JPWO2013136804A1 - 固体シンチレータ、放射線検出器、および放射線検査装置 - Google Patents

Abstract

実施形態の固体シンチレータ２は、ガーネット構造を有する酸化物の多結晶体を具備する。固体シンチレータ２において、波長６８０ｎｍの直線透過率は１０％以上である。固体シンチレータ２を構成する酸化物は、例えば、一般式：（Ｇｄ１−α−β−γＴｂαＬｕβＣｅγ）３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）ａＯｂ（０＜α≰０．５５、０＜β≰０．５５、０．０００１≰γ≰０．１、α＋β＋γ＜１、０＜ｘ＜１、４．８≰ａ≰５．２、１１．６≰ｂ≰１２．４）で表される組成を有する。

Description

本発明の実施形態は、固体シンチレータ、放射線検出器、および放射線検査装置に関する。

医療診断や工業用非破壊検査の分野においては、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）のようなＸ線検査装置が用いられている。Ｘ線ＣＴ装置は、扇状のファンビームＸ線を照射するＸ線管（Ｘ線源）と、多数のＸ線検出素子を並列配置したＸ線検出器とを、被検体の断層面を中央として対向配置した構造を有している。Ｘ線ＣＴ装置においては、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビームＸ線を照射し、１回照射を行う毎に断層面に対して例えば角度を１度ずつ変えてゆくことによりＸ線吸収データの収集が行われる。これらのＸ線吸収データをコンピュータで解析して断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出することによって、Ｘ線吸収率に応じた画像が構成される。

Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器においては、Ｘ線の刺激により可視光線を放射する固体シンチレータが用いられている。固体シンチレータとは、単結晶シンチレータや多結晶セラミックシンチレータのことである。このような固体シンチレータとフォトダイオードとを組み合わせたＸ線検出器の開発が進められている。固体シンチレータを用いたＸ線検出器によれば、検出素子を小型化してチャンネル数を増やすことが容易であるため、Ｘ線ＣＴ装置の高解像度化を図ることができる。

Ｘ線検出器に用いられる固体シンチレータとしては、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ_４）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）等の単結晶体、ユーロピウム付活塩化弗化バリウム（ＢａＦＣｌ：Ｅｕ）、テルビウム付活ランタンオキシ臭化物（ＬａＯＢｒ：Ｔｂ）、タリウム付活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）、タングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ_４）、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ_４）、ユーロピウム付活酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３：Ｅｕ）、プラセオジム付活ガドリニウムオキシ硫化物（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｐｒ）等の多結晶セラミックスが知られている。

（Ｇｄ_１−ｘＰｒ_ｘ）_２Ｏ_２Ｓ（０．０００１≦ｘ≦０．０１）や（Ｇｄ_{１−ｘ−ｙ}Ｐｒ_ｘＣｅ_ｙ）_２Ｏ_２Ｓ（０．０００１≦ｘ≦０．０１、０≦ｙ≦０．００５）等の希土類オキシ硫化物セラミックスは、Ｘ線吸収係数が大きく、発光の残光時間が短いという特性を有している。これとは別に、ガーネット構造を有する希土類酸化物セラミックスも固体シンチレータとして知られている。ガーネット構造を有する希土類酸化物セラミックスは、光出力に優れるという特性を有する。しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置では被検者の被曝線量をさらに低減することが望まれている。このため、固体シンチレータにはさらなる高感度化やスキャン時間を短縮するために残光時間の低減が要求されている。

一方、昨今、注目されているテロ防止対策としての空港での手荷物検査装置等のセキュリティ分野では、タングステン酸カドミウムの単結晶体からなる固体シンチレータが多用されている。タングステン酸カドミウムの単結晶体は、希土類オキシ硫化物セラミックスやガーネット構造を有する希土類酸化物セラミックスに比べて特性的に劣るものの、低コストであることからコスト面での優位性が高い。しかしながら、カドミウムは有害性物質であるため、タングステン酸カドミウムの単結晶体は環境を悪化させるおそれを有している。ガーネット構造を有する希土類酸化物セラミックスに関しては、酸化物組成の改良等により光出力の向上が図られているものの、さらなる特性の向上が求められている。

特開昭５９−０４５０２２号公報 特開昭５９−０２７２８３号公報 特開昭５８−２０４０８８号公報 国際公開第２００９／１１３３７９号

本発明が解決しようとする課題は、光出力や感度等の特性をさらに向上させることによって、高性能化させた固体シンチレータと、それを用いたＸ線検出器およびＸ線検査装置を提供することにある。

実施形態の固体シンチレータは、ガーネット構造を有する酸化物の多結晶体を具備している。実施形態の固体シンチレータにおいて、波長６８０ｎｍの直線透過率は１０％以上である。実施形態の放射線検出器は、実施形態の固体シンチレータを具備している。実施形態の放射線検査装置は、実施形態の放射線検出器を具備している。

第１の実施形態による放射線検出器を示す斜視図である。 第２の実施形態による放射線検出器を示す斜視図である。 実施形態による放射線検査装置を示す概念図である。

以下、実施形態の固体シンチレータ、Ｘ線検出器、およびＸ線検査装置について、図面を参照して説明する。実施形態の固体シンチレータは、ガーネット構造を有する酸化物（以下、ガーネット型酸化物と記す。）の多結晶体を具備している。そして、実施形態の固体シンチレータは、波長６８０ｎｍの直線透過率が１０％以上であることを特徴としている。波長６８０ｎｍの直線透過率は２０％以上であることが好ましい。

ガーネット型酸化物は、Ｒ_３Ａ_５Ｏ_１２で近似される化学量論組成を有している。ここで、Ｒは希土類元素、ＡはＡｌおよびＧａから選ばれる少なくとも１つの元素、Ｏは酸素である。ただし、ガーネット相が多少化学量論組成から外れた組成を有していても、固体シンチレータ材料としての特性を得ることができる。このため、実施形態の固体シンチレータは、Ｒ_３Ａ_ａＯ_ｂ（ａは４．８≦ａ≦５．２を満足する数（原子比）、ｂは１１．６≦ｂ≦１２．４を満足する数（原子比）である。）で表される組成を有する酸化物の多結晶体を具備していればよい。希土類元素Ｒの原子量を３としたとき、ＡｌおよびＧａの合計原子量が４．８〜５．２の範囲の範囲を外れたり、酸素の原子量ｂが１１．６〜１２．４の範囲を外れると、ペロブスカイト相等の異相が析出しやすくなる。ガーネット型酸化物の多結晶体は、酸化物結晶が多数集まって一体化した状態を有するものである。ガーネット型酸化物の多結晶体は、焼結体であることが望ましい。

実施形態の固体シンチレータは、波長が６８０ｎｍの光で直線透過率を測定したとき、１０％以上の直線透過率を有している。直線透過率は、試料の表面に対して垂直に光（入射光）を入射したとき、試料の裏面から垂直に透過した光（直進光）の比率を示すものである。直線透過率は、厚さが１ｍｍで、表裏面を表面粗さＲａが１μｍ以下となるように研磨した試料を用いて測定する。試料の表面に照射した入射光の強度をＩ_０、試料の裏面から垂直に透過した光（直進光）の強度をＩとしたとき、直線透過率Τは「Τ＝Ｉ／Ｉ_０×１００（％）」から求められる。ガーネット型酸化物の多結晶体に波長が６８０ｎｍの光を照射したとき、ガーネット型酸化物の多結晶体は発光しない、もしくは極僅かにしか発光しない。従って、波長が６８０ｎｍの光は、ガーネット型酸化物の多結晶体からなる固体シンチレータの透過率を測定するのに有効である。

このような波長６８０ｎｍの直線透過率が１０％以上であるガーネット型酸化物の多結晶体によれば、固体シンチレータの光出力や感度等の特性を向上させることが可能になる。すなわち、放射線検出器は後述するように、固体シンチレータアレイの背面に配置された光電変換素子を備えている。固体シンチレータの波長６８０ｎｍの直線透過率が高いということは、Ｘ線により励起された固体シンチレータの発光が、光電変換素子に直進光として届く割合が増えることを意味する。従って、固体シンチレータアレイの光出力や感度等を向上させることができる。固体シンチレータの波長６８０ｎｍの直線透過率は２０％以上であることがより好ましい。

ここで、光が多結晶体を通過するとき、光は気泡、異相、結晶粒界等により屈折して散乱される。直線透過率が高いということは、気泡、異相、結晶粒界等による光の屈折が低減し、直進光の割合が増えることを意味する。すなわち、ガーネット型酸化物の多結晶体中に存在する気泡、異相、結晶粒界等を減少させることによって、波長６８０ｎｍの直線透過率を１０％以上、さらには２０％以上にすることができる。多結晶体の作製方法としては、後述するようにホットプレス法、ＨＩＰ法（熱間静水圧プレス法）、真空焼結法等が挙げられる。ホットプレス法ではグラファイト等が使用され、またＨＩＰ法では金属が使用されるため、焼結工程で結晶中から酸素が抜けて酸素欠損が発生する。真空焼結法は真空雰囲気中で焼結を実施するため、同様に焼結時に酸素が抜けて酸素欠損が発生する。

固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）の段階では化学量論組成を有していたとしても、多結晶体の作製工程（焼結工程）で酸素欠損が発生する。波長６８０ｎｍの直線透過率を高めるためには、後に詳述するように、酸素含有雰囲気中でガーネット型酸化物の多結晶体を熱処理することが効果的である。多結晶体（焼結体）を酸素含有雰囲気中で熱処理することによって、異相の低減、結晶粒界の均一化、歪の除去、さらには酸素欠損の改善等の効果が得られる。これらはいずれも光の散乱の抑制に寄与する。さらに、気泡による光の散乱は、多結晶体（焼結体）を高密度化することにより低減される。これらによって、固体シンチレータの波長６８０ｎｍの直線透過率を高めることができる。

実施形態の固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物の多結晶体は、以下の式（１）で表される組成を有することが好ましい。
一般式：（Ｇｄ_{１−α−β−γ}Ｔｂ_αＬｕ_βＣｅ_γ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_ａＯ_ｂ
（式中、α、βおよびγは０＜α≦０．５５、βは０＜β≦０．５５、０．０００１≦γ≦０．１、α＋β＋γ＜１を満足する数（原子比）、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数（原子比）、ａは４．８≦ａ≦５．２を満足する数（原子比）、ｂは１１．６≦ｂ≦１２．４を満足する数（原子比）である。）

式（１）において、希土類元素Ｒは、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、およびセリウム（Ｃｅ）である。固体シンチレータの構成材料（固体シンチレータ材料としてのガーネット型酸化物は、これら以外の希土類元素を５０質量ｐｐｍ以下の範囲で含有していてもよい。Ｇｄ、ＴｂおよびＬｕは４配位のサイトを占める元素である。Ｘ線管ターゲットの電子線照射面は、タングステンやタングステン合金（Ｒｅ−Ｗ合金等）からなることがほとんどである。Ｘ線管は、タングステンやタングステン合金からなる電子照射面に電子線が当たった際にＸ線を発生する仕組みを有している。

Ｇｄはタングステンから発生するＸ線の吸収係数が最も高いため、固体シンチレータ材料の構成元素として好ましい。このため、式（１）における希土類元素Ｒの全体量（Ｇｄ、Ｔｂ、ＬｕおよびＣｅの合計量）に対するＧｄの量は、ゼロを超える量（０＜１−α−β−γ（またはα＋β＋γ＜１））とする。さらに、ガーネット構造を安定して得ると共に、固体シンチレータによるＸ線の吸収量を向上させる上で、希土類元素Ｒの全体量に対するＧｄの量は１０原子％以上（０．１≦１−α−β−γ（またはα＋β＋γ≦０．９））であることが好ましく、さらに２０原子％以上（０．２≦１−α−β−γ（またはα＋β＋γ≦０．８））であることがより好ましい。

ＴｂはＧｄと共にガーネット型酸化物の基本構造を形成し、さらに発光にも寄与する元素である。希土類元素Ｒの全体量に対するＴｂの量（α）は、ゼロを超えて５５原子％以下の範囲（０＜α≦０．５５）とする。この場合に固体シンチレータ材料の残光特性が向上する。Ｔｂの量（α）が５５原子％を超えると、それ以上の効果が得られないだけでなく、他の希土類元素成分の割合が減少することで特性が低下する。希土類元素Ｒの全体量に対するＴｂの量（α）は、発光特性と残光特性とを向上させるために、１０原子％以上５０原子％以下の範囲（０．１≦α≦０．５）であることが好ましく、２０原子％以上３０原子％以下の範囲（０．２≦α≦０．３）であることがより好ましい。

Ｌｕはガーネット型酸化物における異相の析出を抑える元素である。ガーネット型酸化物中の異相としては、ペロブスカイト相（Ｒ（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ_３相）やモノクリニック相（Ｒ_４（Ａｌ，Ｇａ）_２Ｏ_９相）が例示される。ペロブスカイト相の具体例としては、ＧｄＡｌＯ_３が挙げられる。モノクリニック相の具体例としては、Ｇｄ_４Ａｌ_２Ｏ_９相が挙げられる。特に、ペロブスカイト相はガーネット型酸化物中に異相として析出しやすい。ペロブスカイト相の析出量が増加すると光の散乱が発生しやすくなるため、ガーネット型酸化物からなる固体シンチレータ材料の特性が低下する。

ガーネット型酸化物を構成する希土類元素Ｒの１つとしてＬｕを使用することによって、ペロブスカイト相に代表される異相の析出が抑制される。従って、固体シンチレータ材料の発光強度等の特性を向上させることができる。希土類元素Ｒの全体量に対するＬｕの量（β）は、ゼロを超えて５５原子％以下の範囲（０＜β≦０．５５）とする。Ｌｕの量（β）が上記範囲内であるとき、固体シンチレータ材料の発光強度等の特性が向上する。Ｌｕの量（β）が５５原子％を超えると、それ以上の効果が得られないだけでなく、他の希土類元素成分の割合が減少することで特性が低下する。

ガーネット型酸化物における異相の析出を抑制する効果を再現性よく得る上で、希土類元素Ｒの全体量に対するＬｕの量（β）は１原子％以上とすることが好ましい。Ｇｄ量等を確保する上で、Ｌｕの量（β）は５０原子％以下とすることが好ましい。このように、希土類元素Ｒの全体量に対するＬｕの量（β）は１原子％以上５０原子％以下の範囲（０．０１≦β≦０．５）であることが好ましく、さらに２０原子％以上５０原子％以下の範囲（０．２≦β≦０．５）であることがより好ましい。

Ｃｅはガーネット型酸化物を発光させる元素である。希土類元素Ｒの全体量に対するＣｅの量（γ）が０．０１原子％未満であっても、また１０原子％を超えても、ガーネット型酸化物からなる固体シンチレータ材料の発光が弱くなる。このため、希土類元素Ｒの全体量に対するＣｅの量（γ）は、０．０１原子％以上１０原子％以下の範囲（０．０００１≦γ≦０．１）とする。Ｃｅの量（γ）は０．１原子％以上１原子％以下の範囲（０．００１≦γ≦０．０１）であることがより好ましい。

アルミニウム（Ａｌ）およびガリウム（Ｇａ）は、ガーネット構造を構成する必須の元素である。ＡｌおよびＧａは、いずれも単一元素でガーネット構造を形成する。ただし、Ａｌ単独では不純物（例えばＢａ）が取り込まれやすくなる。一方、Ｇａ単独では発光が弱くなると共に、コスト高になるおそれがある。このため、実施形態の固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物は、ＡｌおよびＧａを共に含有している。従って、式（１）におけるＡｌおよびＧａの合計量に対するＧａの量（ｘ）は、ゼロを超えて１００原子％未満の範囲（０＜ｘ＜１）とする。

さらに、不純物含有量の低減効果と発光特性の向上効果とを両立させる上で、ＡｌおよびＧａの合計量に対するＧａの量（ｘ）は、１原子％以上８０原子％以下の範囲（０．０１≦ｘ≦０．８）であることが好ましい。Ｇａの量（ｘ）が１原子％未満であると、不純物含有量を低減する効果を十分に得ることができないおそれがある。逆に、Ｇａの量（ｘ）が８０原子％を超えると、発光特性が低下しやすいと共に、製造コストが増加しやすくなる。Ｇｄの量（ｘ）は１０原子％以上６０原子％以下の範囲（０．１≦ｘ≦０．６）であることがより好ましい。

ガーネット型酸化物を組成分析するにあたって、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｌｕ、Ｃｅ、ＡｌおよびＧａの定量分析はアルカリ融解−ＩＣＰ発光分光法により行うものとする。酸素の定量分析は不活性ガス融解−赤外線吸収法により行うものとする。

固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物において、ガーネット構造は本来Ｒ_３Ａ_５Ｏ_１２（Ｒ：希土類元素、Ａ：Ａｌ，Ｇａ）で近似される化学量論組成を有する。ただし、ガーネット相が多少化学量論組成から外れた組成を有していても、固体シンチレータ材料としての特性を得ることができる。ガーネット構造の組成を希土類元素Ｒの合計原子量を３としてＲ_３Ａ_ａＯ_ｂで示したとき、ＡｌおよびＧａの合計原子量ａは４．８≦ａ≦５．２の範囲とする。ＡｌおよびＧａの合計原子量ａが上記した範囲を外れると、ペロブスカイト相等の異相が析出しやすくなる。ＡｌおよびＧａの合計原子量ａは４．９≦ａ≦５．１の範囲であることが好ましい。

また、希土類元素Ｒの合計原子量を３としたとき、酸素の原子量ｂは１１．６≦ｂ≦１２．４の範囲とする。酸素の原子量ｂが上記範囲を外れると、ペロブスカイト相等の異相が析出しやすくなる。酸素の原子量ｂは１１．８≦ｂ≦１２．２の範囲であることが好ましい。なお、希土類元素Ｒの合計原子量（＝３）は、Ｇｄ、Ｔｂ、ＬｕおよびＣｅの合計原子量とする。他の希土類元素を含有していたとしても、その含有量は５０質量ｐｐｍ以下と少量であるため、希土類元素Ｒの原子量としてカウントしなくてもよい。

さらに、固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物は、不純物としてのバリウム（Ｂａ）の含有量が４００質量ｐｐｍ以下（ゼロ含む）であることが好ましい。不純物としてのフッ素（Ｆ）の含有量は３００質量ｐｐｍ以下（ゼロ含む）であることが好ましい。Ｂａの含有量が４００質量ｐｐｍを超えたり、Ｆの含有量が３００質量ｐｐｍを超えると、固体シンチレータの透明性が低下したり、発光のばらつきが生じやすくなる。

ＢａはＡｌと反応しやすく、ガーネット相が形成される前にＢａがＡｌと反応して異相が形成されるおそれがある。このため、Ｂａの含有量が４００質量ｐｐｍ以下とすることが好ましく、さらに２００質量ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。ただし、ＢａはＢａＦとして液相を生じやすく、これによりガーネット相の生成反応を活性化させる効果を有する。ガーネット型酸化物はＢａを１０〜４００質量ｐｐｍの範囲、さらに１０〜２００質量ｐｐｍの範囲で含有していてもよい。Ｆの含有量はゼロ（検出限界以下）であることが好ましい。Ｂａの含有量はアルカリ融解−ＩＣＰ発光分光法で定量化するものとし、Ｆ含有量は熱加水分解分離−イオンクロマトグラフ法で定量化するものとする。

ガーネット型酸化物（固体シンチレータ材料）を製造するにあたって、反応促進剤としてフッ化バリウム（ＢａＦ_２）やフッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）等のフラックスを使用することが好ましい。特に、ＢａＦ_２はガーネット型酸化物の製造に有効である。ただし、Ａｌのみを用いたガーネット型酸化物では、ＢａやＦは粒成長の過程で粒子内部に取り込まれやすい。さらに、ＢａやＦはＡｌと反応しやすく、異相としてＢａＡｌＯ_ｘ化合物（ｘは主に３）等を生成しやすい。このような点に対して、固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物でＡｌとＧａを併用することによって、ガーネット型酸化物中に必要以上にＢａやＦが取り込まれるのを防ぐことができる。

前述したように、固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物は、ペロブスカイト相等の異相の析出量が少ないことが好ましい。具体的には、固体シンチレータのＸ線回折分析を実施したとき、ガーネット相の最強ピーク強度Ｉ_Ｇに対するペロブスカイト相の最強ピーク強度Ｉ_Ｐの比（Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ）が０．０１以下（ゼロ含む）であることが好ましい。Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ比が０．０１を超えると異相の割合が大きくなるため、光の散乱が発生してシンチレータとしての特性が低下しやすくなる。固体シンチレータのＩ_Ｐ／Ｉ_Ｇ比はゼロ（検出限界以下）であることがより好ましい。固体シンチレータ（もしくは固体シンチレータ材料）のＸ線回折分析は、ターゲットとしてＣｕを使用し、電圧４０ｋＶ、電流値４０ｍＡ、スキャンスピード１．０°／ｍｉｎで行うものとする。異相は固体シンチレータ材料の段階で低減しておくことが好ましい。

Ｘ線回折分析におけるガーネット相の最強ピーク強度（高さ）Ｉ_Ｇとペロブスカイト相の最強ピーク強度（高さ）Ｉ_Ｐの比（Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ）が０．０１以下（ゼロ含む）であるということは、異相であるペロブスカイト相が非常に少ないことを意味している。ペロブスカイト相以外の全ての異相（モノクリニック相等）についても、同様にガーネット相と最強ピーク強度を比較したときに、強度比が０．０１以下であることが好ましく、さらにゼロ（検出限界以下）であることがより好ましい。つまり、異相が存在しないことが好ましい。異相が存在しない、もしくはほとんど存在しないガーネット型酸化物によれば、固体シンチレータの発光強度（光出力）や透明性を向上させることできる。

さらに、固体シンチレータをＸ線で励起したとき、最強の発光ピークが５３０〜５６０ｎｍの範囲に存在することが好ましい。最強発光ピークはＴｂのシャープな発光スペクトルに基づくものであり、Ｔｂが発光に寄与していることが分かる。Ｔｂのシャープな発光スペクトルとＣｅのブロードな発光スペクトルの両方を使うことによって、高光出力でかつ短残光（残光の減衰時間が短い）の固体シンチレータを提供することができる。上記範囲に最強発光ピークが存在するということは、ガーネット型酸化物として異相がほとんどなく、安定した結晶構造を有していることを示している。加えて、ガーネット型酸化物からなる固体シンチレータを用いて放射線検出器を構成したとき、光電変換素子であるフォトダイオードとのマッチング性が向上し、検出器の感度を高めることが可能となる。

固体シンチレータを構成する多結晶体は２〜５０μｍの範囲の平均結晶粒径を有することが好ましい。多結晶体の平均結晶粒径が２μｍ未満であるということは、結晶粒径が小さい結晶粒が多数存在することを意味する。このため、結晶粒界の割合が増えて光透過率が低下しやすくなる。固体シンチレータの光透過率を高める上で、多結晶体の平均結晶粒径は大きいことが好ましい。ただし、平均結晶粒径が大きすぎると多結晶体の強度が低下するため、多結晶体の平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。多結晶体の平均結晶粒径は５〜２０μｍの範囲であることがより好ましい。

多結晶体の平均結晶粒径は、単位面積２００μｍ×２００μｍの拡大写真として倍率２０００倍以上のＳＥＭ写真（二次電子像）を用いて線インターセプト法により測定する。つまり、拡大写真に２００μｍの直線（線幅０．５ｍｍ以下）を引き、その直線上に存在する粒子数をカウントする。「式：２００μｍ／直線２００μｍ上に存在する粒子数」から結晶粒径の平均を求める。この作業を３回行った結果の平均値を「平均結晶粒径」とする。ただし、粒界が判別しにくいときは、「単位面積５０μｍ×５０μｍ」×４枚を１つの単位面積とし、４枚の拡大写真から「式：５０μｍ／直線５０μｍ上に存在する粒子数」により結晶粒径の平均を求めてもよい。この作業を３回（単位面積５０μｍ×５０μｍ×計１２枚）行って「平均結晶粒径」を求めてもよい。

多結晶体の相対密度は９９．５％以上であることが好ましく、より好ましくは９９．９％以上１００％以下である。相対密度は、アルキメデス法による実測値と格子定数から求めた理論値とから、「式：（実測値／理論値）×１００（％）」により求める。

さらに、波長が６８０ｎｍの光による固体シンチレータの拡散透過率は５０％以上であることが好ましい。実施形態の固体シンチレータは、波長６８０ｎｍでは発光しないため、拡散透過率を測定するのに有効な波長である。拡散透過率が５０％以上であるということは、透明性が高いことを意味する。さらに、平均結晶粒径や相対密度を制御することで、拡散透過率を６０％以上にすることができる。これは拡散透過率を低下させる気孔がほとんど消滅するためである。加えて、前述したガーネット型酸化物は酸化ケイ素のような焼結助剤を使わないで多結晶体とすることができるため、結晶粒界が拡散透過率を低下させる要因になりにくい。なお、拡散透過率の測定には、厚さ１ｍｍかつ表裏面の表面粗さＲａを１μｍ以下に研磨した固体シンチレータを用いるものとする。

固体シンチレータをＸ線で励起したとき、残光が５％になるまでの減衰時間は５ｍｓ以下であることが好ましい。実施形態の固体シンチレータを構成するガーネット型酸化物において、ＴｂとＣｅとを併用することによって、大きな光出力と残光時間が短い固体シンチレータを提供することができる。残光の減衰時間とは、光出力の最大値を１００％としたとき、Ｘ線による励起を終了した後に光出力が最大値の５％になるまでの時間を示す。残光の減衰時間を５ｍｓ以下、また４ｍｓ以下、さらには２ｍｓ以下とすることで、放射線検査装置のスイッチのオン・オフを短時間化することができる。従って、放射線検査装置のスキャン速度を高速化して測定の効率化を図ることが可能となる。

固体シンチレータの形状は、特に限定されるものではない。固体シンチレータの典型的な形状としては、縦が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、横が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、長さが１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の直方体が挙げられる。このような直方体形状を有する固体シンチレータにおいても、前述した直線透過率や短残光等の優れた特性が得られる。

次に、固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）とそれを用いた固体シンチレータの製造方法について説明する。固体シンチレータ材料および固体シンチレータの製造方法は、特に限定されるものではない。固体シンチレータ材料および固体シンチレータを効率よく製造するための方法として、以下に示す方法が挙げられる。

まず、原料となる酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）粉末、酸化テルビウム（Ｔｂ_４Ｏ_７）粉末、酸化ルテチウム（Ｌｕ_２Ｏ_３）粉末、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）粉末、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末、および酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）粉末を、目的とする組成となるように混合して原料混合物を調製する。原料粉末としては、ガーネット型酸化物を効率よく得るために、各元素の酸化物粉末を用いることが好ましい。

次に、原料混合物に反応促進剤としてフッ化バリウム（ＢａＦ_２）等のフラックスを混合する。フラックスはフッ化バリウムであることが好ましい。フッ化バリウムによれば、異相の少ないガーネット型酸化物が得られやすい。さらに、フッ化バリウムは緻密化にも有効である。フラックスを混合した原料混合物は造粒してもよい。フラックスの添加量は、原料混合物を１００質量部としたときに２〜６質量部の範囲とすることが好ましい。フラックスの添加量が２質量部未満では、反応促進効果を十分に得ることができない。６質量部を超えると、フラックスが多すぎて異相が形成されやすくなる。

原料混合物に反応促進剤を混合した後の焼成は１２００〜１８００℃の範囲の温度で実施することが好ましい。焼成温度が１２００℃未満であると、反応が不十分になるおそれがある。焼成温度が１８００℃を超えると、温度が高すぎてフッ化バリウムが気化しやすく、それにより異相が形成されやすくなる。焼成雰囲気は、Ａｒガス等の不活性雰囲気とすることが好ましい。場合によっては、真空中（１０^-２Ｐａ以下）や還元性雰囲気中で焼成を行ってもよい。焼成時間は１〜８時間の範囲とすることが好ましい。

原料混合物は焼成後にガーネット構造を有する酸化物粉末となる。しかし、焼成後のガーネット型酸化物粉末には、反応促進剤が多く残存している。例えば、反応促進剤としてフッ化バリウムを使用した場合、焼成後のガーネット型酸化物粉末中にはＢａとＦとが多く残存している。このため、焼成後の酸化物粉末を洗浄して残存する反応促進剤を洗い流すこと好ましい。洗浄を効率的に行うために、焼成後の酸化物粉末を粉砕および篩分けして平均粒径を０．５〜２０μｍの範囲にすることも効果的である。

洗浄工程は、純水（イオン交換樹脂にて不純物を除去した水）による洗浄と酸洗浄とを組み合わせて実施することが好ましい。酸洗浄には希塩酸を用いることが好ましい。焼成後の酸化物粉末を希塩酸で洗浄した後に、純水で洗浄する。この作業を数回繰り返すことによって、残存するフラックス成分を除去することができる。純水による洗浄は、洗浄後の純水のｐＨが６以上になるまで行うことが好ましい。

例えば、反応促進剤としてフッ化バリウムを使用した場合、残存する元素はＢａとＦになる。このとき、洗浄容器の容積の５〜３０体積％の割合で焼成後の酸化物粉末を入れ、希塩酸または純水を追加して洗浄する。一定時間撹拌した後、希塩酸または純水を捨てる。この作業を数回繰り返す。Ｆは水と反応しやすいために比較的除去しやすく、容易に３００質量ｐｐｍ以下になる。洗浄工程を５回以上行えば、Ｆ量をゼロ（検出限界以下）にできる。一方、ＢａはＡｌに取り込まれやすい元素であるため、Ｂａ量をゼロ（検出限界以下）にするには、かなりの洗浄回数が必要となる。さらに、Ｂａ量を１０質量ｐｐｍ未満とするためには、一度取り込まれたＢａを除去する必要がある。この際に小さな気孔や欠陥が発生し、透明性を低下させる原因となる。このため、洗浄回数は５〜１０回とすることが好ましい。さらに、固体シンチレータ材料のＢａ含有量は、洗浄工程における気孔や欠陥の発生を抑制する点からも１０質量ｐｐｍ以上とすることが好ましい。

洗浄後のガーネット型酸化物粉末を乾燥することによって、固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）が得られる。ガーネット型酸化物粉末の平均粒径は０．５〜２０μｍの範囲であることが好ましい。このような固体シンチレータ材料を成形および焼結して、固体シンチレータを製造する。焼結方法としては、ホットプレス法、ＨＩＰ法、真空焼結法等が挙げられる。焼結温度は１４００〜１７００℃が好ましく、焼結時間は１〜１０時間が好ましい。付加する圧力は２０ＭＰａ以上であることが好ましい。焼結雰囲気は、Ａｒガス等の不活性雰囲気、真空雰囲気（１０^-２Ｐａ以下）であることが好ましい。焼結工程で得られる焼結体は多結晶体となる。成形工程は、金型プレス、ラバープレス、ＣＩＰ（冷間静水圧プレス）等により行うことが好ましい。

ガーネット型酸化物粉末を焼結するにあたって、焼結助剤は使用しないことが好ましい。ＳｉＯ_２等の焼結助剤を使用することで、焼結性が上がるものの、焼結助剤は粒界に残存して焼結体の透明性を低下させる原因となる。また、焼結助剤の存在は直線透過率の低下につながる。このため、焼結助剤は使用しないことが好ましい。上述した固体シンチレータ材料は焼結性に優れるため、焼結助剤を使用することなく、緻密化された固体シンチレータ（相対密度が９９．５％以上の固体シンチレータ）を得ることができる。さらに、平均粒径が０．５〜２０μｍの範囲のガーネット型酸化物粉末を使用することによって、平均結晶粒径が２〜５０μｍの範囲の焼結体（多結晶体）が得られやすい。

得られた焼結体（多結晶体）のサイズによっては、焼結体をそのまま固体シンチレータとして使用することができる。焼結体のサイズが大きいときには、焼結体を必要なサイズに切り出して固体シンチレータとして使用する。言い換えれば、大きなサイズの板状焼結体を作製した後、それから切り出して固体シンチレータを製造してもよい。切り出し工程はマルチワイヤソー等を用いて実施する。焼結体の表面は、必要に応じて研磨加工してもよい。焼結工程後や切り出し工程後に、歪取り、結晶粒径の均質化、酸素欠損の低減等を目的として、焼結体を酸素含有雰囲気中で熱処理することが好ましい。熱処理は１０００〜１４００℃×２〜６時間の条件で行うことが好ましい。熱処理時の酸素含有雰囲気としては、大気雰囲気や酸素を５〜１００体積％の範囲で含むガス雰囲気（残部は窒素等の不活性ガス）が挙げられる。これらのうち、大気はコストが安いので好ましい。

上述したような酸素含有雰囲気中での熱処理を焼結体に施すことによって、歪の除去、結晶粒径の均質化、酸素欠損の低減、結晶および結晶粒界の均質化等を実現することができる。これらによって、固体シンチレータの直線透過率を向上させることが可能になる。前述したように、焼結工程は加圧環境下や真空環境下にて実施される。このとき、焼結体（固体シンチレータ）の表面から酸素が抜けていき、部分的な酸素欠損が起きやすい。部分的な酸素欠損が起きると、個々のガーネット型酸化物結晶の組成にバラツキが生じる。このバラツキは直線透過率を低下させる原因となる。焼結体を酸素含有雰囲気中で熱処理することで、酸素欠損を低減することができ、さらに結晶組成や結晶粒界の均一化を図ることができる。従って、固体シンチレータの直線透過率が向上する。

次に、実施形態の放射線検出器および放射線検査装置について説明する。図１は第１の実施形態による放射線検出器１を示している。放射線検出器１は、複数の固体シンチレータ２、２…を有している。固体シンチレータ２は、実施形態のガーネット型酸化物の多結晶体からなるものである。複数の固体シンチレータ２は、反射層（図示せず）を介して２次元的に並べられており、長さ方向を一体化した固体シンチレータブロック３を構成している。固体シンチレータブロック３の下には、光電変換素子４が一体的に配置されており、これらによって固体シンチレータアレイ５が構成されている。

固体シンチレータ２の形状は、図１に示すような直方体形状に限られるものではない。固体シンチレータ２は、図２に示すようなサイコロ形状を有していてもよい。図２に示す放射線検出器１において、サイコロ状の固体シンチレータ２は反射層（図示せず）を介して格子状に並べられており、長さ方向および幅方向を一体化した固体シンチレータブロック３を構成している。光電変換素子４としては、例えばフォトダイオードが使用される。固体シンチレータアレイ５に光電変換素子４からの電気信号配線（図示せず）やコリメータ（図示せず）を付設することによって、実施形態の放射線検出器１が構成される。

図３は実施形態の放射線検査装置の一例であるＸ線ＣＴ装置１０を示している。Ｘ線ＣＴ装置１０は、複数の放射線検出器１、１…を備えている。放射線検出器１は、被検体１１を介してＸ線管１２と対向するように配置されている。Ｘ線管１２から照射されたＸ線は、被検体１１を透過して放射線検出器１に到達する。放射線検出器１において、固体シンチレータ１は被検体１１を透過したＸ線に応じて発光し、この発光は光電変換素子４で電気信号に変換される。電気信号はコンピュータ１３で再構成されることによって、モニタ１４に被検体画像１５が映し出される。Ｘ線ＣＴ装置１０は、被検体１１の周囲に沿ってＸ線管１２を動かしながら角度を変えて測定することによって、被検体画像１５を立体的に映し出すことが可能なように構成されている。

実施形態の放射線検出器１は、発光特性や残光特性等に優れるガーネット型酸化物の多結晶体からなる固体シンチレータ２を備えている。さらに、固体シンチレータ２を構成するガーネット型酸化物の多結晶体は光透過率に優れ、異相が少なく、さらに粒界や気孔が制御されている。従って、光出力が高く、かつ短残光の放射線検出器１を提供することができる。そのような放射線検出器１を用いたＸ線ＣＴ装置１０によれば、高速スキャン撮影が可能となる。よって、被検体のＸ線被曝量を低減しつつ、高感度なＸ線撮影を実現することが可能となる。図３はＸ線ＣＴ装置を示しているが、実施形態の放射線検査装置はこれに限定されるものではない。実施形態の放射線検査装置は、荷物検査装置等の人体以外の検査装置にも有効に利用されるものである。

次に、実施例とその評価結果について述べる。

（実施例１〜５、比較例１）
原料粉末として、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）粉末、酸化テルビウム（Ｔｂ_４Ｏ_７）粉末、酸化ルテチウム（Ｌｕ_２Ｏ_３）粉末、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）粉末、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末、および酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）粉末を用意した。これら原料粉末を所定の比率で混合し、さらにＢａＦ_２フラックスと混合した。ＢａＦ_２フラックスの添加量は、原料粉末の合計量１００質量部に対して４〜５質量部とした。

次に、原料粉末とＢａＦ_２フラックスの混合物を、Ａｒ雰囲気中にて１４００℃×３時間の条件で焼成することによって、（Ｇｄ_０．４９Ｔｂ_０．２Ｌｕ_０．３Ｃｅ_０．０１）_３（Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４）_５Ｏ_１２で表わされる組成を有するガーネット型酸化物を得た。これを粉砕および篩分けして平均粒径が５〜１５μｍの粉末とした。この粉末を希塩酸と純水とを交互に使用して洗浄することによって、固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）を得た。洗浄工程は、洗浄容器の２０体積％となるように粉末を入れて撹拌することによりを実施した。

洗浄工程を１回行ったものを実施例１とした。洗浄工程を３回行ったものを実施例２とした。洗浄工程を５回行ったものを実施例３とした。洗浄工程を８回行ったものを実施例４とした。洗浄工程を１０回行ったものを実施例５とした。洗浄工程後に乾燥工程を実施することによって、各実施例の固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）を得た。いずれの例においても、最後の純水洗浄後における洗浄水のｐＨは６以上であった。

実施例１〜５の固体シンチレータ材料について、平均粒径、Ｂａ含有量、およびＦ含有量を測定した。各固体シンチレータ材料のＸ線回折を実施し、ガーネット相の最強ピーク強度Ｉ_Ｇ、ペロブスカイト相の最強ピーク強度Ｉ_Ｐ、これらの比（Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ）を求めた。各固体シンチレータ材料をＸ線で励起したときの最強発光ピークの波長を測定した。これらの測定結果を表１に示す。比較例１として、（Ｇｄ_０．５Ｔｂ_０．４９Ｃｅ_０．０１）_３Ａｌ_５Ｏ_１２で表わされる組成を有するガーネット型酸化物粉末（固体シンチレータ材料）を用意した。これについても同様の測定を行った。その結果を表１に併せて示す。

表１から明らかなように、実施例１〜５の固体シンチレータ材料は、いずれもＢａ含有量が１０〜４００質量ｐｐｍの範囲、Ｆ含有量が３００質量ｐｐｍ以下（ゼロ含む）であった。Ｌｕを添加しているので、異相であるペロブスカイト相は検出されなかった。Ｘ線回折の結果、ペロブスカイト相以外の異相も検出されておらず、異相がない状態であることが分かった。洗浄回数が５回以上であれば、Ｆ量はゼロ（検出限界以下）となることが確認された。一方、比較例１ではＬｕおよびＧａを使用していないため、異相（ペロブスカイト相）が検出された。Ｂａ含有量やＦ含有量も、同様の洗浄回数を行った実施例と比較してかなり多いことが分かった。これはＧａを使用していないため、ＡｌにＢａが多く取り込まれたためであると考えられる。

次に、上述した固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）を使用して焼結体（多結晶体）を製造した。焼結工程は、１６００℃×３時間、圧力５０ＭＰａの条件下によるＨＩＰ処理により実施した。得られた焼結体をマルチワイヤソーで縦１．５ｍｍ×横１．５ｍｍ×長さ２５ｍｍに切り出した。この後、大気中で１２００℃×３時間の熱処理を施して固体シンチレータとした。焼結工程で焼結助剤は使用しなかった。得られた固体シンチレータのＢａ含有量、Ｆ含有量、Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ比、Ｘ線で励起したときの最強発光ピーク波長は、固体シンチレータ材料の測定値と同等であった。

得られた固体シンチレータについて、相対密度、多結晶体の平均結晶粒径、波長６８０ｎｍの直線透過率、および波長６８０ｎｍの拡散透過率を測定した。多結晶体の平均結晶粒径は、単位面積２００μｍ×２００μｍの拡大写真を３枚使用して線インターセプト法により求めた。直線透過率および拡散透過率は、波長が６８０ｎｍの光を照射したときに裏面に透過した光の強度で求めた。直線透過率に関しては、大気中での熱処理の前と後の値を調べた。それらの結果を表２に示す。

次に、上述した固体シンチレータを使用して放射線検出器を作製した。縦１．５ｍｍ×横１．０ｍｍ×長さ２５ｍｍの固体シンチレータを、反射層を介して１０本並べて一体化した後、フォトダイオード上に配置した。このような放射線検出器に１２０ＫＶｐのＸ線を照射して光出力を測定した。軟Ｘ線を遮断するために、２０ｍｍのＡｌフィルタを通した後、シンチレータ表面にＸ線を照射し、フォトダイオードに流れる電流値を光出力として求めた。その結果を表２に示す。光出力はＣｄＷＯ_４単結晶シンチレータの光出力を１００としたときの相対値（％）として示す。

表２に示すように、実施例では焼結助剤を用いることなく、相対密度が９９．５％以上の固体シンチレータが得られた。実施例の固体シンチレータは、直線透過率や拡散透過率が高く、光出力に優れていた。また、酸素含有雰囲気中での熱処理によって、直線透過率の改善が見られることも分かった。一方、比較例の固体シンチレータは異相が多く、透過率に劣るものであった。また、光出力も実施例に比べて劣っていた。

（実施例６〜１２）
酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）粉末、酸化テルビウム（Ｔｂ_４Ｏ_７）粉末、酸化ルテチウム（Ｌｕ_２Ｏ_３）粉末、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）粉末、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末、および酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）粉末を、表３に示す組成となるように所定の比率で混合し、さらにＢａＦ_２フラックスと混合した。ＢａＦ_２フラックスの添加量は、原料粉末の合計量１００質量部に対して２〜６質量部とした。

次に、原料粉末とＢａＦ_２フラックスとの混合物を、Ａｒ雰囲気中にて１４００〜１７００℃×２〜５時間の条件で焼成することによって、表３に示す組成を有するガーネット型酸化物粉末を得た。次いで、ガーネット型酸化物粉末を洗浄容器の５〜３０体積％の範囲に入れた後、希塩酸と純水とで交互に洗う洗浄工程を３〜５回繰り返した。製造条件を表４に示す。洗浄工程後の粉末を粉砕および篩分けして平均粒径を制御した。最後の純水洗浄後における洗浄水のｐＨは６以上であった。このようにして得た固体シンチレータ材料の特性を、実施例１と同様にして測定した。その結果を表５に示す。

表５に示すように、実施例６〜１２の固体シンチレータ材料は、いずれも異相（ペロブスカイト相）が少なかった。前述した比較例１はＬｕ量が０．０１未満であったため、異相（ペロブスカイト相）が多く検出された。従って、Ｌｕ量は０．０１以上が好ましいことが分かる。Ａｌ量の比較的多い実施例６、１０では、Ｂａが取り込まれやすいため、Ｂａが比較的多く残存していた。従って、ＡｌおよびＧａの合計量に対するＡｌの量（１−ｘ）は０．３＜１−ｘ＜０．９の範囲が望ましい。

次に、上述した固体シンチレータ材料（蛍光体粉末）を使用して焼結体（多結晶体）を製造した。焼結工程は、１４００〜１７００℃×２〜５時間、圧力３０〜６０ＭＰａの条件下によるＨＩＰ処理により実施した。焼結条件を表６に示す。焼結工程で焼結助剤は使用しなかった。得られた焼結体をマルチワイヤソーで縦２ｍｍ×横２ｍｍ×長さ２５ｍｍに切り出した。次に、表６に示す条件下で酸素含有雰囲気中での熱処理を実施することによって、目的とする固体シンチレータを得た。また、参考例１として、実施例８における酸素含有雰囲気中での熱処理を、窒素雰囲気中の熱処理に変更したものを用意した。

得られた固体シンチレータについて、相対密度、多結晶体の平均結晶粒径、波長６８０ｎｍの直線透過率、および波長６８０ｎｍの拡散透過率を、実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表７に示す。次に、固体シンチレータを使用して放射線検出器を作製した。縦２ｍｍ×横２ｍｍ×長さ２５ｍｍの固体シンチレータを、反射層を介して１５本並べて一体化した後、フォトダイオード上に配置した。このような放射線検出器の光出力を、実施例１と同様にして測定した。その結果を表７に示す。

表７に示すように、実施例６〜１２の固体シンチレータは、いずれも優れた特性を示した。得られた固体シンチレータのＢａ含有量、Ｆ含有量、Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ比、Ｘ線で励起したときの最強発光ピーク強度は、固体シンチレータ材料の測定値と同等であった。これは焼結助剤を使わずに焼結することが可能なためである。また、参考例１から分かるように、窒素１００％の雰囲気中で熱処理した場合には、直線透過率の改善が認められなかった。

（実施例１Ａ〜１２Ａ、比較例１Ａ）
実施例１〜１２および比較例１の固体シンチレータを用いて放射線検出器（実施例１Ａ〜１２Ａ、比較例１Ａ）を作製し、残光が５％になるまでの減衰時間を調べた。Ｘ線ＣＴ装置のＸ線源となるＸ線管（電子線照射面はＲｅ−Ｗ合金で構成）を使用して、実施例１〜１２Ａおよび比較例１Ａの放射線検出器にＸ線を照射した。光出力の最大値を１００％としたときに、Ｘ線による励起を終了した後に光出力が最大値の５％になるまでの減衰時間を測定した。その結果を表８に示す。

表８に示すように、実施例１〜１２の放射線検出器は、残光の減衰時間が５ｍｓ以下と非常に短い。このような放射線検出器を使用した放射線検査装置（Ｘ線ＣＴ装置）によれば、短時間でスイッチのオン・オフができる。従って、Ｘ線ＣＴ装置の高速スキャンが可能となり、検査時における被検者の被曝量を低減することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (15)

1. ガーネット構造を有する酸化物の多結晶体を具備する固体シンチレータであって、
   波長６８０ｎｍの直線透過率が１０％以上であることを特徴とする固体シンチレータ。
2. 前記波長６８０ｎｍの直線透過率が２０％以上である、請求項１に記載の固体シンチレータ。
3. 前記酸化物は、
   一般式：（Ｇｄ_{１−α−β−γ}Ｔｂ_αＬｕ_βＣｅ_γ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_ａＯ_ｂ
   （式中、α、βおよびγは０＜α≦０．５５、βは０＜β≦０．５５、０．０００１≦γ≦０．１、α＋β＋γ＜１を満足する数（原子比）、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数（原子比）、ａは４．８≦ａ≦５．２を満足する数（原子比）、ｂは１１．６≦ｂ≦１２．４を満足する数（原子比）である。）
   で表される組成を有する、請求項１に記載の固体シンチレータ。
4. 前記一般式において、αは０．１≦α≦０．５を満足し、βは０．０１≦β≦０．５を満足し、ｘは０．０１≦ｘ≦０．８を満足する、請求項３に記載の固体シンチレータ。
5. 前記一般式において、αとβとγの合計量はα＋β＋γ≦０．９を満足する、請求項３に記載の固体シンチレータ。
6. バリウムの含有量が４００質量ｐｐｍ以下（ゼロを含む）である、請求項３に記載の固体シンチレータ。
7. フッ素の含有量が３００質量ｐｐｍ以下（ゼロを含む）である、請求項３に記載の固体シンチレータ。
8. Ｘ線回折におけるガーネット相の最強ピーク強度Ｉ_Ｇに対するペロブスカイト相の最強ピーク強度Ｉ_Ｐの比（Ｉ_Ｐ／Ｉ_Ｇ）が０．０１以下（ゼロを含む）である、請求項３に記載の固体シンチレータ。
9. 前記固体シンチレータをＸ線で励起したときの最強発光ピークが５３０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲に存在する、請求項３に記載の固体シンチレータ。
10. 残光が５％になるまでの減衰時間が５ｍｓ以下である、請求項３に記載の固体シンチレータ。
11. 前記多結晶体の平均結晶粒径が２μｍ以上５０μｍ以下の範囲である、請求項１に記載の固体シンチレータ。
12. 前記多結晶体の相対密度が９９．５％以上である、請求項１に記載の固体シンチレータ。
13. 波長６８０ｎｍの拡散透過率が５０％以上である、請求項１に記載の固体シンチレータ。
14. 請求項１に記載の固体シンチレータを具備する放射線検出器。
15. 請求項１４記載の放射線検出器を具備する放射線検査装置。

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