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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Keramik für Szintillatoren zur Verwendung
in Detektoren für
radioaktive Strahlung zum Erfassen von Röntgenstrahlung sowie ein Verfahren
zum Herstellen einer derartigen Keramik und ihres Pulvers.
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STAND DER TECHNIK
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Szintillatoren
sind Materialien, die bei Empfang radioaktiver Strahlung sichtbares
Licht emittieren. Da die Intensität radioaktiver Strahlung proportional
zur Menge des vom Szintillator emittierten Lichts ist, kann radioaktive
Strahlung durch eine Kombination aus einem Szintillator und einem
Fotodetektor gemessen werden. Eine derartige Technologie wird hauptsächlich in
medizinischen Geräten
wie Röntgenstrahl-CTs, Analysegeräten, zerstörungsfreien
Untersuchungsgeräten
unter Verwendung radioaktiver Strahlung, Geräten zum Erfassen radioaktiver
Leckstrahlung usw. verwendet.
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Szintillatoren
müssen
Eigenschaften wie hohe Empfindlichkeit auf radioaktive Strahlung,
hohe Materialgleichmäßigkeit
und chemische Stabilität
aufweisen. Ferner ist es wichtig, wenn Szintillatoren in Vorrichtungen
zum schnellen Erfassen von Intensitätsänderungen radioaktiver Strahlung
wie bei Röntgen-CTs
verwendet werden, dass sie über
eine kleine Abklingzeitkonstante verfügen, die als Zeitperiode definiert
ist, die verstreicht, bis die Leuchtstärke nach dem Beenden der Einstrahlung
auf 1/e gefallen ist, und sie über
geringes Nachleuchten verfügen,
was das nach dem Beenden der Einstrahlung andauernde Leuchten ist.
Derartige Szintillatoren sind Einkristalle wie CdWO4,
polykristalline Keramiken wie Gd2O2S:Pr,Ce,F,(Gd,Y)2O3:Eu,Pr,Gd3Ga5O12:Cr,Ce usw.
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Unter
diesen Szintillatoren ist derjenige aus einkristallinem CdWO4 dahingehend von Nachteil, dass er keine
hohe Leuchtstärke
erzeugt, dass er wegen Spaltbarkeit nicht leicht bearbeitet werden
kann und dass er das sehr giftige Cd-Ion enthält. Zwar weist Gd2O2S:Pr,Ce,F hohen Leuchtwirkungsgrad bei kleiner
Abklingzeitkonstante und geringem Nachleuchten auf, jedoch ist es
dahingehend von Nachteil, dass es durch komplizierte Prozesse hergestellt
wird, was zu hohen Herstellkosten führt. Zwar liefert (Gd,Y)2O3:Eu,Pr eine hohe
Leuchtstärke,
jedoch leidet es unter einer extrem großen Abklingzeitkonstante. Auch
zeigt Gd3Ga5O12:Cr,Ce schlechte Leuchtstärke. Die
Eigenschaften dieser Szintillatoren sind in der unten stehenden
Tabelle 1 angegeben.
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Demgemäß war es
erwünscht,
eine billige Keramik für
einen Szintillator zu schaffen, der hohe Leuchtstärke bei
kleiner Abklingzeitkonstante und geringem Nachleuchten erzeugen
kann.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der Erfindung, eine billige Oxidkeramik für einen
Szintillator zu schaffen, die für
hohe Leuchtstärke
bei kleiner Abklingzeitkonstante und geringem Nachleuchten sorgen
können.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum billigen
Herstellen einer derartigen Oxidkeramik und deren Pulver für einen
Szintillator zu schaffen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Als
Ergebnis von Untersuchungen an verschiedenen Oxidkeramiken für Szintillatoren
unter Berücksichtigung
der obigen Aufgaben haben die Erfinder herausgefunden, dass die
Granatzusammensetzung (Gd,Ce)3(Al,Si,Ga)5O12 hohe Leuchtstärke liefert.
Diese Granatzusammensetzung kann einen Sinterkörper mit kubischer Kristallstruktur
mit kleiner optischen Anisotropie und hohem Transmissionsvermögen erzeugen.
