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JP5652903B2 - Oxide crystal and neutron detector for neutron scintillator - Google Patents
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JP5652903B2 - Oxide crystal and neutron detector for neutron scintillator - Google Patents

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Description

本件発明は、中性子シンチレータ用酸化物結晶及びこの中性子シンチレータ用酸化物結晶を用いた中性子シンチレータに関し、特に、リチウム系酸化物結晶を採用した中性子シンチレータ用酸化物結晶及びこの中性子シンチレータ用酸化物を用いた中性子検出器に関する。   The present invention relates to an oxide crystal for a neutron scintillator and a neutron scintillator using the oxide crystal for a neutron scintillator, and more particularly to an oxide crystal for a neutron scintillator using a lithium-based oxide crystal and the oxide for a neutron scintillator. Related to neutron detectors.

従来から、中性子シンチレータとして、Liガラスシンチレータ、LiF/ZnSセラミックスシンチレータ、10Bを含む結晶シンチレータが用いられてきた。しかしながら、Liガラスシンチレータは、その製造工程に大きな困難を伴うため、製造費用が嵩むという問題があった。このため、Liガラスシンチレータの大型化を図るには製造面及び費用面において限界があった。また、LiF/ZnSセラミックスシンチレータは、透明なバルク体でないが故に、厚くして使用することが困難であり、中性子の検出感度を向上させるという点において限界があった。さらに、10Bを含む結晶シンチレータでは、下記式に示すように中性子線との核反応の際にガンマ線を放出し、このγ線がノイズ源となるため、利用可能な場所が限定されるという問題がある。 Conventionally, 6 Li glass scintillators, 6 LiF / ZnS ceramics scintillators, and crystal scintillators containing 10 B have been used as neutron scintillators. However, the 6 Li glass scintillator has a problem in that the manufacturing cost increases because the manufacturing process involves great difficulty. For this reason, in order to increase the size of the 6 Li glass scintillator, there are limitations in terms of manufacturing and cost. Further, since the 6 LiF / ZnS ceramic scintillator is not a transparent bulk body, it is difficult to use it thick and there is a limit in terms of improving the detection sensitivity of neutrons. Furthermore, the crystal scintillator containing 10 B emits gamma rays during the nuclear reaction with neutron rays as shown in the following formula, and this γ rays become a noise source, so there is a problem that the available locations are limited. There is.

これに対し、酸化物結晶を用いた中性子シンチレータは加工が容易であるため、大型のシンチレータを安価に製造することができる。酸化物結晶を用いた中性子シンチレータとして、例えば、特許文献1に開示されているようなリチウムボレート結晶からなる中性子シンチレータが提案されている。   On the other hand, since the neutron scintillator using the oxide crystal is easy to process, a large scintillator can be manufactured at low cost. As a neutron scintillator using an oxide crystal, for example, a neutron scintillator made of a lithium borate crystal as disclosed in Patent Document 1 has been proposed.

ところが、当該リチウムボレート結晶からなる中性子シンチレータは、発光量が少なく、また、中性子線をα線に変換するパスが複数あるため、実際に中性子用検出器に搭載され、市場を流通するには至っていない。   However, the neutron scintillator made of the lithium borate crystal has a small amount of light emission, and since there are multiple paths for converting neutron rays into α-rays, it is actually mounted on a detector for neutrons and has reached the market. Not in.

一方で、リチウムボレート結晶を構成するボレート材料は、希土類を含んでおり、特許文献2に開示されているように、テレビモニタ等のディスプレイ用の蛍光体として、広く利用されているものであり、該リチウムボレート結晶からなる中性子シンチレータへの転用も考慮されてきた。   On the other hand, the borate material constituting the lithium borate crystal contains a rare earth, and is widely used as a phosphor for a display such as a TV monitor, as disclosed in Patent Document 2, Diversion to a neutron scintillator made of the lithium borate crystal has also been considered.

特開2003−183637号公報JP 2003-183637 A 特開2007−161891号公報JP 2007-161891 A

A. Yoshikawa, T. Yanagida, Y. Yokota, N. Kawaguchi, S. Ishizu, K. Fukuda, T. Suyama, K. J. Kim, M. Nikl, M. Miyake, M. Baba, "Single crystal growth, optical properties and neutron responses of Ce3+ doped LiCaAlF6", IEEE Trans. Nucl. Sci., 56 (6) (2009)3796 ? 3799A. Yoshikawa, T. Yanagida, Y. Yokota, N. Kawaguchi, S. Ishizu, K. Fukuda, T. Suyama, KJ Kim, M. Nikl, M. Miyake, M. Baba, "Single crystal growth, optical properties and neutron responses of Ce3 + doped LiCaAlF6 ", IEEE Trans. Nucl. Sci., 56 (6) (2009) 3796? 3799 Takayuki Yanagida, Akira Yoshikawa, Yuui Yokota, Shuji Maeo, Noriaki Kawaguchi, Sumito Ishizu, Kentaro Fukuda, Toshihisa Suyama, "Crystal growth, optical properties, and alpha-ray responses of Ce doped LiCaAlF6 for different Ce concentration", Opt. Mat., 32, 311-314 (2009).Takayuki Yanagida, Akira Yoshikawa, Yuui Yokota, Shuji Maeo, Noriaki Kawaguchi, Sumito Ishizu, Kentaro Fukuda, Toshihisa Suyama, "Crystal growth, optical properties, and alpha-ray responses of Ce doped LiCaAlF6 for different Ce concentration", Opt. Mat. , 32, 311-314 (2009).

