CN106459758A - 发光体及辐射探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种荧光寿命短、透明度高、且发光量大的发光体及使用有该发光体的辐射探测器。还提供一种适宜于γ射线、X射线、α射线、中子射线这样的辐射探测器用发光体的、抗辐射性高、荧光衰减时间短且发光强度大的发光体及使用有该发光体的辐射探测器。一种具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的发光体，所述发光体相对于具有以通式CexRE3‑xM5+ yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤‑0.5、M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。

Description

发光体及辐射探测器
技术领域
本发明涉及一种发光体，其含有铈作为用于吸收γ射线、X射线、α射线、β射线、中子射线等放射线或高能量的光子并急速变换为更低能量的光子的活化剂。此外，本发明还涉及一种使用有该发光体的光子检测器或辐射探测器。
背景技术
闪烁体等发光体应用在用于检测γ射线、X射线、α射线、β射线、中子射线等的光子检测器或辐射探测器中，该检测器被广泛应用于正电子发射计算机断层显像仪(PET仪)或X射线CT等医学影像设备、高能量物理用的各种辐射测量仪、资源勘探装置等中。
例如，在正电子发射计算机断层显像仪(PET仪)中，由于通过符合计数检测能量较高的γ射线(湮没γ射线：511eV)，采用了高感度且可达到高速响应的闪烁检测器。对于检测器特性需要达到高计数率特性或去除偶发符合计数噪声的高时间分辨率。
此外，在近几年中出现一种被称作Time Of flight型PET(TOF-PET)的、通过测定湮没γ射线到达辐射探测器的时间差而提高了位置检测精度的PET。在TOF-PET中所使用的辐射探测器中，尤其需要高速的响应，对于辐射探测器中所使用的闪烁体，短的荧光寿命很重要。
通常，作为适于这些辐射探测器的闪烁体，从检测效率方面考虑，优选为密度高且原子序号大(光电吸收比高)，从高速响应的必要性或高能量分辨率的方面考虑，优选为发光量多，荧光寿命(荧光衰减时间)短或透明性高的结晶。在近几年的系统中，由于多层化及高解析度化，需要将大量的闪烁体以细长形状(例如对于PET为5×30mm左右)稠密地排列，因此操作简易化、加工性、可制备大型结晶、以及价格都成为其重要的选择因素。此外，闪烁体的发光波长与光检测器的检测感度的高波长区域一致也很重要。
最近，作为应用于各种辐射探测器的优选的闪烁体，有具有石榴石结构的闪烁体。例如，公开了一种具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的闪烁体的Ce掺杂(Gd、Y、Lu)3(Al、Ga)5O12结晶(例如，请参考专利文献1或非专利文献1)。在Ce掺杂(Gd、Y、Lu)3(Al、Ga)5O12中，根据结晶组成可以确认到密度、发光量、荧光寿命等闪烁体特性的变化，其中特别是Ce掺杂Gd3Al2Ga3O12闪烁体具有密度为6.7g/cm3、发光量为45000photon/MeV的特性，由于自身放射性充分少，不仅应用于PET装置，还发展应用于X射线CT等医学影像设备、高能量物理用的各种辐射测量仪、环境放射性测量仪。另一方面，在该闪烁体中存在荧光寿命长达90ns左右的问题。
此外，公开了一种含有Gd、Al、Ga的、以原子个数比计Ga/(Gd+Ga+Al+Ce)为0.2～0.3的闪烁体(例如，请参考专利文献2)。然而，对于在Ce活化石榴石闪烁体中性能最优异的Ce掺杂Gd3(Al、Ga)5O12闪烁体，在其以原子个数比计Ga/(Gd+Ga+Al+Ce)为0.3以下的情况下，由于不能通过熔体生长法而进行单晶生长，难以用于需要透明度高的大型结晶的PET装置或高能量物理用途中(例如，请参考非专利文献2)。
石榴石型闪烁体中，已知其具有8配位、6配位、4配位的三个配位点的结晶构造，例如已知在Ce掺杂(Gd、Y、Lu)3(Al、Ga)5O12石榴石闪烁体中，Ce、Gd、Y、Lu这样的稀土元素占有8配位的配位点、Al、Ga占有6配位、4配位的配位点。然而，已知在Ce活化石榴石型闪烁体中，稀土元素置换于6配位、4配位的部分配位点上，Al、Ga置换于8配位的部分配位点上，引起反位效应，在带隙之间产生来源于反位的缺陷能级，Ce3+4f5d发光由于缺陷能级而受到阻碍，发光量降低，产生寿命长的发光成分(例如，请参考非专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2012/105202号
专利文献2：国际公开WO2006/068130号
非专利文献
非专利文献1：Kamada K，Yanagida T，Pejchal J，Nikl N，EndO T，TsutumiK，FujimOtO Y，FukabOri A and YOshikawa A.，“COmpOsitiOn Engineering in Cerium-DOped(Lu，Gd)3(Ga，Al)5O12 Single-Crystal ScintillatOrs”，Crystal GrOwth andDesign，2011，11，4484
非专利文献2：Kei Kamada，Shunsuke KurOsawa，Petr Prusa，Martin Nikl，Vladimir V.KOchurikhin，TakanOri EndO，KOusuke Tsutumi，HirOki SatO，Yuui YOkOta，Kazumasa Sugiyama，Akira YOshikawa，“Cz grOwn 2-in.size Ce：Gd3(Al，Ga)5O12single crystal；relatiOnship between Al，Ga site Occupancy and scintillatiOnprOperties”，Optical Materials，OctOber 2014，VOlume 36，Issue 12，Pages 1942-1945
