CN103140898B - X射线检测器用增光纸、x射线检测器、以及x射线检查装置 - Google Patents

Abstract

实施方式的X射线检测器(6)具备：设在检测器主体(9)的入射部(9a)的透射式荧光产生部(11)；以及设在检测器主体的除了入射部(9a)的部分(9b)的反射式荧光产生部(13)。透射式荧光产生部(11)及反射式荧光产生部(13)具备如下两种增光纸中的至少一种：一种增光纸包括含有具有中心粒径的±30％以内的粒径的粒子比率为体积的45％以上的镨活化氧硫化钆荧光体粒子、其填充率为体积的60％以上的荧光体层；另一种增光纸包括含有具有中心粒径的±30％以内的粒径的粒子比率为体积的45％以上的铕活化氟化氯化钡荧光体粒子、其填充率为体积的45％以上的荧光体层。

Description

X射线检测器用增光纸、X射线检测器、以及X射线检查装置

技术领域

本发明的实施方式涉及X射线检测器用增光纸、X射线检测器以及X射线检查装置。

背景技术

一般而言，在往飞机内带入行李时，为了确保飞机的安全运行，在机场内预先对行李进行检查。作为随身行李检查装置，一般使用利用了X射线的透射的透射X射线检查装置、或利用了X射线的康普顿散射的康普顿散射X射线检查装置。在利用了透射X射线、康普顿散射X射线的X射线检查装置中，透射X射线或者康普顿散射X射线被引导至X射线检测器。这些检测X射线被荧光体转换为可见光。可见光的强度由光电倍增管(photomultiplier)进行检测。根据可见光的强度将行李的内部图像化，从而对行李实施检查。

为了提高行李检查的精度，需要得到更鲜明的图像。因此，希望将足够强度的可见光输入至光电倍增管。可见光的强度能够根据照射在行李等的X射线的强度而提高。但是，对于机场行李检查装置那样的、设置在公共场所的X射线检查装置而言，提高照射的X射线的强度，不仅会使装置大型化，而且会使危险性增大。因此，希望有将X射线转换为可见光的、效率较高的荧光体。通过使用转换为可见光的转换效率较佳的荧光体，能够不提高X射线的照射强度就得到高亮度的可见光，作为其结果，能够向光电倍增管输入足够强度的可见光。

作为X射线检查装置所使用的荧光体，已知具有A₂O₂S:D(A是从Gd、La和Y中选择的至少1种元素，D是从Tb和Pr中选择的至少1种元素、或者该元素与从Ce和Yb中选择的至少1种元素的混合物)所表示的组成的稀土类氧硫化物荧光体、具有BaFX:E(X是从Cl和Br中选择的至少1种元素，E是Eu、或者Eu与从Ce和Yb中选择的至少1种元素的混合物)所表示的组成的卤化钡荧光体。由于这些荧光体将透射X射线、康普顿散射X射线转换为可见光的效率较佳，因此作为X射线检查装置用的荧光体是有效的。

然而，最近由于检查行李的多样化，希望能更正确地判别复杂的形状。若为了使检查图像清晰化并提高检查灵敏度，而提高照射的X射线的强度，则会如上所述导致X射线检查装置的大型化，并且危险性增大。因此，迫切期望有一种即使在使用比较低强度的照射X射线的情况下、也能够得到足够的检测灵敏度的X射线检测器。并且，迫切期望有一种通过使用这样的X射线检测器从而实现小型化、危险性较小、能够得到清晰的检查图像的X射线检查装置。

专利文献1：日本专利特开平05－100037号公报

发明内容

本发明欲解决的问题在于，提供一种能够以比较低强度的X射线得到足够的检测灵敏度的X射线检测器用增光纸、及使用该X射线检测器用增光纸的X射线检测器，进一步提供一种通过使用这样的X射线检测器从而实现小型化、危险性较小、能够得到清晰的检查图像的X射线检查装置。

实施方式的X射线检测器用增光纸具备支持体、以及形成于支持体上的荧光体层，所述荧光体层含有由镨活化氧硫化钆荧光体构成的荧光体粒子和粘合剂。荧光体粒子具有的粒度分布为：相对于其中心粒径D1具有进入[D1±0.3D1]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的45％以上。并且，荧光体层的荧光体粒子的填充率为体积的60％以上。

其他实施方式的X射线检测器用增光纸具备支持体、以及形成于支持体上的荧光体层，荧光体层含有由铕活化氟化氯化钡荧光体构成的荧光体粒子和粘合剂。荧光体粒子具有的粒度分布为：相对于其中心粒径D2具有进入[D2±0.3D2]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的45％以上。并且，荧光体层的荧光体粒子的填充率为体积的45％以上。

附图说明

图1是示意性示出实施方式的X射线检查装置的结构的立体图。

图2是示出实施方式的X射线检测器的结构的剖视图。

图3是示出实施方式的增光纸的第一结构例的剖视图。

图4是示出实施方式的增光纸的第二结构例的剖视图。

图5是示出实施方式的增光纸的第三结构例的剖视图。

图6是示出实施方式的增光纸所使用的镨活化氧硫化钆荧光体粒子的粒度分布的一个例子的图。

图7是示出实施方式的增光纸所使用的铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的粒度分布的一个例子的图。

