シンチレーティングガラスは高エネルギー放射線検出の重要な材料であり、大型かつ低コストの放射線検出分野で重要な応用可能性を持っています。しかし、高Gd含有のシンチレーティングガラスにおけるGd³⁺イオン間の交差緩和効果がエネルギー伝達効率を制限し、発光性能のさらなる向上を妨げています。本研究では、高温融解法を用い、還元雰囲気（CO）下でPr³⁺およびCe³⁺を共添加した高Gdアルミニウムホウケイ酸フルオロオキシドガラス（Gd₂O₃-GdF₃-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-CeO₂）（以下、CSガラス）を作製しました。吸収、反射および発光分光により、Ce³⁺ドープシンチレーティングガラスに対するPr³⁺の光学特性およびシンチレーション特性への影響と、Pr³⁺、Ce³⁺、Gd³⁺の三種希土類イオン間のエネルギー伝達機構を系統的に検討しました。また、X線励起下における本ガラスとBGO結晶の蛍光強度を比較しました。結果、低濃度のPr³⁺ドープにより、CSガラスの275 nm励起での発光強度が著しく増強され、X線励起光出力が60%向上しました。低濃度ドープのPr³⁺において顕著な5d-4f遷移が観察され、Pr³⁺→Gd³⁺→Ce³⁺およびGd³⁺→Pr³⁺のエネルギー伝達が伴いました。高濃度Pr³⁺ドープガラスではPr³⁺の4f-4f遷移が支配的であり、Gd³⁺→Pr³⁺のエネルギー伝達も存在し、Gd³⁺およびCe³⁺の蛍光の減衰時間が延長しました。

Pr³⁺ドープ; Ce³⁺ドープ; 高Gdシンチレーティングガラス; 光励起発光; シンチレーション発光