しかしながら、上述の特許文献2に開示されている「ディスプレイ用の蛍光体」としてのボレート材料を、中性子シンチレータとして使用するには、以下の問題があり、困難である。すなわち、当該ボレート材料は、中性子と反応する成分の含有濃度が極めて微量であり、中性子シンチレータとして要求される性能を発揮することが出来ないという問題がある。また、特許文献2に開示のボレート材料は、粉体又は薄膜の状態で用いられており、透明性の無いバルク体であるため、中性子シンチレータとして厚みを増加させて、中性子の検出感度を向上させるという用途には不向きである。   However, it is difficult to use the borate material as the “phosphor for display” disclosed in Patent Document 2 described above as a neutron scintillator because of the following problems. That is, the borate material has a problem that the concentration of the component that reacts with neutrons is extremely small, and the performance required as a neutron scintillator cannot be exhibited. Moreover, since the borate material disclosed in Patent Document 2 is used in the form of powder or thin film and is a non-transparent bulk body, it increases the thickness as a neutron scintillator and improves neutron detection sensitivity. It is unsuitable for use.

Li系のシンチレータはガンマ線などのノイズ源を放出することがない。したがって、Liガラスよりも安定で高い発光量が期待できるLi系の化合物を提供することができれば、中性子シンチレータとしての当該化合物の利用が期待できる。その例として、フッ化物に関しては、上記「非特許文献1」及び「非特許文献2」に開示がある。 6 Li-based scintillators do not emit noise sources such as gamma rays. Therefore, if a 6 Li-based compound that can be expected to be more stable and emit a higher amount of light than Li glass can be provided, use of the compound as a neutron scintillator can be expected. As an example, there are disclosures regarding fluorides in the above-mentioned “Non-Patent Document 1” and “Non-Patent Document 2”.

以上に述べてきたことから理解できるように、安価な酸化物結晶であり、Liを含み中性子線に対する感度が高く、且つ、γ線に由来するバックグラウンドノイズが少なく、バルクが透明体となり、中性子シンチレータに使用可能なものがあれば当該酸化物結晶の利用価値は極めて高い。 As can be understood from what has been described above, it is an inexpensive oxide crystal, includes 6 Li, has high sensitivity to neutron rays, has little background noise derived from γ rays, and the bulk becomes transparent, If there is a usable neutron scintillator, the utility value of the oxide crystal is extremely high.

そこで、本件発明者等は、酸化物結晶内に存在する6Liに着目し、鋭意研究を行った結果、中性子線に対する感度が高く、且つ、γ線に由来するバックグラウンドノイズが少なく、中性子シンチレータとして使用可能な酸化物結晶に想到した。なお、当該酸化物結晶の中性子シンチレータとしての評価は、発光波長の評価にはα線照射実験による模擬実験を行い、発光量は中性子照射実験により評価した。以下、本件発明の概要に関して述べる。 Therefore, the inventors of the present invention focused on 6 Li existing in the oxide crystal and conducted intensive research. As a result, the present inventors have high sensitivity to neutron rays and low background noise derived from γ-rays, and neutron scintillators. As a result, the inventors have come up with oxide crystals that can be used as The oxide crystal was evaluated as a neutron scintillator by performing a simulation experiment by an α-ray irradiation experiment to evaluate the emission wavelength, and the light emission amount was evaluated by a neutron irradiation experiment. The outline of the present invention will be described below.

中性子シンチレータ用酸化物結晶: 本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、中性子シンチレータの製造に用いる酸化物結晶であって、下記式(1)〜式(3)のいずれかの式で表される構造式を備え、且つ、Li含有量が2.0atom/nm以上であることを特徴とするLiアルミネート系酸化物結晶である。なお、各元素に関しての詳細は後述する。 Oxide crystal for neutron scintillator: The oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention is an oxide crystal used for manufacturing a neutron scintillator, and is represented by any one of the following formulas (1) to (3). The 6 Li aluminate-based oxide crystal is characterized in that the 6 Li content is 2.0 atom / nm 3 or more. Details of each element will be described later.

Li(Al1−x,TM)O・・・(1)
Li(Al1−x,RE)O・・・(2)
Li(Al1−x−y,RE,TM)O・・・(3)
但し、上記式(1)において0≦x<0.05であり、上記式(2)において0≦x≦1であり、上記式(3)において0<x<1、0<y<0.05であり、上記式(1)及び式(3)においてTMはそれぞれ遷移金属元素を表し、上記式(2)及び式(3)においてREはそれぞれ希土類元素を表し、前記遷移金属元素TMは、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuの中から選択される1つ以上の元素であり、前記希土類元素REは、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Yの中から選択される1つ以上の元素である。
Li (Al 1-x , TM x ) O 2 (1)
Li (Al 1-x , RE x ) O 2 (2)
Li (Al 1-x-y , RE x, TM y) O 2 ··· (3)
However, 0 ≦ x <0.05 in the above formula (1), 0 ≦ x ≦ 1 in the above formula (2), and 0 <x <1, 0 <y <0. In the above formulas (1) and (3), TM represents a transition metal element, and in the above formulas (2) and (3), RE represents a rare earth element, and the transition metal element TM is One or more elements selected from Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, and the rare earth element RE is La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy. , Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y are one or more elements.

中性子検出器: 本件発明に係る中性子検出器は、上述の中性子シンチレータ用酸化物結晶と、光電子倍増管と、受光素子とを備える点に特徴を有する。但し、受光素子としては、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、又は、ガイガーモードアバランシェフォトダイオード、イメージインテンシファイア、CCD等を用いることができる。 Neutron detector: The neutron detector according to the present invention is characterized in that it includes the above-described oxide crystal for neutron scintillator, a photomultiplier tube, and a light receiving element. However, as the light receiving element, a photodiode, an avalanche photodiode, a Geiger mode avalanche photodiode, an image intensifier, a CCD, or the like can be used.

本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、「遷移金属元素」、又は「希土類元素」、或いは「遷移金属元素及び希土類元素」と、Liとしての「Li」とを同時に含有することで、中性子線に対する感度を良好なものとすることができる。また、本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、「遷移金属元素」と「希土類元素」の他にはAlとOしか包含しないため、γ線に由来するバックグラウンドノイズが少なくなる。しかも、本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、透明性に優れているため、中性子シンチレータの厚みを増加させて、中性子の検出感度を向上させるという用途に好適である。そして、本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、製造コストが安価で、且つ、加工性能も良好である。従って、本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶を用いることにより、安価で高品質の中性子シンチレータを提供することができる。 The oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention contains “transition metal element” or “rare earth element” or “transition metal element and rare earth element” and “ 6 Li” as Li simultaneously. Sensitivity to neutron beams can be improved. Further, since the oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention includes only Al and O in addition to “transition metal element” and “rare earth element”, background noise derived from γ rays is reduced. Moreover, since the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention is excellent in transparency, it is suitable for applications in which the thickness of the neutron scintillator is increased to improve neutron detection sensitivity. The oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention has a low manufacturing cost and good processing performance. Therefore, by using the oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention, an inexpensive and high quality neutron scintillator can be provided.

本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物(Li系酸化物;LiAlO)の単結晶の写真である。Neutron scintillator oxide according to the present invention (Li-based oxide; LiAlO 2) is a photograph of a single crystal. α線を励起源としたLiAlO結晶の発光スペクトルである。an emission spectrum of a LiAlO 2 crystals as an excitation source α line. 252Cf密封線源から出る中性子線を励起源としたLiAlO結晶の波高値スペクトルを示す図(発光量評価)である。The neutron radiation emanating from 252 Cf sealed source is a diagram showing a peak value spectrum of the excitation source and the LiAlO 2 crystals (light emission amount evaluation). 本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶((Al0.99Ti0.01)O)の単結晶の写真である。It is a photograph of the single crystal of the oxide crystal for neutron scintillators ((Al 0.99 Ti 0.01 ) O 2 ) according to the present invention. 本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶(Li(Al0.999Cr0.001)O)の単結晶の写真である。It is a photograph of a single crystal neutron scintillator oxide according to the present invention the crystal (Li (Al 0.999 Cr 0.001) O 2). 本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶(LiScO)の単結晶の写真である。It is a photograph of a single crystal neutron scintillator oxide crystals (Lisco 2) according to the present invention.

以下、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶の形態及び中性子シンチレータの形態に関して述べる。   Hereinafter, the form of the oxide crystal for a neutron scintillator and the form of the neutron scintillator according to the present invention will be described.

中性子シンチレータ用酸化物結晶の形態: 本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、中性子シンチレータの製造に用いる酸化物結晶であって、下記式(1)〜式(3)のいずれかで表される構造式を備え、且つ、Li含有量が2.0atom/nm以上であることを特徴とする。即ち、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、Li系酸化物結晶であって、Alと、Liとしての「Li」とを同時に含有し、添加剤としての「希土類元素(RE)」、又は、「遷移金属元素(TM)」、或いは、「希土類元素及び遷移金属元素」を0%以上5%未満含有することが主な特徴である Form of oxide crystal for neutron scintillator: The oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention is an oxide crystal used for manufacturing a neutron scintillator, and is represented by any one of the following formulas (1) to (3). The 6 Li content is 2.0 atom / nm 3 or more. That is, the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention is a Li-based oxide crystal, which simultaneously contains Al and “ 6 Li” as Li, and includes “rare earth element (RE)” as an additive. Or “transition metal element (TM)” or “rare earth element and transition metal element” is contained in a main feature of 0% or more and less than 5%.

Li(Al1−x,TM)O・・・(1)
Li(Al1−x,RE)O・・・(2)
Li(Al1−x−y,RE,TM)O・・・(3)
但し、上記式(1)において0≦x<0.05であり、上記式(2)において0≦x≦1であり、上記式(3)において0<x<1、0<y<0.05であり、上記式(1)及び式(3)においてTMはそれぞれ遷移金属元素を表し、上記式(2)及び式(3)においてREはそれぞれ希土類元素を表している。
Li (Al 1-x , TM x ) O 2 (1)
Li (Al 1-x , RE x ) O 2 (2)
Li (Al 1-x-y , RE x, TM y) O 2 ··· (3)
However, 0 ≦ x <0.05 in the above formula (1), 0 ≦ x ≦ 1 in the above formula (2), and 0 <x <1, 0 <y <0. In the above formulas (1) and (3), TM represents a transition metal element, and in the above formulas (2) and (3), RE represents a rare earth element.

まず、上記式(1)〜式(3)のいずれかで表される構造式を備える酸化物結晶において、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶において、最も重要な元素成分であるLiに関してのべる。Li(リチウム)は、中性子と反応する成分として機能する。そして、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶におけるLi(リチウム)は、「Li」を選択的に使用する点に特徴がある。このように「Li」を選択的に当該酸化物結晶の構成元素として用いることによって、中性子と反応した際の十分な発光量を、安定して得ることができるようになる。 First, in the oxide crystal having the structural formula represented by any one of the above formulas (1) to (3), the most important elemental component Li in the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention will be described. . Li (lithium) functions as a component that reacts with neutrons. And Li (lithium) in the oxide crystal for neutron scintillators according to the present invention is characterized in that “ 6 Li” is selectively used. Thus, by selectively using “ 6 Li” as a constituent element of the oxide crystal, a sufficient amount of light emitted when reacting with neutrons can be stably obtained.

このときの本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶に対する「Li含有量」は、中性子線の検出感度に大きく影響する。「Li」は、リチウムの同位体の一種であり、通常のLiの中には、一定量しか存在しない。しかし、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶の場合には、この「Li含有量」が多いほど、中性子線の検出感度が向上するため好ましい。上記式(1)〜式(3)の構造式を備える酸化物結晶のストイキオメトリ(化学量論的組成)を満足させる範囲において、「Li」としてのトータル含有量の最大値は化学量論比で定まる。この中で「Li」のどの程度を、「Li」に置き換えるかで、高感度な中性子シンチレータ用酸化物結晶として使用できるか否かが決まる。 The “ 6 Li content” for the oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention at this time greatly affects the detection sensitivity of the neutron beam. “ 6 Li” is a kind of isotope of lithium, and only a certain amount is present in ordinary Li. However, in the case of the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention, the higher the “ 6 Li content”, the better the detection sensitivity of the neutron beam. In the range where the stoichiometry (stoichiometric composition) of the oxide crystal having the structural formulas of the above formulas (1) to (3) is satisfied, the maximum value of the total content as “Li” is stoichiometric. It is determined by the ratio. Of these, the extent of “Li” is replaced with “ 6 Li” to determine whether or not it can be used as a highly sensitive oxide crystal for a neutron scintillator.