图8是示出构成增光纸的荧光体层的镨活化氧硫化钆荧光体粒子的粒度分布及填充率的组合与增光纸的发光输出的关系的图。

图9是示出构成增光纸的荧光体层的铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的粒度分布及填充率与增光纸的发光输出的关系的图。

图10是示出透射式荧光产生部的增光纸的荧光体的涂布质量及反射式荧光产生部的增光纸的荧光体的涂布质量与相对光输出的关系的图。

图11是示出透射式荧光产生部的增光纸及反射式荧光产生部的增光纸的荧光体的合计涂布质量与相对光输出的关系的图。

图12是示出透射式荧光产生部及反射式荧光产生部的增光纸的组合与照射的X射线的X射线管电压与相对光输出的关系的图。

具体实施方式

下面，参照附图，说明实施方式的X射线检测器用增光纸、X射线检测器、以及X射线检查装置。图1是示意性示出实施方式所涉及的X射线检查装置的结构的图。图2是示出图1所示的X射线检查装置所使用的X射线检测器的结构的图。图3至图5是示出图2所示的X射线检测器所使用的增光纸的结构例的图。图1所示的X射线检查装置例如适用于机场行李检查装置。

图1所示的X射线检查装置包括X射线管1作为X射线照射部。从X射线管1射出的X射线A被直线准直仪2准直为具有预定宽度的狭缝状。准直的X射线B被在径向设有多个狭缝的旋转准直仪3整形为反复进行直线运动的笔射束状。笔射束状的X射线C对例如用传送机4移动的被检查物、例如行李5进行扫描照射。被检查物即行李5以与X射线的检测灵敏度相应的速度进行移动。

被行李5反射的X射线、即康普顿散射X射线D由散射X射线检测器6进行检测。透射过行李5的透射X射线E由透射X射线检测器7进行检测。被散射X射线检测器6检测出的康普顿散射X射线D、和被透射X射线检测器7检测出的透射X射线E被测定作为连续的强度值。根据该X射线强度，在液晶显示器等显示部8将行李5内部的状态图像化并显示。利用显示在显示部8的图像，对行李5的内部实施检查。

散射X射线检测器6及透射X射线检测器7具有如下所示的结构。以散射X射线检测器6为例进行说明。此外，透射X射线检测器7的基本构造与散射X射线检测器6一样。如图2所示，配置2个散射X射线检测器6，以形成笔射束状的X射线C的通过用间隙。散射X射线检测器6的配置形状、配置数不限于此，只要其构成能够使X射线C通过、且能够使来自行李5的散射X射线入射即可。

散射X射线检测器6具有使1个侧面倾斜的壳体状的检测器主体9。检测器主体9的与行李5对置的面作为X射线的入射部9a。X射线入射部9a由使X射线透射的材质、例如树脂形成。除了X射线入射部9a的检测器主体9的其他部分9b为了维持检测器主体9的强度，例如由铝构成。检测器主体9的除了X射线入射部9a的部分9b的外表面被铅等X射线屏蔽部件10覆盖。这是为了排除来自外部的X射线的影响。

在检测器主体9的X射线入射部9a的内侧，设有透射式荧光产生部11。透射式荧光产生部11具有透射式的增光纸12，该增光纸12使发光方向朝向检测器主体9的内侧。在检测器主体9的除了X射线入射部9a的部分9b的内侧，设有反射式荧光产生部13。反射式荧光产生部13沿着检测器主体9的除了X射线入射部9a的部分9b的内壁面而设。反射式荧光产生部13具有反射式或者透射式的增光纸14。反射式的增光纸14配置为：使得反射所导致的发光方向朝向检测器主体9的内侧。在使用透射式的增光纸14的情况下，通过使增光纸14的发光被检测器主体9等反射，将发光引导至检测器主体9的内侧。

在与X射线入射面9a形成直角的检测器主体9的侧面S，设有光电倍增管15，作为光电转换部。光电倍增管15设置为：接收从透射式荧光产生部11及反射式荧光产生部13发光的可见光。光电倍增管15优选的是其光接收灵敏度在400nm附近具有峰值。作为这样的光电倍增管15的具体例，能够例举浜松光子学（Photonics）公司制造的R-1307(商品名)。但是不限于此。

入射至X射线检测器6的X射线入射部9a的康普顿散射X射线D1照射至透射式荧光产生部11的增光纸12。基于康普顿散射X射线D1的照射，增光纸12发出与选择的荧光体相应的可见光a。可见光a向检测器主体9的内侧辐射。透射过X射线入射部9a的康普顿散射X射线D2照射至反射式荧光产生部13的增光纸14。基于康普顿散射X射线D2的照射，增光纸14发出与选择的荧光体相应的可见光b。可见光b向检测器主体9的内侧辐射。可见光a、b由光电倍增管15进行检测，测定可见光a、b的合计强度。通过这样，求出入射至X射线检测器6的康普顿散射X射线、即来自行李5的康普顿散射X射线D的强度。

康普顿散射X射线所涉及的检查原理如下所示。具有能量E₀及强度I₀的X射线的、透射过具有厚度t的吸收体之后的强度I由下式(1)求出。

I=I₀e^-μτ…(1)

在式(1)中，μ是物质固有的系数(单位：cm^-1)，称为线衰减系数，示出能量E₀的X射线在前进1cm期间衰减的比率。μ具有物质的原子序号越大就越大这样的性质，能够如式(2)所示那样进行分解。

μ＝τ＋σ_T＋σ_C＋κ…(2)

在式(2)中，τ是光电效应所涉及的吸收系数，σ_T是汤姆逊散射所涉及的散射系数，σ_C康普顿散射所涉及的散射系数，κ是电子对产生所涉及的吸收系数。

在具有能量E₁及强度I₀的X射线从吸收体的表面入射到深度x的位置的情况下，x的位置的X射线的强度I₁由式(3)求出。

I₁＝I₀e^-μx…(3)

在式(3)中，μ是具有能量E₁的X射线的线衰减系数。

在x位置产生、且向相对于X射线的入射方向为角度θ的方向散射的康普顿散射X射线的强度I₂由式(4)求出。

I₂＝aσ_CI₁…(4)

在式(4)中，a是比例常数。

由于从产生的点到表面的距离为bx(b＝1／cosθ)，因此产生的康普顿散射X射线从表面出来时的强度I₃由式(5)求出。

I₃＝I₂e^-μ′bx  …(5)

在式(5)中，μ′是散射X射线的线衰减系数。

所以，康普顿散射X射线的强度I₃基于式(3)、式(4)及式(5)，由下式(6)求出。

I₃＝aσ_CI₀e^{-(μ+bμ′)x}…(6)

所以，通过了具有厚度t的吸收体的情况下的康普顿散射X射线的总量由下式(7)求出。

[数学式1]

$C=\underset{0}{\overset{t}{\∫}}{I}_3\mathrm{dx}$

$=\underset{0}{\overset{t}{\∫}}a{\mathrm{\σ}}_C{I}_0{e}^{-(\mathrm{\μ}+b{\mathrm{\μ}}^{\′})x}\mathrm{dx}$

$=a{\mathrm{\σ}}_C{I}_0/(\mathrm{\μ}+{\mathrm{b\μ}}^{\′})\×(1-e^{-(\mathrm{\μ}+b{\mathrm{\μ}}^{\′})t})$

ｅ^{-(μ+ｂμ′)ｔ}<<1的情况下

Ｃ＝ａσ_ＣＩ₀／（μ＋ｂμ′）…（7）

由于aI₀是不取决于原子序号的一定值，因此康普顿散射X射线根据因物质而变化的σ_Ｃ／(μ＋bμ′)的值，其强度也会变化。物质的原子序号越小，σ_Ｃ／(μ＋bμ′)的值越大。所以，通过检测出康普顿散射X射线，能够辨别出塑料制品这样的主要由原子序号较小的元素构成的物质。即，能够对塑料制品等实施检查。

透射式荧光产生部11、反射式荧光产生部13所使用的增光纸12、14包括：由塑料膜、无纺布等构成的支持体16；以及形成于支持体上16的荧光体层17。荧光体层17例如由将荧光体粒子与粘合剂的浆料状混合物涂布在支持体16上而形成。构成荧光体层17的粘合剂一般是树脂粘合剂，使用各种有机树脂。涂布在支持体16上的浆料状混合物(涂布层)优选的是与支持体16一起通过加压机。荧光体层17含有荧光体粒子和粘合剂(例如树脂粘合剂)。

构成荧光体层17的荧光体粒子由镨活化氧硫化钆荧光体、或者铕活化氟化氯化钡荧光体构成。镨活化氧硫化钆荧光体优选的是具有如下所示的组成。

Gd₂O₂S:Pr_a  …(8)

在式(8)中，a是镨(Pr)相对于1摩尔氧硫化钆(Gd₂O₂S)的活化量，优选的是0.0001～0.005摩尔的范围。若Pr的活化量不到0.0001摩尔，则容易成为作为发光中心的存在减少、无法高效发光的状态。若Pr的活化量超过0.005摩尔，则由于称为浓度猝灭的现象，发光效率容易下降。Pr的一部分也可以用Tb、Yb、Ce等替换。Gd的一部分也可以用La、Y等替换。

铕活化氟化氯化钡荧光体优选的是具有如下所示的组成。

BaFCl:Eu_b  …(9)

在式(9)中，b是铕(Eu)相对于1摩尔氟化氯化钡(BaFCl)的活化量，优选的是0.003～0.015摩尔的范围。若Eu的活化量不到0.003摩尔，则容易成为作为发光中心的存在减少、无法高效发光的状态。若Eu的活化量超过0.015摩尔，则由于称为浓度猝灭的现象，发光效率容易下降。Eu的一部分也可以用Ce、Yb等替换。F和Cl的一部分也可以用Br、I等替换。

由于镨活化氧硫化钆荧光体、以及铕活化氟化氯化钡荧光体将透射X射线、康普顿散射X射线转换为可见光的效率都较佳，因此作为使用于X射线检测器6的透射式荧光产生部11、反射式荧光产生部13的荧光体是有效的。但是，由于检查行李的多样化，希望X射线检查装置能更正确判别复杂的形状。对于这点，迄今为止对提高包含镨活化氧硫化钆荧光体、铕活化氟化氯化钡荧光体的X射线检测用荧光体的发光效率进行了各种尝试，但现状是无法由此期待X射线检测器的性能大幅改善。

因此，关于镨活化氧硫化钆荧光体，使用的荧光体粒子具有的粒度分布为：相对于荧光体粒子的中心粒径D1(μm)具有进入[D1±0.3D1]的范围(中心粒径D1的±30％的范围)内的粒径的粒子的比率为体积的45％以上。并且，荧光体层17的镨活化氧硫化钆荧光体粒子的填充率为体积的60％以上。通过适用这样的荧光体层17，能够改善增光纸12、14的发光输出。通过提高增光纸12、14的发光输出，康普顿散射X射线D的检测灵敏度提高，据此能够将被检查物的行李5的内部更鲜明地图像化。

更优选的是，镨活化氧硫化钆荧光体粒子的相对于中心粒径D1具有进入[D1±0.3D1]的范围(中心粒径D1的±30％的范围)内的粒径的粒子的比率为体积的50％以上。进一步优选的是，荧光体粒子的中心粒径D1为1～20μm的范围。若荧光体粒子的中心粒径D1不到1μm，则荧光体层17的透光率有可能降低，光输出有可能下降。另一方面，若中心粒径D 1超过20μm，则荧光体在制造时的收获率有可能下降，有可能提高制造成本。更优选的是，中心粒径D 1为2～15μm的范围。

关于铕活化氟化氯化钡荧光体，使用的荧光体粒子具有的粒度分布为：相对于荧光体粒子的中心粒径D2具有进入[D2±0.3D2]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的45％以上。并且，荧光体层17的铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的填充率为体积的45％以上。通过适用这样的荧光体层17，能够改善增光纸12、14的发光输出。通过提高增光纸12、14的发光输出，康普顿散射X射线D的检测灵敏度提高，据此能够将行李5的内部更鲜明地图像化。

更优选的是，铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的相对于中心粒径D2具有进入[D2±0.3D2]的范围(中心粒径D2的±30％的范围)内的粒径的粒子的比率为体积的50％以上。进一步优选的是，荧光体粒子的中心粒径D2为1～20μm的范围。若荧光体粒子的中心粒径D2不到1μm，则荧光体层17的透光率有可能降低，光输出有可能下降。另一方面，若中心粒径D2超过20μm，则荧光体在制造时的收获率有可能下降，有可能提高制造成本。更优选的是，中心粒径D2为2～15μm的范围。

上述的荧光体粒子的粒度分布能够如下实现：例如将具有任意的粒度分布的荧光体的小粒子、大粒子利用筛选等去除；或在合成(烧成)荧光体时对控制荧光体粒子的生长的熔剂的量、种类进行选择；或者使用粒度分布窄的荧光体原料来合成荧光体。

荧光体粒子的粒度分布能够利用电阻法(Electric resistance method)来测定。所谓荧光体粒子的中心粒径，是指对于利用电阻法测定的累积粒度分布(百分比)与50％的横轴交叉的点的粒径。荧光体层的荧光体粒子的粒度分布能够在对增光纸进行烧成仅得到荧光体粒子后进行测定。具体而言，在将荧光板切小后，在约400～600℃下进行烧成，通过去除有机化合物的粘合剂、支持体、保护膜等，仅得到荧光体粒子。或者，在从荧光板削掉荧光体层后，在上述条件下进行烧成得到荧光体粒子。根据情况，为了使荧光体粒子的分散性好，利用超声波振荡。之后，对得到的荧光体粒子的粒度分布进行测定。

荧光体粒子的粒度分布也能够利用对荧光体层的截面进行SEM观察来测定。具体而言，在使用镨活化氧硫化钆荧光体的情况下，拍摄荧光体层的截面的400～1000倍的SEM照片，从约18000μm²的面积测定约200个以上的荧光体粒子，基于该测定结果来评价粒度分布。在使用铕活化氟化氯化钡荧光体的情况下，拍摄荧光体层的截面的600～1500倍的SEM照片，从约2800μm²的面积测定约200个以上的荧光体粒子，基于该测定结果来评价粒度分布。

荧光体层17的荧光体粒子的填充率P为利用式(10)求出的值。

P＝V_P／V＝W／V／ρ_P…(10)

在式(10)中，V_P是荧光体的体积，V是荧光体层的体积，W是荧光体的质量，ρ_P是荧光体的密度。荧光体层的体积V由荧光体层的大小(尺寸)和荧光体层的厚度求出，荧光体层的厚度由SEM照片等测定。荧光体的质量W是适用上述的增光纸的烧成方法、仅得到荧光体粒子而测定的。

图6示出镨活化氧硫化钆荧光体粒子的粒度分布的一个例子(实施例)与以往的粒度分布(比较例)的对比。在图6中，实施例的镨活化氧硫化钆荧光体粒子的中心粒径D1为11.9μm，具有进入[D1±0.3D1]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的62％。比较例的镨活化氧硫化钆荧光体粒子的中心粒径D1虽然为11.9μm，但具有进入[D1±0.3D1]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的42％。

图7示出铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的粒度分布的一个例子(实施例)与以往的粒度分布(比较例)的对比。在图7中，实施例的铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的中心粒径D2为6.4μm，具有进入[D2±0.3D2]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的52％。比较例的铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的中心粒径D2虽然为6.4μm，但具有进入[D2±0.3D2]的范围内的粒径的粒子的比率为体积的43％。

如图6、图7所示，本实施方式所使用的镨活化氧硫化钆荧光体粒子、铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的特征在于，很多粒子存在于中心粒径的附近的粒径范围。通过使用具有这样的粒度分布的荧光体粒子，能够提高荧光体层17的荧光体粒子的填充率。关于镨活化氧硫化钆荧光体，能够使荧光体粒子的填充率为体积的60％以上。关于铕活化氟化氯化钡荧光体，能够使荧光体粒子的填充率为体积的45％以上。

通过实现如上所述的荧光体粒子的粒度分布及填充率，增光纸12、14的发光输出提高，即在向增光纸12、14照射透射X射线、康普顿散射X射线时发光的可见光的输出(亮度)提高。图8示出在使用镨活化氧硫化钆荧光体的增光纸中、使荧光体粒子的粒度分布(具有进入[D1±0.3D1]的范围内的粒径的粒子的比率)与填充率变化的情况下的增光纸的发光输出。图9示出在使用铕活化氟化氯化钡荧光体的增光纸中、使荧光体粒子的粒度分布(具有进入[D2±0.3D2]的范围内的粒径的粒子的比率)与填充率变化的情况下的增光纸的发光输出。发光输出是将X射线管电压为120kVp的X射线照射在增光纸时的亮度的相对值。

从图8可知，在使用镨活化氧硫化钆荧光体的增光纸中，在荧光体粒子的粒度分布为45％以上、且荧光体粒子的填充率为体积的60％以上的情况下，能够得到较高的发光输出。从图9可知，在使用铕活化氟化氯化钡荧光体的增光纸中，在荧光体粒子的粒度分布为45％以上、且荧光体粒子的填充率为体积的45％以上的情况下，能够得到较高的发光输出。通过使用这样的增光纸来构成X射线检测器6、7，能够提高输入至光电倍增管15的可见光的亮度。即，能够改善透射式荧光产生部11及反射式荧光产生部13的光输出。所以，利用X射线检测器6、7的康普顿散射X射线、透射X射线的检测灵敏度提高，据此能够将被检查物的行李5的内部更鲜明地图像化。

在使用镨活化氧硫化钆荧光体粒子的情况下，优选的是，荧光体层17的荧光体粒子的填充率为体积的60～75％的范围。若荧光体粒子的填充率不到体积的60％，则无法充分提高增光纸12、14的发光输出。另一方面，若荧光体粒子的填充率超过体积的75％，则有可能引起荧光体粒子的损坏，光输出有可能下降。在荧光体层17的荧光体粒子的体积比例(填充率)为60～75％的范围时，优选的是，粘合剂的体积比例为5～15％的范围，空隙的体积比例为10～35％的范围。

在使用镨活化氧硫化钆荧光体粒子的情况下，为了提高荧光体粒子的体积比例(填充率)，优选的是粘合剂的体积比例较小，具体而言优选的是15％以下。但是，若粘合剂的体积比例太小，则有可能损害荧光体层17的强度。因此，优选的是粘合剂的体积比例为5％以上。为了增加荧光体粒子与粘合剂的接触，维持荧光体层17的强度，优选的是空隙的体积比例较小，具体而言优选的是35％以下。但是，为了使空隙的体积比例为零，制造工序的负荷会增至所需要以上，制造成本有可能上升。在使用上述的荧光体粒子的情况下，若空隙的体积比例为10～35％的范围，则能够得到稳定的特性。

在使用铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的情况下，优选的是荧光体层17的荧光体粒子的填充率为体积的45～60％的范围。若荧光体粒子的填充率不到体积的45％，则无法充分提高增光纸12、14的发光输出。另一方面，若荧光体粒子的填充率超过体积的60％，则有可能引起荧光体粒子的损坏，光输出有可能下降。在荧光体层17的荧光体粒子的体积比例(填充率)为45～60％的范围时，优选的是，粘合剂的体积比例为10～20％的范围，空隙的体积比例为20～45％的范围。

在使用铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的情况下，为了提高荧光体粒子的体积比例(填充率)，优选的是粘合剂的体积比例较小，具体而言优选的是20％以下。但是，若粘合剂的体积比例太小，则有可能损害荧光体层17的强度。因此，优选的是粘合剂的体积比例为10％以上。为了增加荧光体粒子与粘合剂的接触，维持荧光体层17的强度，优选的是空隙的体积比例较小，具体而言优选的是45％以下。但是，为了使空隙的体积比例为零，制造工序的负荷会增至所需要以上，制造成本有可能上升。在使用上述的荧光体粒子的情况下，若空隙的体积比例为20～45％的范围，则能够得到稳定的特性。

为了提高荧光体层17的荧光体粒子的填充率，除了减少粘合剂量以提高荧光体粒子的比例，在形成荧光体层17时在适当的条件下进行加压也是有效的。在支持体16上涂布荧光体粒子与粘合剂的浆料状混合物后，通过对混合物的涂布层施加60～80℃的温度，用30～50MPa的压力进行20～40分钟的加压，能够提高荧光体粒子的填充率。另外，通过加热至90～110℃的辊子间以进行连续加压，也能够提高荧光体粒子的填充率。连续加压时的压力优选的是5～25MPa，线速度优选的是0.4～0.6m／分。

镨活化氧硫化钆荧光体与铕活化氟化氯化钡荧光体的填充率的差异主要取决于荧光体粒子的形状。镨活化氧硫化钆荧光体粒子具有接近球状的形状，与之不同的是，铕活化氟化氯化钡荧光体粒子包含比较多的异形粒子。因此，镨活化氧硫化钆荧光体粒子容易提高填充率，增光纸12、14的发光输出进一步提高。但是，由于铕活化氟化氯化钡荧光体与镨活化氧硫化钆荧光体相比，比较廉价，因此有助于降低增光纸12、14的成本。镨活化氧硫化钆荧光体及铕活化氟化氯化钡荧光体能够根据这些特征适当选择使用。

荧光体层17的荧光体的涂布质量优选的是，根据适用增光纸12、14的透射式荧光产生部11或者反射式荧光产生部13来设定。若透射式荧光产生部11的增光纸12的荧光体的涂布质量过多，则由于在荧光体层17的内部会引起光吸收，因此荧光的发光输出会下降。并且，由于还会引起康普顿散射X射线的吸收，因此康普顿散射X射线向反射式荧光产生部13的入射量减少，可见光的合计量减少。在反射式荧光产生部13中，尽管随着使增光纸14的荧光体的涂布质量增大，发光输出会提高，但若涂布质量过多，则无法得到进一步的效果，只会导致制造成本增加等。

图10示出透射式荧光产生部11的增光纸12及反射式荧光产生部13的增光纸14分别使用铕活化氟化氯化钡荧光体的情况下的光输出。此外，光输出是使用具有双碱光电面的光电倍增管R-980(商品名、浜松光子学公司制造)、在X射线管电压为120kVp下测定的。图10的纵轴是以LaOBr:Tb荧光体的光输出为100时的相对光输出。如图10所示，优选的是根据透射式荧光产生部11或者反射式荧光产生部13，适当设定荧光体的涂布质量。

如上所述，作为透射式荧光产生部11及反射式荧光产生部13的整体的可见光通量，使兼顾增光纸12及增光纸14的荧光体的涂布质量而变化。因此，优选的是分别考虑透射式荧光产生部11的增光纸12及反射式荧光产生部13的增光纸14的荧光体的涂布质量，在此基础上设定荧光体的合计涂布质量。图11示出各荧光体的组合所涉及的增光纸12、14的荧光体的合计涂布质量与相对光输出的关系。尽管荧光体的合计涂布质量根据荧光体的组合而有若干不同，但优选的是为80～300mg／cm²的范围。通过适用这样范围的荧光体的合计涂布质量，能够得到良好的光输出。

图12示出照射至代表性的荧光体的组合所涉及的增光纸12、14的X射线的X射线管电压与相对光输出的关系。如图12所示可知，尽管相对光输出根据X射线管电压、荧光体的组合而有若干变化，但实施方式的透射式荧光产生部11的增光纸12及反射式荧光产生部13的增光纸14能够对应较宽的X射线管电压。所以，能够适用于各种X射线检查装置。并且，透射式荧光产生部11及反射式荧光产生部13的增光纸12、14与荧光体的组合没有特别限定。增光纸12、14适用镨活化氧硫化钆荧光体、或者铕活化氟化氯化钡荧光体即可。

本实施方式的散射X射线检测器6包括如下组合的任意一种：将镨活化氧硫化钆荧光体分别适用于增光纸12、14的透射式荧光产生部11与反射式荧光产生部13的组合；将镨活化氧硫化钆荧光体适用于增光纸12的透射式荧光产生部11与将铕活化氟化氯化钡荧光体适用于增光纸14的反射式荧光产生部13的组合；将铕活化氟化氯化钡荧光体适用于增光纸12的透射式荧光产生部11与将镨活化氧硫化钆荧光体适用于增光纸14的反射式荧光产生部13的组合；或者将铕活化氟化氯化钡荧光体分别适用于增光纸12、14的透射式荧光产生部11与反射式荧光产生部13的组合。透射X射线检测器7也一样。

如上所述，增光纸12、14包括支持体16和在其上形成的荧光体层17。如图4所示，增光纸12、14也可以包括形成于荧光体层17上的保护膜18。通过用保护膜18覆盖荧光体层17，能够抑制荧光体粒子从荧光体层17的脱落、荧光体层17的剥离等。支持体16及保护膜18优选的是由透明或者不透明的树脂膜构成。透射式的增光纸的支持体16及保护膜18中的一方或者两方适用透明的树脂膜。在构成反射式的增光纸的情况下，支持体16和保护膜18的一方适用透明的树脂膜，另一方适用不透明的树脂膜。

透射式荧光产生部11包括透射式的增光纸12。支持体16和保护膜18的一方适用透明的树脂膜的透射式的增光纸12配置为：透明的树脂膜朝向检测器主体9的内侧。反射式荧光产生部13基本上适用反射式的增光纸14。但是，在X射线检测器6、7具有的结构为能够用检测器主体9、或者配置在检测器主体9与增光纸14之间的反射部件等对增光纸14的发光进行反射的情况下，反射式荧光产生部13能够适用透射式的增光纸14。特别是，由于支持体16及保护膜18这两方都适用透明的树脂膜的透射式的增光纸14能够从支持体16侧及保护膜18侧这两方得到发光，因此能够进一步提高发光输出。

由于镨活化氧硫化钆荧光体、铕活化氟化氯化钡荧光体容易因水分而劣化，因此优选的是用支持体16、保护膜18来覆盖荧光体层17，并且支持体16及保护膜18使用难以透过水分的树脂膜。支持体16及保护膜18为了抑制空气中的水分等所导致的荧光体的劣化，优选的是由具有水蒸气透过率为20g／m²／24hr／0.1mm以下的水蒸气透过率的树脂膜形成，更优选的是由具有这样的水蒸气透过率的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成。

并且，如图5所示，将支持体16的端部16a与保护膜18的端部18a叠加，在该部分加热和加压力来形成密封部19也是有效的。仅用保护膜18来覆盖荧光体层17，无法完全防止荧光体层17与空气中的水分等接触。与之不同的是，用由树脂膜构成的支持体16及保护膜18来覆盖荧光体层17，并且通过对这些端部16a、18a进行热压接而密封，能够将荧光体层17与空气中的水分等隔开。所以，能够大幅抑制构成荧光体层17的镨活化氧硫化钆荧光体、铕活化氟化氯化钡荧光体因水分所导致的劣化。

作为本实施方式的X射线检测器的具体例，表1示出透射式荧光产生部11的增光纸12与反射式荧光产生部13的增光纸14的各种组合。表1示出在各种条件下将增光纸12与增光纸14进行组合的情况下的相对光输出。相对光输出利用上述的方法来测定。在表1中，粒度分布是相对于荧光体粒子的中心粒径D具有进入[D±0.3D]的范围内的粒径的粒子的比率(体积％)。在支持体的栏中，PET1是透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，PET2是白色(不透明)的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。

表1的加压条件的栏中，示出在将荧光体粒子与粘合剂的浆料状混合物涂布在支持体上后进行加压时的条件。在加压条件的栏中，条件1是使用加压机，在温度为60℃、压力为5MPa、时间为10分钟的条件下进行加压，或者使用辊式加压机，在温度为80℃、压力为1MPa、线速度为1m／分钟的条件下进行连续加压。条件2是使用加压机，在温度为70℃、压力为40MPa、时间为30分钟的条件下进行加压，或者使用辊式加压机，在温度为100℃、压力为10MPa、线速度为0.5m／分钟的条件下进行连续加压。

表1

★

从表1可知，透射式荧光产生部11及反射式荧光产生部13分别通过适用：具有镨活化氧硫化钆荧光体粒子的粒度分布为体积的45％以上、填充率为体积的60％以上的荧光体层的增光纸；具有铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的粒度分布为45％以上、填充率为体积的45％以上的荧光体层的增光纸；或者这些的组合，能够得到较高的光输出。通过提高透射式荧光产生部11及反射式荧光产生部13的光输出，康普顿散射X射线的检测灵敏度提高。对于透射X射线的检测灵敏度也一样。所以，能够用X射线检查装置将行李5的内部更鲜明地图像化，能够实施更正确的检查。通过提高荧光产生部11、13的光输出，也能够降低X射线管1的容量。这有助于X射线检查装置的小型化。

在上述的实施方式中，主要是说明散射X射线检测器6，但对于透射X射线检测器7也一样。通过将具有：镨活化氧硫化钆荧光体粒子的粒度分布为体积的45％以上、填充率为体积的60％以上的荧光体层的增光纸；具有铕活化氟化氯化钡荧光体粒子的粒度分布为45％以上、填充率为体积的45％以上的荧光体层的增光纸适用于透射X射线检测器7，能够提高透射X射线的检测灵敏度。包括散射X射线检测器6、透射X射线检测器7的X射线检查装置不限于机场行李检查装置，能够利用于各种安全系统。

此外，说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式只是作为例子呈现，并非意味着限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的要点的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围、要点内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (20)

1.一种X射线检测器用增光纸，具备：

支持体；以及

荧光体层，形成于所述支持体上，含有由镨活化氧硫化钆荧光体构成的荧光体粒子、和粘合剂，其特征在于，

所述荧光体粒子具有下述粒度分布，即：相对于所述荧光体粒子的中心粒径D1，粒径在[D1±0.3D1]的范围内的粒子的比率为体积的45％以上，且所述荧光体层的所述荧光体粒子的填充率为体积的60％以上，

所述中心粒径D1根据由电阻法测定得到的所述荧光体粒子的累积粒度分布而获得。

2.如权利要求1所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体粒子的中心粒径D1在1μm以上20μm以下的范围。

3.如权利要求1所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体层的所述荧光体粒子的填充率在体积的60％以上75％以下的范围。

4.如权利要求1所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体层含有：在体积的60％以上75％以下的范围的所述荧光体粒子、在体积的5％以上15％以下的范围的所述粘合剂、在体积的10％以上35％以下的范围的空隙。

5.如权利要求1所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

还具备设在所述荧光体层上的保护膜，

所述支持体及所述保护膜由透明或者不透明的树脂膜构成。

6.如权利要求5所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述树脂膜由具有20g/m²/24hr/0.1mm以下的水蒸气透过率的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成。

7.如权利要求5所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体层被由所述树脂膜构成的所述支持体及所述保护膜密封。

8.一种X射线检测器用增光纸，具备：

支持体；以及

荧光体层，形成于所述支持体上，含有由铕活化氟化氯化钡荧光体构成的荧光体粒子、和粘合剂，其特征在于，

所述荧光体粒子具有下述粒度分布，即：相对于所述荧光体粒子的中心粒径D2，粒径在[D2±0.3D2]的范围内的粒子的比率为体积的45％以上，且所述荧光体层的所述荧光体粒子的填充率为体积的45％以上，

所述中心粒径D2根据由电阻法测定得到的所述荧光体粒子的累积粒度分布而获得。

9.如权利要求8所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体粒子的中心粒径D2在1μm以上20μm以下的范围。

10.如权利要求8所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体层的所述荧光体粒子的填充率在体积的45％以上60％以下的范围。

11.如权利要求8所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体层含有：在体积的45％以上60％以下的范围的所述荧光体粒子、在体积的10％以上20％以下的范围的所述粘合剂、在体积的20％以上45％以下的范围的空隙。

12.如权利要求8所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

还具备设在所述荧光体层上的保护膜，

所述支持体及所述保护膜由透明或者不透明的树脂膜构成。

13.如权利要求12所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述树脂膜由具有20g/m²/24hr/0.1mm以下的水蒸气透过率的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成。

14.如权利要求12所述的X射线检测器用增光纸，其特征在于，

所述荧光体层被由所述树脂膜构成的所述支持体及所述保护膜密封。

15.一种X射线检测器，具备：

壳体状的检测器主体，具有X射线的入射部；

透射式荧光产生部，设在所述入射部；

反射式荧光产生部，设在所述检测器主体的除了所述入射部的部分；以及

光电转换部，设置在所述检测器主体内，其特征在于，

所述透射式荧光产生部及所述反射式荧光产生部分别包括权利要求1所述的X射线检测器用增光纸。

16.一种X射线检测器，具备：

壳体状的检测器主体，具有X射线的入射部；

透射式荧光产生部，设在所述入射部；

反射式荧光产生部，设在所述检测器主体的除了所述入射部的部分；以及

光电转换部，设置在所述检测器主体内，其特征在于，

所述透射式荧光产生部及所述反射式荧光产生部分别包括权利要求8所述的X射线检测器用增光纸。

17.一种X射线检测器，具备：

壳体状的检测器主体，具有X射线的入射部；

透射式荧光产生部，设在所述入射部；

反射式荧光产生部，设在所述检测器主体的除了所述入射部的部分；以及

光电转换部，设置在所述检测器主体内，其特征在于，

所述透射式荧光产生部及所述反射式荧光产生部中的一方包括权利要求1所述的X射线检测器用增光纸，

所述透射式荧光产生部及所述反射式荧光产生部中的另一方包括权利要求8所述的X射线检测器用增光纸。

18.一种X射线检查装置，具备：

X射线照射部，向被检查物照射X射线；

X射线检测部，检测来自所述被检查物的康普顿散射X射线、或者透射过所述被检查物的透射X射线；以及

显示部，基于由所述X射线检测部测定的X射线强度，将所述被检查物内部图像化并显示，其特征在于，

所述X射线检测部包括权利要求15所述的X射线检测器。

19.一种X射线检查装置，具备：

X射线照射部，向被检查物照射X射线；

X射线检测部，检测来自所述被检查物的康普顿散射X射线、或者透射过所述被检查物的透射X射线；以及

显示部，基于由所述X射线检测部测定的X射线强度，将所述被检查物内部图像化并显示，其特征在于，

所述X射线检测部包括权利要求16所述的X射线检测器。

20.一种X射线检查装置，具备：

X射线照射部，向被检查物照射X射线；

X射线检测部，检测来自所述被检查物的康普顿散射X射线、或者透射过所述被检查物的透射X射线；以及

显示部，基于由所述X射线检测部测定的X射线强度，将所述被检查物内部图像化并显示，其特征在于，

所述X射线检测部包括权利要求17所述的X射线检测器。