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Demgemäß weist
eine erfindungsgemäße Szintillatorkeramik
eine durch die folgende allgemeine Formel repräsentierte Zusammensetzung auf: Gd3-xCexAlySizGa5-y-zO12 wobei
0,001 ≤ x ≤ 0,05, 1 ≤ y ≤ 4 und 0,0015 ≤ z ≤ 0,03 gelten.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen eines Keramikpulvers mit der obigen Zusammensetzung
für einen
Szintillator verfügt über die
Schritte des Mischens von Gadoliniumoxid, Aluminiumoxid, Galliumoxid,
eines Cersalzes, einer Siliciumverbindung und einer Fluorverbindung
mit solchen Anteilen, dass die obigen Zusammensetzung erzeugt wird;
und des Brennens des sich ergebenden Gemischs bei einer Temperatur
von 1400–1600°C.
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Die
Fluorverbindung ist vorzugsweise Bariumfluorid. Das Gadoliniumoxid,
das Aluminiumoxid und das Galliumoxid weisen vorzugsweise jeweils
einen mittleren Durchmesser von 0,1–5 μm auf.
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Das
Verfahren zum Herstellen einer Sinterkeramik mit der obigen Zusammensetzung
für einen
Szintillator umfasst die Schritte des Mischens von Gadoliniumoxid,
Aluminiumoxid, Galliumoxid, eines Cersalzes, einer Siliciumverbindung
und einer Fluorverbindung mit solchen Anteilen, dass die obige Zusammensetzung erzeugt
wird; des Brennens des sich ergebenden Gemischs bei einer Temperatur
von 1400–1600°C; des Zerkleinerns
des sich ergebenden gebrannten Körpers
in ein Keramikpulver; des Pressens des Keramikpulvers zum Erzeugen
eines Grünkörpers sowie
des Sinterns des Grünkörpers bei
einer Temperatur von 1600–1700°C in nicht
oxidierender Atmosphäre
bei 5 × 104 Pa oder mehr.
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Die
gesinterte Keramik kann ferner isostatischen Heißpresssintern bei einer Temperatur
von 1400–1600°C in Argonatmosphäre unterzogen
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Menge (y) von Al
in einem Keramikszintillatorpulver von Gd2,995Ce0,005AlySi0,003Ga4,997-yO12 der relativen Leuchtstärke zeigt;
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2 ist
ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Menge (x) von Cd
in einem Keramikszintillatorpulver von Gd3-xCexAl2,997Si0,003Ga2O12 und der relativen Leuchtstärke zeigt;
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3 ist
ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Menge (z) von Si
in einem Keramikszintillatorpulver von Gd2,99Ce0,01Al3-zSizGa2O12 und
der relativen Leuchtstärke
zeigt;
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4 ist
ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Brenntemperatur zum
Herstellen eines Keramikszintillatorpulvers aus Gd2,99Ce0,01Al2,994Si0,006Ga2O12 und der relativen Leuchtstärke zeigt;
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5 ist
ein Kurvenbild, das Röntgenbeugungsmuster
für verschiedene
Brenntemperaturen zeigt; und
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6 ist
eine Ansicht, die bei verschiedenen Brenntemperaturen erzeugte Phasen
zeigt.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In
einer erfindungsgemäßen Szintillatorkeramik
mit der Zusammensetzung Gd3-xCexAlySizGa5-y-zO12 ist ein leuchtendes Element, das beim
Empfang von radioaktiver Strahlung sichtbares Licht emittiert, Ce.
Ce3+, das einen Teil von Gd3+ ersetzt,
erfährt
einen Übergang
5d → 4f,
was zu Lumineszenz mit extrem kleiner Abklingzeitkonstante von einigen
zehn mit einigen hundert Nanosekunden führt. Si wirkt so, dass es dafür sorgt, dass
Ce3+ einen großen Innenradius für einfache
Auflösung
in der Matrix der Keramik aufweist, um dadurch die Sinterfähigkeit
der Keramik zu verbessern.
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Um
die Abhängigkeit
der Leuchtstärke
von der Zusammensetzung einer Szintillatorkeramik zu untersuchen,
wurde die Menge jedes Elements in einer Keramik geändert, die
aus Gd2O3, Al2O3, Ga2O3, SiO2, BaF2 und einem Cersalz wie Cernitrat durch Bearbeitung
in einer Kugelmühle
und Brennen bei 1500°C
für zwei Stunden
in einem Aluminiumoxidtiegel mit einem Aluminiumoxiddeckel erhalten
wurde.
