。【解決手段】  酸化亜鉛と三酸化タングステンを原料として用い、これらを混合後、坩堝充填し、溶融、種付育成してタングステン酸亜鉛単結晶を製造するに際し、上記酸化亜鉛として５００〜９００℃、１０〜１００時間仮焼されたものを用いることを特徴とするタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛と三酸化タングステンを原料として用い、これらを混合後、坩堝充填し、溶融、種付育成してタングステン酸亜鉛単結晶を製造するに際し、上記酸化亜鉛として５００〜９００℃、１０〜１００時間仮焼されたものを用いることを特徴とするタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法。
【請求項２】
上記酸化亜鉛の仮焼が６００〜８００℃、１０〜５０時間なされる請求項１記載のタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法で得られたタングステン酸亜鉛単結晶を用いたシンチレータ検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タングステン酸亜鉛単結晶の製造方法に関し、詳しくは得られる単結晶の着色を低減し、シンチレータ結晶として用いた時に、Ｘ線等の照射時の発光強度を向上させ得るタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検出器にはシンチレータ結晶が用いられている。従来、このようなシンチレータ結晶としてゲルマン酸ビスマス(ＢＧＯ)結晶やＮａＩ：Ｔｌ結晶、ＣｄＷＯ４結晶等が用いられていたが、ＢＧＯ結晶は発光強度が弱い、ＮａＩ：Ｔｌ結晶は残光が大きいという点でそれぞれ不充分であった。一方、ＣｄＷＯ４結晶は毒性の強いＣｄを含むために、環境負荷が大きいという問題があった。
【０００３】
このため、タングステン酸亜鉛単結晶等のタングステン酸化合物結晶をシンチレータ結晶とすることが提案されている(特許文献１〜５)。
【０００４】
しかし、タングステン酸亜鉛単結晶は酸素欠損のため暗赤褐色の着色を呈する。また、発光波長が吸収波長と重なるため、実質的に発光強度が低下してしまう。このような問題を解決するために様々な提案がなされている。例えば特許文献１には結晶中の不純物を制御することが提案されており、特許文献２及び３にはヒ素やモリブデン等のドーピング材を結晶に加えることが提案されている。また、特許文献４及び５には、タングステン酸亜鉛単結晶を一定条件下で熱処理することが開示されている。
【０００５】
しかし、上記のいずれの提案においても、透過率が高く、充分な発光強度を有するシンチレータ結晶は得られていない。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５９−７６７９号公報
【特許文献２】特開昭５７−１０４８０号公報
【特許文献３】特開昭６０−９４４９３号公報
【特許文献４】特開昭６０−１０３１００号公報
【特許文献５】特公昭６４−６１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、単結晶の着色を低減し、シンチレータ検出器用の単結晶として用いた時に、Ｘ線等の照射時の発光強度を向上させることが可能なタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、検討の結果、原料である酸化亜鉛に着目し、一定条件で仮焼したものを用いることによって、上記目的が達成し得ることを知見した。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、酸化亜鉛と三酸化タングステンを原料として用い、これらを混合後、坩堝充填し、溶融、種付育成してタングステン酸亜鉛単結晶を製造するに際し、上記酸化亜鉛として５００〜９００℃、１０〜１００時間仮焼されたものを用いることを特徴とするタングステン酸亜鉛単結晶の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により得られるタングステン酸亜鉛単結晶は、着色を低減することができることから、シンチレータ検出器用の単結晶として用いた時にＸ線等の照射時に高い発光強度を示すことが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良形態について説明する。
図１は、本発明の製造方法を示す概略フロー図である。
【００１２】
本発明のタングステン酸亜鉛単結晶は、酸化亜鉛と三酸化タングステンを原料とする。
【００１３】
酸化亜鉛は、湿式法により製造されたものでも乾式法で製造されたものでもよい。本発明では仮焼された酸化亜鉛を用いる。酸化亜鉛は仮焼することにより原料が均質化され、また得られるタングステン酸亜鉛単結晶の着色が低減される。仮焼条件は、大気中もしくは酸化性雰囲気中、５００〜９００℃、１０〜１００時間、好ましくは６００〜８００℃、１０〜５０時間が適当である。仮焼が５００℃未満又は１０時間未満では上記のような効果が得られない。また仮焼が９００℃を超えると酸化亜鉛の焼結が進み、粉砕が困難となる。さらに仮焼が１００時間を超えてもそれ以上の効果が発現されない。
【００１４】
次に、上記酸化亜鉛と三酸化タングステンを混合する。酸化亜鉛と三酸化タングステンは化学量論比で混合してもよいが、三酸化タングステンを化学量論比を超えて用いることが望ましい。三酸化タングステンを過剰に用いることによってシンチレータ検出器用の単結晶として用いた時に、Ｘ線等の照射時の発光強度を向上させることができる。
【００１５】
この際に、ヒ素、アンチモン、モリブデン等のドーピング材を含有させてもよい。このようなドーピング材を用いることによって、得られる単結晶の着色の低減がさらに図られる。
【００１６】
酸化亜鉛と三酸化タングステンを大気中で混合した後、冷間静圧プレス(ＣＩＰ)する。ＣＩＰは省略することもできるが、ＣＩＰを行えば坩堝への充填操作を一度に簡単に行うことができる。混合は、例えば１２時間、ＣＩＰは２ｔ／ｃｍ２、２分間行われる。
【００１７】
次いで、酸素雰囲気中で坩堝充填し、溶融、種付育成する。種付育成は通常チョクラルスキー法によって行われるが、他の方法、例えばブリッジマン法、ゾーンメルト法等によって行ってもよい。種付育成条件は、例えば引上速度１〜７ｍｍ／ｈｒ、結晶回転数７〜６０ｒｐｍで行われる。
【００１８】
このようにして得られたタングステン酸亜鉛単結晶は、その後所定のシンチレータの寸法に切り出され、フォトダイオードと組み合わせてシンチレータ検出器として用いられる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例等に基づき具体的に説明する。
〔実施例１〕  
【００２０】
純度９９．９９９％の酸化亜鉛と９９．９９％の三酸化タングステンを化学量論比に秤量し、ポリ容器に入れ約１２時間混合した。ここで、酸化亜鉛は、７００℃、４８時間仮焼したものを用いた。
【００２１】
次に、この混合物を静水圧プレス機により棒状とし、白金坩堝に充填した後、酸素雰囲気中で高周波加熱し融解させた。融解時の坩堝底の温度は１１００〜１２００℃である。特定の方位（［１００］）に切り出した結晶を種結晶として、チョクラルスキー法にて結晶を育成した。このときの回転数は７〜６０ｒｐｍ。引上速度は、２〜５ｍｍ／ｈｒである。
〔比較例１〕
【００２２】
仮焼しない酸化亜鉛を原料として用いた以外は実施例１と同様にして結晶を育成した。
【００２３】
実施例１及び比較例１で得られた単結晶の各波長での透過率を図２に示す。図２の結果から明らかなように、仮焼した酸化亜鉛を原料として用いた実施例１は、仮焼しない酸化亜鉛を原料として用いた比較例１に比して高い透過率を示す。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明により製造されるタングステン酸亜鉛単結晶は、高い透過率を示す。従って、本発明により得られたタングステン酸亜鉛単結晶は、シンチレータ検出器用の単結晶として用いた時に高い発光強度が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の製造方法を示す概略フロー図である。
【図２】図２は、実施例１及び比較例１における波長と透過率の関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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