JP2000171598A

JP2000171598A - 蓄積性蛍光体シートとそれを用いた放射線弁別読取り装置および放射線弁別測定方法

Info

Publication number: JP2000171598A
Application number: JP10344425A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takahara; 武高原; Koyo Fukuda; 幸洋福田; Koichi Nitto; 光一日塔
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】蓄積性蛍光体シートを用いて、複数の放射線
による直接撮影を同時に実施することを可能にすると共
に、各放射線による画像情報などを同時にかつ高感度に
得られるようにする。【解決手段】シート基材２と、放射線または電子線の
エネルギーを蓄積し、電磁波により蓄積されたエネルギ
ーを発光として放出する輝尽性蛍光体を含有する蓄積性
発光層３とを具備する蓄積性蛍光体シート１であって、
蓄積性発光層３は発光色が異なる複数の蓄積性蛍光体層
４、５、６の積層構造を有する。複数の放射線のエネル
ギーが蓄積された蓄積性蛍光体シート１には電磁波が照
射され、複数の蓄積性蛍光体層４、５、６に蓄積された
エネルギーが一括して発光として取り出される。このよ
うな発光は各層の発光波長に応じて複数の蓄積性蛍光体
層４、５、６からの各光信号に弁別して検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の放射線が混
在する複合放射線から各放射線を弁別して検出する際に
用いられる蓄積性蛍光体シートと、それを用いた放射線
弁別読取り装置および放射線弁別測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線が物質を透過する際には、その構
成物質の種類や形状によって吸収や散乱が異なる。これ
を映像として写真、ビデオ、デジタルファイルなどとし
て記録すれば、物質の状態、変化、充填状況などを把握
することができる。これは一般にＸ線写真で人体の内部
の状態を診察するのと同様な原理である。このような方
法によれば、測定した物質や試料を破壊せずに内部の状
態を観察することができるため、各種の非破壊検査に応
用されている。

【０００３】上記したような検査方法はラジオグラフィ
または非破壊放射線撮影法と呼ばれており、原子力産
業、放射線医療、放射線取扱施設などの放射性物質を取
り扱う産業や研究機関から各種物品の非破壊検査まで、
幅広く応用されるようになってきている。このようなラ
ジオグラフィとしては、従来からＸ線やγ線を用いたも
のがよく知られているが、これらの放射線は軽元素（原
子番号が小さい元素）をよく透過するため、金属材料に
隠された有機物や水素含有物質などの検査は困難であっ
た。また、硼素と炭素のように近接した原子番号の元素
を識別することも困難であった。

【０００４】一方、中性子を用いたラジオグラフィは、
中性子の吸収あるいは散乱断面積が原子番号に依存せ
ず、例えば硼素に対しては吸収が大きいが、炭素に対し
てはそれほど大きくないというように、各々の元素によ
り固有であることから、上記したような金属中の軽元
素、有機物などの非破壊検査や硼素と炭素のように近接
した原子番号の元素の識別を実現することができる。

【０００５】中性子ラジオグラフィでは、例えば中性子
を吸収して二次粒子を放出する物質と、二次粒子のエネ
ルギーを蓄積し電磁波により蓄積エネルギーを発光とし
て放出する輝尽性蛍光体とを含む蓄積性発光層を有する
蓄積性蛍光体シートを用いて、中性子情報を画像化する
方法が適用されいる。また、蓄積性蛍光体シートは中性
子ラジオグラフィに限らず、Ｘ線やγ線などを用いたラ
ジオグラフィにおいても利用されている。

【０００６】上述したように、Ｘ線やγ線を用いたラジ
オグラフィと中性子ラジオグラフィはそれぞれ長所を有
することから、これら各ラジオグラフィの長所を生かし
て、加工品や各種物品などの非破壊検査ではＸ線やγ線
を用いたラジオグラフィと中性子ラジオグラフィとを併
用することが多くなってきている。このような放射線併
用型のラジオグラフィでは、同一試料についてＸ線やγ
線による検査と中性子による検査をそれぞれ実施しなけ
ればならず、 2回の操作が必要となることから、測定時
間や操作の面で煩雑であるという問題があった。

【０００７】一方、特開平 8-29901号公報には蓄積性蛍
光体シートを複数重ねて設置し、放射線照射後に各蓄積
性蛍光体シートからの発光をそれぞれ分けて読み取り、
これら複数の信号を画像処理することによって、画像情
報を得る方法が記載されている。これは、蓄積性蛍光体
シートがＸ線やγ線に対しても高い感度を示し、 1枚の
蓄積性シートでは中性子の画像情報とＸ線やγ線の画像
情報を区別することができないためであり、複数の蓄積
性蛍光体シートを積層して中性子データとＸ線やγ線に
よるデータを取り、これらを画像処理して分離してい
る。

【０００８】しかしながら、上記公報に記載されている
方法は、あくまでも中性子ビームにか多く含まれるγ線
などの影響を取り除き、中性子のみによる画像情報を再
生するための方法であり、例えばＸ線やγ線を用いたラ
ジオグラフィと中性子ラジオグラフィとの併用などにつ
いては十分に考慮されてない。いずれにしても複数の蓄
積性蛍光体シートを積層して用いた場合には、各シート
毎に画像情報を読み取る操作、すなわち重ねている蓄積
性蛍光体シートの枚数分の操作が必要であることから、
測定時間や操作の面で煩雑であるという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、蓄積
性蛍光体シートを用いたラジオグラフィは、輝尽性蛍光
体を用いて放射線による信号をカラーセンターとして捕
獲記憶し、読取り装置のレーザー光などで蛍光体を発光
させて画像化するものである。このようなラジオグラフ
ィによれば、中性子に対する感度も反応物質を一緒に混
合することで得ることができ、また明るいところでも作
業ができるというような特徴がある。

【００１０】しかしながら、従来の方法ではＸ線やγ線
の画像と中性子の画像を別々の蓄積性蛍光体シートに撮
影して画像処理をしなければならず、例えばＸ線やγ線
を用いたラジオグラフィと中性子ラジオグラフィとを併
用した非破壊検査などを迅速にかつ正確に実施すること
は難しいという問題がある。

【００１１】このようなことから、蓄積性蛍光体シート
を用いてＸ線やγ線によるラジオグラフィと中性子線に
よるラジオグラフィなどとを同時に実現可能とすること
が望まれている。また、このような複合放射線を用いた
ラジオグラフィは、Ｘ線やγ線と中性子線とが混在する
場合に限られるものではなく、各種の放射線が 2種以上
混在する場合に、各放射線による画像情報などを区別し
て同時に測定することを可能にすることが望まれてい
る。

【００１２】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、複数の放射線を用いて同時に直接撮影
することができ、しかも各放射線による画像情報などを
同時にかつ高感度に得られるようにした蓄積性蛍光体シ
ートを提供することを目的としており、またそのような
蓄積性蛍光体シートから複数の画像情報などを同時にか
つ高感度に読み取ることを可能にした放射線弁別読取り
装置、および複数の放射線が混在する場合に各放射線の
エネルギーを同時にかつ高感度に弁別して測定すること
を可能にした放射線弁別測定方法を提供することを目的
としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では各放射線が例えば種類毎に物質中で
異なる吸収係数で減衰していくことを利用して、発光色
が異なる複数の蓄積性蛍光体層の積層構造を用いてい
る。このような積層構造の蓄積性蛍光体層に複合放射線
を入射したとき、例えばα線のような吸収係数の大きい
放射線は最表面の蛍光体層でほとんど吸収され、γ線や
Ｘ線のように吸収係数の小さい放射線は積層構造の蛍光
体層の入射表面から遠い蛍光体層まで達するため、それ
ぞれを区別することができる。また、中性子線のように
物質の捕獲断面積が原子番号の大きさに依存せず、それ
ぞれの元素で固有に決まるような場合には、中性子線に
対して吸収断面積が大きいガドリニウム、硼素、リチウ
ム、ハフニウム、ユーロピウム、ジスプロシウムなどを
混合した蛍光体層を使用することによって、他の放射線
と区別することができる。

【００１４】すなわち、本発明の蓄積性蛍光体シート
は、請求項１に記載したように、シート基材と、前記シ
ート基材上に形成され、放射線または電子線のエネルギ
ーを蓄積し、電磁波により前記蓄積されたエネルギーを
発光として放出する輝尽性蛍光体を含有する蓄積性発光
層とを具備する蓄積性蛍光体シートにおいて、前記蓄積
性発光層は発光色が異なる複数の蓄積性蛍光体層の積層
構造を有することを特徴としている。

【００１５】本発明の蓄積性蛍光体シートにおいて、各
蓄積性蛍光体層には青色、緑色、赤色などの各色に発光
する輝尽性蛍光体を用いてもよいし、また請求項２に記
載したように、輝尽性蛍光体粒子と発光波長を変換する
蛍光顔料粒子との混合体を用いることもできる。このよ
うな構成によれば、蓄積性（蓄光性）の大きい蛍光体を
発光色に左右されることなく使用することができる。ま
た、このような場合には、請求項３に記載したように、
各蓄積性蛍光体層はシート基材側の発光波長がより長く
なるように配置する。これによって、各蓄積性蛍光体層
からの発光を正確に得ることが可能となる。

【００１６】複合放射線が中性子線を含む場合には、請
求項４に記載したように、中性子線に対して吸収断面積
が大きいガドリニウム、硼素、リチウム、ハフニウム、
ユーロピウムおよびジスプロシウムから選ばれる少なく
とも 1種の元素を含有し、中性子線に対して感度をもつ
蓄積性蛍光体層が用いられる。

【００１７】本発明の蓄積性蛍光体シートは、典型的に
は請求項５に記載したように、青色発光の第１の蓄積性
蛍光体層と、緑色発光の第２の蓄積性蛍光体層と、赤色
発光の第３の蓄積性蛍光体層の積層構造を有する。この
ような場合において、請求項６に記載したように、第１
の蓄積性蛍光体層にユーロピウムで付活したバリウムフ
ロライド蛍光体を用い、第２の蓄積性蛍光体層にユーロ
ピウムで付活したバリウムフロライド蛍光体と緑色発光
の蛍光顔料との混合体を用い、第３の蓄積性蛍光体層に
ユーロピウムで付活したバリウムフロライド蛍光体と赤
色発光の蛍光顔料との混合体を用いることが好ましい。
ただし、これらの蛍光体もしくは蛍光体と蛍光顔料との
混合体に限られるものではない。

【００１８】本発明の放射線弁別読取り装置は、請求項
８に記載したように、複数の放射線のエネルギーが蓄積
された、上記した本発明の蓄積性蛍光体シートに電磁波
を照射し、前記複数の蓄積性蛍光体層に蓄積された前記
エネルギーを一括して発光として放出させる手段と、前
記発光を前記複数の蓄積性蛍光体層の各発光波長に応じ
て分光する手段と、前記分光手段で分光された各光信号
を弁別して読取る複数の光検出手段とを具備することを
特徴としている。

【００１９】本発明の放射線弁別読取り装置において、
分光手段には例えば請求項９に記載したように光学フィ
ルタが、もしくは請求項１０に記載したように光学プリ
ズムやグレーティングが用いられる。

【００２０】本発明の放射線弁別測定方法は、請求項１
１に記載したように、放射線源から放射される放射線を
測定対象物に照射して得られる複数の放射線を、上記し
た本発明の蓄積性蛍光体シートに照射する工程と、前記
複数の放射線に感応させて、前記測定対象物側に位置す
る前記蓄積性蛍光体層にエネルギーを蓄積させると共
に、前記測定対象物側に位置する蓄積性蛍光体層を通過
した放射線に感応させて、前記シート基材側に位置する
少なくとも 1層の蓄積性蛍光体層にエネルギーを蓄積さ
せる工程と、前記蓄積性蛍光体シートに電磁波を照射
し、前記複数の蓄積性蛍光体層に蓄積された前記エネル
ギーを一括して発光として放出させる工程と、前記複数
の蓄積性蛍光体層の各発光波長に応じて、前記発光から
前記複数の蓄積性蛍光体層による各光信号を弁別して検
出する工程とを有することを特徴としている。

【００２１】本発明の放射線弁別測定方法は、典型的に
は請求項１２に記載したように、第１の蓄積性蛍光体
層、第２の蓄積性蛍光体層および第３の蓄積性蛍光体層
を有する蓄積性蛍光体シートに、測定対象物に照射して
得られる第１の放射線、第２の放射線および第３の放射
線を含む複合放射線を照射し、第１の蓄積性蛍光体層に
は第１、第２および第３の放射線に感応させてエネルギ
ーを蓄積させ、第２の蓄積性蛍光体層には第１の蓄積性
蛍光体層を通過した第２および第３の放射線に感応させ
てエネルギーを蓄積させ、第３の蓄積性蛍光体層には第
２の蓄積性蛍光体層を通過した第３の放射線に感応させ
てエネルギーを蓄積させ、これら第１、第２および第３
の放射線を同時に測定することを特徴としている。

【００２２】発光色が異なる複数の蓄積性蛍光体層の積
層構造に複合放射線を照射した場合、複合放射線に含ま
れる各放射線は例えば種類毎に物質中で異なる吸収係数
で減衰していくため、各蓄積性蛍光体層の感度や厚さな
どを制御することによって、各放射線をそれぞれ異なる
蓄積性蛍光体層で止めることができる。そして、これら
複数の蓄積性蛍光体層からの発光を各層の発光波長に応
じて弁別して検出することによって、各放射線を同時に
測定することができる。より具体的には、各放射線によ
る画像情報などを同時にかつ高感度に得ることが可能と
なる。

【００２３】この際、放射線の入射面に近い蓄積性蛍光
体層では複数の放射線が吸収されるが、放射線の入射面
から最も遠い蓄積性蛍光体層では単一の放射線のみが吸
収されるため、これら複数の蓄積性蛍光体層の情報から
各放射線の情報を求めることができる。従って、各放射
線による画像情報などを同時にかつ高感度に得ることが
可能となる。

【００２４】本発明は放射線の吸収係数の違いのみを利
用しているため、例えばα線、β線およびγ線、あるい
はβ線、中性子線およびγ線というように、種類が異な
る複数の放射線が混在した複合放射線を用いる場合に限
らず、γ線やＸ線のようにフォトンエネルギーの大きさ
により吸収係数が異なる場合には、例えば高エネルギー
Ｘ線と低エネルギーＸ線のように、フォトンエネルギー
が異なる同種の放射線が混在した複合放射線についても
適用することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。

【００２６】本発明の蓄積性蛍光体シートは、発光色の
異なる複数の蓄積性蛍光体層の積層構造を有している。
図１は本発明の蓄積性蛍光体シートの一実施形態の要部
構造を示す図であり、同図を参照して 3層積層構造の蓄
積性蛍光体層を有する蓄積性蛍光体シートについて述べ
る。

【００２７】なお、本発明の蓄積性蛍光体シートにおけ
る蓄積性蛍光体層は 3層積層構造に限られるものではな
く、蓄積性蛍光体層の積層数は測定対象の複合放射線に
含まれる放射線の種類や測定対象とする放射線の数など
に応じて適宜設定されるものである。本発明における蓄
積性蛍光体層は 2層積層構造であってもよいし、また4
層以上の蓄積性蛍光体層の積層構造とすることも可能で
ある。

【００２８】図１に示す蓄積性蛍光体シート１は、プラ
スチックなどからなる可撓性のシート基材２を有してお
り、このシート基材２上に 3層積層構造を有する蓄積性
発光層３が設けられている。

【００２９】すなわち、蓄積性発光層３は放射線入射面
側から順に第１の蓄積性蛍光体層４、第２の蓄積性蛍光
体層５および第３の蓄積性蛍光体層６が積層された構造
を有している。言い換えると、シート基材２上には第３
の蓄積性蛍光体層６が設けられ、その上には第２の蓄積
性蛍光体層５が設けられ、さらにその上には第１の蓄積
性蛍光体層４が設けられている。最表面の第１の蓄積性
蛍光体層４上には、蛍光体層の保護のために可視光線に
対して透明な保護膜を設けることができる。

【００３０】各蓄積性蛍光体層４、５、６は、放射線ま
たは電子線のエネルギーを蓄積し、赤外線やレーザー光
などの電磁波により蓄積されたエネルギーを発光として
放出する輝尽性蛍光体を含有するものであり、それぞれ
発光色が異なるように構成されている。この際、各蓄積
性蛍光体層４、５、６の発光色は、それ自体の発光波長
が異なる輝尽性蛍光体を使用して異ならせる場合に限ら
ず、蛍光体粒子と発光波長を変換する蛍光顔料粒子とを
組合せて使用することによって、各蓄積性蛍光体層４、
５、６の発光色を変化させてもよい。

【００３１】ここで、蛍光顔料はその発光色と類似の体
色を呈しており、発光波長より短波長の光は吸収して発
光する。このため、蓄積性蛍光体層４、５、６に輝尽性
蛍光体粒子と蛍光顔料粒子との混合体を使用する場合に
は、シート基材２側の発光波長がより長くなるように、
各蓄積性蛍光体層４、５、６を配置する。

【００３２】3層積層構造を有する蓄積性発光層３にお
いて、例えば第１の蓄積性蛍光体層４には青色発光の輝
尽性蛍光体が用いられ、第２の蓄積性蛍光体層５には緑
色発光の輝尽性蛍光体が、第３の蓄積性蛍光体層６には
赤色発光の輝尽性蛍光体が用いられる。これら各蓄積性
蛍光体層４、５、６には、上記したように輝尽性蛍光体
粒子と発光波長を変換する蛍光顔料粒子との混合体を用
いてもよい。

【００３３】青色発光の輝尽性蛍光体としては、ユーロ
ピウムで付活したバリウムフロライド蛍光体（ＢａＦ
Ｘ：Ｅｕ（ＸはＣｌ、ＢｒおよびＩから選ばれる少なく
とも 1種の元素を示す）、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ、Ｓｒ
Ｓ：Ｃｅ，Ｓｍなどを用いることができる。これらのう
ち、特にＢａＦＸ：Ｅｕ蛍光体は輝尽発光輝度が大きい
ことから、本発明に用いる輝尽性蛍光体として好適であ
る。緑色発光の輝尽性蛍光体としてはＺｎＳ：Ｃｕ、Ｚ
ｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎなどが、また赤色発光の輝尽性蛍光
体としてはＣａＳ：Ｅｕ，Ｓｍなどが用いられる。

【００３４】なお、これら以外にも互いに発光色が区別
できるものであれば、種々の発光色の輝尽性蛍光体を用
いることができる。例えば、青色発光の輝尽性蛍光体に
代えて紫外線に近い紫発光の輝尽性蛍光体を用いたり、
また緑色発光の輝尽性蛍光体に代えて黄色発光などの輝
尽性蛍光体を用いることができる。

【００３５】蓄積性蛍光体層４、５、６は、上述したよ
うに輝尽性蛍光体粒子と発光波長を変換する蛍光顔料粒
子との混合体で構成してもよい。この際の輝尽性蛍光体
としては、上記した輝尽発光輝度が大きいＢａＦＸ：Ｅ
ｕ蛍光体を用いることが好ましい。このような青色発光
の輝尽性蛍光体を主とし、これに緑色発光や赤色発光の
蛍光顔料などを混合して発光波長を変換することによっ
て、より長波長の緑色、赤色などの発光色の蓄積性蛍光
体層５、６を構成することができる。

【００３６】上記したような蛍光顔料は、例えば蛍光染
料を透明な合成樹脂に均一に溶解させることによって得
られる。染料の担体となる樹脂には、ポリメタクリル酸
エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、アルキド樹脂、芳香族スルフォンアミド樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など
が用いられる。また、蛍光染料としては、クマリン系、
ローダミン系、スルフォローダミン系、ＤＣＭ、スチリ
ル系、パイロメタン系などの有機化合物を用いることが
できる。緑色蛍光顔料に用いる蛍光染料としてはブリリ
アントスルフォフラビンＦＦを、また赤色蛍光顔料に用
いる蛍光染料としてはローダミンＢを用いることが好ま
しい。

【００３７】また、蓄積性蛍光体層４、５、６のいずれ
かに中性子線に対して感度を持たせる場合には、対象と
なる蓄積性蛍光体層（例えば蛍光体層５）に、中性子線
に対して吸収断面積が大きいガドリニウム、硼素、リチ
ウム、ハフニウム、ユーロピウムおよびジスプロシウム
から選ばれる少なくとも 1種の元素を含有させる。これ
によって、中性子線に対して感度をもつ蓄積性蛍光体層
が得られる。

【００３８】上述したような第１、第２および第３の蓄
積性蛍光体層４、５、６には、図２に示すように、例え
ば放射線源から放射される放射線を測定対象物に照射し
て得られる複数の放射線を含む複合放射線７が照射され
る。放射線は種類やフォトンエネルギーの違いなどに基
づいて物質中で異なる吸収係数で減衰していくため、各
蓄積性蛍光体層４、５、６は複合放射線７中に含まれる
各放射線に対して個別に感度が高くなるように設計す
る。

【００３９】ここで、複合放射線７を構成する各放射線
の種類や数は特に限定されるものではなく、α線、β
線、γ線、Ｘ線、中性子線などの各種放射線を 2種以上
含んでいればよい。また、上記したように本発明は放射
線の吸収係数の違いのみを利用しているため、γ線やＸ
線のようにフォトンエネルギーの大きさにより吸収係数
が異なる場合には、例えば高エネルギーＸ線と低エネル
ギーＸ線のように、フォトンエネルギーが異なる同種の
放射線が混在した複合放射線についても適用することが
できる。

【００４０】複合放射線７が第１の放射線７ａ、第２の
放射線７ｂおよび第３の放射線７ｃを含む場合、最表面
側に位置する第１の蓄積性蛍光体層４はこれらのうち吸
収係数が 1番大きい第１の放射線７ａに対して感度が高
くなるように設計する。しかし、厳密には吸収係数の小
さい放射線７ｂや放射線７ｃに対しても感度があり、多
少かぶった結果が得られる。そこで、第１の蓄積性蛍光
体層４の厚さは第１の放射線７ａがほぼ100%止められる
ように設計する。第１の放射線７ａがα線の場合には、
厚さを数μm 程度とすればよい。β線の場合には数10μ
m 程度の厚さが必要になる。

【００４１】第２の蓄積性蛍光体層５は、第１の蓄積性
蛍光体層４を透過してきた第２の放射線７ｂおよび第３
の放射線７ｃに対して、特に第１の放射線７ａに次いで
吸収係数が大きい第２の放射線７ｂに対して感度が高く
なるように設計する。第２の放射線７ｂがβ線や中性子
線の場合には、第２の蓄積性蛍光体層５の厚さは数10μ
m 程度で十分である。

【００４２】第３の蓄積性蛍光体層６は、吸収係数が 1
番小さい第３の放射線７ｃに対して感度が高くなるよう
に設計する。第３の放射線７ｃがγ線の場合には、その
厚さが厚いほど感度は大きくなるが、蛍光体層での発光
の散乱のために画像にボケが生じるおそれがあるため、
これを考慮した厚さとすることが好ましい。

【００４３】このような 3層積層構造の蓄積性発光層３
によれば、第１の蓄積性蛍光体層４では第１、第２およ
び第３の放射線７ａ、７ｂ、７ｃに感応してエネルギー
が蓄積され、第２の蓄積性蛍光体層５では第１の蓄積性
蛍光体層５を通過した第２および第３の放射線７ｂ、７
ｃに感応してエネルギーが蓄積され、第３の蓄積性蛍光
体層６では第２の蓄積性蛍光体層５を通過した第３の放
射線７ｃに感応してエネルギーが蓄積される。

【００４４】蓄積性蛍光体シート１に照射する複合放射
線７としては、例えば第１の放射線７ａがα線、第２の
放射線７ｂがβ線、第３の放射線７ｃがγ線という組合
せ、あるいは第１の放射線７ａがβ線、第２の放射線７
ｂが中性子線、第３の放射線７ｃがγ線という組合せな
どが挙げられる。また、フォトンエネルギーが異なるγ
線やＸ線であってもよい。これら複数の放射線７ａ、７
ｂ、７ｃの強度やそれらに基づく画像情報などを、各蓄
積性蛍光体層４、５、６からの発光を弁別して検出する
ことにより同時に測定することができる。

【００４５】上述した各蓄積性蛍光体層４、５、６に蓄
積されたエネルギーは、後述する放射線弁別読取り装置
を用いて発光として放出させ、各蓄積性蛍光体層４、
５、６の発光波長に応じて弁別して検出される。放射線
照射後の画像情報などを蓄積した蓄積性蛍光体シート１
の読み取りは、具体的には図３に示すような放射線弁別
読取り装置１０を用いて行われる。

【００４６】図３に示す放射線弁別読取り装置１０にお
いて、蓄積性蛍光体シート１は駆動ステージ１１上に載
置される。蓄積性蛍光体シート１には、光源１２から出
射された赤外線、赤色レーザー光などの電磁波１３が照
射される。電磁波１３はピエゾ駆動ミラー１４によって
走査され、かつ駆動ステージ１１により蓄積性蛍光体シ
ート１を移動させることによって、蓄積性蛍光体シート
１の全面に電磁波１３が照射される。図中１５は反射ミ
ラーである。

【００４７】蓄積性蛍光体シート１に電磁波１３を照射
すると、各蓄積性蛍光体層４、５、６に蓄積された画像
情報などを含むエネルギーが一括して発光として取り出
される。このように、電磁波１３の照射機構は蓄積性蛍
光体層４、５、６に蓄積されたエネルギーを発光として
放出させる手段として機能するものである。

【００４８】ここで、蓄積性蛍光体シート１から取り出
された発光は、第１、第２および第３の蓄積性蛍光体層
４、５、６からの各発光を含んでおり、例えば 3色の混
合データである。そこで、第１、第２および第３の蓄積
性蛍光体層４、５、６からの各発光を含む混合発光は、
集光体１６を介して波長分離器１７に送られる。分光手
段としての波長分離器１７において、混合発光は第１、
第２および第３の蓄積性蛍光体層４、５、６の各発光波
長に応じて分離される。

【００４９】波長分離器１７には、特定の波長（蓄積性
蛍光体層４、５、６の各発光波長）を透過する光学フィ
ルタ、あるいは光学プリズムやグレーティング（回折格
子）が用いられる。光学フィルタとしては金属干渉フィ
ルタ、誘電体の多層膜によるダイクロイックフィルタ、
色ガラスフィルタ、バンドパスフィルタなどを使用する
ことができる。

【００５０】波長分離器１７で分離（分光）された各光
信号は、各蓄積性蛍光体層４、５、６の発光波長に応じ
た複数の光検出器１８、１９、２０でそれぞれ検出され
る。光検出器１８、１９、２０で検出された各信号に
は、各蓄積性蛍光体層４、５、６に蓄積されたエネルギ
ーに基づいてそれぞれ画像情報などが含まれている。こ
れら画像情報を含む各信号は信号取込み部２１を介して
信号処理部２２に送られ、ここで信号処理されて画像再
生部２３で例えば同時に再生される。一般に、カラーテ
レビなどのカラー信号は、ＲＧＢ信号として情報が読み
取られて表示される。従って、ＲＧＢそれぞれの信号と
して見ることができる。

【００５１】ここで、第１の蓄積性蛍光体層４からの光
信号（青色信号）をＺ₁、第２の蓄積性蛍光体層５から
の光信号（緑色信号）をＺ₂、第３の蓄積性蛍光体層６
からの光信号（赤色信号）をＺ₃とし、また第１の放射
線７ａによる画像情報をＺ_A、第２の放射線７ｂによる
画像情報をＺ_B、第３の放射線７ｃによる画像情報をＺ
_Cとすると、各蓄積性蛍光体層４、５、６の光信号
Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃から各放射線７ａ、７ｂ、７ｃによる
画像情報Ｚ_A、Ｚ_B、Ｚ_Cを、以下のようにして得るこ
とができる。

【００５２】例えば、第１の蓄積性蛍光体層４からの光
信号Ｚ₁中には、主として第１の放射線７ａの画像情報
Ｚ_Aが含まれているが、第２の放射線７ｂの画像情報Ｚ
_Bと第３の放射線７ｃの画像情報Ｚ_Cも含まれている。
同様に、第２の蓄積性蛍光体層５からの光信号Ｚ₂に
は、主として第２の放射線７ｂの画像情報Ｚ_Bが含まれ
ているが、第３の放射線７ｃの画像情報Ｚ_Cも含まれて
いる。

【００５３】これらのことを式で表すと、以下のように
表される。

【００５４】Ｚ₁＝ｐＺ_A＋ｑＺ_B＋ｒＺ_c …(1) Ｚ₂＝ｓＺ_B＋ｔＺ_c …(2) Ｚ₃＝ｕＺ_c …(3) ここで、係数ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは、各蓄積性蛍光
体層４、５、６における各放射線７ａ、７ｂ、７ｃの発
光に対する寄与率を表すものである。上記したＺ_A、Ｚ
_B、Ｚ_cについての式((1)式〜 (3)式）を解くことによ
って、第１の放射線７ａによる画像情報Ｚ_A、第２の放
射線７ｂによる画像情報Ｚ_B、第３の放射線７ｃによる
画像情報Ｚ_Cを同時に求めることができる。

【００５５】このように、発光色が異なる複数の蓄積性
蛍光体層（例えば第１、第２および第３の蓄積性蛍光体
層４、５、６）の積層構造を有する蓄積性蛍光体シート
１を用いることによって、複合放射線７による直接撮影
を同時に実施することができる。この際、複合放射線７
に含まれる各放射線（例えば第１、第２および第３の放
射線７ａ、７ｂ、７ｃ）の吸収係数の違いを利用するこ
とによって、各放射線７ａ、７ｂ、７ｃを異なる蓄積性
蛍光体層で止めることができるため、それぞれの情報を
個別に蓄積性蛍光体層４、５、６に蓄積することが可能
となる。

【００５６】そして、複数の蓄積性蛍光体層４、５、６
に蓄積されたエネルギーは、一括して混合発光として取
り出すことができ、さらに混合発光として取り出される
複数の蓄積性蛍光体層４、５、６からの光信号は、それ
ぞれ発光色が区別されているため、各蓄積性蛍光体層
４、５、６の発光波長に応じて分光することができる。
従って、これら各蓄積性蛍光体層４、５、６からの光信
号（発光）を弁別して検出することによって、複数の放
射線７ａ、７ｂ、７ｃの各情報を同時に測定することが
可能となる。

【００５７】この際、各蓄積性蛍光体層４、５、６から
の発光に含まれる情報は、上述したように各層の感度や
厚さなどにより制御されているため、複数の蓄積性蛍光
体層４、５、６の光信号から各放射線７ａ、７ｂ、７ｃ
の情報を同時に求めることができる。従って、各放射線
７ａ、７ｂ、７ｃによる画像情報などを同時にかつ高感
度に得ることが可能となる。

【００５８】このように、発光色が異なる複数の蓄積性
蛍光体層の積層構造を有する蓄積性蛍光体シートを用い
て、複数の放射線が混在する複合放射線による直接撮影
を行うと共に、各放射線のエネルギーを同時にかつ高感
度に弁別して検出、測定することによって、例えばＸ線
やγ線を用いたラジオグラフィと中性子線ラジオグラフ
ィとを併用したラジオグラフィ（非破壊検査など）のよ
うに、放射線併用型のラジオグラフィを迅速にかつ正確
に実施することが可能となる。

【００５９】また、放射線併用型のラジオグラフィに限
らず、例えば中性子線による情報に混入するＸ線やγ線
の情報を取り除き、より正確な中性子線ラジオグラフィ
を実現するなど、複合放射線から目的とする放射線の情
報のみを正確にかつ迅速に取り出すことが可能となる。
さらに、非破壊検査などとして利用されるラジオグラフ
ィに限らず、複合放射線に含まれる各放射線の強度測定
などにも適用可能であり、本発明は原子力産業、放射線
医療、放射線取扱施設などの放射性物質を取り扱う産業
や研究機関から各種物品の非破壊検査まで幅広く応用す
ることが可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄積性蛍
光体シートによれば、複数の放射線による同時撮影が可
能であり、かつ各放射線のエネルギーや各放射線による
画像情報などを同時にかつ高感度に得ることが可能とな
る。また、本発明の放射線弁別読取り装置によれば、上
記したような本発明の蓄積性蛍光体シートから複数の画
像情報などを同時にかつ高感度に読み取ることができ
る。さらに、本発明の放射線弁別測定方法によれば、複
数の放射線が混在する場合に各放射線のエネルギーや各
放射線による画像情報などを同時にかつ高感度に弁別し
て測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄積性蛍光体シートの一実施形態の
要部構造を示す断面図である。

【図２】図１に示す蓄積性蛍光体シートに複合放射線
を照射した場合の各放射線の吸収を説明するための図で
ある。

【図３】本発明の放射線弁別読取り装置の一実施形態
の概略構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１……蓄積性蛍光体シート２……シート基材３……蓄積性発光層４、５、６……蓄積性蛍光体層７……複合放射線１０……放射線弁別読取り装置１２……光源１７……波長分離器１８、１９、２０……光検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日塔光一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2G083 AA03 AA09 BB04 BB10 CC02 CC07 DD02 DD06 DD11 DD13 DD16 DD17 DD18 DD20 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート基材と、前記シート基材上に形成
され、放射線または電子線のエネルギーを蓄積し、電磁
波により前記蓄積されたエネルギーを発光として放出す
る輝尽性蛍光体を含有する蓄積性発光層とを具備する蓄
積性蛍光体シートにおいて、前記蓄積性発光層は、発光色が異なる複数の蓄積性蛍光
体層の積層構造を有することを特徴とする蓄積性蛍光体
シート。
【請求項２】請求項１記載の蓄積性蛍光体シートにお
いて、前記蓄積性発光層は、少なくとも 1層の前記蓄積性蛍光
体層として、輝尽性蛍光体粒子と発光波長を変換する蛍
光顔料粒子との混合層を有することを特徴とする蓄積性
蛍光体シート。
【請求項３】請求項２記載の蓄積性蛍光体シートにお
いて、前記複数の蓄積性蛍光体層は、前記シート基材側の発光
波長がより長くなるように配置されていることを特徴と
する蓄積性蛍光体シート。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項
記載の蓄積性蛍光体シートにおいて、前記蓄積性発光層は、中性子線に対して吸収断面積が大
きいガドリニウム、硼素、リチウム、ハフニウム、ユー
ロピウムおよびジスプロシウムから選ばれる少なくとも
1種の元素を含有し、中性子線に対して感度をもつ前記
蓄積性蛍光体層を有することを特徴とする蓄積性蛍光体
シート。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項
記載の蓄積性蛍光体シートにおいて、前記蓄積性発光層は、青色発光の第１の蓄積性蛍光体層
と、緑色発光の第２の蓄積性蛍光体層と、赤色発光の第
３の蓄積性蛍光体層とを有することを特徴とする蓄積性
蛍光体シート。
【請求項６】請求項５記載の蓄積性蛍光体シートにお
いて、前記第１の蓄積性蛍光体層はユーロピウムで付活したバ
リウムフロライド蛍光体を含有し、前記第２の蓄積性蛍
光体層はユーロピウムで付活したバリウムフロライド蛍
光体と緑色発光の蛍光顔料との混合体を含有し、前記第
３の蓄積性蛍光体層はユーロピウムで付活したバリウム
フロライド蛍光体と赤色発光の蛍光顔料との混合体を含
有することを特徴とする蓄積性蛍光体シート。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれか１項
記載の蓄積性蛍光体シートにおいて、前記蓄積性発光層には複数の放射線が混在した複合放射
線が照射されることを特徴とする蓄積性蛍光体シート。
【請求項８】複数の放射線のエネルギーが蓄積され
た、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の蓄積
性蛍光体シートに電磁波を照射し、前記複数の蓄積性蛍
光体層に蓄積された前記エネルギーを一括して発光とし
て放出させる手段と、前記発光を前記複数の蓄積性蛍光体層の各発光波長に応
じて分光する手段と、前記分光手段で分光された各光信号を弁別して読取る複
数の光検出手段とを具備することを特徴とする放射線弁別読取り装置。
【請求項９】請求項８記載の放射線弁別読取り装置に
おいて、前記分光手段は、光学フィルタを有することを特徴とす
る放射線弁別読取り装置。
【請求項１０】請求項８記載の放射線弁別読取り装置
において、前記分光手段は、光学プリズムまたはグレーティングを
有することを特徴とする放射線弁別読取り装置。
【請求項１１】放射線源から放射される放射線を測定
対象物に照射して得られる複数の放射線を、請求項１な
いし請求項６のいずれか１項記載の蓄積性蛍光体シート
に照射する工程と、前記複数の放射線に感応させて、前記測定対象物側に位
置する前記蓄積性蛍光体層にエネルギーを蓄積させると
共に、前記測定対象物側に位置する蓄積性蛍光体層を通
過した放射線に感応させて、前記シート基材側に位置す
る少なくとも 1層の蓄積性蛍光体層にエネルギーを蓄積
させる工程と、前記蓄積性蛍光体シートに電磁波を照射し、前記複数の
蓄積性蛍光体層に蓄積された前記エネルギーを一括して
発光として放出させる工程と、前記複数の蓄積性蛍光体層の各発光波長に応じて、前記
発光から前記複数の蓄積性蛍光体層による各光信号を弁
別して検出する工程とを有することを特徴とする放射線
弁別測定方法。
【請求項１２】請求項１１記載の放射線弁別測定方法
において、第１の蓄積性蛍光体層、第２の蓄積性蛍光体層および第
３の蓄積性蛍光体層を有する前記蓄積性蛍光体シート
に、前記測定対象物に照射して得られる第１の放射線、
第２の放射線および第３の放射線を含む複合放射線を照
射し、前記第１の蓄積性蛍光体層には前記第１、第２および第
３の放射線に感応させてエネルギーを蓄積させ、前記第
２の蓄積性蛍光体層には前記第１の蓄積性蛍光体層を通
過した第２および第３の放射線に感応させてエネルギー
を蓄積させ、前記第３の蓄積性蛍光体層には前記第２の
蓄積性蛍光体層を通過した第３の放射線に感応させてエ
ネルギーを蓄積させることを特徴とする放射線弁別測定
方法。
【請求項１３】請求項１２記載の放射線弁別測定方法
において、前記第１の放射線としてα線、前記第２の放射線として
β線、および前記第３の放射線としてγ線を用い、前記
第１、第２および第３の蓄積性蛍光体層からの各光信号
を弁別して検出することにより、前記α線、β線および
γ線を同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定
方法。
【請求項１４】請求項１２記載の放射線弁別測定方法
において、前記第１の放射線としてβ線、前記第２の放射線として
中性子線、および前記第３の放射線としてγ線を用い、
前記第１、第２および第３の蓄積性蛍光体層からの各光
信号を弁別して検出することにより、前記β線、中性子
線およびγ線を同時に測定することを特徴とする放射線
弁別測定方法。
【請求項１５】請求項１１記載の放射線弁別測定方法
において、前記複数の放射線としてフォトンエネルギーが異なるＸ
線またはγ線を用い、前記複数の蓄積性蛍光体層からの
各光信号をフォトンエネルギー毎に弁別して検出するこ
とにより、前記フォトンエネルギーが異なるＸ線または
γ線を同時に測定することを特徴とする放射線弁別測定
方法。
【請求項１６】請求項１１ないし請求項１５のいずれ
か１項記載の放射線弁別測定方法において、前記複数の蓄積性蛍光体層からの各光信号を弁別して検
出することにより、前記複数の放射線による画像情報を
同時に認識することを特徴とする放射線弁別測定方法。