非专利文献3：M.Nikl，E.MihOkOva，J.Pejchal，A.Vedda，Yu.ZOrenkO，andK.Nejezchleb，“The antisite LuAl defect-related trap in Lu3Al5 O12：Ce singlecrystal”，physica status sOlidi(b)，NOvember 2005，VOlume 242，Issue 14，PagesR119-R121
发明内容
本发明要解决的技术问题
如上所述，在以往的Ce掺杂的具有石榴石结构的闪烁体中，存在荧光寿命长、透明度低、发光量小的问题。
本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种荧光寿命短、透明度高、且发光量大的发光体及使用有该发光体的辐射探测器。由此可以提供一种适宜于γ射线、X射线、α射线、中子射线这样的辐射探测器用发光体的、荧光衰减时间短且发光强度大的发光体及使用有该发光体的辐射探测器。
解决技术问题的技术手段
本发明为解决上述问题的如下所述构成。
即，第一本发明的闪烁体、荧光体等发光体的特征在于，其相对于具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
此外，第二本发明的发光体的特征在于，其相对于具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Li的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
此外，第二本发明的发光体的特征也可在于，其相对于具有以通式CexRE3-xAl5+ yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Mg的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5，及RE为选自Y、Lu的一种或两种以上。
此外，第二本发明的发光体的特征也可在于，其相对于具有以通式CexGd3-x(Ga2Al1-z)5+yO12所表示的石榴石结构的发光体，其含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Li或Mg的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5、0.49≤z≤0.7。
此外，第二本发明的发光体可由透明体构成，该透明体以1000℃以上的温度对原料热处理而得到，具有20000photon/MeV以上的发光量和300ps以下的时间分辨率，磷光成分为0.5％以下，漫透射率为80％以上。原料为含有Ce、RE(例如，Gd)及M(例如，Ga、Al)的化合物。
此外，第三本发明的闪烁体、荧光体等发光体的特征在于，其相对于具有以通式Gd3-x-zCexREzM5O12所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.1、0≤z＜3，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
此外，第三本发明的发光体的特征也可在于，为具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的发光体，其相对于具有以通式Gd3-x-zCexREzM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.1、0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5、0≤z＜3，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
第三本发明的发光体优选所述共掺杂的二价阳离子为选自Mg及Ca的至少一种以上的阳离子，最优选Mg。
此外，第三本发明的发光体也可由透明体构成，该透明体以1000℃以上的温度对原料热处理而得到，具有40000photon/MeV以上的发光量和240ps以下的时间分辨率。原料为含有Gd、Ce、M(例如，Al、Ga)、及一价或二价阳离子的、根据情况也含有RE的化合物。
第一至第三本发明的发光体通过γ射线等放射线或高能量光子而激发发出的荧光波长可为200～600nm。
第一至第三本发明的使用Ce3+的4f5d能级的发光的发光体通过相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂Li或Mg等的、选自Li、Na、K、Rb、Cs这样的一价碱金属离子及Be、Mg、Ca、Sr、Ba这样的二价碱土金属离子的至少一种以上的离子，对于无共掺杂的发光体，荧光衰减时间及发光的上升时间分别以5％以上减短及高速化，通过以5％以上增加发光强度，可以减短荧光测定的采样时间，可以期待高时间分辨率即采样间隔的降低。若实现高时间分辨率则可以增加单位时间的采样数。此外，通过发光强度增加能量分辨率提高。此外，抗辐射性也得到提高。
第一至第三本发明的铈活化的发光体相对于全部阳离子最好以1ppm以上7000ppm以下的摩尔比含有Li或Mg等的、选自Li、Na、K、Rb、Cs这样的一价碱金属离子及Be、Mg、Ca、Sr、Ba这样的二价碱土金属离子的至少一种以上金属离子，优选以5ppm以上6000ppm以下的摩尔比含有，更优选以10ppm以上5000ppm以下的摩尔比含有，进一步优选以20ppm以上400ppm以下的摩尔比含有。
第一至第三本发明的发光体从要求高发光量、高时间分辨率、高能量分辨率的角度考虑，最好具有高透明性。优选在发光波长中具有每1cm为70％以上的漫透射率，更优选每1cm为85％以上的漫透射率，进一步优选每1cm为95％以上的漫透射率。
第一至第三本发明的发光体通过共掺杂Li或Mg等的、一价或二价阳离子可以提高时间分辨率。形成尺寸时，通过511keV的γ射线照射的符合测量法，第二本发明的发光体得到240ps以下的时间分辨率，第三本发明的发光体得到300ps以下的时间分辨率。此外，我们知道通常发光体的尺寸越大，则到达光检测器的光路长度越长，时间分辨率会发生恶化。
通常，发光量与电压脉冲信号的积分值相关联，发光强度越高则发光量越高，发光的上升时间及荧光寿命越短则发光量越低。第一至第三本发明的发光体例如，在PET装置中使用发光体的情况下，最好比作为已有的PET用闪烁体的LYSO的发光量更高，最好优选为24000photon/MeV以上，更优选为30000photon/MeV以上，进一步优选为40000photon/MeV以上。
由具有这样的短寿命的发光的、第一至第三本发明的发光体而构成闪烁体结晶期待作为TOF-PET、PET、SPECT、CT用高速响应的放射线检测的闪烁体的应用，也期待应用于高能量物理用的各种放射线测量仪、环境放射性测量仪中。
第四本发明的闪烁体、荧光体等发光体的特征在于，具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，以及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。在这种情况下，与y＝0或1的荧光体相比，其兼备短荧光衰减时间、短发光的上升时间、大发光强度、高抗辐射性、高发光量、少磷光成分。
含有第一至第四本发明的发光体的本发明的发光体，在其制备方法中作为起始原料可以使用通常的氧化物原料，在作为闪烁体用结晶而使用的情况下，特别优选使用99.99％以上(4N以上)的高纯度原料。在制备时，以在熔液形成时形成目标组成的方式秤量并混合这些起始原料而进行使用。进一步特别优选除作为目标的组成以外的杂质极少的(例如1ppm以下)这些原料。
第一至第四本发明的发光体的制备方法优选在不活泼气体(例如，Ar、N2、He等)气氛下进行结晶的培养。也可使用不活泼气体(例如，Ar、N2、He等)与氧气或二氧化碳气体、一氧化碳气体的混合气体。但是，在使用该混合气体进行结晶的培养的情况下，以防止坩埚氧化为目的，氧的分压优选为2％以下。此外，在结晶培养后的退火等后工序中，可以使用氧气、二氧化碳气体、一氧化碳气体、不活泼气体(例如，Ar、N2、He等)、及不活泼气体(例如，Ar、N2、He等)与氧气、二氧化碳气体、一氧化碳气体的混合气体。在使用混合气体的情况下，氧气分压不受2％的限制，可以使用从0％至100％的任意混合比的氧气分压。
第一至第四本发明的发光体最好通过对原料进行1000℃以上热处理而制备，例如，除作为进行发光体的熔点以上的热处理的熔液生长法的微下拉法(micro pullingdown method)之外，无特别限制可以采用切克劳斯基法(Czochralski method)(提拉法)、布里兹曼法(Bridgman growth method)、区域熔炼法(zone melting method)、或边缘限定填料法(EFG法)等液相法、通过1000℃以上的热处理而制备的助熔剂法或顶部籽晶助熔剂(Top Seeded Solution Growth)法(TSSG)法等溶液生长法、气氛烧结法、反应烧结法、热等静压烧结法等烧结法等。然而，以提高成品率、相对地减轻加工损耗为目的，为了得到大型结晶优选切克劳斯基法(Czochralski method)或布里兹曼法(Bridgman growth method)。此外，在使用气氛烧结法、反应烧结法、热等静压烧结法等烧结法的情况下，更优选以1300℃以上熔点以下的温度进行热处理。
另一方面，若作为闪烁体用结晶只使用小型的结晶则不需或需要少量后加工，因此优选区域熔炼法、EFG法、微下拉法、切克劳斯基法这样的液相法或气氛烧结法、反应烧结法、热等静压烧结法等烧结法。
此外，作为在这些热处理中所使用的坩埚-后加热器可以使用由铂、铱、铑、铼、钨、钼或它们的合金而构成的坩埚-后加热器。此外，加热不仅可以使用高频振荡器，还可以使用聚光加热器或电阻加热器。
第五本发明的发光体的特征在于，为了以减短荧光寿命、减低寿命长的荧光寿命成分为目的，在制备第一至第四本发明的发光体之后，在含有氧的气氛中、在氩、氮等不活泼气体气氛中、在相对氩、氮等不活泼气体含有氧的气氛中、或在空气中，以1000℃以上的温度进行退火而制备。退火最好以1000℃以上的温度范围进行8小时以上。最好优选以1300℃以上的温度范围进行12小时以上的退火，更优选以1500℃以上的温度范围进行12小时以上的退火，进一步优选以1600℃以上的温度范围进行24小时以上的退火。
通常，为了提高发光体的发光强度、发光量、时间分辨率、能量分辨率，需要进行基于机械抛光的镜面抛光。机械抛光方法复杂，由粗抛光工序、镜面抛光工序等多个工序所构成。特别是在对多面体的多个表面进行抛光的情况下，通常需要逐面进行抛光，不经济。此外，通常难以抛光非平面的复杂的表面。因此，含有第一至第五本发明的发光体的本发明的发光体以增加发光强度及发光量、提高时间分辨率为目的，在通过上述制备法制备发光体之后，最好通过浸泡在含有正磷酸等磷酸的蚀刻液中进行蚀刻处理，使其表面具有蚀刻坑、且使其具有垂直入射反射率为8％以下的无光泽性的表面。最好垂直反射率优选为比0大且在7％以下、更优选垂直反射率为比0大且在5％以下、进一步优选垂直反射率为0.05以上2％以下。此外，蚀刻液也可以在正磷酸中混合硫酸、盐酸或硝酸的至少一种而使用。蚀刻液最好以100℃以上的温度进行加热。通过此蚀刻处理，与基于机械抛光的镜面抛光法相比，可以提高发光强度、发光量、时间分辨率、能量分辨率。
第一至第五本发明的发光体优选为单晶。
本发明的辐射探测器的特征在于，其为具有吸收γ线、X射线、α射线、中子射线这样的放射线或高能量光子而发光的发光体、及检测所述发光体的发光的光接收器的辐射探测器，所述发光体为第一至第五本发明的发光体。
发明效果
根据本发明可以提供一种荧光寿命短、透明度高、且发光量大的发光体及使用有该发光体的辐射探测器。由此，可以提供一种适宜于γ射线、X射线、α射线、中子射线这样的辐射探测器用发光体的、抗辐射性高、荧光衰减时间短且发光强度大的发光体及使用有该发光体的辐射探测器。
附图说明
图1为表示对作为本发明的实施方式的发光体的、1500ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.0015Ga3Al2O12，及未共掺杂Li的结晶照射137Csγ射线时的、通过数字示波器得到的电压脉冲信号的图。
图2为表示对作为本发明的实施方式的发光体的、1500ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.0015Ga3Al2O12，及未共掺杂Mg的结晶照射137Csγ射线时的、通过数字示波器得到的电压脉冲信号的图。
图3为作为本发明的实施方式的发光体的、300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.0015Ga3Al2O12的、(a)蚀刻处理后的结晶表面的光学显微镜图像(b)蚀刻处理前的结晶表面的光学显微镜图像。
具体实施方式
以下对于本发明的实施方式进行说明。
本发明的实施方式的发光体，相对于具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
本发明的实施方式的发光体兼备短荧光衰减时间、短发光的上升时间、大发光强度、高抗辐射性、高发光量、少磷光成分。
在本发明的实施方式的发光体中，第一本发明的实施方式的发光体为具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的发光体，相对于具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Li的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
此外，第二本发明的实施方式的发光体为具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的发光体，具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。在这种情况下，特别是与y＝0或1的荧光体相比，其兼备短荧光衰减时间、短发光的上升时间、大发光强度、高抗辐射性、高发光量、少磷光成分。
此外，第三本发明的实施方式的发光体为具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的发光体，相对于具有以通式Gd3-x-zCexREzM5O12所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.1、0≤z＜3，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
此外，第四本发明的实施方式的发光体为具有使用有Ce3+的4f5d能级的发光的石榴石结构的发光体，相对于具有以通式Gd3-x-zCexREzM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.1、0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5、0≤z＜3，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
本发明的实施方式的发光体通过例如，使用有微下拉法的单晶制备法而制备。此外，在以下中，作为本发明的实施方式的发光体的制备方法，示出有微下拉法，但并不限定于此。
对于微下拉法使用高频感应加热的气氛可控型微下拉法装置而进行。微下拉法装置由具备有坩埚、夹住与从设置于坩埚底部的细孔所流出的熔液接触的籽晶的籽晶夹具、使籽晶夹具在下方进行移动的移动机构、控制该移动机构的移动速度的装置、加热坩埚的感应加热装置的单晶制备装置而构成。通过这样的单晶制备装置可以通过在坩埚正下方形成固液界面，并在下方移动籽晶而制备单晶。
该坩埚由碳、铂、铱、铑、铼、钨、钼或它们的合金所构成，在坩埚底部外周上配置有作为由碳、铂、铱、铑、铼、钨、钼或它们的合金所构成的发热体的后加热器。坩埚及后加热器通过根据感应加热装置的输出功率的调整可以调整发热量，由此可以控制从设置于坩埚底部的细孔所拉出的熔液的固液界面区域的温度及其分布。
腔室的材质为SUS，窗的材料为石英。微下拉法(micro pulling down method)装置为了使气氛的控制变为可能，其具备转子泵，在置换气体之前，可以使真空度为1×10- 3Torr以下。此外，可以将Ar、N2、H2、O2气体等以通过附带的气体流量计以精密调整的流量导入腔室内。
使用该装置，将以在熔液形成时为目标组成的方式进行秤量、混合的原料投入坩埚内，在对炉内进行高真空排气之后，通过将Ar气体或Ar气体与O2气体的混合气体导入炉内，使炉内为不活泼气体气氛或低氧分压气氛，通过对感应加热装置逐渐施加高频电力而对坩埚进行加热，使坩埚内的原料完全熔解。此外，原料优选由99.99％以上(4N以上)的高纯度原料所构成，除目标组成以外的杂质极少(例如1ppm以下)的原料。
在熔解原料之后，以规定速度使籽晶逐渐上升，使其前端与坩埚下端的细孔接触并充分融合。之后，通过调整熔液温度的同时使籽晶夹具的下降轴下降而使结晶生长。此外，作为籽晶优选使用与结晶生长对象物同等或构造及组成与其都相近的籽晶，但并不限定于此。此外，作为籽晶优选使用方位明确的籽晶。
在所准备的原料全部结晶化，熔液消失时结晶生长结束。此外，以均一地保持组成及长型化为目的，也可采用连续填充原料用机器。
本发明的实施方式的辐射探测器由本发明的实施方式的发光体和光接收器组合而构成，所述本发明的实施方式的发光体由闪烁体结晶而构成。本发明的实施方式的辐射探测器也可以作为辐射检测仪的辐射探测器而使用。
作为这样的辐射检测仪，可列举资源勘探用检测器、高能量物理用检测器、环境放射性检测器、γ照相机及医用图像处理装置等。作为医用图像处理装置测定例子，适宜于正电子发射计算机断层显像仪(PET)、X射线CT、SPECT等用途中。此外，作为PET的方式，优选二维型PET、三维型PET、飞行时间(TOF)型PET、深度检出(DOI)型PET。也可进一步的组合这些方式进行使用。
本发明的实施方式的辐射探测器，作为光接收器可以使用位置灵敏型光电倍增管(PS-PMT)、硅光电倍增管(Si-PM)、光电二极管(PD)、或雪崩光电二极管(APD)等。
以下参考附图对本发明的实施方式的发光体的实施例进行详细说明。但本发明并不限定于此。此外，在以下的实施例中，在Ce及共掺杂的一价或二价阳离子的特别指定上，记载为结晶中的浓度、熔液(装料)的浓度的任意一个，在各实施例中存在相对于结晶中的浓度1装料时的浓度为1～100左右的关系。
此外，在各实施例中以下述方式测定时间分辨率。首先，将各实施例的透明发光体加工并抛光为的尺寸，使用光学粘接剂分别将2个该发光体粘接在2个以约5cm的距离而分离的、相对配置的Si-PM上，将粘接面之外用Teflon(注册商标)胶带覆盖。其次，将22Naγ射线源设置于2个闪烁体单晶(发光体)的中心上，将通过从22Naγ射线源到β射线衰变以约180°相对同时放出的511keV的γ射线照射到各发光体上。通过使用有数字示波器的符合测量法测定γ射线照射的各发光体的荧光，以此测定时间分辨率。