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Als
Erstes wurde, um den Einfluss von Al und Ga auf die Leuchtstärke zu untersuchen,
ein Keramikpulver mit der Zusammensetzung Gd2,995Ce0,005AlySi0,003Ga4,997-yO12 mit variablem Anteil von Al zu Ga auf
dieselbe Weise hergestellt, wie oben angegeben. Diese Keramik zeigt
eine Leuchtstärke,
deren Relativwert zu dem von Gd2O2S:Pr,Ce,F in 1 dargestellt
ist. Bei dieser Keramikzusammensetzung wird bei y = 1–4 eine relativ
große
Leuchtstärker
erzielt, wobei der Spitzenwert bei y = 3 vorliegt.
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2 zeigt
die Abhängigkeit
der Leuchtstärke
von Ce, das ein leuchtendes Element in der Zusammensetzung Gd3-xCexAlySizGa5-y-zO12 ist. Obwohl die Leuchtstärke nicht
stark von der Ce-Konzentration abhängt, beträgt der Bereich von x, der für ausreichende
Leuchtstärke
sorgt, 0,001–0,05,
wobei der bevorzugte Bereich von x 0,002–0,02 ist.
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3 zeigt
den Einfluss von zugesetztem Si auf die Leuchtstärke. Si kann vorzugsweise in
Form von Ethylsilikat [Si(OC2H5)4] oder SiO2 zugesetzt
werden. Wenn Si in der Zusammensetzung Gd2,99Ce0,01Al3-zSizGa2O12 weniger
als 0,0015% ausmacht, existiert im Wesentlichen kein Effekt hinsichtlich
einer Verbesserung der Sinterdichte. Wenn dagegen Si 0,03 übersteigt,
nimmt die Leuchtstärke
merklich ab.
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Als
Fluorverbindung ist Bariumfluorid (BaF2)
bevorzugt. BaF2 wirkt als Sinterhilfe, die
während
des Brennens eine flüssige
Phase bildet, was es weniger wahrscheinlich macht, dass in der Matrix
Gitterdefekte erzeugt werden, wodurch die sich ergebende Keramik
verbesserte Leuchtstärke
zeigt. Die Menge an zugesetztem BaF2 beträgt vorzugsweise
0,1–1
Mol pro 1 Mol der Matrixzusammensetzung von Gd3-xCexAlySizGa5-y-zO12. Da Ba durch
Chlorwasserstoffsäure
weggewaschen wird und da F während
des Brennens und Sintern verdampft, sind die Men gen an Ba und F,
die in einer aus BaF2 enthaltenden Startmaterialien erhaltenen
Keramik verblieben sind, unbedeutend. Anders gesagt, sind, wenn
Ba und F in der Keramik verbleiben, ihre Mengen so klein, dass sie
die Leuchteigenschaften der Keramik nicht wesentlich beeinflussen.
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4 zeigt
die Abhängigkeit
der Leuchtstärke
von der Brenntemperatur. Aus 4 ist es
deutlich, dass die Brenntemperatur 1400–1600°C betragen sollte, um eine Keramik
für einen
Szintillator mit hoher Leuchtstärke
zu erzeugen.
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Es
ist unwahrscheinlich, dass ein Szintillator aus dem polykristallinen
Granat (Gd,Ce)3(Al,Si,Ga)5O12 eine einzelne Phase aufweist, da Perowskitphasen
von GdAlO3 oder GdGaO3 oder ähnliche
Phasen ausfällen. Es
zeigte sich, wie es in 5 dargestellt ist, dass dann,
wenn ein Pulver von γ-Al2O3 mit einem mittleren Durchmesser von 0,6 μm verwendet
wird, Gd4Al2O9 bei einer Temperatur von 950°C oder höher erzeugt
wird und dieses bei einer Temperatur von 1050°C oder höher in GdAlO3 umgewandelt
wird, das als unerwünschte Phase
verbleibt. Da λ-Al2O3 wegen geringer
Kristallinität
kleine Röntgenbeugungsintensität aufweist,
erscheint es in den Röntgenbeugungsmustern
in 5 nicht. Die Beziehungen zwischen ausgefällten Phasen
und der Brenntemperatur sind in 6 dargestellt.
