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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022119660
(43)【公開日】2022-08-17
(54)【発明の名称】シンチレータ材および放射線検出装置
(51)【国際特許分類】
C09K 11/61 20060101AFI20220809BHJP
G01T 1/20 20060101ALI20220809BHJP
【ＦＩ】
C09K11/61
G01T1/20 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021016935
(22)【出願日】2021-02-04
(71)【出願人】
【識別番号】000001133
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001667
【氏名又は名称】特許業務法人プロウィン特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】榎本 公典
(72)【発明者】
【氏名】大長 久芳
【テーマコード（参考）】
2G188
4H001
【Ｆターム（参考）】
2G188BB04
2G188CC09
2G188CC18
2G188CC21
2G188CC22
2G188CC23
2G188DD11
2G188DD42
4H001CA02
4H001CA04
4H001XA08
4H001XA14
4H001XA20
4H001XA35
4H001XA38
4H001XA56
4H001YA63
(57)【要約】
【課題】耐湿性に優れ、放射線によって良好に可視光を発光するシンチレータ材および放射線検出装置を提供する。
【解決手段】放射線により励起されて可視光を発光するシンチレータ材であって、一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋ ｂで表される蛍光体材料を含有するシンチレータ材。
【選択図】図１
【解決手段】放射線により励起されて可視光を発光するシンチレータ材であって、一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋ ｂで表される蛍光体材料を含有するシンチレータ材。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射線により励起されて可視光を発光するシンチレータ材であって、
一般式 （Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋ ｂ
（ここで、Ｍは２価の金属元素、Ｘはハロゲン元素を示し、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１を満たす範囲）
で表される蛍光体材料を含有することを特徴とするシンチレータ材。
一般式 （Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋ ｂ
（ここで、Ｍは２価の金属元素、Ｘはハロゲン元素を示し、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１を満たす範囲）
で表される蛍光体材料を含有することを特徴とするシンチレータ材。
【請求項2】
請求項１に記載のシンチレータ材であって、
前記一般式におけるＭは、ＣａまたはＢａを含む２価の金属元素で構成されることを特徴とするシンチレータ材。
前記一般式におけるＭは、ＣａまたはＢａを含む２価の金属元素で構成されることを特徴とするシンチレータ材。
【請求項3】
請求項１または２に記載のシンチレータ材であって、
前記一般式におけるＸは、少なくともＣｌまたはＣｌより原子量の大きな１種のハロゲン元素を含むことを特徴とするシンチレータ材。
前記一般式におけるＸは、少なくともＣｌまたはＣｌより原子量の大きな１種のハロゲン元素を含むことを特徴とするシンチレータ材。
【請求項4】
請求項３に記載のシンチレータ材であって、
前記一般式におけるＸは、Ｂｒを含み、
（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２―ｃＢｒｃ：Ｅｕ２＋ ｂ で表されることを特徴とするシンチレータ材。
前記一般式におけるＸは、Ｂｒを含み、
（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２―ｃＢｒｃ：Ｅｕ２＋ ｂ で表されることを特徴とするシンチレータ材。
【請求項5】
請求項４に記載のシンチレータ材であって、
前記Ｂｒの組成比は、０．２≦ｃ≦２．０の範囲であることを特徴とするシンチレータ材。
前記Ｂｒの組成比は、０．２≦ｃ≦２．０の範囲であることを特徴とするシンチレータ材。
【請求項6】
請求項１から５の何れか一つに記載のシンチレータ材であって、
前記蛍光体材料を単結晶または多結晶で含むことを特徴とするシンチレータ材。
前記蛍光体材料を単結晶または多結晶で含むことを特徴とするシンチレータ材。
【請求項7】
請求項１から６の何れか一つに記載のシンチレータ材であって、
前記蛍光体材料の粉末をバインダーに含有させたことを特徴とするシンチレータ材。
前記蛍光体材料の粉末をバインダーに含有させたことを特徴とするシンチレータ材。
【請求項8】
請求項１から７の何れか一つに記載のシンチレータ材と、
５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長を検出する光検知部を備えることを特徴とする放射線検出装置。
５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長を検出する光検知部を備えることを特徴とする放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シンチレータ材および放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から放射線検出装置には、放射線によって励起され可視光を発光するシンチレータ材として、ＮａＩ：ＴｌやＣａＩ：Ｔｌなどのヨウ化物が用いられていた。ヨウ化物系のシンチレータ材は、空気中の水分を取り込んで水溶液化してしまう潮解性を有しており、気密性の高い容器に封入して用いる必要がある。そこで従来の放射線検出装置では、ヨウ化物系のシンチレータ材と光検出部をアルミニウム製の缶である容器に封緘して、光取り出し口にガラス製の窓部材を接着し、容器内に配置した光検出部で可視光を検出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－０７４３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、外気中の水蒸気が微量ずつ容器と窓部材の接着部分から容器内に侵入するため、ヨウ化物系シンチレータが加水分解によって劣化し、長期間にわたって使用するためには放射線検出装置の管理とメンテナンスを適切に行う必要があった。また、容器内への水分の侵入を抑制するためには、気密性の高い封止をする必要があり、製造工程において工数が増加し作業性が低下するという問題があった。
【0005】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、耐湿性に優れ、放射線によって良好に可視光を発光するシンチレータ材および放射線検出装置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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のシンチレータ材は、放射線により励起されて可視光を発光するシンチレータ材であって、一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂ（ここで、Ｍは２価の金属元素、Ｘはハロゲン元素を示し、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１を満たす範囲）で表される蛍光体材料を含有することを特徴とする。
【0007】
このような本発明のシンチレータ材では、上記一般式で表される蛍光体材料（クルムス蛍光体）を用いることで耐湿性に優れ、放射線によって良好に可視光を発光することができる。
【0008】
また、本発明の一態様では、前記一般式におけるＭは、ＣａまたはＢａを含む２価の金属元素で構成される。
【0009】
また、本発明の一態様では、前記一般式におけるＸは、少なくともＣｌまたはＣｌより原子量の大きな１種のハロゲン元素を含む。
【0010】
また、本発明の一態様では、前記一般式におけるＸは、Ｂｒを含み、（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２―ｃＢｒｃ：Ｅｕ２＋
ｂ で表される。
【0011】
また、本発明の一態様では、前記Ｂｒの組成比は、０．２≦ｃ≦２．０の範囲である。
【0012】
また、本発明の一態様では、前記蛍光体材料を単結晶または多結晶で含む。
【0013】
また、本発明の一態様では、前記蛍光体材料の粉末をバインダーに含有させる。
【0014】
また、本発明の放射線検出装置は、上記何れか一つに記載のシンチレータ材と、５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長を検出する光検知部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明では、耐湿性に優れ、放射線によって良好に可視光を発光するシンチレータ材および放射線検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１実施形態に係るシンチレータ材を用いた放射線検出装置１０の構造を示す模式図である。
【図2】第２実施形態に係るシンチレータ材を用いた放射線検出装置２０の構造を示す模式図である。
【図3】シンチレータ材のガンマ線吸収率の測定装置３０を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係るシンチレータ材を用いた放射線検出装置１０の構造を示す模式図である。図１に示すように放射線検出装置１０は、容器１１と、窓部材１２と、シンチレータ材１３と、光電子増倍管１４（ＰＭＴ：ＰｈｏｔｏＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）と、ブリーダ回路１５を備えている。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係るシンチレータ材を用いた放射線検出装置１０の構造を示す模式図である。図１に示すように放射線検出装置１０は、容器１１と、窓部材１２と、シンチレータ材１３と、光電子増倍管１４（ＰＭＴ：ＰｈｏｔｏＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）と、ブリーダ回路１５を備えている。
【0018】
容器１１は、開口部を有する略円筒形状の部材であり、内部にシンチレータ材１３、光電子増倍管１４、ブリーダ回路１５を収容する。開口部には窓部材１２が接着剤等で気密に固定されている。容器１１を構成する材料は限定されないが、一例としてはアルミニウムを用いることができる。また、容器１１の形状は円筒形状に限定されず、内部に収容する各部材の形状や大きさに合わせて適宜設計することができる。また容器１１には、図示しない配線孔が形成されており、外部から配線孔を介してブリーダ回路１５に配線が接続されている。
【0019】
窓部材１２は、放射線を透過する材料で構成された板状の部材であり、容器１１の開口部に配置されて容器１１の内部を気密に封止している。窓部材１２を構成する材料は限定されず、公知のガラス材料を用いることができる。窓部材１２の外周と容器１１の開口部の間は接着剤等が塗布されており、隙間からの水蒸気の侵入を抑制するために気密風刺されている。
【0020】
シンチレータ材１３は、窓部材１２と光電子増倍管１４の間に配置され、放射線が照射されることで可視光を発光する蛍光材料を含有する部材である。本実施形態では、蛍光材料として一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂ（ここで、Ｍは２価の金属元素、Ｘはハロゲン元素を示し、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１を満たす範囲）で表される蛍光体材料（以下、クルムス蛍光体ともいう）を用いている。この蛍光体材料は、放射線が照射されることで励起され、５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲で発光する。シンチレータ材１３は、蛍光体材料の単結晶または多結晶を粉末状に加工し、シリコーン樹脂に分散した構造を有している。シンチレータ材１３に含まれる蛍光体材料の比率は限定されないが、例えば５～５０重量％の範囲とすることが好ましい。蛍光体材料が５重量％未満の場合には放射線を十分に吸収して発光することができず、５０重量％より大きいと蛍光体材料での発光が蛍光体材料で遮蔽される割合が高くなり好ましくない。また、シンチレータ材１３に含まれる蛍光体材料の粒径は、中心粒径が７０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。蛍光体材料の中心粒径が７０μｍより大きいと、シリコーン樹脂中に蛍光体材料を良好に分散させることが困難になる。
【0021】
光電子増倍管１４は、微量の光子を検出して電気信号を出力する部材である。光電子増倍管１４の構造は公知のものを用いることができ、一例としては、高真空のガラス容器中に光電陰極、複数の二次電子増倍電極（ダイノード）、陽極、およびその他の電極を封入した構造を有するものを用いることができる。光電子増倍管１４の入射窓側にはシンチレータ材１３が配置されており、出力側にはブリーダ回路１５が接続されている。
【0022】
ブリーダ回路１５は、高電圧電源からの電圧を複数の分割抵抗を介して光電子増倍管１４に供給するとともに、光電子増倍管１４からの電流を出力する部材である。高電圧電源からの複数の電圧は、光電子増倍管１４の各ダイノードに供給されている。ブリーダ回路１５の出力は、図示しない配線を介して検出信号として外部の信号処理部に伝達される。
【0023】
図１に示した放射線検出装置１０では、ガンマ線などの放射線が窓部材１２を介してシンチレータ材１３に入射すると、シンチレータ材１３中の蛍光体材料が励起され、波長範囲が５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の黄色光で発光する。シンチレータ材１３で発光した黄色光の光子は、光電子増倍管１４の入射窓から光電陰極に到達し、光電陰極で電子に変換される。光電陰極で生じた電子がダイノードに衝突すると、ダイノードに印加されている電圧によって多数の電子が放出され、複数のダイノードの間で電子放出が連鎖的に生じることで、１つの光子で生じた電子が雪崩のように増幅される。光電子増倍管１４で増幅された電子による電流は、検出信号としてブリーダ回路を介して外部の信号処理部に伝達され、信号処理部が光子と電流と検出信号の関係から光子数を算出する。また、信号処理部では、算出された光子数から放射線の強度を算出する。
【0024】
次に、本実施形態のシンチレータ材１３に用いる蛍光体材料（クルムス蛍光体）についてさらに詳細に説明する。上述した蛍光体材料の一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂにおいて、組成Ｍは、ＣａまたはＢａを含む２価の金属元素で構成されることが好ましい。組成ＭにＣａ以上の原子量を有する２価の金属元素を含むことで、シンチレータ材１３に含まれる蛍光体材料の比重を大きくして、より多くの放射線を吸収して可視光の発光量を大きくすることができる。
【0025】
また、上記一般式における組成Ｘは、少なくともＣｌまたはＣｌより原子量の大きな１種のハロゲン元素を含むことが好ましい。組成ＸにＣｌ以上の原子量を有するハロゲン元素を含むことで、シンチレータ材１３に含まれる蛍光体材料の比重を大きくして、より多くの放射線を吸収して可視光の発光量を大きくすることができる。
【0026】
また、組成Ｘのハロゲン元素にはＢｒを含み、上記一般式が（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２―ｃＢｒｃ：Ｅｕ２＋
ｂ であることが好ましい。また、Ｂｒの組成比は、０．２≦ｃ≦２．０の範囲であることが好ましい。ハロゲン元素にＢｒを含むことで、ガンマ線等の放射線吸収量を増加させて、可視光の発光量を大きくすることができる。
【0027】
上述したように、本実施形態の放射線検出装置１０では、シンチレータ材１３に一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂで表される蛍光体材料を用いることで、耐湿性に優れ放射線によって発光した可視光を検出し、放射線の検出感度を高めることができる。
【0028】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図２は、本実施形態に係るシンチレータ材を用いた放射線検出装置２０の構造を示す模式図である。図１に示すように放射線検出装置２０は、受光素子２１と、シンチレータ材２３を備えている。
次に、本発明の第２実施形態について図２を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図２は、本実施形態に係るシンチレータ材を用いた放射線検出装置２０の構造を示す模式図である。図１に示すように放射線検出装置２０は、受光素子２１と、シンチレータ材２３を備えている。
【0029】
受光素子２１は、半導体材料で構成されて、光を受光することで電子が生じる部材である。受光素子２１は公知のものを用いることができ材料や構造は限定されないが、例えばシリコンやＩＩＩ－Ｖ族化合物系半導体材料を材料としたフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。受光素子２１には、図示しない電極に配線が接続されており、配線を介して光の強度に応じた電圧または電流が出力される。
【0030】
シンチレータ材２３は、受光素子２１の受光面側に配置され、放射線が照射されることで可視光を発光する蛍光材料を含有する部材である。第１実施形態と同様に本実施形態でも、蛍光材料として一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂで表される蛍光体材料を用いている。
【0031】
図２に示した放射線検出装置２０では、ガンマ線などの放射線がシンチレータ材２３に入射すると、シンチレータ材２３中の蛍光体材料が励起され、波長範囲が５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の黄色光で発光する。シンチレータ材２３で発光した黄色光の光子は、受光素子２１の受光面に到達し、光の強度に応じたて電流または電圧が検出信号として外部の信号処理部に伝達される。信号処理部では、検出信号から光子数と放射線の強度を算出する。
【0032】
本実施形態の放射線検出装置２０でも、シンチレータ材１３に一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂで表される蛍光体材料を用いることで、耐湿性に優れ放射線によって発光した可視光を検出し、放射線の検出感度を高めることができる。
（ガンマ線照射による発光量の測定）
図１に示した放射線検出装置のシンチレータ材１３として、以下に示す比較例１、実施例１～６の材料を用いてガンマ線による発光量を測定した。本実施形態では、ガンマ線源には１３７Ｃｓの６６２ｋｅＶを用いている。実施例１～６では、得られた蛍光体材料を中心粒径１２μｍ程度の粉末に加工し、シリコーン樹脂中に３０重量％の蛍光体材料を分散させて、直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤状に整形したものをシンチレータ材１３とした。
（ガンマ線照射による発光量の測定）
図１に示した放射線検出装置のシンチレータ材１３として、以下に示す比較例１、実施例１～６の材料を用いてガンマ線による発光量を測定した。本実施形態では、ガンマ線源には１３７Ｃｓの６６２ｋｅＶを用いている。実施例１～６では、得られた蛍光体材料を中心粒径１２μｍ程度の粉末に加工し、シリコーン樹脂中に３０重量％の蛍光体材料を分散させて、直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤状に整形したものをシンチレータ材１３とした。
【0033】
（比較例１）
市販されているＢＧＯ（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２）をシンチレータ材１３として用いた。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、１５，０００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
市販されているＢＧＯ（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２）をシンチレータ材１３として用いた。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、１５，０００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0034】
（実施例１）
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．５８，Ｅｕ０．０２）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏを用意し、これらのモル比が６．０：０．０７：２．８：４．０６となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例１の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２５，０００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．５８，Ｅｕ０．０２）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏを用意し、これらのモル比が６．０：０．０７：２．８：４．０６となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例１の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２５，０００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0035】
（実施例２）
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１）７（ＳｉＯ３）６（Ｃｌ０．９，Ｉ０．１）２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＢａＣＯ３，ＣａＩ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．３５：２．６：３．１５：０．３５：０．２となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例２の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２４，５００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１）７（ＳｉＯ３）６（Ｃｌ０．９，Ｉ０．１）２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＢａＣＯ３，ＣａＩ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．３５：２．６：３．１５：０．３５：０．２となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例２の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２４，５００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0036】
（実施例３）
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１）７（ＳｉＯ３）６（Ｃｌ０．８，Ｂｒ０．１，Ｉ０．１）２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＢａＣＯ３，ＳｒＢｒ２，ＣａＩ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．３５：２．６：３．０５：０．３５：０．１：０．２となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例３の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２４，２００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１）７（ＳｉＯ３）６（Ｃｌ０．８，Ｂｒ０．１，Ｉ０．１）２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＢａＣＯ３，ＳｒＢｒ２，ＣａＩ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．３５：２．６：３．０５：０．３５：０．１：０．２となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例３の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２４，２００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0037】
（実施例４）
（Ｃａ０．３５，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１５）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ１．６，Ｂｒ０．２，Ｉ０．２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＳｒＢｒ２，ＣａＩ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．５２５：２．３５：２．２５：０．３５：０．８：０．１：０．１となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例４の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２６，１００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
（Ｃａ０．３５，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１５）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ１．６，Ｂｒ０．２，Ｉ０．２で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＳｒＢｒ２，ＣａＩ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．５２５：２．３５：２．２５：０．３５：０．８：０．１：０．１となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例４の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２６，１００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0038】
（実施例５）
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．５８，Ｅｕ０．０２）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ０．５，Ｂｒ１．５で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＳｒＢｒ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．０７：２．８：３．０６：０．２５：０．７５となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例５の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２８，５００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．５８，Ｅｕ０．０２）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ０．５，Ｂｒ１．５で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＳｒＢｒ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．０７：２．８：３．０６：０．２５：０．７５となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例５の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２８，５００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0039】
（実施例６）
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ０．１，Ｂｒ１．９で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＣａＢｒ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．３５：１．８５：３．１：０．３５：０．０５：０．０５となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例６の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２７，３００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．４５，Ｂａ０．０５，Ｅｕ０．１）７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ０．１，Ｂｒ１．９で表される蛍光体材料。
原料として、ＳｉＯ２，Ｅｕ２Ｏ３，Ｃａ（ＯＨ）２，ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ，ＣａＢｒ２を用意し、これらのモル比が６．０：０．３５：１．８５：３．１：０．３５：０．０５：０．０５となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ、約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で雰囲気（５／９５）の（Ｈ２／Ｎ２）、１０３０℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、実施例６の蛍光体材料を得た。図１の放射線検出装置でガンマ線照射による発光を測定したところ、２７，３００［ｐｈｏｔｏｎｓ／Ｍｅｖ］の発光量が得られた。
【0040】
表１に、比較例１、実施例１～６でのガンマ線照射による発光量の測定結果を示す。表１に示したように、一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２：Ｅｕ２＋
ｂ（ここで、Ｍは２価の金属元素、Ｘはハロゲン元素を示し、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１を満たす範囲）で表される蛍光体材料（クルムス蛍光体）を含有するシンチレータ材を用いることで、放射線による発光を測定できることがわかる。また、上記一般式で表される蛍光体材料（クルムス蛍光体）を用いることで、従来から用いられているＢＧＯよりも大きな発光量を得ることができ、放射線の検出感度を向上できる。
【0041】
また、一般式における組成Ｍに、ＣａまたはＢａを含む２価の金属元素が含まれており、組成Ｘは少なくともＣｌまたはＣｌより原子量の大きな１種のハロゲン元素を含んでいる。特に、組成ＸにＢｒを含む場合には、蛍光体材料を一般式（Ｍ１－ａＳｒａ）７（ＳｉＯ３）６Ｘ２―ｃＢｒｃ：Ｅｕ２＋
ｂ で表すことができる。このとき、Ｂｒの組成比が、０．２≦ｃ≦２．０の範囲である場合に光子の検出量が大きく、放射線の検出感度が向上している。
【0042】
【表1】
【0043】
（シンチレータ材でのガンマ線吸収の測定）
次に、上述した実施例１，４～６で作成したシンチレータ材によるガンマ線吸収率を測定した。図３は、シンチレータ材のガンマ線吸収率の測定装置３０を示す模式図である。図３に示すように、ガンマ線吸収率の測定装置３０は、光電子増倍管３１と、検出用シンチレータ３２と、評価サンプル３３と、遮光シート３４と、放射線源３５を備えている。
次に、上述した実施例１，４～６で作成したシンチレータ材によるガンマ線吸収率を測定した。図３は、シンチレータ材のガンマ線吸収率の測定装置３０を示す模式図である。図３に示すように、ガンマ線吸収率の測定装置３０は、光電子増倍管３１と、検出用シンチレータ３２と、評価サンプル３３と、遮光シート３４と、放射線源３５を備えている。
【0044】
光電子増倍管３１は、微量の光子を検出して電気信号を出力する部材である。検出用シンチレータ３２は、光電子増倍管３１の入射窓に配置され、ＢＧＯを含有した部材であり、放射線源３５から照射される放射線によって励起されて可視光を発光する。評価サンプル３３は、上述した実施例１，４～６で作成した蛍光体材料を含有するシンチレータ材であり、光電子増倍管３１と検出用シンチレータ３２との間に配置されている。遮光シート３４は、可視光を遮り放射線を透過する材料で構成されたシート状の部材であり、光電子増倍管３１の入射窓と検出用シンチレータ３２を覆って配置されている。また、遮光シート３４は検出用シンチレータ３２と評価サンプル３３の間に挟まれている。放射線源３５は、放射線を照射するための装置であり、本実施形態では２４１Ａｍの６０ｋｅＶを用いている。
【0045】
図３に示した測定装置３０では、放射線源３５から照射されたガンマ線は、評価サンプル３３および遮光シート３４を透過して検出用シンチレータ３２に到達する。検出用シンチレータ３２では、ガンマ線によってＢＧＯが励起され可視光を発光する。検出用シンチレータ３２で発光した光子は、光電子増倍管１４に到達して検出信号として信号処理部に出力される。信号処理部では、検出信号に基づいて光子数を算出する。
【0046】
このとき、評価サンプル３３に入射したガンマ線によって、蛍光体材料も励起されて可視光を発光するが、遮光シート３４で光が遮られるために、光電子増倍管３１に入射する光子は検出用シンチレータ３２で発光したものだけとなる。したがって、光電子増倍管３１で検出された光子数を比較することで、評価サンプル３３によって吸収されたガンマ線の量を測定することができる。
【0047】
（比較例２）
図３に示した測定装置３０において、評価サンプル３３を取り除いた状態で光電子増倍管３１により検出用シンチレータ３２の発光量を測定したものを比較例２とする。また測定装置３０において、評価サンプル３３として実施例１，４～６を置いた状態で光電子増倍管３１により検出用シンチレータ３２の発光量を測定し、比較例２との比較でガンマ線吸収率を算出した。ここでガンマ線吸収率ＲＡは、比較例２での検出光子数（ＮＡ）を１００％として、評価サンプル３３を置いた状態での検出光子数（ＮＢ）の比率Ｒ（ＮＢ／ＮＡ）を求め、ＲＡ＝（１００－Ｒ）％として算出している。
図３に示した測定装置３０において、評価サンプル３３を取り除いた状態で光電子増倍管３１により検出用シンチレータ３２の発光量を測定したものを比較例２とする。また測定装置３０において、評価サンプル３３として実施例１，４～６を置いた状態で光電子増倍管３１により検出用シンチレータ３２の発光量を測定し、比較例２との比較でガンマ線吸収率を算出した。ここでガンマ線吸収率ＲＡは、比較例２での検出光子数（ＮＡ）を１００％として、評価サンプル３３を置いた状態での検出光子数（ＮＢ）の比率Ｒ（ＮＢ／ＮＡ）を求め、ＲＡ＝（１００－Ｒ）％として算出している。
【0048】
【表2】
【0049】
表２に示したように、実施例１，４～６では蛍光体材料（クルムス蛍光体）を含有した評価サンプル３３のシンチレータ材でガンマ線が３０％以上吸収されており、放射線で蛍光体材料（クルムス蛍光体）を高効率に励起して可視光を発光できていることがわかる。
【0050】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0051】
１０，２０…放射線検出装置
３０…測定装置
１１…容器
１２…窓部材
１３，２３…シンチレータ材
１４，３１…光電子増倍管
１５…ブリーダ回路
２１…受光素子
３２…検出用シンチレータ
３３…評価サンプル
３４…遮光シート
３５…放射線源
３０…測定装置
１１…容器
１２…窓部材
１３，２３…シンチレータ材
１４，３１…光電子増倍管
１５…ブリーダ回路
２１…受光素子
３２…検出用シンチレータ
３３…評価サンプル
３４…遮光シート
３５…放射線源
【図1】
【図2】
【図3】