上記式(1)〜式(3)で表される酸化物結晶の場合、本件発明では、「Li含有量」を2.0atom/nm以上として用いる。当該酸化物結晶を中性子シンチレータとして用いた場合、「Li含有量」が上記下限値未満であると、中性子と反応した際の発光量が不十分となるからである。この下限値程度の「Li含有量」を有する中性子シンチレータ用酸化物結晶は、特別にLi含有率を高めたリチウム原料を用いることなく、リチウム系酸化物結晶の種類を選択することによって製造できるという、製造上の利点もある。更に、中性子線に対する感度を高めるためには、当該「Li含有量」を、8.0atom/nm以上とすることがより好ましい。 In the case of the oxide crystals represented by the above formulas (1) to (3), in the present invention, the “ 6 Li content” is used as 2.0 atom / nm 3 or more. This is because when the oxide crystal is used as a neutron scintillator, if the “ 6 Li content” is less than the lower limit, the amount of light emitted when reacting with neutrons becomes insufficient. Neutron scintillator oxide crystal having a "6 Li content" about this lower limit, especially without using the lithium material with increased 6 Li content, prepared by selecting the type of lithium-based oxide crystal There is also a manufacturing advantage that it can. Furthermore, in order to increase the sensitivity to neutron rays, the “ 6 Li content” is more preferably set to 8.0 atom / nm 3 or more.

なお、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶の場合、「Li含有量」とは中性子シンチレータ用酸化物結晶1nmあたりに含まれるLi元素の個数をいう。この「Li含有量」は、あらかじめシンチレータの密度、シンチレータ中のLi元素の質量分率、及びリチウム原料の「Li含有率」を求め、下記式に代入し、計算することによって算出できる。 In the case of the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention, the “ 6 Li content” means the number of Li elements contained per 1 nm 3 of the oxide crystal for a neutron scintillator. This “ 6 Li content” can be calculated by obtaining the density of the scintillator, the mass fraction of the Li element in the scintillator, and the “ 6 Li content” of the lithium raw material in advance and substituting them into the following equation.

Li含有量]=ρ×W×C/10×A/1021
ρ:シンチレータの密度[g/cm]、
W:シンチレータ中のLi元素の質量分率[質量%]
C:原料のLi含有率[%]
A:アボガドロ数[6.02×1023
[ 6 Li content] = ρ × W × C / 10 × A / 10 21
ρ: density of scintillator [g / cm 3 ],
W: Mass fraction of Li element in the scintillator [mass%]
C: Raw material 6 Li content [%]
A: Avogadro number [6.02 × 10 23 ]

このLi含有量は、上記式(1)〜式(3)のいずれかで表される構造式を備える酸化物結晶を中性子シンチレータ用酸化物結晶として採用するか否かを選択し、この酸化物結晶の製造に用いるLiO等のリチウム原料の備える「Li含有率」を調整することによって、適宜調整できる。ここで、「Li含有率」とは、全リチウム素元素(100wt%)に対する「Li同位体」の元素比率であって、天然のリチウムでは、約7.52wt%である。 The 6 Li content is determined by selecting whether or not an oxide crystal having a structural formula represented by any one of the above formulas (1) to (3) is adopted as an oxide crystal for a neutron scintillator. by adjusting the "6 Li content" included in the lithium material of Li 2 O or the like for use in the manufacture of goods crystal, it can be appropriately adjusted. Here, the “ 6 Li content” is an element ratio of “ 6 Li isotope” to the total lithium element (100 wt%), and is about 7.52 wt% in natural lithium.

よって、天然のリチウム原料であるLiO等は、そこに含まれる「Li含有率」を調整して用いることが好ましい。この「Li含有率」の調整方法としては、「天然の同位体比を有する汎用原料を出発原料として用い、Li同位体を所望のLi含有率まで濃縮調整する方法」、「既にLi濃度が、所望のLi含有率以上に濃縮された濃縮原料を入手し、該濃縮原料と前記汎用原料とを混合して希釈調整する方法」のいずれを採用しても構わない。 Therefore, it is preferable to use Li 2 O, which is a natural lithium raw material, by adjusting the “ 6 Li content” contained therein. As a method for adjusting the “ 6 Li content”, “a method for concentrating and adjusting the 6 Li isotope to a desired 6 Li content using a general-purpose raw material having a natural isotope ratio as a starting material”, “already 6 Any of “a method of obtaining a concentrated raw material in which the Li concentration is concentrated to a desired 6 Li content or more and mixing the concentrated raw material and the general-purpose raw material to adjust dilution” may be employed.

そして、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶が含有する「遷移金属元素(TM)」としては、Ti、V、Cr、MnCo、Ni、Cuの中から選択する1つ以上の元素成分を用いる。これらの遷移金属元素を用いる限り、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶として、品質安定性を高め、中性子と反応した際に十分な発光量を得ることが出来るからである。ここで、「1つ以上の」としていることから理解できるように、Ti、V、Cr、MnCo、Ni、Cuの中から選択する限り、1種の元素成分でも、2種〜4種の元素成分を組み合わせた場合の全てを含む概念として記載している。なお、中性子シンチレータ用酸化物結晶に対する「遷移金属元素(TM)」の含有量は、(1)〜(3)の構造式を備える酸化物結晶の化学量論比を満足させるものであり、自ずと判断できる数値であるため、数値としての記載は省略する。 The “transition metal element (TM)” contained in the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention includes one or more element components selected from Ti, V, Cr, Mn , Co, Ni, and Cu. the Ru used. This is because, as long as these transition metal elements are used, the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention can improve the quality stability and obtain a sufficient amount of light emission when reacted with neutrons. Here, as can be understood from “one or more”, as long as it is selected from Ti, V, Cr, Mn , Co, Ni, and Cu, even one kind of element component is 2 to 4 kinds. It is described as a concept that includes all of the combinations of elemental components. In addition, content of "transition metal element (TM)" with respect to the oxide crystal for neutron scintillators satisfies the stoichiometric ratio of the oxide crystal having the structural formulas (1) to (3). Since it is a numerical value that can be determined, description as a numerical value is omitted.

そして、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶が含有する「希土類元素(RE)」に関して述べる。この希土類元素が、中性子線を検出したときに発光する際の発光中心となる。この希土類元素の種類に関しては、特段の限定は無く、希土類に分類される成分の殆どの使用が可能である。例えば、所望の発光波長、発光強度及び蛍光寿命に応じて、適宜選択使用することが可能である。しかしながら、特に、発光強度及び蛍光寿命を主に考えると、以下に述べる希土類元素を使用する。 The “rare earth element (RE)” contained in the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention will be described. This rare earth element becomes the emission center when emitting light when detecting a neutron beam. There are no particular limitations on the type of rare earth element, and most components classified as rare earth elements can be used. For example, it can be appropriately selected and used according to the desired emission wavelength, emission intensity and fluorescence lifetime. However, in particular, the mainly considering the emission intensity and the fluorescence lifetime, that uses a rare earth element as described below.

本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶が含有する「希土類元素(RE)」には、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy,Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Yの中から選択する1つ以上の希土類元素を用いる。「希土類元素(RE)」に、これらの希土類元素を用いた酸化物結晶とすることで、中性子シンチレータとして用いたときの発光強度及び発光安定性が向上する。 The “rare earth element (RE)” contained in the oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention includes La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu , Sc, Ru with one or more rare earth elements selected from the Y. The "rare earth element (RE) ', by an oxide crystal using these rare earth elements, you emission intensity and emission stability improvement when used as a neutron scintillator.

以上に述べてきた中性子シンチレータ用酸化物結晶は、リチウム系酸化物結晶である。そして、このリチウム系酸化物結晶には、単結晶体及び多結晶体が存在する。しかし、中性子シンチレータとして用いる酸化物結晶としては、単結晶体であることが好ましい。なぜなら、多結晶体に比べて、単結晶体は、非輻射過程による発光ロスが顕著に少なく、発光強度の高い中性子シンチレータを得ることができるからである。   The oxide crystal for a neutron scintillator described above is a lithium-based oxide crystal. The lithium-based oxide crystal includes a single crystal and a polycrystal. However, the oxide crystal used as a neutron scintillator is preferably a single crystal. This is because, compared with a polycrystalline body, a single crystal body has a remarkably small loss of light emission due to a non-radiation process, and a neutron scintillator having a high light emission intensity can be obtained.

また、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶(リチウム系酸化物結晶)は、無色〜僅かに着色した有色透明の範囲(発光波長が母結晶の吸収波長に完全には包含されない)にある透明度を備える結晶である。このように良好な透明性を備える中性子シンチレータ用酸化物結晶であっても、良好な化学的安定性を発揮し、通常の中性子の検出使用において、短期間での性能の劣化はなく、良好な蛍光寿命を備えている。   Further, the oxide crystal for neutron scintillator (lithium-based oxide crystal) according to the present invention has a transparency in the range of colorless to slightly colored and transparent (the emission wavelength is not completely included in the absorption wavelength of the mother crystal). A crystal comprising Even in this way, even oxide crystals for neutron scintillators with good transparency exhibit good chemical stability, and in normal neutron detection use, there is no deterioration in performance in a short period of time and good It has a fluorescence lifetime.

更に、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、良好な機械的強度を備えているため、その取り扱い性能も良好である。しかも、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、研削加工、研磨加工等の機械加工性も良好であり、低い加工コストで所望の形状として用いることができる。この加工を行うにあたり、公知のブレードソー、ワイヤーソー等の切断機、研削機、或いは研磨盤等を、何ら制限無く使用する事が可能ある。以下、本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶の製造方法に関して、簡潔に述べておく。   Furthermore, since the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention has a good mechanical strength, its handling performance is also good. Moreover, the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention also has good machinability such as grinding and polishing, and can be used as a desired shape at a low processing cost. In performing this processing, a known cutting machine such as a blade saw or a wire saw, a grinding machine, or a polishing machine can be used without any limitation. Hereinafter, the method for producing an oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention will be briefly described.

本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶の製造方法に関しては、特段の限定は無い。従って、公知の結晶製造法を任意に選択することも可能であるが、「マイクロ引き下げ法」、「チョクラルスキー法」、「ブリッジマン法」のいずれかを採用することが、得られる酸化物結晶の透明性の確保、及び、製造安定性の観点から好ましい。特に、「マイクロ引下げ法」を用いれば、酸化物結晶を中性子シンチレータ用として用いる特定の形状として直接製造することが可能で、しかも、製造時間が短時間で済むため好ましい。一方、「チョクラルスキー法」を用いた場合には、直径が数インチの大型結晶を安価に製造することが可能であるため好ましい。また、「ブリッジマン法」では、容器を密封して結晶を成長させるため、Li等の揮発しやすい成分を容器内に保つことができる。従って、「ブリッジマン法」を採用することにより、揮発しやすい成分を含む場合にも組成のずれを防止し、且つ、大型の単結晶を生成することができる。   There is no particular limitation on the method for producing an oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention. Therefore, it is possible to arbitrarily select a known crystal production method, but it is possible to employ any of the “micro pulling method”, “Czochralski method”, and “Bridgeman method” to obtain an oxide. It is preferable from the viewpoints of ensuring crystal transparency and production stability. In particular, the “micro-pulling-down method” is preferable because the oxide crystal can be directly manufactured as a specific shape used for a neutron scintillator and the manufacturing time is short. On the other hand, the use of the “Czochralski method” is preferable because a large crystal having a diameter of several inches can be manufactured at a low cost. In the “Bridgeman method”, since the container is sealed to grow crystals, easily volatile components such as Li can be kept in the container. Therefore, by adopting the “Bridgeman method”, it is possible to prevent compositional deviation even when a component that easily volatilizes is included, and to produce a large single crystal.

中性子シンチレータの形態: 本件発明に係る中性子シンチレータは、上述の中性子シンチレータ用酸化物結晶を用いて得られる点に特徴を有する。そして、本件発明に係る中性子シンチレータは、光電子増倍管等の光検出器と組み合わせることによって、効率の良い中性子検出器として用いることができる。即ち、中性子線を検出した中性子シンチレータ用酸化物結晶から発せられた光(以下、「シンチレーション光」という)を、光検出器によって電気信号に変換することによって、中性子線の有無及び強度を電気信号として捉えることができる。 Form of neutron scintillator: The neutron scintillator according to the present invention is characterized in that it is obtained by using the above-described oxide crystal for neutron scintillator. And the neutron scintillator which concerns on this invention can be used as an efficient neutron detector by combining with photodetectors, such as a photomultiplier tube. That is, the light (hereinafter referred to as “scintillation light”) emitted from an oxide crystal for neutron scintillator that has detected a neutron beam is converted into an electric signal by a photodetector, thereby determining the presence and intensity of the neutron beam as an electric signal. Can be understood as

中性子検出器の形態: 本件発明に係る中性子検出器は、上記本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶を用いた中性子シンチレータと、光電子倍増管と、受光素子とを備える点に特徴を有する。ここで、受光素子としては、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、又は、ガイガーモードアバランシェフォトダイオード、イメージインテンシファイア、CCD等を用いることができる。具体的には、例えば、光電子増倍管の光電面に、当該中性子シンチレータを光学グリース等で接着し、該光電子増倍管に高電圧を印加して、光電子増倍管より出力される電気信号を受光素子を用いて観測する方法が挙げられる。なお、上記光電子増倍管より出力される電気信号を利用して中性子線の強度等を解析する目的で、光電子増倍管の後段に増幅器や多重波高分析器等を設けても良い。 Form of neutron detector: The neutron detector according to the present invention is characterized in that it includes a neutron scintillator using the oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention, a photomultiplier tube, and a light receiving element. Here, a photodiode, an avalanche photodiode, a Geiger mode avalanche photodiode, an image intensifier, a CCD, or the like can be used as the light receiving element. Specifically, for example, the electric signal output from the photomultiplier tube by applying the high voltage to the photomultiplier tube by adhering the neutron scintillator to the photocathode of the photomultiplier tube with optical grease or the like. Can be observed using a light receiving element. For the purpose of analyzing the intensity of the neutron beam using the electrical signal output from the photomultiplier tube, an amplifier, a multi-wave height analyzer, etc. may be provided at the subsequent stage of the photomultiplier tube.

以下、本発明の内容を実施例を挙げて、具体的に説明する。なお、本件発明が包含する技術的思想は、これらの実施例に限定解釈されるべきものでは無いことを、念のために明記しておく。   Hereinafter, the contents of the present invention will be specifically described with reference to examples. It should be noted that the technical idea included in the present invention should not be construed as being limited to these examples.

以下、実施例に関して述べるが、実施例で用いた単結晶製造装置の概要に関して、先に述べることとする。   Hereinafter, examples will be described, but the outline of the single crystal manufacturing apparatus used in the examples will be described first.

使用した単結晶製造装置の概要: 本件発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶の製造には、「マイクロ引下げ法」を用い、高周波誘導加熱による雰囲気制御型マイクロ引下げ装置を用いた。このマイクロ引下げ装置は、坩堝と、坩堝底部に設けた細孔から流出する融液に接触させる種を保持する種保持具と、種保持具を下方に移動させる移動機構と、該移動機構の移動速度制御装置と、坩堝を加熱する誘導加熱手段とを具備した単結晶製造装置である。 Outline of Single Crystal Manufacturing Apparatus Used: For manufacturing the oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention, an “atmosphere controlled micro pulling apparatus using high frequency induction heating” was used using the “micro pulling down method”. The micro-pulling device includes a crucible, a seed holder that holds the seed in contact with the melt flowing out from the pores provided at the bottom of the crucible, a moving mechanism that moves the seed holder downward, and a movement of the moving mechanism This is a single crystal production apparatus comprising a speed control device and induction heating means for heating the crucible.

該坩堝は、カーボン、白金、イリジウム、ロジウム、レニウム、またはこれらの合金を用いて製造されたものであり、坩堝底部の外周にカーボン、白金、イリジウム、ロジウム、レニウム、またはこれらの合金からなる発熱体であるアフターヒータを配置している。そして、坩堝及びアフターヒータは、誘導加熱手段の出力調整により、発熱量の調整を可能とすることによって、坩堝底部に設けた細孔から引き出される融液の固液境界領域の温度及びその分布の制御を可能とした。   The crucible is manufactured using carbon, platinum, iridium, rhodium, rhenium, or an alloy thereof, and heat generated from carbon, platinum, iridium, rhodium, rhenium, or an alloy thereof on the outer periphery of the crucible bottom. An after heater, which is the body, is placed. And the crucible and the after-heater can adjust the heat generation amount by adjusting the output of the induction heating means, so that the temperature of the solid-liquid boundary region of the melt drawn from the pores provided at the bottom of the crucible and the distribution thereof can be adjusted. Control was enabled.

該坩堝を収容するチャンバーの材質にはSUS、もしくはSiO、窓材にはSiOを採用し、雰囲気制御を可能にするため、ローターリポンプを具備し、ガス置換前において、チャンバー内の真空度を1×10−3Torr以下とした。また、チャンバー内へは、付随するガスフローメータにより精密に調整された流量でAr、N、H、Oガス等を導入できるものを採用した。 SUS or SiO 2 is used for the material of the chamber for housing the crucible, and SiO 2 is used for the window material. In order to enable atmosphere control, a rotary pump is provided, and the vacuum inside the chamber is replaced before gas replacement. The degree was set to 1 × 10 −3 Torr or less. In addition, a chamber in which Ar, N 2 , H 2 , O 2 gas or the like can be introduced into the chamber at a flow rate precisely adjusted by an accompanying gas flow meter was adopted.

この装置を用いて、原料を坩堝に入れ、炉内を高真空排気した後、Arガス、ArガスとOガスとの混合ガス、Nガス、NガスとOガスとの混合ガスのいずれかを炉内に導入することにより、炉内を不活性ガス雰囲気もしくは低酸素分圧雰囲気とし、高周波誘導加熱コイルに高周波電力を徐々に印加することにより坩堝を抵抗加熱して、坩堝内の原料を融解する。また、組成を均一に保つ目的及び長尺化の目的で、原料の連続チャージ用機器を用いても構わない。 Using this apparatus, the raw material is put in a crucible and the inside of the furnace is evacuated to high vacuum, and then Ar gas, a mixed gas of Ar gas and O 2 gas, N 2 gas, a mixed gas of N 2 gas and O 2 gas By introducing any of the above into the furnace, the inside of the furnace is made an inert gas atmosphere or a low oxygen partial pressure atmosphere, and the crucible is resistance-heated by gradually applying high-frequency power to the high-frequency induction heating coil, Melt the ingredients. Moreover, you may use the apparatus for the continuous charge of a raw material for the objective of keeping a composition uniform and the objective of lengthening.

単結晶成長手順の概要: 以上に述べた単結晶製造装置を用いて、次のような手順で結晶を成長させた。まず、種結晶を、所定の加熱速度で徐々に温度上昇させ、その先端を坩堝下端の細孔に接触させて充分に馴染ませる。十分に馴染んだら、次に、融液温度を調整しつつ、引下げ軸を下降させることで、結晶を成長させていく。種結晶としては、特段の限定は無いが、結晶成長対象物と同等ないしは、構造及び組成ともに近いものを使用することが好ましい。また、種結晶として、結晶方位の明確なものを使用することが好ましい。そして、坩堝内の材料が全て結晶化し、融液が無くなった時点で単結晶成長を終了する。 Outline of Single Crystal Growth Procedure: Using the single crystal manufacturing apparatus described above, crystals were grown by the following procedure. First, the temperature of the seed crystal is gradually increased at a predetermined heating rate, and the tip of the seed crystal is brought into contact with the pores at the lower end of the crucible so that the seed crystal is sufficiently adapted. When it is sufficiently familiar, the crystal is grown by lowering the pulling shaft while adjusting the melt temperature. The seed crystal is not particularly limited, but it is preferable to use a seed crystal that is equivalent to the crystal growth object or that is similar in structure and composition. Moreover, it is preferable to use a crystal with a clear crystal orientation as a seed crystal. Then, when all the material in the crucible is crystallized and the melt is lost, the single crystal growth is finished.

以下、具体的実施例に関して、中性子シンチレータ用酸化物結晶の製造、中性子シンチレータの製造、中性子シンチレータ性能の評価の順で説明する。   Hereinafter, specific examples will be described in the order of manufacture of oxide crystals for neutron scintillators, manufacture of neutron scintillators, and evaluation of neutron scintillator performance.

中性子シンチレータ用酸化物結晶の製造: 上述の「マイクロ引き下げ法」により、高周波の出力を調整しながら、0.1mm/minの速度で、リチウム系酸化物である中性子シンチレータ用酸化物結晶(LiAlO)の単結晶の製造を行った。このときのLi含有量は、4.0atm/nmであった。また、得られた当該中性子シンチレータ用酸化物結晶は、断面が2mφ、長さが50mmのサイズであり、クラックの無い良質な単結晶体であった。このLiAlOの酸化物単結晶体の写真を図1に示す。 Manufacture of oxide crystal for neutron scintillator: Oxide crystal for neutron scintillator (LiAlO 2 ), which is a lithium-based oxide, at a speed of 0.1 mm / min while adjusting the output of high frequency by the above-mentioned “micro pulling method”. ) Was produced. The 6 Li content at this time was 4.0 atm / nm 3 . Further, the obtained oxide crystal for neutron scintillator was a high-quality single crystal having a cross section of 2 mφ and a length of 50 mm and having no cracks. A photograph of this LiAlO 2 oxide single crystal is shown in FIG.

中性子シンチレータの製造: 以上のようにして得られた酸化物単結晶体を、ダイヤモンドワイヤーを備えるワイヤーソーを用いて、15mmの長さに切断した後、研削及び鏡面研磨を行い、長さ15mm×幅2mm×厚さ1mmの形状に加工し、これを中性子シンチレータとして用いた。 Production of neutron scintillator: The oxide single crystal obtained as described above was cut into a length of 15 mm using a wire saw equipped with a diamond wire, and then subjected to grinding and mirror polishing to obtain a length of 15 mm × It was processed into a shape having a width of 2 mm and a thickness of 1 mm, and this was used as a neutron scintillator.

中性子シンチレータ性能の評価: 上述のようにして得られた中性子シンチレータの性能を、以下の方法によって評価した。 Evaluation of neutron scintillator performance: The performance of the neutron scintillator obtained as described above was evaluated by the following method.

まず、Edinburgh Instruments社製のFLS920を用い、241AmをLiAlOで出来た当該中性子シンチレータに直接接触させることにより、α線を励起源として発光スペクトル及び蛍光寿命を測定した。図2に、このときの発光スペクトルを示している。 First, by using FLS920 manufactured by Edinburgh Instruments, 241 Am was brought into direct contact with the neutron scintillator made of LiAlO 2 , and emission spectrum and fluorescence lifetime were measured using α rays as an excitation source. FIG. 2 shows the emission spectrum at this time.

また、図3に示す当該波高分布スペクトルにおいて、波高値が200〜300の領域において、シンチレーション光による明瞭なピークが確認できる。そして、Li−Glassのピークが波高値150〜200に見られることからみて、充分に大きな発光量であり、且つ、波高値50以下に見られるコンプトン散乱およびγ線に起因するノイズと十分に分離された位置にあり、本件発明に係る中性子シンチレータが充分な発光強度を有することが理解できる。   In addition, in the wave height distribution spectrum shown in FIG. 3, a clear peak due to scintillation light can be confirmed in the region where the wave height value is 200 to 300. And, from the fact that the peak of Li-Glass is seen at a peak value of 150 to 200, it is sufficiently separated from the noise caused by Compton scattering and γ-rays, which is a sufficiently large amount of light emission and seen at a peak value of 50 or less. It can be understood that the neutron scintillator according to the present invention has sufficient emission intensity.

実施例1の原料の種類及び量を、表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様の手順及び方法で本件発明に係る中性子シンチレータを得た。そして、実施例1と同様にして、当該中性子シンチレータの諸特性を評価した。その評価結果に関しては、組成と併せて、表1に掲載する。   A neutron scintillator according to the present invention was obtained by the same procedure and method as in Example 1 except that the type and amount of the raw material in Example 1 were changed as shown in Table 1. Then, in the same manner as in Example 1, various characteristics of the neutron scintillator were evaluated. The evaluation results are listed in Table 1 together with the composition.

以下、実施例3〜実施例15に関しては、実施例2と同様であり、重複した記載となるため省略する。また、図4〜図6には、それぞれ実施例3、実施例2、実施例10で得られた酸化物単結晶体の写真を示す。   Hereinafter, Example 3 to Example 15 are the same as Example 2, and are not described because they are redundant descriptions. 4 to 6 show photographs of the oxide single crystals obtained in Example 3, Example 2, and Example 10, respectively.

本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶は、中性子線に対する感度が良好で、γ線に由来するバックグラウンドノイズが少なく、且つ、透明性に優れたものである。更に、製造コストも安価で、加工コストも削減可能であることから、本発明に係る中性子シンチレータ用酸化物結晶を用いた中性子シンチレータは安価な価格で高品質の製品と言える。この本件発明に係る中性子シンチレータは、各種非破壊検査等の工業分野、所持品検査等の保安分野においての使用に好適である。   The oxide crystal for a neutron scintillator according to the present invention has good sensitivity to neutron rays, little background noise derived from γ rays, and excellent transparency. Further, since the manufacturing cost is low and the processing cost can be reduced, the neutron scintillator using the oxide crystal for neutron scintillator according to the present invention can be said to be a high-quality product at a low price. The neutron scintillator according to the present invention is suitable for use in industrial fields such as various nondestructive inspections and security fields such as personal belongings inspections.

Claims (2)

中性子シンチレータの製造に用いる酸化物結晶であって、下記式(1)〜式(3)のいずれかで表される構造式を備え、且つ、Li含有量が2.0atom/nm以上であることを特徴とする中性子シンチレータ用酸化物結晶。
Li(Al1−x,TM)O・・・(1)
Li(Al1−x,RE)O・・・(2)
Li(Al1−x−y,RE,TM)O・・・(3)
但し、上記式(1)において0≦x<0.05であり、上記式(2)において0≦x≦1であり、上記式(3)において0<x<1、0<y<0.05であり、上記式(1)及び式(3)においてTMはそれぞれ遷移金属元素を表し、上記式(2)及び式(3)においてREはそれぞれ希土類元素を表し、前記遷移金属元素TMは、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuの中から選択される1つ以上の元素であり、前記希土類元素REは、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Yの中から選択される1つ以上の元素である。
An oxide crystal used for manufacturing a neutron scintillator, which has a structural formula represented by any one of the following formulas (1) to (3), and has a 6 Li content of 2.0 atom / nm 3 or more An oxide crystal for a neutron scintillator, characterized by being.
Li (Al 1-x , TM x ) O 2 (1)
Li (Al 1-x , RE x ) O 2 (2)
Li (Al 1-x-y , RE x, TM y) O 2 ··· (3)
However, 0 ≦ x <0.05 in the above formula (1), 0 ≦ x ≦ 1 in the above formula (2), and 0 <x <1, 0 <y <0. In the above formulas (1) and (3), TM represents a transition metal element, and in the above formulas (2) and (3), RE represents a rare earth element, and the transition metal element TM is One or more elements selected from Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, and the rare earth element RE is La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy. , Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y are one or more elements.
請求項1に記載の中性子シンチレータ用酸化物結晶と、光電子倍増管と、受光素子とを備えることを特徴とする中性子検出器。 A neutron detector comprising the oxide crystal for a neutron scintillator according to claim 1, a photomultiplier tube, and a light receiving element.
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JPS57170979A (en) * 1981-04-15 1982-10-21 Mitsubishi Electric Corp Fluorescent substance
JP2003268366A (en) * 2002-03-20 2003-09-25 Nichia Chem Ind Ltd Phosphor treatment method
JP2005008754A (en) * 2003-06-19 2005-01-13 Mitsubishi Chemicals Corp Photochromic composition and radiation indicator using the same
JP2008300524A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 National Sun Yat-Sen Univ Light emitting device containing fluorescent powder composition
EP2256177B1 (en) * 2008-03-24 2016-01-13 Tokuyama Corporation Scintillator for neutron detection and neutron detector

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