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Wenn
Al2O3-Pulver mit
einem mittleren Durchmesser von 6 μm verwendet wird, wurde andererseits klargestellt,
dass eine GdGaO3-Phase verbleibt. Dieselbe
Tendenz zeigt sich für
Gadoliniumoxid und Galliumoxid. So wurde geschlossen, dass Gadoliniumoxid,
Aluminiumoxid und Galliumoxid jeweils einen mittleren Durchmesser
von 0,1–5 μm aufweisen
sollten.
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Das
gebrannte Szintillatorpulver weist einen mittleren Durchmesser von
10 μm oder
mehr auf. Obwohl dieses Pulver direkt gesintert werden kann, ist
es bevorzugt, es durch Bearbeiten mit einer Kugelmühle mit Aluminiumoxidkugeln
oder durch eine Strahlmühle
vor dem Sintern zu einem feinen Pulver mit einem mittleren Durchmesser
von 1 μm
oder weniger zu machen. Das pulverisierte Pulver wird vorzugsweise
einem uniaxialen Pressvorgang oder einer Kombination aus einem uniaxialen
Vorgang und einen isostatischen Kaltpressvorgang unterzogen, um
einen Grünkörper mit
einer Relativdichte von 60–70%
zu erzeugen. Dieser Grünkörper wird
in einer Atmosphäre
von Stickstoff, Argon oder Helium in einer Brennkapsel aus Aluminiumoxid
mit einem Aluminiumdeckel bei 1600–1700°C gesintert, um einen vorgesinterten
Körper
mit einer Relativdichte von 95–98%
zu erzeugen.
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Obwohl
für andere
Keramiken Vakuumsintern verwendet wird, ist Sintern im Vakuum oder
bei einem Druck unter 5 × 104 Pa beim erfindungsgemäßen Keramikszintillator nicht
bevorzugt, da bei derartigen Bedingungen zuviel Ga verdampft. Auch
ist Sintern in Wasserstoff nicht bevorzugt, da die starke Reduktionswirkung in
Wasserstoff bewirkt, dass metallisches Ga ausfällt, wodurch kein guter Sintervorgang
ausführbar
ist.
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Wenn
die Sintertemperatur unter 1600°C
liegt, kann keine verbesserte Sinterdichte erzielt werden, sondern
es verbleiben offene Poren. Wenn dagegen die Sintertemperatur über 1600°C beträgt, verdampft
zu viel Ga, wodurch die Zusammensetzung der Keramik nicht eingestellt
werden kann.
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Der
sich ergebende Sinterkörper
weist eine relative Dichte von 95–98% ohne offene Poren auf,
jedoch zeigt er geringes Lichttransmissionsvermögen und damit unzureichende
Leuchtstärke.
So wird dieser vorgesinterte Körper
vorzugsweise weiter einem heißisostatischen
Press(HIP)sintern bei 1400–1600°C in Argongas bei
5 × 107 Pa bis 2 × 108 Pa
unterzogen, um einen Sinterkörper
mit einer relativen Dichte von 99,7% oder mehr mit hervorragender
optischer Transparenz zu erhalten.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf BEISPIELE im Einzelnen
beschrieben, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt sein
soll.
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BEISPIEL 1, VERGLEICHSBEISPIELE 1–3
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135,48
g Gd2O3, 0,883 g
Ce2(C2O4)3·9H2O, 38,16 g Al2O3, 0,31 g Si(OC2H5)4, 50,61 g Ga2O3 und 21,92 g BaF2 wurden in einer Kugelmühle in nassem Zustand gemischt
und dann getrocknet. Das sich ergebende Pulvergemisch wurde in einen
Aluminiumoxidtiegel der Größe B5 mit
einem Aluminiumoxiddeckel gefüllt
und für
zwei Stunden bei 1500°C
gebrannt. Nach dem Abkühlen
wurde das gebrannte Gemisch zerkleinert, für zwei Stunden mit 4N-Chlorwasserstoffsäure mit
einem Rührer
und dann mit reinem Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gemisch
wurde für
24 Stunden gemeinsam mit Aluminiumoxidkugeln mit einem Durchmesser von
5 mm (Reinheit: 99,9%) in einem Gefäß aus Polyethylen in einer
Kugelmühle
behandelt, um ein pulverisiertes Szintillatorpulver mit einem mittleren
Durchmesser von 0,7 μm
zu erzeugen. Dieses Pulver wurde mit 5 Gewichts-% an reinem Wasser
gewaschen und dann uniaxial mit einem Druck von 500 kg/cm2 zusammengedrückt. Dann wurde es kalt-isostatischem
Pressen bei einem Druck von 3 Tonnen/cm2 unterzogen,
um einen Grünkörper mit
einer relativen Dichte von 64% zu erzeugen.
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Dieser
Grünkörper wurde
in eine Brennkapsel aus Aluminiumoxid mit einem Aluminiumoxiddeckel
eingefüllt
und in Stickstoffatmosphäre
für drei
Stunden bei 1700°C
einem Vorsintern unterzogen, um einen Sinterkörper mit einer relativen Dichte
von 98% zu erzeugen. Um den Sinterkörper mit hoher, gleichmäßiger Dichte
zu versehen, wurde die Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit bei einer
Temperatur von 1350°C
oder darüber auf
50°C/Std.
eingestellt. Dieser vorgesinterte Körper wurde einem heiß-isostatischen
Pressen bei 1500°C und
1 × 10
8 Pa für
drei Stunden unterzogen, um einen abschließend gesinterten Körper mit
einer relativen Dichte von 99,9% zu erhalten. Die Eigenschaften
des endgültig
gesinterten Körpers
(Beispiel 1) sind in der Tabelle 1 gemeinsam mit denen herkömmlicher
Szintillatorkeramiken aus CdWO
4 (Vergleichsbeispiel
1), (Gd,Y)
2O
3:Eu,Pr
(Vergleichsbeispiel 2) und Gd
2O
2S:Pr,Ce,F
(Vergleichsbeispiel 3) dargestellt. Tabelle 1
| Nr. | Material | Kristallsystem | Dichte
(g/cm3) | Hauptwellenlänge des
Lumineszenzlichtes (nm) |
| Beispiel
1 | Gd2.99Ce0.01Al2.994Si0.006Ga2O12 | kubisch | 6.55 | 550 |
| Vergleichsbeispiel
1 | CdWO4 | monoklin | 7.99 | 480 |
| Vergleichsbeispiel
2 | (Gd,Y)2O3:Eu,Pr | kubisch | 5.92 | 610 |
| Vergleichsbeispiel
3 | Gd2O2S:Pr,Ce,F | hexagonal | 7.28 | 512 |
Tabelle 1 (Fortsetzung)
| Nr. | Relative
Leuchtstärke
(%) | Abklingzeitkonstante
(μm) | Nachleuchten nach
30 ms (%) | Kosten* |
| Beispiel
1 | 180 | < 1 | 0.01 | nahezu
1 |
| Vergleichsbeispiel 1 | 100 | 5.0 | 0.002 | 1 |
| Vergleichsbeispiel 2 | 180 | 1000 | 0.01 | nahezu
1 |
| Vergleichsbeispiel 3 | 200 | 3.0 | 0.01 | nahezu
3 |
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Hinweis:
*Die Kosten jeder Probe sind als Relativwert in Bezug auf das Vergleichsbeispiel
1 wiedergegeben.
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Nachdem
der endgültig
gesinterte Körper
zu Waferform von 3,0 mm Dicke bearbeitet wurde, wurde er hinsichtlich
der folgenden Eigenschaften bewertet:
- (1) Diffusions-Transmissionsvermögen bei
550 nm mittels eines integrierenden Kugelfotometers;
- (2) Relative Leuchtstärke
bei Röntgenbestrahlung
mit einem W-Target bei einer Röhrenspannung
von 120 kV und einem Röhrenstrom
von 5 mA (ausgedrückt
als Prozentsatz relativ zur Leuchtstärke eines CdWO4-Szintillators);
- (3) Nachleuchten nach 30 ms nach dem Beenden der Erregung durch
Röntgenstrahlung;
und
- (4) Abklingzeitkonstante der Lumineszenz bei Einstrahlung von λ-Strahlung
von 241Am von 60 keV.
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Die
Messergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.
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BEISPIELE 2–8, VERGLEICHSBEISPIELE 4–7
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Sinterkörper mit
den in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen wurden auf dieselbe
Weise wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass die
Prozentsätze
von Al
2O
3, Ethylsilikat
und Ga
2O
3, die Brenntemperatur
und die Sintertemperatur geändert
wurden. Das Diffusions-Transmissionsvermögen, die relative Leuchtstärke, die
Abklingzeitkonstante und das Nachleuchten für jeden der sich ergebenden
Keramikszintillatoren sind in der Tabelle 2 angegeben. Diejenigen,
die im Vakuum oder in einer Atmosphäre unter 5 × 10
4 Pa
gesintert wurden, litten von extremer Ausdampfung von Ga, was zu
einer relativen Dichte unter 90% führte. Tabelle 2
| Nr. | Zusammensetzung | Sintertemp.
