ＧＳＯ単結晶及びＰＥＴ用シンチレータ

• 特願2002-028698 (2002.2.5) JP

• 住谷 圭二
• 石橋 浩之
• 村山 秀雄
• 清水 成宜
• 小林 正明
• 石井 満

• 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 株式会社オキサイド

陽電子放出核種断層撮像装置(Positron Emission computed Tomography、以下ＰＥＴ）では、どのような特性あるいは仕様のシンチレータを採用するかが装置全体の性能を向上させる上で最も重要な要因の一つとなる。米国を中心にＰＥＴ診断の保険適用が進みビジネス拡大が進む中、高性能なＰＥＴ装置を得るために、優れたシンチレータ材料の探索、実用化のための育成技術開発等が精力的に進められている。

ＧＳＯシンチレータは蛍光出力、蛍光減衰時間、エネルギー分解能などの特性に優れ、また材料の化学的安定性にも優れているためＰＥＴ用シンチレータとして採用されている。図１、図２にＣｅ濃度の異なる２種類のＧＳＯシンチレータのエネルギースペクトル（¹³⁷Ｃｓ）及び発光減衰曲線を示す。図から、Ｃｅ濃度０．５ｍｏｌ％のＧＳＯの方がＣｅ濃度１．５ｍｏｌ％のＧＳＯに比べて蛍光出力、エネルギー分解能に優れることがわかる。一方蛍光減衰時間は、Ｃｅ濃度１．５ｍｏｌ％のＧＳＯの方が短く（早く）優れる。したがって、Ｃｅ濃度による蛍光出力と蛍光減衰時間の優劣は逆の関係にあることがわかる。

従来のＧＳＯ単結晶シンチレータには以下のような問題が指摘されている。
（１）発光のＳｌｏｗ成分の存在
ＧＳＯシンチレータの発光減衰曲線は２成分系からなり、減衰の速い成分（Ｆａｓｔ成分）は３０～６０ｎｓ、遅い成分（Ｓｌｏｗ成分）は４００～６００ｎｓである。遅い成分の出力比は２０％程度のため、ＰＥＴ利用で大きな問題とはなっていないが、計数率特性を向上させる上で好ましくなく、低減が望まれる。

（２）Ｃｅ濃度増加による着色
１．０ ｍｏｌ％以上のＣｅ濃度のＧＳＯでは、僅かであるが淡黄色の着色が見られる。着色は蛍光出力、エネルギー分解能を劣化させることから、好ましくない。図３にＣｅ濃度の異なる２種類のＧＳＯの透過率を示す。Ｃｅ濃度１．５ｍｏｌ％の透過率の方が、Ｃｅ濃度０．５ ｍｏｌ％に比べて低いことがわかる。着色は、発光に寄与しない４価のＣｅが原因と考えられる。ＧＳＯには、Ｃｅ濃度を上げることで蛍光減衰時間を短くできる特長があるが、その結果蛍光出力が劣化する問題がある。蛍光減衰時間と蛍光出力の両立を図る方法としては、４価のＣｅを減らすことができる不純物の探索が有効と考えられる。

本発明は、ＧＳＯ単結晶及びＧＳＯ単結晶からなるＰＥＴ用シンチレータに関する。

• C30B  29/34      けい酸塩
• C09K  11/00      発光性物質，例．電気発光性物質；化学発光性物質
• C09K  11/79      けい素を含むもの
• G01T   1/161     核医学の分野における応用，例．生体内計数
• G01T   1/202     検出器が結晶であるもの

• 2G088EE02 ＣＴ，断層撮像
• 2G088FF07 陽電子（ポジトロン）
• 2G088GG10 シンチレータ材料（請求の範囲）
• 2G088LL15 感度
• 2G088LL18 動特性
• 2G188AA02
• 2G188BB07
• 2G188CC09
• 2G188DD41
• 2G188FF18
• 2G188FF23
• 4C188EE02
• 4C188FF07
• 4C188GG10
• 4C188LL15
• 4C188LL18
• 4G077AA02 バルク状（例、インゴット）
• 4G077BD15 希土類を含む
• 4G077CF10 その他
• 4G077EA02 基板、反応ゾーンの
• 4G077EB01 不純物の選択、特定◎
• 4G077EH08 るつぼ、種結晶の回転数制御
• 4G077EH09 引き上げ速度、成長速度の制御
• 4G077HA01 光学材料
• 4G077HA20 その他
• 4H001CA02 物性（粒度，結晶構造等）を限定したもの
• 4H001CA04 択一式，マーカッシュ形式の記載を含むもの
• 4H001CA08 放射線用
• 4H001XA08 Ｏ
• 4H001XA12 Ｍｇ
• 4H001XA14 Ｓｉ
• 4H001XA40 Ｚｒ
• 4H001XA64 Ｇｄ
• 4H001XA73 Ｔａ
• 4H001YA12 Ｍｇ
• 4H001YA40 Ｚｒ
• 4H001YA58 Ｃｅ
• 4H001YA73 Ｔａ