JP6000664B2 - シンチレータ材料及びそれを用いた放射線検出器 - Google Patents
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Description
アルカリ元素:銅元素:ハロゲン元素=3:2:5
で表わされる基本構造を有しており、共通した特徴として耐潮解性に優れる特徴を具備している。
本実施形態では、母材であるCs3Cu2I5に添加剤MとしてIn、Tlを所定量添加することにより、発光強度を増大させつつ、かつ発光波長を長波長側にシフトさせうるシンチレータ材料について詳細に述べる。なお、本実施形態において、In、Tlの添加量はCsなどのアルカリ元素とCuとからなる陽イオン元素の総和(1mol)に対してのモル分量で表現する。
本実施形態は、母材であるCs3Cu2I5のアルカリ元素であるCsの一部を、同じくアルカリ元素であるRb、Kで置換して、かつ添加剤としてIn、Tlを所定量添加したシンチレータ材料であり、一般式[Cs1−xAx]3Cu2I5とMで表される。これにより、Cs3Cu2I5と比較して発光強度を増大させつつ、かつ発光波長を長波長側にシフトさせることが可能となる。なお、本実施形態において、In、Tlの添加量はCs、A及びCuからなる陽イオン元素の総和(1mol)に対してのモル分量で表現する。以下詳細に述べる。
本実施形態は、母材であるCs3Cu2I5のハロゲン元素であるIの一部を、同じくハロゲン元素であるBrで置換して、かつ添加剤MとしてIn、Tlを所定量添加した化合物であり、一般式Cs3Cu2[I1−yBry]5とMで表される。これにより、Cs3Cu2I5と比較して、発光強度を増大させつつ、かつ発光波長を長波長側にシフトさせることが可能となる。なお、本実施形態において、In、Tlの添加量はCsとCuとからなる陽イオン元素の総和(1mol)に対してのモル分量で表現する。以下詳細に述べる。
本実施形態は、Cs3Cu2I5のハロゲン元素であるIの一部または全てを、BrまたはClから選ばれた一つ以上のハロゲン元素で置換して、かつ添加剤MとしてIn、Tlを所定量添加した化合物であり、一般式Cs3Cu2[I1−y―zBryClz]5とMで表される。これにより、ハロゲン元素の置換量は等しいが添加剤を含まない化合物(Cs3Cu2[I1−y―zBryClz]5)と比較して、c−Siの受光感度を考慮した場合の受光強度を増加させることが可能になる。なお、本実施形態において、In、Tlの添加量はCsとCuとからなる陽イオン元素の総和(1mol)に対してのモル分量で表現する。以下詳細に述べる。
0≦yかつ
0≦zかつ
0≦y+z≦1かつ
4z−y≦3
という条件を満たし、これも本発明の目的を達成できる。
本実施形態の特徴は、放射線検出器であり、これまで述べたシンチレーション材料を用いたシンチレータ材料層を含み構成されている。以下より詳細に述べる。
置換量がz=0かつ0≦y≦1の範囲において、受光強度比が1を超えた。
置換量がy+z=1かつ0≦z≦0.8の範囲において、zが増加するにつれて、受光強度比は、減少する傾向にあるものの、1を超えた。
11・・・光検出層
12・・・シンチレータ材料層
13・・・保護層
Claims (11)
- 一般式Cs3Cu2I5とMとからなる組成物を有することを特徴とするシンチレータ材料。
(ここで、
Mは、In、Tlより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mの添加量をモル分量で表わすと、CsとCuとからなる陽イオン元素の総和に対して0mol%より大きく2mol%以下である。) - 一般式[Cs1−xAx]3Cu2I5とMとからなる組成物を有することを特徴とするシンチレータ材料。
(ここで、
一般式は、0<x≦0.2を満たす。
Aは、Rb、Kより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mは、In、Tlより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mの添加量をモル分量で表わすと、Cs、A及びCuからなる陽イオン元素の総和に対して0mol%より大きく2mol%以下である。) - 一般式Cs3Cu2[I1−yBry]5とMとからなる組成物を有することを特徴とするシンチレータ材料。
(ここで、
一般式は、0<y≦0.6を満たす。
Mは、In、Tlより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mの添加量をモル分量で表わすと、CsとCuとからなる陽イオン元素の総和に対して0mol%より大きく2mol%以下である。) - 一般式[Cs1−xAx]3Cu2[I1−yBry]5とMとからなる組成物を有することを特徴とするシンチレータ材料。
(ここで、
一般式は、0<x≦0.2、0<y≦0.6を満たす。
Aは、Rb、Kより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mは、In、Tlより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mの添加量をモル分量で表わすと、Cs、A及びCuよりなる陽イオン元素の総和に対して0mol%より大きく2mol%以下である。) - 一般式Cs3Cu2[I1−y―zBryClz]5とMとからなる組成物を有することを特徴とするシンチレータ材料。
(ここで、
一般式は、0≦y、0≦z、0≦y+z≦1、4z−y≦3の条件を満たす。ただし、z=0かつ0≦y≦0.6を同時に満たすことはない。
Mは、In、Tlより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mの添加量をモル分量で表わすと、CsとCuとからなる陽イオンの元素の総和に対して0mol%より大きく2mol%以下である。) - 一般式[Cs1−xAx]3Cu2[I1−y―zBryClz]5とMとからなる組成物を有することを特徴とするシンチレータ材料。
(ここで、
一般式は、0<x≦0.2、0≦y、0≦z、0≦y+z≦1、4z−y≦3の条件を満たす。ただし、z=0かつ0≦y≦0.6を同時に満たすことはない。
Aは、Rb、Kより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mは、In、Tlより選ばれた1種類以上の元素又は元素群である。
Mの添加量をモル分量で表わすと、CsとAとCuとからなる陽イオンの元素の総和に対して0mol%より大きく2mol%以下である。) - 前記組成物を全重量に対して90重量%以上100重量%以下含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のシンチレータ材料。
- 前記組成物のみからなる請求項1から6のいずれか1項に記載のシンチレータ材料。
- 光検出層の上に請求項1から7のいずれか1項に記載されたシンチレータ材料を設けたことを特徴とする放射線検出器。
- 前記光検出層は、光電変換素子アレイから構成されることを特徴とする請求項9に記載の放射線検出器。
- シンチレータ材料の製造方法であって、
ヨウ化セシウム、ヨウ化銅、並びにヨウ化タリウムまたは/およびヨウ化インジウムを溶融する工程と、
溶融した溶融物を固化し前記シンチレータ材料を形成する工程と、を有するシンチレータ材料の製造方法。
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