DE3116382A1

DE3116382A1 - Strahlungsdetektor

Info

Publication number: DE3116382A1
Application number: DE19813116382
Authority: DE
Inventors: Tadashi Hachioji Fukino; Hideki Tokyo Kohno; Atsushi Higashiyamato Suzuki; Yoko Kawasaki Uchida; Hiromichi Hino Yamada; Minoru Tokyo Yoshida
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1982-03-11
Also published as: JPS56151376A; NL191155B; US4442360A; NL8102013A; NL191155C; DE3116382C2; JPH0144747B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsdetektor für Röntgenstrahlen, 7""Strahlen u. dgl. und insbesondere auf einen Strahlungsdetektor zur Verwendung bei der computergestützten Röntgenstrahlentomographie, bei der Positronenkamera u. dgl.

Bei der computergestützten Röntgenstrahlentomographie

der

erstrecken sich die von/Röntgenstrahlenquelle ausgestrahlten Röntgenstrahlenbündel fächerweise, gehen durch ein Objekt hindurch und werden von einem Strahlungserfassungssystem erfaßt. Dieses Erfassungssystem ist so aufgebaut, daß 30 - 1000 Strahlungsdetektoren von gleichmäßigen Leistungen Seite an Seite auf dem die in der Mitte angeordnete Röntgenstrahlenquelle umgebenden Kreisbogen angebracht werden. Wenn der Streubereich der Röntgenstrahlenbündel

81-(A5 500-02)-T-Bk

eng ist, kann der Detektor auch auf einer geraden Linie angeordnet werden. Die Rontgenstrahlenquelle und das Strahlungserfassungssystem werden um das Objekt gedreht. Der Ausgang jedes Strahlungsdetektors wird im bestimmten Winkelintervall (z. B. 1°) gemessen, und die Tomographie des Objekts wird aus dem Ausgang jedes Strahlungsdetektors rekonstruiert.

Als Strahlungsdetektoren zur Verwendung bei der computergestützten Röntgenstrahlentomographie u. dgl. wurden bisher solche Detektoren wie eine Xenonionisationskammer oder Wismutgermanat (mit BGO abgekürzt) in Kombination mit Fotoverstärkerröhren verwendet. In diesen Detektoren war es schwierig, die Eigenschaften zwischen Kanälen zu justieren, so daß mit einer diese verwendaiden Vorrichtung ein ausreichend klares Bild schwierig zu erhalten war. Insbesondere war es bei einem Detektor, in dem BGO mit Fotoverstärkerröhren kombiniert wird, wegen der Streuung der Eigenschaften des als Szintillator verwendeten BGO-Einkristails und der Streuung der Eigenschaften der Fotoverstärkerröhren ziemlich schwierig, die Eigenschafben der Detektoren untereinander anzupassen.

Um dieses Problem zu lösen, schlugen einige der vorliegenden Erfinder früher einen Strahlungsdetektor vor, in dem Leuchtstoffteilchen als Szintillator verwendet wurden (JP-GM-OS 179 782/79). Zwecks Erhaltene einer Tomographie hoher Genauigkeit in einem Strahlungsdetektor für herkömmliche computergestützte Röntgenstrahlentomographie ist die Breite des Szintillator etwa 1 - 10 mm

und vorzugsweise etwa 1-3 mm, und seine Länge ist z. B. etwa 20 mm. Dementsprechend ist die Zahl der Leuchtstoffteilchen in einem Strahlungsdetektor beispielsweise etwa 300000, obwohl sie in Abhängigkeit von der Teilchengröße variieren kann. Obgleich einzelne Leuchtstoffteilchen in ihren Eigenschaften möglicherweise voneinander etwas verschieden sind, läßt sich die Streuung der Eigenschaften als Szintillator auf etwa 1, dividiert durch die Quadratwurzel der Teilchenzahl, oder auf etwa 0,01 % bringen, indem man sie ausreichend vermischt und die Mischung als einen Szintillator verwendet, wodurch sich ein befriedigendes Ergebnis erhalten läßt. Ein dem oben erwähnten ähnelnder Strahlungsdetektor ist auch in der JP-OS 90 089/79 offenbart.

Andererseits fällt, wenn Leuchtstoffteilchen als Szintillator verwendet werden, die Lumineszenzerfassung auf 70 - 90 % im Vergleich mit dem Fall der Verwendung des Einkristalls. Daher verwendet man vorzugsweise einen Leuchtstoff mit hohem Strahlungsabsorptionsvermögen und hohem Konversionswirkungsgrad von Strahlung zu Licht, wie z. B. Leuchtstoffe des sauren Sulfidtyps der Selten-Erdmetalle, wie etwa (Gd, Pr)₃O₃S u. dgl. Jedoch wurde festgestellt, daß in diesen Leuchtstoffen eine Nachleuchterscheinung, d. h. eine geringe Lumineszenz, auftritt, die beobachtet wurde, wenn eine lange Zeitdauer

1 1
^ s oder langer) nach Beenden der Bestrahlung mit Röntgenstrahlen verstrichen ist. Aus diesem Grund können diese Leuchtstoffe beim Strahlungsdetektor für gewisse Arten der computergestützten Röntgenstrahlentomographie nicht verwendet werden, oder eine komplizierte Vorrichtung muß in dem Erfassungssystem

zwecks Beseitigung des Einflusses des Nachleuchtens verwendet werden.

Andererseits sind noch folgende Druckschriften als Stand der Technik bekannt: US-PS 4 031 396 und 4 071 760.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungsdetektor zu entwickeln, bei dem ein Leuchtstoff mit hohem Konversionswirkungsgrad und einer kurzen Nachleuchtdauer als Szintillator verwendet wird, der sich außerdem dazu eignet, die Eigenschaften mehrerer Strahlungsdetektoren leicht gleichmäßig zu machen.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Strahlungsdetektor mit einem Szintillator, der unter der Wirkung radioaktiver Strahlen Lumineszenz entfaltet, und mit einem den Lichtausgang des Szintillators erfassenden Lichtdetektor , mit dem Kennzeichen, daß der Szintillator ein Leuchtstoff gemäß der Formel

(A. Ln Ce )_o0_oS:X (I) ^v 1-x-y χ y 2 2

ist, worin A wenigstens ein aus der aus Y, La und Gd bestehenden Gruppe gewähltes Element, Ln wenigstens ein aus der aus Pr, Tb und Eu bestehenden Gruppe gewähltes Element und X wenigstens ein aus der aus F, Cl und Br bestehenden Gruppe gewähltes Element bedeuten und die Werte von χ und y und die Gewichtsmenge an X folgende sind:

0,000003 < χ < 0,2 0,000001 <, y 4 0,005 und X=O bis 1000 ppm.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 Schnittansichten zur Veranschaulichung des Strahlungsdetektors je eines Beispiels der Erfindung; und

Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit zwischen der Ce-Konzentration und dem Anteil des Nachleuchtens oder Lichtausgangs zur Erläuterung der Erfindung.

Der erfindungsgemäß verwendete Leuchtstoff ergibt ein kurzes Nachleuchten und hat einen hohen Umwandlungswirkungsgrad.

Ein Grund des Nachleuchtens ist vermutlich der Beitrag eines Elektrons oder einer Leerstelle, das bzw. die thermisch aus der Fangstelle freigegeben wird, die durch Gitterfehlstellen für die Lumineszenz gebildet wird. Demgemäß ist es für den vorliegenden Zweck genug, die Zahl solcher Fehlstellen zu verringern, die flache Fangstellen ergeben, oder einen anderen Zusatz beizugeben, der sich zum wesentlichen Unterdrücken der Wirkung der flachen Fangstellen eignet. Bei dem oben angegebenen Leuchtstoff wird angenommen, daß Cer (Ce) die letztere Wirkung zeigt.

Erfindimgsgemäß können sowohl Leuchtstoffe, die wenigstens ein in der allgemeinen Formel mit X be-

zeichnetes Halogenatom enthalten, als auch Leuchtstoffe verwendet werden, die dieses Halogenatom in der allgemeinen Formel nicht enthalten. Allgemein werden jedoch dieses Halogenatom in einer Menge von 2 - 1000 ppm enthaltende Leuchtstoffe wegen höherer Leuchtstärke mehr
bevorzugt. Insbesondere bevorzugt man noch stärker, daß dieses Halogenatom in einer Menge von 5 - 250 ppm enthalten ist, da die Wirkung der Verbesserung der Leuchtstärke noch ausgezeichneter ist.

Als das mit Ln bezeichnete Element kann wenigstens eines der Gruppe Pr, Tb und Eu verwendet werden, und Pr und/oder Tb werden stärker bevorzugt. Außerdem bevorzugt man als Ln unter dem Gesichtspunkt der Anpassung zwischen der Lumineszenzwellenlänge des Leuchtstoffs und dem
Lichtdetektor Pr am meisten.

Bei Leuchtstoffen, in denen das mit Ln bezeichnete Element Pr ist, zeigt der Zusatz eines Halogenatoms einen ausgeprägten Effekt der Verbesserung der Leuchtstärke,
sei es, daß X F ist, oder sei es, daß X Cl ist. Wenn
jedoch X Br ist, ist die Wirkung geringer. Andererseits ist bei Leuchtstoffen, in denen das mit Ln bezeichnete
Element Tb ist, der Effekt der Verbesserung der Leuchtstärke ausgeprägt, wenn X F ist, doch ist der Effekt
ziemlich gering, wenn X Cl ist, und der Effekt wird geringer, wenn X Br ist. Aus diesem Grund wird als das
mit X bezeichnete Element F am meisten bevorzugt, und
Cl ist das nächste.

Wie in den unten erläuterten Beispielen ersichtlich wird, kann der Leuchtstoff durch Brennen einer Verdung, die ein in der allgemeinen Formel mit A bezeichnetes

enthält
Element// einer Verbindung, die ein mit Ln bezeichnetes Element enthält, einer Ce-Verbindung, eines mit X bezeichneten Elements oder einer dieses Element enthaltenden Verbindung und einer S-haltigen Verbindung hergestellt werden, die beim Erhitzen ein Alkalimetallsulfid ergibt, oder Mischungen davon. Die Brenntemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 900 - 1300 ⁰C.

Vorzugsweise verwendet man den Leuchtstoff mit einer Durchschnittsteilchengröße von etwa 1 - 200 μπι, obwohl es auch möglich ist, einen Leuchtstoffeinkrxstall zu verwenden.

Bei einer solchen Art der computergestützten Röntgenstrahlentomographie, in der beispielsweise Detektoren umfänglich um das Objekt angeordnet sind und nur die Röntgenstrahlenquelle rotiert, ergibt die Streuung zwischen den einzelnen Detektoren kein erhebliches Problem. Daher verwendet man vorzugsweise den Einkristall zur Verbesserung der Empfindlichkeit. Die erfindungsgemäß verwendeten Leuchtstoffe können zu einem Einkristall verarbeitet werden, indem man das Verfahren zur Erzeugung eines Einkristalls aus anderen Leuchtstoffen anwendet, das in "J. Appl. Phys.", Bd. 42, Seite 3049 (1971) erwähnt ist.

Der Leuchtstoff wird vorzugsweise in einem Behälter mit einer lichtreflektierenden Innenwand angeordnet. Beispielsweise werden Behälter verwendet, deren Innenwand eine reflektierende Schicht hohen Reflexionsfaktors gegen sichtbares Licht und nahezu infrarotes Licht aufweist, wie z. B. Aluminium oder Silber. Obwohl der Lichtdetektor im Behälter angeordnet werden kann, ordnet man gewöhnlich

vorzugsweise ,
/den Lichtdetektor außerhalb des Behälters an, versieht den Behälter mit einem Lichtdurchlaßfenster und führt die Lumineszenz vom Leuchtstoff durch dieses Lichtdurchlaßfenster zum Lichtdetektor. Weiter kann zwischen dem Lichtdurchlaßfenster und dem Lichtdetektor eine optische Führung angeordnet sein.

Mit Ausnahme des Einfallbereichs der radioaktiven Strahlen kann der Behälter mit einem radioaktive Strahlen unterbrechenden Stoff, wie ζ. B. Wolfram oder Blei, bedeckt sein, oder man kann einen aus einem solchen Stoff bestehenden Behälter verwenden. Wenn jedoch eine Anzahl von Kollimatoren vor dem Strahlungserfassungssystem vorliegt, ist kein Unterbrechungsstoff besonders erforderlich.

Beispiele des Strahlungserfassungssystems gemäß der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Leuchtstoffteilchen 2 als Szintillator sind im Inneren eines Behälters 1 angeordnet. Die Innenwand des Behälters 1 ist, mit Ausnahme eines Lichtdurchlaßfensters 4, mit einer lichtreflektierenden Schicht überzogen. Optische Führungen sind mit 5a bzw 5b bezeichnet, wobei im ersteren Fall ein einfacher Raum 5a die Lumineszenz des Szintillator s zum Lichtdetektor 3 leitet, während im letzteren Fall ein Acrylharz 5b eine gleichartige Rolle spielt. Radioaktive Strahlen 6 werden vom oberen Teil der Zeichnung in den Strahlungsdetektor projiziert.

In Fig. 3 ist der Anteil des Nachleuchtens, der erhalten wird, wenn ein Leuchtstoff aus

^(GdO,997-y^PrO,OO3^Cey⁾2°2^{S:F als} Szintillator verwendet wird, gezeigt, wobei das Nachleuchten einer

• 0« »

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kein Ce enthaltenden Probe als 100 genommen ist. Die Anregung des Leuchtstoffs wird mit Röntgenstrahlen (120 kV) mit einem rechteckigen Impuls von 4 ms vorgenommen. Unter den gleichen Anregungsbedingungen sinkt der Lichtausgang, wie durch die gestrichelte Linie 7 gezeigt ist, wenn die Ce-Konzentration (als Atomverhältnis zu den gesamten dreiwertigen Selten-Erdionen ausgedrückt) wächst. Andererseits ist der Nachleuchtanteil durch die Kurve 8 veranschaulicht, wobei ein Durchschnittswert des Lichtausgangs zwischen 2 und 14 ms nach Unterbrechen der Anregung mit Röntgenstrahlen mit dem Lichtausgang unter Anregung mit Röntgenstrahlen normiert ist. Wie sich aus der Zeichnung klar ergibt, sinkt, wenn der y-Wert der Ce-Konzentration in den Bereich von 0,000001 ί y έ 0,005 fällt, der Anteil des Nachleuchtens schroff, während der Rückgang des Lichtausgangs nicht so groß ist. Diese Tendenz ist besonders bemerkenswert, wenn y im Bereich von 0,000001 ^ y ^ 0,0001 liegt, der stärker bevorzugt wird. In Fig. 3 entspricht der Ordinatenwert etwa 1/500 des Lichtausgangs unter Anregung, soweit die oben erwähnten Versuchsbedingungen angewandt werden.

Der erfindungsgemäß verwendete Leuchtstoff kann auch in Rontgenstrahlen-Verstärkerschirmen u. dgl. verwendet werden. In diesem Fall bevorzugt man einen Leuchtstoff, in dem Ln der allgemeinen Formel Tb ist, da seine Lumineszenzspektren gut zu den Eigenschaften der Schicht passen.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand folgender Beispiele erläutert.

wm»M * » »

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Beispiel 1

2°3	)₃.6H₂O	33,5200	g
GdPO₄	4,0236	g
^Pr6°11	0,1022	g
Ce (NO₃	0,0013	g·

Die vorstehend erwähnten Bestandteile wurden in ein Becherglas eingewogen, man setzte Wasser zu und mischte ausreichend. Dann wurde die Mischung getrocknet. Dieses trockenePulver wurde in eine 200 ml-Flasche aus Acrylharz gegeben, und man setzte die folgenden Stoffe zu· und vermischte sie ausreichend durch Rollen:

Na₂CO₃	9,5720	g
S	9,5610	g
K₃PO₄OH₂O	3,2330	g
Na₂P₂O₇	0,9839	g
NH.PF, 4 6	0,4889	g

Das erhaltene gemischte Ausgangsmaterial wurde in einen Aluminiumoxidtiege1 mit einem Volumen von 50 ml eingefüllt. Nach Aufsetzen eines Aluminiumoxiddeckels auf den Tiegel wurde die Mischung 3 h bei 1180 ⁰C in Luft gebrannt. Das gelbgefärbte gebrannte Produkt wurde aus dem Aluminiumoxidtiegel herausgenommen, unverzüglich in reines Wasser eingetaucht und mit einem Rührer gerührt. Wegen der Auflösung des Natriumsulfids Na₉S wurde die Lösung gelb. Nach wiederholtem Waschen mit Wasser, bis die Lösung farblos wurde, leitete man das Produkt durch ein Sieb mit 0,074 mm lichter Maschenweite.

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Nach Abtrennen der überstehenden Flüssigkeit durch Dekantieren setzte man 500 ml 0,15 N wäßrige HCl-Lösung zu und rührte 1 h. Nach der Behandlung mit HCl wurde das Produkt mit reinem Wasser gewaschen, bis die Leitfähigkeit der Waschflüssigkeit 10 μ -Ώ. /cm oder weniger wurde, und der so erhaltene Leuchtstoff wurde bei 140 ⁰C getrocknet. Der damit erzeugte Leuchtstoff hatte die folgende Zusammensetzung:

^(GdO,997^PrO,OO3^Ce15xiO-⁶⁾2°2^S:(F)·

Die Lumineszenz stärke dieses Leuchtstoff s unter Röntgenstrahlenanregung war 81, wenn die Lumineszenzstärke eines in der gleichen Weise wie oben ohne Zusatz von Ce synthetisierten Leuchtstoffs als 100 genommen wird. Die Nachleuchtanteilsstärke dieses Leuchtstoffs war 9,7, wenn man die des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 annimmt. Sein Lumineszenzspektrum war nahezu das gleiche wie das des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs, welche Tatsache für sämtliche im folgenden aufgeführten Beispiele die gleiche ist.

Die Menge des oben erwähnten F war 80 Gewichts-ppm. Wenn die Lumineszenzstärke eines kein F enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wurde, war die Lumineszenzstärke dieses Leuchtstoffs 123. Wenn die Ce (y)-Menge gesteuert und auf 1 χ 1O~ , 6 χ 10~ und 3 χ 10~ eingestellt wurde, war die Lumineszenzstärke 131 bzw. 140 bzw. 147, wenn die des kein F enthaltenden Leuchtstoffs als 100 angenommen wird.

Beispiel 2	^Y2°3	20	,7149	_g
	YPO₄	2	,9335	g
	^Pr6°11	0	,1022	g
	Ce(NO₃J₃-6H₂O	0	,0013	g

Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden in ein Becherglas eingewogen, man setzte ihnen Wasser zu und mischte sie ausreichend. Dann wurde die Mischung getrocknet. Dieses trockene Pulver wurde in eine 200 ml-Flasche aus Acrylharz gegeben, und man setzte die folgenden Stoffe zu und mischte sie ausreichend durch Rollen:

Na₃CO₃	9,5720	g
S	9,5610	g
K₃PO₄OH₂O	3,2330	g
Na₃P₃O₇	0,9839	g
NH.PF, 4 6	0,4889	g

Dann wurde das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt. Der so erhaltene Leuchtstoff hatte die folgende Zusammensetzung:

^(YO,997^PrO,OO3^Ce15x1O-⁶⁾2°2^S:(F)·

Die Lumineszenzstärke dieses Leuchtstoffs unter Röntgenstrahlenanregung war 83, wenn die eines in der gleichen Weise wie oben ohne Ce-Zusatz synthetisierten Leuchtstoffs als 100 genommen wird. Die Nachleuchtanteilsstärke dieses Leuchtstoffs war 9,9, wobei die des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wird.

Beispiel	3	La₂O₃	)₃-6H₂O	29,8873	g
	LaPO₄		3,7311	g
	Pr₆O₁₁	0,1022	g
	Ce (NO₃	0,0013	g·

Die vorstehend erwähnten Bestandteile wurden in ein Becherglas eingewogen, man setzte Wasser zu und mischte ausreichend. Dann wurde die Mischung getrocknet. Dieses trockene Pulver wurde in eins 200 ml-Flasche aus Acrylharz gegeben, und man setzte die folgenden Materialien zu und mischte ausreichend durch Rollen:

Na₃CO₃	9,5720	g
S	9,5610	g
K₃PO₄.3H₂O	3,2330	g
Na₂P₂O₇	0,9839	g
NH₄PF	0,4889	g

^(LaO,997^PrO,OO3^Cei5x1O-^6):{F)·

Die Lumineszenzstärke dieses Leuchtstoffs unter Rontgenstrahlenanregung war 80, wobei die eines in der gleichen Weise wie oben ohne Ce-Zusatz synthetisierten Leuchtstoffs als 100 genommen wird. Die Nachleuchtanteilsstärke dieses Leuchtstoffs war 9,5, wobei die des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wird.

Beispiel 4

Gd₂O₃ 15,2258 g

Y₃O₃ 11,2242 g

GdPO₄ 4,0358 g

Pr₆O₁₁ 0,1022 g

Ce(NO₃J₃.6H₃O 0,0013 g.

Die vorstehend erwähnten Bestandteile wurden in ein Becherglas eingewogen, man setzte Wasser zu und vermischte ausreichend. Dann wurde die Mischung getrocknet. Dieses getrocknete Pulver wurde in eine 200 ml-Flasche aus Acrylharz gegeben, und man setzte die folgenden Materialien zu und vermischte sie ausreichend durch Rollen:

Na₂CO₃ 9,5720 g

S 9,5610 g

K₃PO₄-3H₂O 3,2330 g

Na₃P₂O₇ 0,9839 g

NH₄PF₆ 0,4889 g.

^(GdO,5^YO,497^PrO,OO3^Ce15x1O-⁶⁾2°2^S:(F)'

Die Lumineszenzstärke dieses Leuchtstoffs unter Röntgenstrahlenanregung war 82, wobei die eines in der gleichen Weise wie oben ohne Ce-Zusatz synthetisierten Leuchtstoffs als 100 genommen wird. Die Nachleucht-

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anteilsstärke dieses Leuchtstoffs war 9,6, wobei die des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wird.

Beispiel 5

Gd₂O₃ 15,2258 g

La₂O₃ 16,1942 g

GdPO₄ 4,0358 g

Pr₆O₁₁ 0,1022 g

Ce(NO₃)3-6H₃O 0,0013 g.

Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden in ein Becherglas eingewogen, und man setzte Wasser zu und vermischte ausreichend. Dann wurde die Mischung getrocknet. Dieses trockene Pulver wurde in eine 200 ml-Flasche aus Acrylharz gegeben, und man setzte die folgenden Materialien zu und vermischte ausreichend durch Rollen:

Na₂CO₃ 9,5720 g

S 9,5610 g

K₃PO₄-3H₂O 3,2330 g

Na₂P₃O₇ 0,9839 g

NH₄PF₆ 0,4889 g.

^(GdO,5^LaO,497^PrO,OO3^Ce15x1O-⁶⁾2°2^S:(F)·

Die Lumineszenzstärke dieses Leuchtstoffs unter Rontgenstrahlenanregung war 80, wobei die Lumineszenzstärke des in der gleichen Weise wie oben ohne Ce-Zusatz synthetisierten Leuchtstoffs als 100 genommen wird. Die Nachleuchtanteilsstärke dieses Leuchtstoffs war 9,6, wobei die des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wird.

Beispiel 6	Gd₂O₃	32,6850	g
	GdPO₄	3,9550	g
	Tb₄O₇	0,7437	g
	Ce(NO₃J₃-6H₂O	0,0017	g

Na₂CO₃	9,5720	g
S	9,5610	g
K₃PO₄OH₂O	3,2330	g
Na₄P₂O₇	0,9839	g
NH₄PF₆	0,4889	g

Dann wurde das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt, Der so erhaltene Leuchtstoff hatte die folgende Zusammensetzung:

^(GdO,98^TbO,O2^Ce2xiO-⁵⁾2°2^S:(F)·

Die Lumineszenzstärke dieses Leuchtstoffs unter Röntgenstrahlenanregung war 87, wobei die Lumineszenzstarke eines in der gleichen Weise wie oben ohne Ce-Zusatz synthetisierten Leuchtstoffs als 100 genommen wird. Die Nachleuchtanteilsstärke dieses Leuchtstoffs war 1,2, wobei die des kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wird.

Beispiele 7-11

Gd₂O₃	33,250 g
GdPO₄	4,0236 g
^Pr6°11	0,0341 g
Ce (NO₃J₃-6H₂O	0,00026 g

Na₃CO₃ 9,5720 g

S 9,5610 g

K₃PO₄-3H₂O 3,2330 g

Na₂P₂O₇ 0,9839 g

NH₄PF₆ die in der Tabelle 1 ange

gebene Menge.

Dann wurde das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt.

Der so erhaltene Leuchtstoff hatte die folgende Zusammensetzung:

^(GdO,999^PrO,OO1^Ce3x1O-⁶⁾2°2^S:(F)·

In der Tabelle 1 sind die zugesetzte NH₄PF,--Menge, der F-Gehalt im Leuchtstoff, die Lumineszenzstärke und die Stärke des Nachleuchtanteils (diejenigen im kein Ce enthaltenden Leuchtstoff sind als 100 genommen) in jedem Beispiel angegeben.

Tabelle 1

Beispiel Nr.	Ifenge des NH.PF- Tg)⁶	F-Gehalt (ppm)	Lumineszenzstärke	(2)*	Stärke des Nachleuchtens
7 8 9 10 11	0,0163 0,032 0,4889 1,629 4,223	2 5 82 243 1000	(D*	96 97 97 96 97	45 44 45 45 42
102 110 155 109 103

Anmerkungen: (1)*: Als 100 genomnen, wann kein. F zugesetzt wurde. (2)*: Als 100 genoimen, wenn kein Ce zugesetzt wurde.

Beispiel 12

Die Verfahren der Beispiele 7-11 wurden mit der Ausnahme wiederholt, daß NH₄PF₆ durch 0,671 g KCl ersetzt wurde. Der Cl-Gehalt dieser Leuchtstoffe war 69 ppm.

Die Lumineszenzstärke war 152, wenn die eines kein Cl enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wurde, und sie war 97, wenn die eines kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wurde. Die Nachleuchtanteilstärke war 47, wobei die eines kein Ce enthaltenden Leuchtstoffs als 100 genommen wurde.

Claims

Ansprüche

(I. Strahlungsdetektor mit einem Szintillator, der unter der Wirkung radioaktiver Strahlen Lumineszenz entfaltet, und mit einem den Lichtausgang des Szintillators erfassenden Lichtdetektor,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Szintillator ein Leuchtstoff gemäß der Formel

₂O₂S:X

(I)

ist, worin A wenigstens ein aus der aus Y, La und Gd bestehenden Gruppe gewähltes Element, Ln wenigstens ein aus der aus Pr, Tb und Eu bestehenden Gruppe gewähltes Element und X wenigstens ein aus der aus F, Cl und Br bestehenden Gruppe gewähltes Element bedeuten und die Werte von χ und γ und die Gewichtsmenge an X folgende sind:

0,000003 4 x < 0,2, 0,000001 < y % 0,005 und X=O bis 1000 ppm.
2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

81-(A55OO-O2)-T-Bk

daß Ln in der Formel (I) wenigstens ein aus der aus Pr und Tb bestehenden Gruppe gewähltes Element ist.
3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Gewichtsmenge an X in der Formel (I) 2 bis 1000 ppm ist.
4. Strahlungsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß Ln in der Formel (I) wenigstens ein aus der aus Pr und Tb bestehenden Gruppe gewähltes Element ist.
5. Strahlungsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ln in der Formel (I) Pr ist.
6. Strahlungsdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß X in der allgemeinen Formel F ist.
7. Strahlungsdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß X in der Formel (I) Cl ist.
8. Strahlungsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ln in der Formel (I) Tb ist.
9. Strahlungsdetektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß X in der allgemeinen Formel F ist.
10. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet_r

daß der Wert von y in der Formel (I) im folgenden Bereich ist:

0,000001 έ y έ ο,οοοι.
11. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Szintillator (2) in einem Behälter (1) mit einer lichtreflektierenden Innenwand und einem Lichtdurchlaßfenster (4) in einem Teil davon zum Leiten der Lumineszenz vom Szintillator (2) zum Lichtdetektor (3) angeordnet ist.
12. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Leuchtstoff (2) aus einer oder mehreren Schichten von Leuchtstoffteilchen besteht.
13. Strahlungsdetektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß der Leuchtstoff aus Teilchen mit einer Durchschnittsteilchengröße von 1 bis 2OO μηι besteht.
14. Strahlungsdetektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schicht aus Leuchtstoffteilchen unter Bildung einer Mehrzahl von Schichten ausgebildet ist und eine optische Führung (5a; 5b) an wenigstens einer Seite jeder Schicht zum Leiten der Lumineszenz von der Schicht zum Lichtdetektor (3) vorgesehen ist.
15. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Szintillator aus einem Einkristall des durch die Formel (I) gekennzeichneten Leuchtstoffs gebildet ist.