[实施例1]
通过微下拉法制备了分别以300、1500、3000ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例2]
通过微下拉法制备了分别以300、1500、3000ppm共掺杂有Li的Lu2.985Ce0.015Al5O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例3]
通过微下拉法制备了分别以300、1500、3000ppm共掺杂有Li的Y2.985Ce0.015Al5O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[比较例1]
通过微下拉法制备了未共掺杂的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm92％。
[比较例2]
通过微下拉法制备了分别以20000ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm70％。与未共掺杂的比较例1的结晶相比发光强度降低了40％。
[比较例3]
通过微下拉法制备了未共掺杂的Lu2.985Ce0.015Al5O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[比较例4]
通过微下拉法制备了未共掺杂的Y2.985Ce0.015Al5O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例4]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3.15Al2.1O12.375的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm92％。
[实施例5]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga2.85Al1.9O11.625的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例6]
通过微下拉法制备了Gd2.985Ce0.015Ga3.15Al2.1O12.375的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例7]
通过微下拉法制备了Gd2.985Ce0.015Ga2.85Al1.9O11.625的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例8]
在含有3％氧的氩气气氛中，以1700℃的温度范围对在实施例1之中的、以300ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12进行了24小时的退火。
[实施例9]
在含有3％氧的氩气气氛中，以1700℃的温度范围对实施例6的Gd2.985Ce0.015Ga3.15Al2.1O12.375进行了24小时的退火。
[实施例10]
在实施例2之中，在大气中，以1200℃的温度范围对300ppm共掺杂有Li的Lu2.985Ce0.015Al5O12进行了24小时的退火。
[比较例5]
在含有3％氢气的氩气气氛中，以1000℃的温度范围对实施例4的、以300ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3.15Al2.1O12.375进行了48小时的退火。
[实施例11]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Mg的Lu2.985Ce0.015Al5.2O12.3的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例12]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Mg的Y2.985Ce0.015Al5.2O12.3的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例13]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Mg的Lu2.985Ce0.015Al4.8O11.7的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例14]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Mg的Y2.985Ce0.015Al4.8O11.7的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm91％。
实施例1～14及比较例1～5中得到的结晶的发光强度、发光的上升时间、荧光寿命、时间分辨率的评价结果如表1所示。在将实施例及比较例的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，使用光学粘接剂粘接在光电倍增管上，使用Teflon(注册商标)胶带覆盖上面，在这个面上照射137Csγ射线，通过解析得到的能谱的光电吸收峰而评价发光量。
图1是在将实施例1中的以1500ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12、及以相同组成未共掺杂Li的比较例1的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，使用光学粘接剂粘接在光电倍增管上，使用Teflon(注册商标)胶带覆盖上面，照射137Csγ射线，通过数字示波器而得到的电压脉冲信号。解析得到的电压脉冲信号，并评价发光强度、发光的上升时间、荧光寿命。如图1及表1所示，通过以1500ppm添加Li，相对于未共掺杂的结晶(比较例1)，发光强度增加了21％，上升时间从2.3ns(未共掺杂)变为1.8ns(1500ppm共掺杂)，加快了22％。此外，荧光寿命从64ns(未共掺杂)变为43ns(1500ppm共掺杂)，加快了33％，且减低了未共掺杂中存在的寿命长的荧光寿命成分。此外，以CuKα、40mA、40mV的条件照射X射线，进行最大发光强度与1ms后的发光强度的比较，测定磷光成分的含量时，磷光成分从1％(未共掺杂)减少为0.1％(1500ppm共掺杂)。
