AT225306B - Leuchtstoff zur Verstärkung der photoaktiven Wirkung von Elektronen- und/oder Röntgenstrahlen - Google Patents

Description

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  Leuchtstoff zur Verstärkung der photoaktiven Wirkung von Elektronen- und/oder Röntgenstrahlen 
Es ist bekannt, als Leuchtstoff für die Verstärkung der photoaktiven Wirkung von Röntgenstrahlen ein mit Thallium aktiviertes Kaliumjodid zu verwenden. Die Verstärkerwirkung der üblichen Calciumwolf- ramat-Leuchtstoffe wird dadurch erheblich übertroffen. 



   Die Aktivierung eines Alkalijodids wird durch Einbau des Thalliums in das Kristallgitter erreicht. Zur
Erzielung dieses Effektes kann man   z. B.   ein Alkalijodid mit Thalliumjodid zusammenschmelzen und die erstarrte Schmelze anschliessend zerkleinern,   z. B.   fein vermahlen. Es ist auch möglich, den Einbau des
Thalliums in das Gitter des Alkalijodids dadurch zu bewirken, dass man ein Alkalijodid zusammen mit Thalliumjodid in einer geeigneten Mahlvorrichtung fein vermahlt. Bei allen Zerkleinerungsprozessen werden unregelmässige Bruchstücke erhalten und man ist gezwungen, durch Aussieben oder Windsichten eine bestimmte Korngrösse auszuwählen. Die unregelmässige Oberfläche der Kristallbruchstücke erhöht die Lichtstreuung und setzt damit   z.

   B.   die Zeichenschärfe einer unter Verwendung eines derartigen Leuchtstoffes hergestellten Röntgenverstärkerfolie herab, Die bei den bekannten Zerkleinerungsprozessen erhaltenen Kristallbruchstücke neigen zudem in starkem Masse zum Zusammenbacken,   d. h.   sie besitzen nicht die für die Verarbeitung in Folien erwünschte Rieselfähigkeit. 



   Man hat schon bei andern Leuchtstoffen, wie z. B. Halophosphaten, verschiedene Methoden zur Erhöhung der Rieselfähigkeit vorgeschlagen. So ist   z. B.   bekannt, aus   einer verdünnten wasserigen Kiesel-   säurelösung mit Ammoniak einen Kieselsäurebelag auf einen in wässeriger Aufschlämmung vorliegenden Leuchtstoff aufzufällen. Dieses Verfahren ist für ein mit Thallium aktiviertes Alkalijodid nicht anwendbar, da Alkalijodid in Wasser löslich ist. Abgesehen davon muss die für eine solche Fällung erforderliche Kieselsäure in umständlichen Reinigungsverfahren von den stets darin enthaltenen Metallspuren befreit werden.   Kieselsäure-bewirkt   bei Alkalijodiden ferner eine Gelbfärbung, wodurch die Verwendung als Leuchtstoff ausgeschlossen wird. 



   Man hat ferner vorgeschlagen, Leuchtstoffe dadurch rieselfähig zu machen, dass man sie mit einer kolloidalen Lösung von Kieselsäure in Alkohol behandelt. Auch dieses Verfahren ist aus den genannten Gründen für Leuchtstoffe auf Basis eines mit Thallium aktivierten Alkalijodids nicht verwertbar. 



   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leuchtstoff auf Basis eines mit Thallium aktivierten Alkalijodids herzustellen, der die genannten Nachteile nicht besitzt und der in möglichst gleichmässiger Korngrösse, nahezu einheitlichem Kristallhabitus sowie guter Rieselfähigkeit vorliegt. 



   Nach der Erfindung kann man einen Leuchstoff mit den erwähnten Eigenschaften in einem einfachen Herstellungsverfahren erhalten, wenn man die Leuchststoffkristalle durch Fällung aus einer Lösunggewinnt und ein wasserfreies Oxyd eines Elementes der 3. oder 4. Gruppe des periodischen Systems in feinster Verteilung vor, während oder nach der Fällung zusetzt. Ein solches Oxyd,   z. B.   Siliciumdioxyd, darf nach der Erfindung praktisch kein chemisch gebundenes Wasser enthalten. Wenn man den unter Zusatz eines solchen Oxydes erhaltenen, mit Thallium aktivierten Alkalijodid-Leuchtstoff trocknet und tempert,   erhält   man einen völlig farblosen (weissen) Leuchtstoff mit hervorragender Rieselfähigkeit.

   Der Zusatz des genannten Oxydes verhindert ferner ein Weiterwachsen der Alkalijodidkristalle während der 

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Temperung, so dass die ursprünglich bei der Fällung erhaltene Teilchengrösse der Leuchstoffkristalle er- halten bleibt. 



   Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Leuchtstoff zur Verstärkung der photoaktiven Wir- kung von Elektronen- und/oder Röntgenstrahlen auf Basis eines mit Thallium aktivierten Alkalijodids, der
0, 05 bis   7%,   vorzugsweise 0, 5 bis   allo,   eines oder mehrerer farbloser und praktisch wasserfreier Oxyde der
3. und/oder 4. Gruppe des periodischen Systems in einer Teilchengrösse unter 100 m , vorzugsweise zwi- schen 1 und 40   mg,   enthält und in dem die Alkalijodidkristalle in praktisch einheitlichem Kristallhabi- tus und in einer   Teilchengrösse   zwischen etwa 1 und   50 u,   vorzugsweise 2 und   20 u, vorliegen.   



   Gegenstand der Erfindung sind ferner   Röntgenverstärkerfolien,   die den Leuchtstoff nach der Erfindung enthalten. 



   Bei der Herstellung des Leuchtstoffs erfolgt die Fällung des Alkalijodids zweckmässigerweise in Gegenwart einer   Thallium (l) -verbindung   aus einer vorzugsweise wässerigen Lösung mit einem Lösungsmittel, das mit Wasser mischbar ist, aber für Alkalijodid nur ein geringes Lösungsvermögen besitzt. Es hat sich gezeigt, dass   z. B.   die niederen aliphatischen Alkohole, vorzugsweise   Äthyl- oder   Isopropylalkohol, für diesen Zweck geeignet sind. Zur Erzielung von Alkalijodidkristallen in der   angegebenen Teilchengrösse   empfiehlt es   sich,'die   Fällung möglichst schnell und unter starkem Rühren durchzuführen. 



   Es ist zweckmässig, das Alkalijodid in Wasser zu lösen und eine alkoholische Lösung einer   Thallium (l) -verbindung   zuzugeben. Bei dieser Fällung scheidet sich das Thallium als schwerlösliches Thalliumjodid zusammen mit dem Alkalijodid in Form feinster Kristalle ab. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine heisse, konzentrierte, vorzugsweise   gesättigte, wässerige Lösung des   Alkalijodids vorzulegen und die alkoholische Lösung der Thalliumverbindung tiefgekühlt zuzufügen. Die Mengen und Temperaturen der beiden Lösungen werden dabei zweckmässig so aufeinander abgestimmt, dass nach der Ausfällung die Lösung nahezu Raumtemperatur erreicht. Unter Umständen empfiehlt sich eine zusätzlicheAussenkühlung. Durch diese Art der Fällung wird ein Weiterwachsen der Kristalle verhindert.

   Die Teilchengrösse der erhaltenen Kristalle liegt etwa zwischen 1 und   50 fi,   vorzugsweise zwischen 2 und 20 . 



   Als Alkalijodid wird vorzugsweise Kaliumjodid verwendet. Es können jedoch auch andere Alkalijodide, wie Natrium, Cäsium- oder Rubidiumjodid, verwendet werden. Dabei ist aber zu beachten, dass die Leuchtstoffe auf Basis Natriumjodid besonders gegen Feuchtigkeit geschützt werden müssen. 



   Zur Aktivierung des Alkalijodids können insbesondere solche Thallium (I)-verbindungen verwendet werden, die in dem zum Fällen benutzten Lösungsmittel löslich sind, wie   z. B. Thallium (I)-acetat   oder Thallium (I)-oxyd. Eine gute Aktivierung wird im allgemeinen dann erreicht, wenn das Alkalijodid etwa 0, 02 bis   0, 40/0   Thallium enthält. 



   Die Zusätze, die unter anderm die Rieselfähigkeit des   Leuchtstoffes erhöhen,   dürfen die Verstärkungswirkung nicht   beeinträchtigen,   sie müssen praktisch farblos und mindestens bis zum Schmelzpunkt des Alkalijodids beständig sein. Nach der Erfindung sind geeignete Zusätze wasserfreie Oxyde von Elementen der 3. und 4. Gruppe des periodischen Systems, wie z. B. Aluminiumoxyd, Silicium- oder Titandioxyd. Gegebenenfalls kann auch ein Gemisch dieser Oxyde verwendet werden. 



   Es hat sich gezeigt, dass die erwünschte gute Zeichenschärfe,   z. B.   einer Verstärkerfolie, vor allem einer   Röntgenverstärkerfolie,   die das mit Thallium aktivierte Alkalijodid nach der Erfindung enthält, nur dann gewährleistet ist, wenn das Oxyd in feinster Verteilung,   d. h.   in einer Teilchengrösse unter etwa 100 mp, vorliegt. Besonders gute Erfolge werden bei Verwendung eines feinteiligen Siliciumdioxyds mit einer Teilchengrösse von etwa 1 bis 40 mg erzielt. Es hat sich weiterhin als zweckmässig erwiesen, das oder die Oxyde in einer Menge von etwa 0, 05 bis 7% (bezogen auf das trockene Fällprodukt) zuzusetzen. 



  Geringere Mengen ergeben nicht den erwünschten Effekt, grössere Mengen beeinträchtigen leicht die Verstärkerwirkung des Leuchtstoffes. 



   Da die Oxyde nur an der Oberfläche Wasser aufnehmen und nicht, wie z. B. Kieselsäure, chemisch gebundenes Wasser enthalten, lässt sich das Leuchtstoffgemisch sehr gleichmässig trocknen, wobei die ur-   ; prüngliche Teilchengrösse   der Thallium-haltigen Alkalijodidkristalle erhalten bleibt. Die Verwendung der wasserfreien Oxyde hat weiterhin den Vorteil, dass bei der Trocknung und Lagerung keine Vergilbung der Leuchtstoffkristalle auftritt. 



   Leuchtstoffe auf Basis von Alkalijodiden zersetzen sich in Gegenwart von Wasser und Sauerstoff, vor allem in saurem Medium, sehr leicht unter Bildung geringer Mengen Jodwasserstoff bzw. unter   Jodaus-   scheidung. Bei der   Verwendungvon wässeriger. Kieselsäure   als Zusatz zur Erhöhung der Rieselfähigkeit ist deshalb eine Gelbfärbung des Leuchtstoffes praktisch nicht zu vermeiden. Der Zusatz eines wasserfreien 

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 Masse, die anschliessend auf vorher erwärmte dünne Glasplatten ausgegossen und mit einer geraden Kante einer dickeren Glasplatte zu   100 lui   dünnen Filmen ausgestrichen wird. Nach dem Abkühlen ist der Film zu einer Folie erstarrt. Durch vorsichtiges Wiedererwärmen wird die Folienoberfläche geglättet. 



   Die fertige Folie hat den 5fachen Verstärkungsfaktor einer handelsüblichen CalciumwolframatFolie. 



    PATENTANSPRÜCHE :      1.   Leuchtstoff zur Verstärkung der photoaktiven Wirkung von Elektronen-und/oder Röntgenstrahlen   auf Ba ! Vs   eines mit Thallium aktivierten Alkalijodids, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 0, 05 bis 7%, vorzugsweise 0, 5 bis 3%, eines oder mehrerer farbloser und praktisch wasserfreier Oxyde der 3. und/oder 4. Gruppe des periodischen Systems in einer Teilchengrösse   unto'100 mu,   vorzugsweise zwischen 1 und 40   mu,   sowie dadurch, dass die Alkalijodid-Kristalle in praktisch einheitlichem Kristallhabitus und in einer Teilchengrösse zwischen etwa 1 und   50 u,   vorzugsweise 2 bis 20  , vorliegen.

Claims (1)

1. 2. Leuchtstoff nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. dass er als Alkalijodid Kaliumjodid und als Oxyd Aluminiumoxyd, Silicium- oder Titandioxyd enthält.

   3. Röntgenverstärkerfolie, dadurch gekennzeichnet, dass ihre wirksame Schicht aus einem Leuchtstoff nach Anspruch 1 besteht.