(°C) | HIP-Temp.
(°C) |
| Beispiel
1 | Gd2.99Ce0.01Al2.994Si0.006Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
2 | Gd2.99Ce0.01Al0.997Si0.003Ga4O12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
3 | Gd2.99Ce0.01Al3.997Si0.003GaO12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
4 | Gd2.99Ce0.01Al2.997Si0.003Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
5 | Gd2.99Ce0.01Al2.997Si0.003Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
6 | Gd2.99Ce0.01Al2.9985Si0.0015Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
7 | Gd2.99Ce0.01Al2.97Si0.003Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Beispiel
8 | Gd2.99Ce0.01Al2.985Si0.015Ga2O12 | 1600 | 1500 |
| Vergleichsbeispiel 4 | Gd2.99Ce0.01Al0.494Si0.006Ga4.5O12 | 1700 | 1500 |
| Vergleichsbeispiel 5 | Gd2.99Ce0.01Al2.997Si0.003Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Vergleichsbeispiel 6 | Gd2.99Ce0.01Al2.955Si0.045Ga2O12 | 1700 | 1500 |
| Vergleichsbeispiel 7 | Gd2.99Ce0.01Al2.997Si0.003Ga2O12 | 1550 | 1500 |
Tabelle 2 (Fortsetzung
| Nr. | Diffusionstransmission
bei 550 nm (%) | Relative
Leuchtstärke
(%) | Abklingzeitkonstante
(μm) | Nachleuchten nach
30 ms (%) |
| Beispiel
1 | 65 | 180 | < 1 | 0.01 |
| Beispiel
2 | 64 | 130 | < 1 | 0.01 |
| Beispiel
3 | 65 | 135 | < 1 | 0.01 |
| Beispiel
4 | 63 | 145 | < 1 | 0.01 |
| Beispiel
5 | 60 | 130 | < 1 | 0.02 |
| Beispiel
6 | 61 | 170 | < 1 | 0.01 |
| Beispiel
7 | 66 | 150 | < 1 | 0.03 |
| Beispiel
8 | 60 | 160 | < 1 | 0.02 |
| Vergleichsbeispiel 4 | 63 | 100 | < 1 | 0.01 |
| Vergleichsbeispiel 5 | 56 | 95 | < 1 | 0.02 |
| Vergleichsbeispiel 6 | 65 | 135 | < 1 | 0.05 |
| Vergleichsbeispiel 7 | 30 | 90 | < 1 | 0.01 |
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Für Szintillatoren,
die für
Geräte
wie Röntgen-CTs
zum Erfassen der Intensitätsänderung
radioaktiver Strahlung mit hoher Geschwindigkeit verwendet werden,
ist es extrem wichtig, dass sie hohe Leuchtstärke auf radioaktive Strahlung
hin bei kleiner Abklingzeitkonstante der Lumineszenz und geringem
Nachleuchten zeigen. Ferner bestehen starke Forderungen, Röntgen-CTs
zu schaffen, die schnell weitere Anwendungen bei niedrigem Preis
finden. In der Tabelle 1 angegebene bekannte Szintillatoren können diese
Forderungen nicht erfüllen.
Der erfindungsgemäße Szintillator
ist ein Verbundoxid mit ähnlichen
Eigenschaften wie denen eines Keramikszintillators aus Gd2O2S:Pr,Ce,F, und
er wird im Wesentlichen mit denselben Kosten wie CdWO4 und (Gd,Y)2O3:Eu,Pr erzeugt.
Dagegen zeigen die außerhalb
des Schutzumfangs der Erfindung liegenden Szintillatoren der Vergleichsbeispiele
4–5 kleine
relative Leuchtstärke
bei hohem Nachleuchten.
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Wie
vorstehend im Einzelnen beschrieben, ist durch die Erfindung eine
Szintillatorkeramik mit besseren Eigenschaften als denen der herkömmlichen
zu geringen Kosten geschaffen.