使用2个实施例1中的以1500ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12、及以相同组成未共掺杂有Mg的比较例1的闪烁体单晶，通过上述的符合测量法进行了时间分辨率的测定。如表1所示，通过以1500ppm添加Li，相对于未共掺杂的结晶，提高了时间分辨率，时间分辨率从400ps(比较例1)加快为210ps(实施例1)。
此外，如表1所示，若比较实施例1～3、比较例1、3、4，通过共掺杂Li确认到发光强度的增加、发光的上升时间及荧光寿命的减短、及寿命长的荧光寿命成分的减低。
以CuKα、40mA、40mV的条件对通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中y的值取为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5的实施例6、7及比较例1的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12(y＝0)照射X射线，进行最大发光强度与1ms后的发光强度的比较，在测定磷光成分的含量之后，磷光成分从1.8％(比较例1)减少为0.2％(实施例6)、0.2％(实施例7)。确认到通过将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值设为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5，磷光成分减少。
在将实施例1中的以1500ppm共掺杂有Li的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12、及以相同组成未共掺杂Li比较例1的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，照射以相当于600Gy的CuKα、40mA、40mV的条件而产生的X射线，在测定X射线照射前后的520nm处的吸收系数的增加率之后，未共掺杂的结晶(比较例1)的吸收系数的增加率为50％，以1500ppm掺杂有Li的结晶(实施例1)的吸收系数的增加率为1.0％。确认到通过共掺杂Li抗辐射性得到提高。
在将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值取为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5的实施例6、7及比较例1的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12(y＝0)的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，照射以相当于600Gy的CuKα、40mA、40mV的条件而产生的X射线，在测定X射线照射前后的520nm处的吸收系数的增加率之后，吸收系数的增加率从50％(比较例1)减少为1.2％(实施例6)、1.5％(实施例7)。确认到通过将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值设为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5抗辐射性提高。
在将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值取为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5、且共掺杂有Mg的实施例12、14及比较例4的Y2.985Ce0.015Al5O12(y＝0)的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，照射以相当于600Gy的CuKα、40mA、40mV的条件而产生的X射线，在测定X射线照射前后的520nm处的吸收系数的增加率之后，吸收系数的增加率从55％(比较例4)减少为0.5％(实施例6)、0.8％(实施例7)。确认到通过将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值设为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5抗辐射性提高。
在将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值取为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5、且共掺杂有Mg的实施例11、13及比较例3的Lu2.985Ce0.015Al5O12(y＝0)的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，照射以相当于600Gy的CuKα、40mA、40mV的条件而产生的X射线，在测定X射线照射前后的520nm处的吸收系数的增加率之后，吸收系数的增加率从55％(比较例4)减少为0.8％(实施例6)、0.9％(实施例7)。确认到通过将通式CexLu3-xM5+yO12+3y/2中的y的值设为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5抗辐射性提高。
进一步，如表1所示，在将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值取为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5的实施例6、7中，与y＝0的比较例1相比较，确认到发光量、时间分辨率、发光强度的提高、荧光寿命的减短、且寿命长的成分的降低。这是由于通过将通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2中的y的值设为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5，稀土元素在6配位配位点、或Al、Ga在8配位配位点发生部分取代的反位效应减低，来自反位的缺陷能级也减低，以此促进Ce3+4f5d发光。由于进一步缺陷能级降低，与照射放射线后的缺陷能级相关联的吸收降低，抗辐射性得到了提高。
此外，在如表1所示，在含有氧气的气氛中进行了退火的实施例9及实施例10中，与进行退火前(分别为实施例6及实施例2)相比，确认到发光强度增加、发光的上升时间及荧光寿命减短、且寿命长的荧光寿命成分降低。
[实施例15]
通过微下拉法制备了分别以300、1500、3000ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例16]
通过微下拉法制备了分别以300、1500、3000ppm共掺杂有Ca的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例17]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有K的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例18]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Na的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm92％。
[实施例19]
通过微下拉法制备了分别以300、1500、3000ppm共掺杂有Mg的Lu2.885Gd0.1Ce0.015Al5O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm89％。
[比较例6]
通过微下拉法制备了未共掺杂的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm92％。
[比较例7]
通过微下拉法制备了分别以7500ppm共掺杂有Ca的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。得到的单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm92％。与未共掺杂的比较例1的结晶相比，发光强度降低了40％。
[比较例8]
通过微下拉法制备了未共掺杂的Lu2.885Gd0.1Ce0.015Al5O12的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有约3mm的直径及约15mm的长度，且为黄色透明。在480nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。480nm处的漫透射率为每1cm90％。
[实施例20]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3.15Al2.1O12.375的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm92％。
[实施例21]
通过微下拉法制备了以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga2.85Al1.9O11.625的组成的石榴石型闪烁体单晶。该单晶具有3mm的直径及15mm的长度，且为黄色透明。在520nm附近的波长处确认到来自Ce3+的4f5d能级的发光。520nm处的漫透射率为每1cm91％。
[实施例22]
在含有3％氧气的氩气气氛中，以1600℃的温度范围对实施例15中的以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12进行了24小时的退火。
[实施例23]
在大气中，以1200℃的温度范围对实施例19中的以300ppm共掺杂有Mg的Lu2.885Gd0.1Ce0.015Al5O12进行了24小时的退火。
[比较例9]
在含有3％氢气的氩气气氛中，以1000℃的温度范围对实施例15中的以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12进行了24小时的退火。
实施例15～23及比较例6～9中得到的结晶的发光强度、发光量、发光的上升时间、荧光寿命、时间分辨率的评价结果如表2所示。在将实施例及比较例的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，使用光学粘接剂粘接在光电倍增管上，使用Teflon(注册商标)胶带覆盖上面，并对其照射137Csγ射线，通过解析得到的能谱的光电吸收峰评价了发光量。
图2为在将实施例15中的以1500ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12、及以相同组成未共掺杂Mg的比较例6的闪烁体单晶加工并抛光为的尺寸之后，使用光学粘接剂粘接在光电倍增管上，使用Teflon(注册商标)胶带覆盖上面，照射137Csγ射线，通过数字示波器而得到的电压脉冲信号。解析得到的电压脉冲信号，并评价了发光强度、发光的上升时间、荧光寿命。如图2及表2所示，通过以1500ppm掺杂Mg，相对于未共掺杂的结晶(比较例6)，发光强度增加30％，上升时间从2.3ns(未共掺杂)变为1.8ns(1500ppm共掺杂)，减短了22％。此外，荧光寿命从60ns(未共掺杂)变为39ns(1500ppm共掺杂)，减短了35％，且减低了未共掺杂中存在的寿命长的荧光寿命成分。
使用2个实施例15中的以1500ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12及以相同组成未共掺杂Mg的比较例6的闪烁体单晶，通过上述的符合测量法进行了时间分辨率的测定。如表2所示，通过以1500ppm掺杂Mg，相对于未共掺杂的结晶，时间分辨率提高，时间分辨率从400ps(比较例6)减短为170ps(实施例15)。
此外，如表2所示，若将实施例15、17与比较例6、8比较，确认到通过共掺杂一价碱金属离子或二价碱土金属离子，发光强度增加、发光的上升时间及荧光寿命减短、且寿命长的荧光寿命成分降低。
进一步，如表2所示，在将通式Gd3-x-zCexREzM5+yO12+3y/2中的y的值设为0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5的实施例20及实施例21中，与y＝0的实施例15相比较，确认到发光量、时间分辨率、发光强度提高，荧光寿命减短，且寿命长的成分减低。此外，对于在含有氧气的气氛中进行了退火的实施例22及实施例23，与进行退火前(分别为实施例15及实施例19)相比，确认到发光强度增加、发光的上升时间及荧光寿命减短、且寿命长的荧光寿命成分降低。
[实施例24]
首先，在市售的正磷酸(H3PO4)中以5～95％(容量)的范围混合入硫酸(H2SO4)，加热至200℃。通过该加热，可以认为正磷酸主要变化为焦磷酸(H4P2O7)。之后，使该加热后的液体的温度为150～350℃的范围的适当温度，作为蚀刻液。使用外齿金刚石切割机将实施例15中的以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12切断为的尺寸，浸泡在上述蚀刻液中并进行了蚀刻处理。图3为示出蚀刻前及蚀刻后的镜面的光学显微镜图像的图。如图3所示，确认到通过蚀刻处理表面出现了蚀刻坑，且得到了无光泽性的表面。
[比较例10]
使用外齿金刚石切割机将实施例15中的以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12切断为的尺寸，进行了机械抛光法的镜面抛光。
[比较例11]
使用外齿金刚石切割机将实施例15中的以300ppm共掺杂有Mg的Gd2.985Ce0.015Ga3Al2O12切断为的尺寸。
对于实施例24、比较例10及比较例11的结晶进行闪烁体性能的测定，发光强度比、发光量、时间分辨率、垂直入射反射率的评价结果如表3所示。如表3所示，确认到进行了蚀刻处理的单晶(实施例24)得到了与用以往的机械加工方法所得到的单晶(比较例10、11)同等以上的闪烁体特性。
[表3]

Claims (14)

1.一种发光体，其特征在于，其相对于具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
2.一种发光体，其特征在于，其相对于具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Li的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0≤y≤0.5或0≤y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
3.一种发光体，其特征在于，其相对于具有以通式CexRE3-xAl5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Mg的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5，及RE为选自Y、Lu的一种或两种以上。
4.一种发光体，其特征在于，其相对于具有以通式CexGd3-x(GazAl1-z)5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有Li或Mg的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5、0.49≤z≤0.7。
5.根据权利要求1～4中任何一项所述发光体，其特征在于，其由透明体构成，该透明体以1000℃以上的温度对原料进行热处理而得到，具有20000photon/MeV以上的发光量和300ps以下的时间分辨率，磷光成分为0.5％以下，漫透射率为80％以上。
6.一种发光体，其特征在于，其相对于具有以通式Gd3-x-zCexREzM5O12所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.1、0≤z＜3，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
7.一种发光体，其特征在于，其相对于具有以通式Gd3-x-zCexREzM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构的发光体，含有相对于全部阳离子以7000ppm以下的摩尔比共掺杂有至少一种以上的一价或二价阳离子的石榴石发光体，式中，0.0001≤x≤0.1、0＜y＜0.5或0＜y＜-0.5、0≤z＜3，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
8.根据权利要求6或7所述发光体，其特征在于，共掺杂有作为所述阳离子的Mg。
9.根据权利要求6～8中任何一项所述发光体，其特征在于，该发光体由透明体构成，该透明体以1000℃以上的温度对原料热处理而得到，具有40000photon/MeV以上的发光量和240ps以下的时间分辨率。
10.一种发光体，其特征在于，具有以通式CexRE3-xM5+yO12+3y/2所表示的石榴石结构，式中，0.0001≤x≤0.3、0＜y≤0.5或0＜y≤-0.5，M为选自Al、Lu、Ga、Sc的一种或两种以上，及RE为选自La、Pr、Gd、Tb、Yb、Y、Lu的一种或两种以上。
11.一种发光体，其特征在于，在制备权利要求1～10中任意一项所述的发光体之后，通过在含有氧气的气氛中或不活泼气体气氛中以1000℃以上的温度进行退火而制备。
12.根据权利要求1～11中任何一项所述发光体，其特征在于，通过使其浸泡在含有磷酸的蚀刻液中进行蚀刻处理而使其表面具有蚀刻坑，且具有垂直入射反射率为8.5％以下的无光泽性的表面。
13.根据权利要求1～12中任何一项所述发光体，其特征在于，其为单晶。
14.一种辐射探测器，其特征在于，其为具有吸收γ线、X射线、α射线、中子射线这样的放射线或高能量光子而发光的发光体、及检测所述发光体的发光的光接收器的辐射探测器，所述发光体为权利要求1～13中任意一项所述的发光体。
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