DE60111827T2 - Szintillatorkristalle, verfahren zur deren herstellung und anwendung dieser kristalle - Google Patents

Szintillatorkristalle, verfahren zur deren herstellung und anwendung dieser kristalle Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft Szintillatorkristalle, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung dieser Kristalle, insbesondere in Detektoren für γ- und/oder Röntgenstrahlung.
  • Szintillatorkristalle werden in Detektoren für γ- und Röntgenstrahlung, kosmische Strahlung und Teilchen, deren Energie etwa 1 keV und auch mehr als dieser Wert beträgt, in großem Umfang verwendet.
  • Ein Szintillatorkristall ist ein im Wellenlängenbereich der Szintillation transparenter Kristall, der auf eine einfallende Strahlung mit der Emission eines Lichtblitzes reagiert.
  • Aus solchen Kristallen, die im Allgemeinen Einkristalle sind, können Detektoren hergestellt werden, in welchen das von dem Kristall, den der Detektor enthält, abgestrahlte Licht mit einem Mittel zur Detektion des Lichts gekoppelt wird, das ein elektrisches Signal erzeugt, das zu der Anzahl der empfangenen Lichtblitze und deren Stärke proportional ist. Solche Detektoren werden insbesondere in der Industrie zum Messen von Dicke oder Flächengewicht und auf den Gebieten der Nuklearmedizin, der Physik, der Chemie und der Erdölerkundung verwendet.
  • Eine Familie von Szintillatorkristallen, die bekannt sind und in breitem Umfang verwendet werden, sind vom Typ mit Thallium dotiertes Natriumiodid, NaI(Tl). Dieses Szintillatormaterial wurde 1948 von Robert Hofstadter entdeckt, ist die Grundlage moderner Szintillatoren und bleibt auch noch das auf diesem Gebiet vorherrschende Material trotz fast 50 Jahre Forschung an anderen Materialien. Jedoch haben diese Kristalle ein nicht sehr schnelles Abklingen der Szintillation.
  • Ein weiteres verwendetes Material ist CsI, das in Abhängigkeit von seiner Verwendung rein oder mit Thallium (Tl) bzw. Natrium (Na) dotiert sein kann.
  • Eine Szintillatorkristallfamilie, die eine große Entwicklung erfahren hat, ist vom Typ Wismutgermanat (BGO). Die Kristalle der Familie BGO haben lange Abklingzeiten, die den Einsatz dieser Kristalle auf niedrige Zählraten beschränken.
  • Eine jüngere Familie von Szintillatorkristallen ist in den 1990er Jahren entwickelt worden und ist vom Typ Lutetiumoxyorthosilicat, aktiviert mit Cer, LSO(Ce). Jedoch sind diese Kristalle sehr heterogen und haben sehr hohe Schmelzpunkte (etwa 2200°C).
  • Die Entwicklung neuer Szintillatormaterialien mit verbesserten Eigenschaften ist daher Gegenstand zahlreicher Untersuchungen.
  • Dabei ist einer der Parameter, die verbessert werden sollen, die Energieauflösung.
  • In den meisten Verwendungsfällen von nuklearen Detektoren ist eine gute Energieauflösung erwünscht. Die Energieauflösung eines Kernstrahlungsdetektors bestimmt dessen Vermögen, sehr nahe beieinander liegende Strahlungsenergien voneinander zu unterscheiden. Sie wird üblicherweise für einen gegebenen Detektor bei einer gegebenen Energie bestimmt, wie die Breite bei mittlerer Höhe des betrachteten Peaks in einem Energiespektrum, das mit diesem Detektor erhalten worden ist, bezogen auf die Energie der Mittellinie dieses Peaks (siehe insbesondere G. F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement", John Wiley and Sons, Inc., 2. Auflage, Seite 114). Im Folgenden des Textes und für alle durchgeführten Messungen wird die Auflösung bei 662 keV, der hauptsächlichen γ-Emissionsenergie von 137Cs, bestimmt.
  • Je kleiner der Wert der Energieauflösung ist, umso besser ist die Qualität des Detektors. Dabei ist festzustellen, dass eine Energieauflösung von etwa 7% es er laubt, gute Ergebnisse zu erhalten. Dennoch haben noch kleinere Auflösungswerte einen großen Vorteil.
  • So erlaubt beispielsweise bei einem Detektor, der zur Analyse verschiedener Radioisotope verwendet wird, eine bessere Energieauflösung eine bessere Unterscheidung dieser Isotope.
  • Eine Verbesserung der Energieauflösung ist besonders vorteilhaft für ein medizinisches bildgebendes Gerät, beispielsweise vom Typ Anger-Gammakamera oder Positronenemissionstomograph (PET), da sie es erlaubt, den Kontrast und die Qualität der Bilder stark zu verbessern, was einen genaueren und zeitigeren Nachweis von Tumoren ermöglicht.
  • Ein weiterer sehr wichtiger Parameter ist die Abklingzeit der Szintillation (englisch "decay time"), die üblicherweise durch ein Verfahren gemessen wird, das als "Start Stop" oder "Multi hit method" bezeichnet wird (beschrieben von W. W. Moses, Nucl. Instr. and Meth., A336, 253 (1993)).
  • Eine Abklingzeit, die so klein wie möglich ist, ist erwünscht, um die Betriebsfrequenz der Detektoren erhöhen zu können. Auf dem Gebet der nuklearmedizinischen Bildgebung erlaubt dies beispielsweise, die Untersuchungszeit beträchtlich zu verkürzen. Eine nicht zu lange Abklingzeit erlaubt es außerdem, die Zeitauflösung der Geräte zu verbessern, welche zeitgleiche Ereignisse detektieren. Dies ist der Fall bei Positronenemissionstomographen (PET), in welchen es die Verkürzung der Abklingzeiten des Szintillators erlaubt, die Bilder deutlich zu verbessern, indem nicht zusammenfallende Ereignisse mit größerer Genauigkeit ausgeschieden werden.
  • Im Allgemeinen kann das Szintillationsabklingspektrum in Abhängigkeit von der Zeit in eine Summe von Exponentialfunktionen aufgelöst werden, die jeweils durch eine Abklingzeit charakterisiert sind.
  • Dabei wird die Qualität eines Szintillators im Wesentlichen von den Eigenschaften des Beitrags der schnellsten Emissionskomponente bestimmt.
  • Die üblichen Szintillatormaterialien erlauben es nicht, gleichzeitig gute Energieauflösungen und schnelle Abklingzeiten zu erhalten.
  • Materialien wie NaI(Tl) weisen eine gute Energieauflösung unter γ-Anregung von etwa 7%, aber eine lange Abklingzeit von etwa 230 ns auf. Weiterhin haben CsI(Tl) und CsI(Na) lange Abklingzeiten, insbesondere von über 500 ns.
  • Nicht sehr lange Abklingzeiten, insbesondere von etwa 40 ns, können mit LSO(Ce) erhalten werden, wobei aber die Energieauflösung unter γ-Anregung bei 662 keV dieses Materials im Allgemeinen größer als 10% ist.
  • Vor Kurzem wurden Szintillatormaterialien von O. Guillot-Noël et al. ("Optical and scintillation properties of cerium doped LaCl3, LuBr3 and LuCl3" im Journal of Luminescence, 85, 21–35 [1999]) offenbart. In diesem Artikel sind die Szintillationseigenschaften von mit Cer dotierten Verbindungen wie LaCl3, dotiert mit 0,57 Mol-% Ce; LuBr3, dotiert mit 0,021 Mol-%, 0,46 Mol-% und 0,76 Mol-% Ce und LuCl3, dotiert mit 0,45 Mol-% Ce beschrieben. Diese Szintillatormaterialien haben recht interessante Energieauflösungen von etwa 7% und recht kurze Abklingzeiten der schnellen Szintillationskomponente, insbesondere von 25 bis 50 ns. Jedoch ist die Intensität der schnellen Komponente dieser Materialien gering, insbesondere etwa 1000 bis 2000 Photonen pro MeV, und erlaubt ihren Einsatz als Komponente in einem leistungsfähigen Detektor nicht.
  • Die Dokumente PELLETIER-ALLARD, N. et al., "Multiphoton excitations in neodymium chlorides", STN Datenbank-Zugriffsnummer 107:225257 CA XP002176464 und PHYS. REV. B. CONDENS. MATTER, 36 (8), 4425-7 (1987) betreffen die Fluoreszenz von Kristallen aus La1-xCexCl3:Nd3+ (0 ≤ x ≤ 1).
  • In den Dokumenten SKJAERET, J. et al., "Competing interactions and properties of cerium lanthanum chloride (Ce1-xLaxCl3)", STN Datenbank-Zugriffsnummer 119:284498 CA XP002176465 und J. MAGN. MAGN. MATER., 127 (1-2), 163-8 (1993) werden magnetische Eigenschaften der Materialien La0,05Ce0,95Cl3 und La0,15Ce0,85Cl3 gelehrt.
  • Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, ein Material bereitzustellen, das in der Lage ist, gleichzeitig eine gute Energieauflösung, die insbesondere wenigstens genauso gut wie diejenige von NaI(Tl) ist, und eine kurze Abklingzeit, die insbesondere wenigstens gleich derjenigen von LSO(Ce) ist, aufzuweisen und dessen Intensität der schnellen Szintillationskomponente für die Herstellung von leistungsfähigen Detektoren geeignet ist und insbesondere mehr als 4000 ph/MeV (Photonen pro MeV) und sogar mehr als 8000 ph/MeV (Photonen pro MeV) beträgt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein anorganisches Szintillatormaterial mit der allgemeinen Zusammensetzung M1-xCexCl3, worin M aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe Y, La, Gd und Lu, insbesondere aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe La, Gd und Lu, ausgewählt ist und x den molaren Anteil der Substitution von M durch Cer, mit x größer als oder gleich 1 Mol-% und kleiner als oder gleich 50 Mol-%, bedeutet.
  • Diese Aufgabe wird ebenfalls erfindungsgemäß gelöst durch ein anorganisches Szintillatormaterial in Form eines Einkristalls mit der allgemeinen Zusammensetzung M1-xCexCl3, worin M aus den Lanthanoiden oder Gemischen aus Lanthanoiden, vorzugsweise aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe Y, La, Gd und Lu, insbesondere aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe La, Gd und Lu, ausgewählt ist und x den molaren Anteil der Substitution von M durch Cer, mit x größer als oder gleich 1 Mol-% und streng kleiner als 100 Mol-%, bedeutet.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen Szintillationsdetektor, der ein anorganisches worin M aus den Lanthanoiden oder Gemischen aus Lanthanoiden, vorzugsweise aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe Y, La, Gd und Lu, insbesondere aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe La, Gd und Lu, ausgewählt ist und x den molaren Anteil der Substitution von M durch Cer, mit x größer als oder gleich 1 Mol-% und streng kleiner als 100 Mol-%, bedeutet.
  • Dabei sind unter Lanthanoiden die Übergangselemente mit der Ordnungszahl 57 bis 71 sowie Yttrium (Y) zu verstehen, wie es auf dem erfindungsgemäßen Gebiet üblich ist.
  • Ein erfindungsgemäßes anorganisches Szintillatormaterial besteht im Wesentlichen aus M1-xCexCl3 und kann auch auf dem erfindungsgemäßen technischen Gebiet übliche Verunreinigungen enthalten. Die üblichen Verunreinigungen sind im Allgemeinen solche, die aus den Ausgangsstoffen stammen und deren Anteil insbesondere weniger als 0,1% und sogar weniger als 0,01% beträgt, und/oder parasitäre Phasen, deren Anteil insbesondere weniger als 1 Vol.-% beträgt.
  • Von den Erfindern konnte gezeigt werden, dass die weiter oben definierten Verbindungen M1-xCexCl3, in welchen der Ceranteil mehr als oder gleich 1 Mol-% beträgt, bemerkenswerte Eigenschaften besitzen. Die Szintillationsemission der erfindungsgemäßen Materialien weist eine starke schnelle Komponente (mindestens 4000 ph/MeV) und eine kurze Abklingzeit von etwa 25 ns auf. Diese Materialien besitzen gleichzeitig eine ausgezeichnete Energieauflösung bei 662 keV von insbesondere unter 5% und sogar unter 4%.
  • Diese Eigenschaften sind umso bemerkenswerter, als sie unerwartet sind und eine große Diskontinuität der Charakteristika ab 1 Mol-% Cer zeigen. Diese Auswahl einer Zusammensetzung ist umso überraschender, als die mit Cer dotierten Szintillatoren, die so gute Eigenschaften wie LSO haben, weniger als 1% und vorzugsweise etwa 0,2% Cer enthalten (siehe beispielsweise M. Kapusta et al., "Comparison of the scintillation properties of LSO:Ce Manufactured by different Laborato ries and of LGSO:Ce", IEEE transaction on Nuclear Science, Bd. 47, Nr. 4, August 2000).
  • Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Material hat die Formel La1-xCexCl3.
  • Entsprechend einer Ausführungsform hat das erfindungsgemäße Szintillatormaterial eine Energieauflösung von unter 5%.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform hat das erfindungsgemäße Szintillatormaterial eine kurze Abklingzeit von kleiner als 40 ns und sogar kleiner als 30 ns.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das erfindungsgemäße Szintillatormaterial gleichzeitig eine Energieauflösung von unter 5% und eine kurze Abklingzeit von kleiner als 40 ns und sogar von kleiner als 30 ns.
  • Vorzugsweise beträgt der Ceranteil x 1 bis 90 Mol-%, insbesondere mehr als oder gleich 2 Mol-%, sogar mehr als oder gleich 4 Mol-%, und/oder vorzugsweise weniger als oder gleich 50 Mol-% und sogar weniger als oder gleich 30 Mol-%.
  • Entsprechend einer Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Szintillatormaterial ein Einkristall, der es erlaubt, Stücke mit einer großen Transparenz zu erhalten, deren Abmessungen ausreichen, um die zu detektierende Strahlung, dabei eine solche mit hoher Energie eingeschlossen, wirkungsvoll aufzuhalten und zu detektieren. Das Volumen dieser Einkristalle beträgt insbesondere etwa 10 mm3, selbst mehr als 1 cm3, und sogar mehr als 10 cm3.
  • Entsprechend einer anderen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Szintillatormaterial ein Pulver oder ein Polykristall, beispielsweise in Form eines mit einem Bindemittel vermischten Pulvers bzw. eines Sol-Gels.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des weiter oben definierten Szintillatormaterials M1-xCexCl3 in Form eines Einkristalls durch das Bridgman- Verfahren, beispielsweise in unter Vakuum versiegelten Quarzampullen, insbesondere aus einem Gemisch aus kommerziellem MCl3- und CeCl3-Pulver.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung des weiter oben genannten Szintillatormaterials als Komponente eines Detektors für Strahlung, insbesondere γ- und/oder Röntgenstrahlung.
  • Ein solcher Detektor umfasst insbesondere einen Photodetektor, der optisch mit dem Szintillator gekoppelt ist, um ein elektrisches Signal als Reaktion auf die Emission eines von dem Szintillator abgegebenen Lichtblitzes zu erzeugen.
  • Dabei kann der Photodetektor des Detektors insbesondere ein Photomultiplier, eine Photodiode oder auch ein CCD-Sensor sein.
  • Die bevorzugte Verwendung dieses Typs eines Detektors betrifft die Messung von γ- oder Röntgenstrahlung, wobei ein solches System auch in der Lage ist, α-, β- und Elektronenstrahlung zu detektieren. Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch die Verwendung des zuvor beschriebenen Detektors in Geräten der Nuklearmedizin, insbesondere in Anger-Gammakameras und Positronenemissionstomographen (siehe beispielsweise C. W. E. Van Eijk, "Inorganic Szintillator für Medical Imaging", International Seminar New types of Detectors, 15. bis 19. Mai 1995 – Archamp, Frankreich, veröffentlicht in Physica Medica, Bd. 12, Ergänzungsband 1, Juni 96).
  • In einer weiteren Abwandlung betrifft die Erfindung die Verwendung des weiter oben beschriebenen Detektors in Detektionsgeräten für die Erdölbohrung (siehe beispielsweise "Applications of scintillation counting and analysis", in "Photomultiplier tube, principle and application", Kapitel 7, Philips).
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten werden anhand der folgenden Beschreibung von beispielhaften bevorzugten Ausführungsformen und von Daten, die mit aus erfindungsgemäßen Einkristallen bestehenden Probekörpern erhalten wurden, näher erläutert.
  • In Tabelle 1 sind die Ergebnisse von Szintillationscharakteristika für erfindungsgemäße Beispiele (Beispiele 1 bis 5) sowie Vergleichsbeispiele (Beispiele A bis D) zusammengefasst.
  • Dabei entspricht x dem in Mol-% angegebenen Anteil des Cers, mit welchem das Atom M substituiert ist.
  • Die Messungen wurden unter einer γ-Strahlungsanregung von 662 keV durchgeführt. Die Messbedingungen sind in der weiter oben zitierten Veröffentlichung von O. Guillot-Noël beschrieben.
  • Die Emissionsintensität ist in Photonen pro MeV angegeben.
  • Die Emissionsintensität ist in Abhängigkeit von der Integrationszeit bis zu 0,5, 3 und 10 Mikrosekunden angegeben.
  • Die schnelle Szintillationskomponente ist charakterisiert durch ihre Abklingzeit "decay time", τ, in Nanosekunden, und ihre Szintillationsintensität (Photonen/MeV), die den Beitrag dieser Komponente zur Gesamtzahl der vom Szintillator abgestrahlten Photonen repräsentiert.
  • Die Probekörper, die den Messungen der Beispiele A bis D und 1 bis 3 und 5 entsprachen, waren kleine Monokristalle von etwa 10 mm3; der Probekörper von Beispiel 4 war ein relativ großer Einkristall mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Höhe von 5 mm. Es ist eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse festzustellen, die mit dem Probekörper mit der kleineren (Bsp. 3) und der größeren Größe (Bsp. 4) erhalten wurden.
  • Bezug nehmend auf Tabelle 1 ist festzustellen, dass die Verbindungen vom Typ M1-xCexCl3, die weniger als 1 Mol-% Cer enthalten (Beispiele A, D), eine Energieauflösung von über 7% und eine geringe Intensität der schnellen Szintillationskompo nente (etwa 1500 ph/MeV) haben. LaCl3 hat ohne Dotierung eine Abklingzeit der ersten Komponente von etwa 3500 ns (Beispiel C), die somit extrem langsam ist.
  • Bei einer mit mehr als 1 Mol-% Cer dotierten Fluorverbindung (Beispiel B) verläuft das Abklingen der Szintillation sehr schnell, wobei aber der Gesamtwirkungsgrad der Szintillation sehr klein ist.
  • Die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 5 weisen alle sehr vorteilhafte Abklingzeiten der schnellen Fluoreszenzkomponente von 20 bis 30 ns auf, und die Szintillationsintensität dieser schnellen Komponente ist bemerkenswert und größer als 4000 ph/MeV. Sie erreicht etwa 20000 ph/MeV bei einem Material, das 10 Mol-% Cer enthält.
  • Außerdem ist die Auflösung R dieser erfindungsgemäßen Beispiele ausgezeichnet und weist einen überraschenden Charakter auf.
  • Unter statistischen Gesichtspunkten wird erwartet, dass die Energieauflösung proportional mit dem Kehrwert der Quadratwurzel der Gesamtzahl der emittierten Photonen variiert (siehe insbesondere G. F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement", John Wiley and Sons, Inc. 2. Auflage, Seite 116). Diese Gesamtphotonenzahl entspricht der Emissionsintensität bei Sättigung, die den Wert der Emissionsintensität bei 10 μs misst.
  • Unter Berücksichtigung der Gesamtzahl der Photonen, die von LaCl3 emittiert werden, das mehr als 1 Mol-% Cer enthält, verglichen mit mit 0,57 Mol-% dotiertem LaCl3, ist eine geringe relative Verbesserung der Auflösung um höchstens 5% zu erwarten, die sich daher von 7,3% auf etwa 6,9% verbessert.
  • Besonders überraschend ist von den Erfindern eine beträchtliche Verbesserung der Energieauflösung bei einem Ceranteil von mehr als 1 Mol-% in den Materialien M1-xCexCl3 festgestellt worden. Diese Verbesserung ist eine um etwa den Faktor 2 bei LaCl3, das 2 Mol-%, 4 Mol-%, 10 Mol-% und 30 Mol-% Cer (Beispiele 1 bis 5) enthält.
  • Szintillatormaterialien mit solchen Eigenschaften sind zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Detektoren, gleichzeitig hinsichtlich Energieauflösung, Zeitauflösung und Zählrate, besonders geeignet.
  • Figure 00120001

Claims (21)

  1. Anorganisches Szintillatormaterial mit der allgemeinen Zusammensetzung M1-xCexCl3, worin M aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe Y, La, Gd und Lu, insbesondere aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe La, Gd und Lu, ausgewählt ist und x den molaren Anteil der Substitution von M durch Cer, mit x größer als oder gleich 1 Mol-% und kleiner als oder gleich 50 Mol-%, bedeutet.
  2. Anorganisches Szintillatormaterial in Form eines Einkristalls mit der allgemeinen Zusammensetzung M1-xCexCl3, worin M aus den Lanthanoiden oder Gemischen aus Lanthanoiden, vorzugsweise aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe Y, La, Gd und Lu, insbesondere aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe La, Gd und Lu, ausgewählt ist und x den molaren Anteil der Substitution von M durch Cer, mit x größer als oder gleich 1 Mol-% und streng kleiner als 100 Mol-%, bedeutet.
  3. Szintillatormaterial nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es mehr als 10 mm3 einnimmt.
  4. Szintillatormaterial nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es mehr als 1 cm3 einnimmt.
  5. Szintillatormaterial nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es mehr als 10 cm3 einnimmt.
  6. Szintillatormaterial nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass x weniger als oder gleich 90 Mol-% und insbesondere weniger als oder gleich 50 Mol-% beträgt.
  7. Szintillatormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass x weniger als oder gleich 30 Mol-% beträgt.
  8. Szintillatormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass x mehr als oder gleich 2 Mol-% und vorzugsweise mehr als oder gleich 4 Mol-% beträgt.
  9. Szintillatormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seine Energieauflösung unter 6% und sogar unter 5% bei einer Messung mit γ-Photonen mit 662 keV beträgt.
  10. Szintillatormaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass M Lanthan (La) bedeutet.
  11. Szintillationsdetektor, der ein anorganisches Szintillatormaterial mit der allgemeinen Zusammensetzung M1-xCexCl3 umfasst, worin M aus den Lanthanoiden oder Gemischen aus Lanthanoiden, vorzugsweise aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe Y, La, Gd und Lu, insbesondere aus den Elementen oder Gemischen aus Elementen der Gruppe La, Gd und Lu, ausgewählt ist und x den molaren Anteil der Substitution von M durch Cer, mit x größer als oder gleich 1 Mol-% und streng kleiner als 100 Mol-%, bedeutet.
  12. Detektor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass M Lanthan (La) bedeutet.
  13. Detektor nach einem der ihn betreffenden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieauflösung des Szintillatormaterials unter 6% und sogar unter 5% bei einer Messung mit γ-Photonen mit 662 keV beträgt.
  14. Detektor nach einem der ihn betreffenden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass x weniger als oder gleich 90 Mol-%, insbesondere weniger als oder gleich 50 Mol-%, und sogar weniger als oder gleich 30 Mol-% beträgt.
  15. Detektor nach einem der ihn betreffenden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass x mehr als oder gleich 2 Mol-% und vorzugsweise mehr als oder gleich 4 Mol-% beträgt.
  16. Detektor nach einem der ihn betreffenden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Szintillatormaterial aus einem Pulver oder Polykristall besteht.
  17. Detektor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Szintillatormaterial eines nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ist.
  18. Positronenemissionstomograph, der den Szintillationsdetektor nach einem der ihn betreffenden vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  19. Anger-Gammakamera, die den Szintillationsdetektor nach einem der ihn betreffenden vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  20. Verwendung des Einkristalls, des Detektors, des Tomographen oder der Anger-Gammakamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf dem Gebiet der Medizin und/oder der Detektion für eine Erdölbohrung.
  21. Verfahren zum Züchten des Szintillatormaterials nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es durch das Bridgman-Verfahren, insbesondere unter Vakuum in versiegelten Quarzampullen, beispielsweise aus einem MCl3-CeCl3-Pulvergemisch, erhalten wird.
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