JPH10291898A - タングステン酸鉛単結晶 - Google Patents
タングステン酸鉛単結晶Info
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- JPH10291898A JPH10291898A JP10463397A JP10463397A JPH10291898A JP H10291898 A JPH10291898 A JP H10291898A JP 10463397 A JP10463397 A JP 10463397A JP 10463397 A JP10463397 A JP 10463397A JP H10291898 A JPH10291898 A JP H10291898A
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- lanthanum
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Abstract
可能な光量を多くすることのできる、放射線検出器用シ
ンチレータに有用なタングステン酸鉛単結晶を得る。 【解決手段】 三酸化タングステン及び酸化鉛、又
はタングステン酸鉛を使用して製造されるタングステン
酸鉛単結晶において、ランタンの含有量をタングステン
酸鉛1モルに対し3×10-7モル以上1×10-3モル以
下とする。
Description
射線検出器用シンチレータに有用なタングステン酸鉛単
結晶に関するものである。
特性が要求されるが、そのなかでも特に重要なのは、 (1)密度が高いこと (2)蛍光の減衰時間が短いこと (3)耐放射線性に優れていること である。
来Bi4 Ge3 O12が使用されていた。しかし、近年シ
ンチレータにはより高性能の特性が要求されるようにな
ってきた。そこで、より高性能の特性を有する物質を求
めて種々の物質が検討され、そのなかで、タングステン
酸鉛(PbWO4 )が、放射線検出に有用であることが
デレンゾ(Derenzo)らによって見いだされた。
よって、PbWO4 単結晶を製造し、特性を測定して実
用化を図る研究が行われている。
ョクラルスキー法)で製造される。すなわち、酸化鉛
(PbO)及び三酸化タングステン(WO3 )、又はP
bWO 4 を出発原料とし、白金坩堝中で加熱溶融し、チ
ョクラルスキー法でPbWO4単結晶を製造する。
つの特性は一応満たしている。しかし、原料の純度が十
分でないために、単結晶中に不純物が取り込まれ、結晶
には黄色系の着色が残る。PbWO4 単結晶は、放射線
が当たると、約400nmから420nmの波長で発光
するが、黄色の着色がこの付近の波長の光を吸収するの
で、発光した光の一部が自己吸収され、結晶から取り出
す光のロスが避けられない。
は、PbWO4 :Bi4 Ge3 O12=3:100程度
(PbWO4 の値は自己吸収を含んだ値)である。Pb
WO4 は、上記3つの特性では従来のBi4 Ge3 O12
より優れているが発光量は少ない。従って、PbWO4
の自己吸収を少なくすること、即ち結晶の着色を少なく
することは極めて重要である。
に、種々の試みがなされている。その一つは、原料の純
度を上げることであるが、原料の純度を99.999%
まで上げてPbWO4 を製造した場合でも十分な成果は
得られていない。また一方では、添加物による透明化も
行われているが、これも成功していない。モリブデンを
添加すると放射線の弱い領域では一見発光量が増加した
ように見えるが、放射線の強い領域では添加しない結晶
と同じ発光量であり、しかも、モリブデンの添加で蛍光
の減衰時間を悪化させる。
ことなく結晶の着色を減らすことには、成功していな
い。
用される加速器は、より高エネルギーが要求される。そ
して、放射線検出器用シンチレータは、より優れた時間
分解能が要求される。従って、それに使用される結晶も
蛍光の減衰時間の短いもの(好ましくは数ナノ秒以
下)、耐放射線性の良いもの(好ましくは108 rad
以上)が要求される。一方測定器の感度の点からは、発
光量が多い程有利となる。しかし、現在製造されている
PbWO4 単結晶は、この要求に対し不十分である。
て、光の透過率が高く自己吸収を少なくして発光量を多
くすることのできる、放射線検出器用シンチレータに有
用なタングステン酸鉛単結晶を提供することを目的とす
る。
鉛単結晶は、三酸化タングステン及び酸化鉛、又はタン
グステン酸鉛を使用して製造されるタングステン酸鉛単
結晶であって、タングステン酸鉛1モルに対し3×10
-7モル以上1×10-3モル以下のランタンを含有するこ
とを特徴とする。
O4 単結晶を求めて鋭意研究した結果、従来のPbWO
4 単結晶の透過率曲線は、図1に示すように420nm
付近に窪みがあって自己吸収が大きく、また吸収端付近
の曲線もなだらかであるのに対し、ランタンを添加した
PbWO4 単結晶の透過率曲線は、420nm付近に窪
みがなくて自己吸収が小さく、また吸収端付近の曲線の
落ち込みが急で特性が良いことを見いだし、この知見に
基づいて実験を重ねた結果本発明のタングステン酸鉛単
結晶を得るに至った。
対し3×10-7モル以上1×10-3モル以下のランタン
を含有することにより、光の透過率が高く自己吸収を少
なくして利用可能な光の量を多くすることができる。
いと、着色のための自己吸収が現れ、ランタンの濃度が
1×10-3モルより大きいとランタンのために黒い着色
が現れて全体的に自己吸収が起き透過率が悪くなる。
4 を出発原料とし、白金坩堝中で加熱溶融し、チョクラ
ルスキー法でPbWO4 単結晶を製造する。PbWO4
単結晶のランタン含有量はPbWO4 1モルに対し3×
10-7モル以上1×10-3モル以下とする。
O3 、又はPbWO4 に含まれるランタンの含有量は、
3×10-7モル以下とする。また、このPbO及びWO
3 、又はPbWO4 に含まれるランタンを除く不純物の
総量は1×10-4モル以下、好ましくは10-5モル以下
とする。
に加工し、鏡面研磨して光の透過率を測定すると、光の
透過率曲線は、420nm付近に窪みがなく、また吸収
端付近の曲線の落ち込みが急で特性が良い。
等モルづつ計量し混合した後、これを直径70mm、高
さ70mmの白金坩堝に入れ、高周波加熱により混合粉
末原料を溶融し、その融液からチョクラルスキー法で直
径35mm、長さ65mmのPbWO4 単結晶を製造し
た。ランタンは結晶中で3×10-7モルになるように添
加した。PbOとWO3 粉末中のランタンは5×10-8
以下である。
mの大きさに加工し、鏡面研磨して、1cmの厚さ方向
での300nmから600nmの波長の光の透過率を測
定した。
透過率の関係を示しており、図2はランタン濃度と透過
率の増加率との関係を示している。透過率曲線は、42
0nm付近の窪みがなく、また、吸収端付近の曲線の落
ち込みは急であった。透過率は波長420nmにおいて
70.5%で19.5%増加している。
WO3 粉末を等モルづつ計量し混合した後、これを直径
70mm、高さ70mmの白金坩堝に入れ、高周波加熱
により混合粉末原料を溶融し、その融液からチョクラル
スキー法で直径33mm、長さ70mmのPbWO4 単
結晶を製造した。ランタンは結晶中で2.2×10-5モ
ルになるように添加した。PbOとWO3 粉末中のラン
タンは5×10-8以下である。
mの大きさに加工し、鏡面研磨して、1cmの厚さ方向
での300nmから600nmの波長の光の透過率を測
定した。
は、420nm付近の窪みがなく、また、吸収端付近の
曲線の落ち込みは急であった。透過率は波長420nm
において71%で20.3%増加している。
WO3 粉末を等モルづつ計量し混合した後、これを直径
70mm、高さ70mmの白金坩堝に入れ、高周波加熱
により混合粉末原料を溶融し、その融液からチョクラル
スキー法で直径35mm、長さ70mmのPbWO4 単
結晶を製造した。ランタンは結晶中で7.5×10-4モ
ルになるように添加した。PbOとWO3 粉末中のラン
タンは5×10-8以下である。
mの大きさに加工し、鏡面研磨して、1cmの厚さ方向
での300nmから600nmの波長の光の透過率を測
定した。
は、420nm付近の窪みがなく、また、吸収端付近の
曲線の落ち込みは急であった。透過率は波長420nm
において70%で18.6%増加している。
WO3 粉末を等モルづつ計量し混合した後、これを直径
70mm、高さ70mmの白金坩堝に入れ、高周波加熱
により混合粉末原料を溶融し、その融液からチョクラル
スキー法で直径35mm、長さ60mmのPbWO4 単
結晶を製造した。ランタンは結晶中で1×10-3モルに
なるように添加した。PbOとWO3 粉末中のランタン
は5×10-8以下である。
mの大きさに加工し、鏡面研磨して、1cmの厚さ方向
での300nmから600nmの波長の光の透過率を測
定した。
は、420nm付近の窪みがなく、また、吸収端付近の
曲線の落ち込みは急であった。透過率は波長420nm
において69%で16.9%増加している。
モル以下含有するPbWO4 単結晶は、透過率が高く自
己吸収が少ないので、発光した光を結晶の途中で吸収さ
れることなく外部に取り出せる。
行っているが、実際に使用されるときは、23cmの長
さで使用されるので、1cm当たりの透過率の差が実際
使用する状態では極めて大きな効果を生ずる。
nm付近に透過率曲線の窪みがあると、発光波長400
から430nmの光は、23cmの長さを進む間に吸収
されて、外部には殆ど光として取り出せない。従来のP
bWO4 単結晶の420nm波長での1cm当たりの透
過率は59%であるので、例えば23cmの長さを通過
した後の光は発光量の1%以下しか利用できないことに
なる。
吸収が殆どないので発光の大部分を利用できる。例えば
1cm当たりの透過率が70%であれば、光の透過量は
50倍になる。
えるものとなる。
率が高く自己吸収を少なくして発光量を多くすることの
できる、放射線検出器用シンチレータに有用なタングス
テン酸鉛単結晶を得ることができる。
グラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 三酸化タングステン及び酸化鉛、又はタ
ングステン酸鉛を使用して製造されるタングステン酸鉛
単結晶であって、タングステン酸鉛1モルに対し3×1
0-7モル以上1×10-3モル以下のランタンを含有する
ことを特徴とするタングステン酸鉛単結晶。
Priority Applications (3)
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JP10463397A JPH10291898A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | タングステン酸鉛単結晶 |
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JP10463397A JPH10291898A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | タングステン酸鉛単結晶 |
Publications (1)
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---|---|
JPH10291898A true JPH10291898A (ja) | 1998-11-04 |
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Family Applications (1)
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JP10463397A Pending JPH10291898A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | タングステン酸鉛単結晶 |
Country Status (3)
Country | Link |
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CN (1) | CN1092148C (ja) |
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Cited By (2)
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JP2003041244A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Furukawa Co Ltd | シンチレータ |
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CN102443853B (zh) * | 2011-12-02 | 2014-11-05 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种掺杂稀土离子的钨酸铅大单晶的制备方法 |
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1997
- 1997-04-22 JP JP10463397A patent/JPH10291898A/ja active Pending
-
1998
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- 1998-04-21 RU RU98107344/12A patent/RU2145648C1/ru not_active IP Right Cessation
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GB2379665A (en) * | 2001-07-25 | 2003-03-19 | Furukawa Co Ltd | A scintillator using single crystals of a tungstate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN1200351A (zh) | 1998-12-02 |
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RU2145648C1 (ru) | 2000-02-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061011 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061114 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070112 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20070112 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |