DE2300928B2 - Röntgenverstärkerschirm - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Röntgenverstärkerschirm aus einem Schichtträger und einer Leuchtstoffschicht
mit einem mit Terbium aktivierten Leuchtstoff eines Elementes der dritten Gruppe des Periodensystems
der Elemente.
Es ist seit langem bekannt, daß Gemische, die bestimmte Seltene Erden enthalten, lumineszente
Eigenschaften besitzen. In jüngeren Jahren haben Leuchtstoffe aus Seltenen Erden zunehmend Beachtung
gefunden und wurden Gegenstand intensiver Untersuchungen. Das Interesse ist hauptsächlich auf die
Entdeckung zurückzuführen, daß bestimmte Leuchtstoffe aus Seltenen Erden, insbesondere die Sauerstoff
enthaltenden Leuchtstoffe, mit Vorteil als Lumineszenzüberzüge für Kathodenstrahlröhren und Röntgenstrahlen-Umwandlungsschirme
verwendet werden können. Der Begriff Röntgenverstärkerschirm, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die mit Leuchtstoff
beschichteten Schichtträger, welche lumineszent werden, wenn sie durch Röntgenstrahlen angeregt werden
und umfaßt Röntgenschirme, Röntgenbildverstärkerschirme und Röntgenfluoreszenz-Verstärkerschirme für
die Röntgenfotografie. Die Erfindung betrifft insbesondere die letzteren, die zahlreiche technische und
medizinische Anwendungsmöglichkeiten haben.
Bei ihrer Anwendung für Röntgenaufnahmen werden Röntgenverstärkerschirme typischerweise in einer
Kassette gegen ein Blatt eines fotografischen Films zur Verstärkung der Belichtung des Films durch die
Röntgenstrahlen gelegt. Die Röntgenstrahlung wird von dem Leuchtstoff absorbiert, wobei dieser angeregt wird,
sichtbares Licht emittiert, gegenüber dem der Film empfindlich ist, und ein Bild auf dem Film gebildet wird.
Es ist allgemein wünschenswert, Röntgenverstärkerschirme zu verwenden, welche ein scharfes, helles Bild in
der kürzest möglichen Röntgenstrahlbelichtungszeit ergeben. Dies gilt besonders auf dem medizinischen
Gebiet, wo die Verwendung von hellen und schnellen Leuchtstoffen die Gesundheitsbeeinträchtigung durch
verlängerte Röntgenstrahlenbelichtung vermindert. Der hier gebrauchte Begriff »Helligkeit« eines Leuchtstoffs
betrifft das Maß an Schwärzung, das der Leuchtstoff bei seiner Anregung in einer gegebenen
Zeitspanne auf einem mit ihm in Kontakt befindlichen fotografischen Film zu erzeugen vermag. Die Begriffe
»geschwind« und »schnell« werden hier als relative Begriffe verwendet und bedeuten die Geschwindigkeit
beziehungsweise Schnelligkeit im Verhältnis zu derjenigen eines standardisierten Calcium-wolframat-Leuchtstoffes.
Die Geschwindigkeit wird gemessen durch Vergleich des Schwärzungsgrades auf einem fotografischen
Film, der sich in Kontakt mit einem standardisierten Calcium-wolframat-Verstärkungsschirm befindet,
mit dem Schwärzungsrad eines solchen Filmes, der sich in Kontakt mit einem Verstärkungsschirm befindet, der
mit dem zu bewertenden Leuchtstoff beschichtet ist, wobei sowohl dieser Leuchtstoff als auch das Calciumwolframat
gleichzeitig mit Röntgenstrahlen vorgegebener Qualität belichtet werden. Wenn im nachfolgenden
nicht anders angegeben, dann werden Helligkeit und Geschwindigkeit unter Verwendung eines standardi-
23 OO
sierten blauempfindlichen Röntgenfilms gemessen.
Im wesentlichen seit Beginn der Röntgenfotografie
wurden Calcium-wolframat-Leuchtstoffe in weitem Umfange als Leuchtstoffüberzüge auf Röntgenverstärkerschirmen
verwendet. Kürzlich wurde die Ver-Wendung von Gadolinium-oxysulfid als Leuchtstoff auf
Röntgenverstärkerschirmen vorgeschlagen. Ein mit Gadolinium-oxysulfid-Leuchtstoff beschichteter Röntgenverstärkerschirm
ist jedoch nicht wesentlich heller als der standardisierte Calcium-wolframat-Schirm,
wenn er in Verbindung mit einem standardisierten blauempfindlichen Röntgenfilm verwendet wird.
In der deutschen Auslegeschrift 11 39 596 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes auf Basis
eines mit Thallium aktivierten Alkalijodids für Röntgenverstärkerschirme
beschrieben. Es wird dort erwähnt, daß die damit erhaltenen Röntgenverstärkerschirme
sieben- bis achtmal so schnell sind, wie Calcium-wolframat-Schirme.
Alkalijodid-Leuchtstoffschirme haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß sie gegenüber
der schädlichen Einwirkung von aus der Umgebung absorbierter Feuchtigkeit instabil sind. Solche Leuchtstoffe
müssen deshalb hermetisch abgeschlossen werden. In der deutschen Offenlegungsschrift 19 52 812 sind
Leuchtstoffe auf Basis Lanthan- und Gadoliniumoxyhalogenid beschrieben. Derartige Leuchtstoffe können
ebenfalls sehr schnell sein. Sie besitzen jedoch eine Nachleuchtdauer, die für Röntgenverstärkerschirme
viel zu groß ist. Zur Verminderung der Nachleuchtdauer wird den dort beschriebenen Leuchtstoffen daher für die
Herstellung von Röntgenverstärkerschirmen Yttrium zugegeben, das die Schnelligkeit der Leuchtstoffe
jedoch sehr stark beeinträchtigt. Auch ist es schwierig, die in der Offenlegungsschrift 19 52 812 beschriebenen
Lanthan- und Gadoliniumoxyhaiogenid- Leuchtstoffe völlig frei von radioaktiven Rückständen zu machen,
weshalb bei Röntgenverstärkerschirmen unter Verwendung dieser Leuchtstoffe Dunkelflecken auf Röntgenaufnahmen
zu befürchten sind.
In der deutschen Offenlegungsschrift 20 51 241 ist die
Verwendung von besonderen Bindemitteln für die Herstellung von Röntgenverstärkerschirmen beschrieben.
Als Leuchtstoff ist u. a. mit Lanthan aktiviertes Yttriumoxid erwähnt. Solche Leuchtstoffe besitzen
jedoch nicht die Kombination von Schnelligkeit und Auflösungsvermögen, wie sie bei Röntgenverstärkerschirmen
gewünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenverstärkerschirm unter Verwendung
einer Leuchtstoffzusammensetzung zu schaffen, die ein gutes Auflösungsvermögen verbunden mit hoher
Schnelligkeit besitzt, gegenüber Umgebungseinflüssen unempfindlich ist und kostengünstig herstellbar ist.
Es wurde gefunden, daß Röntgenverstärkerschirme mit einer Leuchtstoffzusammensetzung als röntgenlumineszenter
Überzug, die mindestens zum Teil aus Yttrium-oxysulfid besteht, das mit Terbium oder mit
einer Mischung aus Terbium und bis zu 5 Gewichtsprozent Dysprosium, bezogen auf das Terbium, aktiviert ist,
wesentlich schneller sind als Röntgenverstärkerschirme, die mit einem der bekannten Leuchtstoffzusammensetzungen,
einschließlich der anderen Leuchtstoffe aus Oxysulfiden der Seltenen Erden, beschichtet sind. So ist
beispielsweise ein Verstärkerschirm mit einem Überzug aus einem Terbium aktivierten Yttrium-oxysulfid- b5
Leuchtstoff annähernd zweimal so schnell wie ein herkömmlicher Calcium-wolframat- Verstärkerschirm
bei einer Bestrahlung mit 50 bis 150 Kilovolt (KVP) Röntgenstrahlen mit einer Aluminium-Halbwertschicht
von 4 bis 5 mm. Im Gegensatz dazu hat ein ähnlicher Schirm, der mit einem Terbium aktivierten Gadoliniumoxysulfid-Leuchtstoff
beschichtet und mit Röntgenstrahlen der gleichen Qualität bestrahlt wird nur ungefähr die gleiche Geschwindigkeit wie ein konventioneller
Calcium-wolframat-Schirm. Diese hohe Geschwindigkeit der Terbium aktivierten Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoffe
ist besonders überraschend im Hinblick auf die Tatsache, daß andere Oxysulfid-Leuchtstoffe von
Seltenen Erden, von denen bekannt ist, daß sie hervorragende Abfangfähigkeiten für Röntgenstrahlen
besitzen, durchweg wesentlich geringere Geschwindigkeiten haben.
Die Erfindung geht aus von einem Röntgenverstärkerschirm der eingangs genannten Art und ist
dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff ein Gemisch darstellt aus
A. mindestens 5 Gew.-% Yttrium-oxisulfid-Teilchen, die mit 0,1 bis 10 Gew.-% Terbium und 0 bis
5Gew.-% Dysprosium (bezogen auf Terbium)
aktiviert sind und
B. höchstens 95 Gew.-°/o Teilchen aus
a. Gadolinium-, Lanthan- oder Luthetiumoxisulfid, das mit Terbium und 0 bis 5 Gew.-% Dysprosium
(bezogen auf Terbium) aktiviert ist,
b. Bariumphosphat, das mit zweiwertigem Europium aktiviert ist,
c. Calciumwolframat,
d. Zinksulfid oder Zinkcadmiumsulfid, das mit Kupfer oder Silber aktiviert ist oder
e. Barium-bleisulfat.
Die Leuchtstoffschicht auf Röntgenverstärkerschirmen gemäß der Erfindung enthält mindestens 5
Gewichtsprozent Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff und kann bis zu 100% aus diesem Material bestehen.
Vorteilhafterweise können jedoch Mengen bis zu 95 Gewichtsprozent von mindestens einem der zusätzlichen
Leuchtstoffe in Verbindung mit dem Yttrium-oxysulfid zur Bildung der Leuchtstoffschicht verwendet
werden. Der zusätzliche Leuchtstoff wird in Verbindung mit dem Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff verwendet, um
die Kosten der Leuchtstoffschicht zu senken, ohne die Geschwindigkeit des Schirms nachteilig zu vermindern,
oder um die Qualität der Röntgenlumineszenz der Leuchtstoffschicht für bestimmte Zwecke zu modifizieren
oder um diese Ziele zu kombinieren. Für diese Zwecke enthält die Leuchtstoffschicht auf dem Verstärkerschirm
im allgemeinen mindestens 25 Gewichtsprozent von einem oder mehreren der obenerwähnten
zusätzlichen Leuchtstoffe. Große Mengen an relativ langsamen aber weniger kostspieligen Leuchtstoffen
können verwendet werden, da die Geschwindigkeit des Yttrium-oxysulfids um 1Aj oder mehr vermindert werden
kann und dabei jedoch deutlich schneller bleibt als diejenige der zur Zeit im Handel erhältlichen medizinischen
Schirme.
Obwohl Gadolinium-oxysulfid nicht wesentlich billiger ist als Yttrium-oxysulfid, ist die gemeinsame
Verwendung dieser Seltenen Erd-Verbindungen in einem Röntgenverstärkerschirm entsprechend der
Erfindung besonders vorteilhaft, da die Geschwindigkeit der Kombination über einen sehr weiten Bereich
der Röntgenstrahlungsqualität annähernd gleichmäßig ist. Die Erfindung betrifft daher bei einer bevorzugten
Ausführungsform Röntgenverstärkerschirme, bei denen der röntgenlumineszente Leuchtstoff im wesentlichen
aus 7 bis 30 Gewichtsprozent Yttrium-oxysulfid-Teil-
chen und dem Rest aus Gadolinium-oxysulfid besteht. Zur Kostensenkung kann der Yttrium-Gadolinium-Leuchtstoff
in Verbindung mit einem oder mehreren der obenerwähnten weiteren zusätzlichen Leuchtstoffzusammensetzungen
verwendet werden.
Ein Röntgenverstärkerschirm gemäß der Erfindung wird hergestellt, indem der röntgenlumineszente
Leuchtstoff auf die Oberfläche des Schichtträgers aufgetragen wird. Der Schichtträger und die Arbeitsweise
mit der der Leuchtstoff darauf aufgetragen wird, sind herkömmlicher Art. Der Schichtträger kann
beispielsweise aus Glas oder einem zelluloseartigen Produkt, wie hochdichter glattkalandrierter Pappe, oder
aus einem synthetischen Kunststoffrnaterial, wie Polyester, bestehen. Der röntgenluminineszente Leuchtstoff
kann vorteilhafterweise in eine Überzugsmasse mit einem Bindemittel eingebracht werden, wie sie bei der
Herstellung von Röntgenverstärkerschirmen gebräuchlich ist, und kann auf den Schichtträger durch
Aufsprühen bis zu einer vorbestimmten Dicke aufgebracht werden, um auf den Schichtträger einen Überzug
mit dem gewünschten Gewicht an Leuchtstoff pro Oberflächeneinheit des Schichtträgers aufzubringen.
Der röntgenlumineszente Leuchtstoff gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen zu mindestens 5
Gewichtsprozent aus Terbium aktiviertem Yttriumoxysulfid. Mit Seltenen Erden aktivierte Oxysulfid-Leuchtstoffe
einschließlich Yttrium-oxysulfid sind an sich bekannt und beispielsweise als kathodenlumineszente
Leuchtstoffe in der US-Patentschrift 34 18 246 beschrieben. Die außergewöhnliche Geschwindigkeit
von Yttrium-oxysulfid als Leuchtstoff für einen Röntgenverstärkerschirm war bisher jedoch nicht bekannt.
Yttrium-oxysulfid Y2O2S, in welchem 0,1 bis 10 Gewichtsprozent des Yttriums durch Terbium allein
oder zusammen mit Dysprosium in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent des Terbiums ersetzt sind, stellt einen
in hohem Maße zufriedenstellenden Terbium aktivierten Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff für die Verwendung
auf Röntgenverstärkerschirmen gemäß der Erfindung dar. Die Erfindung ist nicht auf eine besondere
physikalische Form des aktivierten Oxysulfid-Leuchtstoffs oder auf irgendeine bestimmte Herstellungsweise
beschränkt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß Oxysulfide von Seltenen Erden, die 20 bis 500 Teile pro
Million (0,002 bis 0,05 Gewichtsprozent) Fluor in der Gitterstruktur enthalten, zur Herstellung von Leuchtstoffen
besonders zufriedenstellend sind, und der Begriff »Oxysulfid«, wie er hier verwendet wird, umfaßt auch
Yttrium-oxysulfid und andere Oxysulfide der Seltenen Erden, die sehr geringe Mengen an Fluor enthalten.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Röntgenverstärkerschirme gemäß der Erfindung können einen
röntgenlumineszenten Leuchtstoffüberzug besitzen, der allein aus Yttrium-oxysulfid, das mit Terbium oder mit
Terbium und Dysprosium aktiviert ist, besteht. Solch ein Schirm hat eine maximale Geschwindigkeit über den
Hauptanteil des Strahlungs-Qualitätsbereichs, der für die Zwecke der medizinischen Röntgenfotografie von
Interesse ist, obwohl sein Geschwindigkeitsvorteil gegenüber einigen anderen Leuchtstoffen (insbesondere
gegenüber mit Terbium aktiviertem Gadolinium-oxysulfid) bei hohen Aluminium-Halbwertschichten (z. B.
8 mm) vermindert ist. Es ist jedoch in vielen Fällen wünschenswert, in Verbindung mit dem Yttrium-oxysulfid
eine zusätzliche Leuchtstoffzusammensetzung zu verwenden, um den röntgenlumineszenten Leuchtstoffüberzug
auf dem Schichtträger des Rönlgenverstärkerschirmes zu bilden. Es wurde gefunden, daß die
folgenden zusätzlichen Leuchtstoffzusanimensetzungen
in Verbindung mit Yttrium-oxysulfid eine gute Brauchbarkeit besitzen:
(a) Seltene Erden-Oxysulfid-Leuchtstoffe, insbesondere
solche von Gadolinium, Lanthan und Lutetium, die entweder mit Terbium alleine oder mit einer
Mischung aus Terbium und bis zu 5 Gewichtsprozent Dysprosium, bezogen auf das Gewicht des
Terbium, aktiviert sind,
(b) mit zweiwertigem Europium aktiviertes Bariumphosphat,
(c) Calcium-wolframat,
(d) Zinksulfid oder Zink-Cadmiumsulfid, das mit Kupfer oder Silber aktiviert ist und
(e) Barium-bleisulfat.
Von diesen zusätzlichen Leuchtstoffzusammensetzungen ist es bekannt, daß sie röntgenlumineszente
Eigenschaften besitzen, und viele davon wurden bisher als Leuchtstoffkomponente in Überzügen für Röntgenverstärkerschirme
verwendet. Die Verwendung von einem oder mehreren von diesen in Verbindung mit Yttrium-oxysulfid in Leuchtstoffen für Verstärkerschirme
gemäß der Erfindung kann zu verschiedenartigen Zwecken dienen. Beispielsweise sind Lanthan-oxysulfid,
Barium-phosphat, Calcium-wolframat, die Zinksulfid-Leuchtstoffe und Barium-bleisulfat alle erheblich
billiger als Yttrium-oxysulfid.
jo Daher können durch Verdünnung des Yttriurn-oxysulfid-Leuchtstoffs
mit einem wesentlichen Anteil an einem dieser Leuchtstoffe die Kosten der Röntgenverstärkerschirme
gemäß der Erfindung erheblich herabgesetzt werden, ohne unannehmbaren Verlust an Schnelligkeit.
Zwar ist eine solche Kostenvenninderung natürlich mit einem gewissen Nachlassen der Schnelligkeit
verbunden, aber selbst eine wesentliche Schnelligkeitsverminderung, z. B. um '/3 oder mehr, führt nach
wie vor zu einem Schirm, der schneller ist als jeder bisher im Handel erhältliche Verstärkerschirm, insbesondere
wenn er einer Röntgenbestrahlung ausgesetzt ist, die in der Nähe des mittleren Qualitätsbereiches, der
normalerweise für die medizinische Röntgenfotografie verwendet wird, liegt.
Der zusätzliche Leuchtstoff kann auch zu anderen Zwecken dienen als der Kostenverminderung. So führt
beispielsweise die Verwendung von Gadolinium-oxysulfid, das mit Terbium oder mit Terbium und Dysprosium
aktiviert ist, in Verbindung mit Yttrium-oxysulfid zu einer röntgenlumineszenten Leuchtstoffzusammenselzung,
deren Geschwindigkeit im wesentlichen über einen weiten Qualitätsbereich der Röntgenstrahlung
gleichförmig ist. So bildet eine Mischung aus 75 Gewichtsprozent mit Terbium aktivierten Yttrium-oxysulfid-Teilchen
und 25 Gewichtsprozent mit Terbium aktivierten Gadolinium-oxysulfid-Teilchen einen
Leuchtstoff mit einer Geschwindigkeit, die über im wesentlichen den gesamten Bereich der in der
medizinischen Röntgenfotografie interessierenden Röntgenstrahlungsqualität (von 1 bis 8 mm Aluminium-Halbwert)
um 75% höher ist als diejenige von Calcium-wolframat-Schirmen.
!m allgemeinen kann das Verhältnis von Yttrium-oxysulfid
zu Gadolinium-oxysulfid in solchen Mischungen im Bereich von 7 bis 50% liegen.
Calcium-wolframat ist eine besonders vorteilhafte zusätzliche Leuchtstoffzusammensetzung zur Verwendung
in Verbindung mit Yttrium-oxysulfid. So bildet
eine Mischung aus 75% mit Terbium aktiviertem Yttrium-oxysulfid und 25% Calcium-wolframat eine
röntgenlumineszenle Leuchtstoffzusammensetzung mit einer Geschwindigkeit, die 50% höher ist als diejenige
eine- Schirms aus 100% Calcium-wolframat, und einer ziemlich flachen Geschwindgkeitskurve über den vollen
Bereich der Röntgenstrahlungsqualität, wie sie in der medizinischen Röntgenfotografie Anwendung findet.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, mindestens 25 Gewichtsprozent des zusätzlichen Leuchtstoffs in
Verbindung mit Yttrium-oxysulfid zu verwenden, weil dadurch eine wertvolle Kostenverminderung bei der
Herstellung von Röntgenverstärkerschirmen gemäß der Erfindung erzielt werden kann, ohne daß damit ein
übermäßiger Geschwindigkeitsverlust verbunden ist. Tatsächlich führt, wie oben bereits ausgeführt, die
Verwendung von bis zu 95 Gewichtsprozent des zusätzlichen Leuchtstoffs zusammen mit nur 5 Gewichtsprozent
Yttrium-oxysulfid zu einem Röntgenverstärkerschirm mit der besseren Geschwindigkeit im
Vergleich zu Verstärkerschirmen, die von den bisher bekannten röntgenlumineszenten Leuchtstoffen ohne
Yttrium-oxysulfid Gebrauch machen.
Die zusätzliche Leuchtstoffzusammensetzung wird vorteilhafterweise in Verbindung mit dem Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff
verwendet, indem die Teilchen der zwei Leuchtstoffe in einfacher Weise unter Bildung
einer Mischung miteinander vermengt werden, in der sie in den gewünschten Proportionen vorliegen (mindestens
5 Gewichtsprozent Yttrium-oxysulfid). Die erhaltene Mischung kann dann in herkömmlicher Weise auf
den Schichtträger aufgetragen werden.
Es ist jedoch nicht notwendig, daß der Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff
physikalisch mit der zusätzlichen Leuchtstoffzusammensetzung vermischt ist. Statt dessen
kann der Schichtträger zunächst mit einer ersten Schicht aus einem der Leuchtstoffe beschichtet werden,
worauf dann eine zweite Schicht aus dem anderen Leuchtstoff darüber geschichtet werden kann.
Röntgenverstärkerschirme werden herkömmlicherweise
paarweise verwendet, wobei ein Schirm den Vorderschirm und ein anderer den Rückschirm in
Berührung mit voneinander abweisenden Oberflächen eines zu belichtenden fotografischen Films bilden. Es ist
möglich, und auch dies ist eine Ausführungsform der Erfindung, einen dieser Schirme mit einem Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff
und den anderen Schirm mit dem zusätzlichen Leuchtstoff, der frei an Yttrium-oxysulfid
ist, zu beschichten. Bei dieser Ausführungsform wird die Verwendung der zusätzlichen Leuchtstoffzusammensetzung
in Verbindung mit dem Yttrium-oxysulfid erreicht durch das Auftragen der verschiedenen Zusammensetzungen
auf verschiedene aber zu einem Paar gehörige Schirme. Bei einer solchen Kombination kann das
Yttrium-oxysulfid mit zusätzlichen Leuchtstoffzusammensetzungen vermischt werden, um den Überzug für
den einen der beiden Schirme zu bilden, und ein an Yttrium-oxysulfid freier Überzug kann auf den anderen
Schirm des Paares aufgetragen werden.
Yttrium-oxysulfid, das mit 2 oder mehr Prozent an t>o
Terbium oder Terbium und Dysprosium aktiviert ist, emittiert bei Anregung durch Röntgenstrahlen sichtbares
Licht, das dem Auge grün erscheint. Bei niederen Konzentrationen an einem solchen Aktivator enthält
das emittierte Licht einen großen Anteil an blauem b5 Licht, und wenn die Aktivatorkonzentration unter ca.
1% liegt, dann erscheint die Lichtemission dem Auge deutlich bläulich. Röntgenverstärkerschirme, die mit
einem Leuchtstoff aus Yttrium-oxysulfid, das mit weniger als 2% insbesondere weniger als 1 % Terbium
oder Terbium und Dysprosium aktiviert ist, beschichtet sind, stehen somit völlig in Übereinstimmung mit den
derzeitigen blauempfindlichen Filmen für die Röntgenfotografie. Die Konzentrationen an Aktivator können
vorteilhafterweise oberhalb 2% liegen, wenn der Film grünempfindlich ist.
Die Menge an röntgenlumineszenten Leuchtstoff, der auf den Schichtträger zur Bildung eines erfindungsgemäßen
Röntgenverstärkerschirmes aufgetragen ist, kann über einen weiten Bereich variieren. So können
beispielsweise 20 bis 200 mg röntgenlumineszenter Leuchtstoff pro Quadratzentimeter auf den Schichtträger
aufgetragen werden. Die Dichte des Auftrags hängt mindestens zum Teil vom Verwendungszweck des
Schirms und von seiner gewünschten Betriebscharakteristik ab. So sind Schirme mit einer Leuchtstoff-Auftragsdichte
am unteren Ende des obigen Bereichs, etwa von 20 bis 35 mg pro cm2 wünschenswert für die
Röntgenfotografie mit hoher Auflösung, für die Herstellung von Fotografien guter Qualität benötigen
sie jedoch eine relativ lange Belichtung durch die Röntgenstrahlung. Dicke Schirme mit einer Abscheidungsdichte
im Bereich von 150 bis 200 mg pro Quadratzentimeter sind vorteilhaft für die Erzielung
minimaler Belichtungszeiten durch die Röntgenstrahlung, jedoch ist die mit solchen Schirmen erzielbare
Auflösung nicht gleich derjenigen, die mit dünnen Schirmen erhältlich ist. Im allgemeinen ist die
Auftragsdichte des Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoffs auf Röntgenverstärkerschirmen entsprechend der Erfindung
herkömmlich und wird in herkömmlicher Weise je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck und den
gewünschten Charakteristika des Schirms bestimmt.
Ein fein verteilter mit Terbium aktivierter Yttriumoxysulfid-Leuchtstoff
wurde hergestellt durch gemeinsames Ausfällen von Yttrium und Terbium aus einer Chlorid-Lösung in Form der Oxalate. Nach Filtrieren
und Waschen wurde der Niederschlag mit Schwefel und einem Flußmittel aus Natriumcarbonat und Kaliumphosphat
vermischt und dann bei 11500C einige
Stunden lang gebrannt. Der erhaltene fein verteilte Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff, der ca. 0,3% Terbiurr
enthielt, wurde mit einem üblichen Bindemittel gemischi und auf eine als Schichtträger dienende Pappe in einei
Dichte von 39 mg Leuchtstoff pro Quadratzentimetei zur Bildung eines Röntgenverstärkerschirmes aufgetra·
gen. Dieser Schirm, auf dem das mit Terbium aktiviert« Yttrium-oxysulfid der alleinige lumineszente Leucht
stoff war, zeigte bei Bestrahlung mit 40 bis 150 Kilovol
Röntgenstrahlen mit einer Aluminium-Halbwertschich von 1,5 mm im wesentlichen die doppelte Geschwindig
keit im Vergleich zur Geschwindigkeit eines standard) sierten »superschnellen« Calcium-wolframat-Schirms
Bei einer Aluminium-Halbwertschicht von 4,0 war de Schirm ungefähr l,85mal so schnell wie der Calcium
wolframat-Schirm, und bei einer Aluminium-Halbwert schicht von 6,0 war er noch ljmal so schnell wie de
Calcium-wolframat-Schirm. Im Vergleich zu einen Schirm, der mit einer dickeren Schicht eines allein au
mit Terbium aktiviertem Gadolinium-oxysulfid zusam mengesetzten Leuchtstoffs beschichtet war(Schichtdik
ke 67 mg pro Quadratzentimeter), war der Yttrium-oxy sulfid-Schirm bei Bestrahlung mit 40 bis 150 Kilovol
Röntgenstrahlen bei Aluminium-Halbwertschichten voi
1,5 mm, 4,0 und 6,0 mm trotz seiner wesentlich geringeren Beschichtungsdichte l,7mal so schnell. Die
Geschwindigkeitsbestimmung wurde in diesem und in den folgenden Beispielen jeweils unter Verwendung
eines standardisierten blauempfindlichen Röntgenfilms in einer Kassette mit Vorder- und Rückschirm
durchgeführt.
Ein Röntgenverstärkerschirm wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch als Leuchtstoff eine Mischung
aus 75 Gewichtsprozent mit Terbium aktiviertem Yttrium-oxysulfid und 25 Gewichtsprozent mit Terbium
aktiviertem Gadolinium-oxysulfid verwendet und auf den Schichtträger in einer Dichte von 37 mg pro
Quadratzentimeter aufgetragen wurde. Es zeigte sich, daß der erhaltene Schirm bei Bestrahlung mit 40 bis 150
Kilovolt Röntgenstrahlen eine praktisch flache Geschwindigkeitskurve bei allen Aluminium-Halbwertschichten
von 1,5 bis 7 mm, also im wesentlichen über den gesamten medizinischen Bereich, hatte und l,8mal
so schnell war wie ein standardisierter »superschneller« Calcium-wolframat-Schirm über diesen gesamten Bereich.
Wurde der Anteil an Yttrium-oxysulfid im Leuchtstoffüberzug auf 7 Gewichtsprozent (93 Gewichtsprozent
Gadolinium-oxysulfid) vermindert, dann hatte der Schirm bei einer Schichtdicke von 77 mg pro
Quadratzentimeter keine so flache Geschwindigkeitskurve mehr, war jedoch um mindestens 10% schneller
als ein »superschneller« Calcium-wolframat-Schirm über alle Aluminium-Halbwertschichten von 1,5 bis
7,5 mm.
Ein Röntgenverstärkerschirm wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch als Leuchtstoff eine Mischung
aus 75 Gewichtsprozent mit Terbium aktiviertem Yttrium-oxysulfid und 25 Gewichtsprozent Calciumwolframat
verwendet und auf den Schichtträger mit einer Schichtdicke von 31 mg pro Quadratzentimeter
aufgebracht wurde. Bei Bestrahlung mit 40 bis 150 ίο Kilovolt Röntgenstrahlen, zeigte sich, daß der erhaltene
Schirm l,7mal so schnell war wie ein »superschneller« Calcium-wolframat-Schirm bei einer Aluminium-Halbwertschicht
von 1,5 mm, l,5mal so schnell war bei 4,0 mm und l,6mal so schnell war bei 7,5 mm.
Bei den vorhergehenden Beispielen wurde die Geschwindigkeitsbestimmung unter Verwendung ähnlich
beschichteter Vorder- und Rückschirme in einer Kassette durchgeführt. In diesem Beispiel wurde der
Vorderschirm in einer Dichte von 22 mg pro Quadratzentimeter mit mit Terbium aktiviertem Yttrium-oxysulfid-Leuchtstoff
und die Rückseite in einer Dichte von 38 mg pro Quadratzentimeter mit mit Terbium aktiviertem
Gadolinium-oxysulfid-Leuchtstoff beschichtet. Es zeigte sich, daß die Kombination bei Bestrahlung mit 40
bis 150 Kilovolt Röntgenstrahlen ungefähr 45% schneller war als der »superschnelie« Calcium-wolframat-Schirm
bei einer Aluminium-Halbwertschicht von 1,5 mm, 30% schneller war bei 4,0 mm, 23% schneller
war bei 6,0 mm und 15% schneller war bei 7,5 mm.
Claims (11)
1. Röntgenverstärkerschirm aus einem Schichtträger
und einer Leuchtstoffschicht mit einem mit Terbium aktiviertem Leuchtstoff eines Elementes
der dritten Gruppe des Periodensystems der Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß
der Leuchtstoff ein Gemisch darstellt aus
A. mindestens 5 Gew.-% Yttritiirrsoxisulfidteilchen,
die mit 0,1 bis 10Gew.-% Terbium und 0 bis 5 Gew.-% Dysprosium (bezogen auf Terbium)
aktiviert sind und
B. höchstens 95 Gew.-% Teilchen aus
a. Gadolinium-, Lanthan- oder Luthetiumoxisulfid, das mit Terbium und 0 bis 5 Gew.-°/o
Dysprosium (bezogen auf Terbium) aktiviert ist,
b. Bariumphosphat, das mit zweiwertigem Europium aktiviert ist,
c. Calciumwolframat,
d. Zinksulfid oder Zinkcadrniumsulfid, das mit Kupfer oder Silber aktiviert ist oder
e. Barium-bleisulfat.
2. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtgewicht
der Leuchtstoffschicht auf dem Schichtträger 20 bis 200 mg pro Quadratzentimeter beträgt.
3. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff
im wesentlichen aus 7 bis 50 Gewichtsprozent Yttrium-oxysulfid-Teilchen besteht und der Rest
mindestens zum Teil von Gadolinium-oxysulfid-Leuchtstoff gebildet wird, der mit Terbium und 0 bis
5 Gew.-% Dysprosium (bezogen auf Terbium) aktiviert ist.
4. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25
Gew.-% des Leuchtstoffs von Lanthan-oxysulfid-Leuchtstoff gebildet werden, der mit Terbium oder
Terbium und Dysprosium aktiven ist.
5. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25
Gew.-% des Leuchtstoffes Calciumwolframat sind.
6. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
25 Gew.-% des röntgenlumineszenten Leuchtstoffs mit zweiwertigem Europium akiviertes Barium-Phosphat
sind.
7. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25
Gew.-% des Leuchtstoffes aus Zinksulfid oder mit Kupfer oder Silber aktiviertem Zink-Cadmiumsulfid
gebildet werden.
8. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25
Gew.-°/o des Leuchtstoffs Barium-Bleisulfat sind.
9. Röntgenverstärkerschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet,
daß das Yttrium-oxysulfid mit 0,1 bis 2 Gew.-% Terbium und 0 bis 5 Gew.-% Dysprosium (bezogen
auf Terbium) aktiviert ist.
10. Röntgenverstärkerschirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Yttrium-oxysulfid
mit 0,1 bis 1 Gew.-% Terbium und 0 bis 5Gew.-% Dysprosium (bezogen auf Terbium) aktiviert ist.
11. Röntgenverstärkerschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Yttrium-oxysulfid mit 2 bis 10 Gew.-% Terbium und 0 bis 5 Cew.-% Dysprosium (bezogen auf Terbium)
aktiviert ist.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |