JP2001215298A - 放射線量測定方法および放射線画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な放射線量測定方法、放射線画像形成方
法および紫外線光量測定方法を提供する。 【解決手段】 部分組成式： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙ
Ｓｍ ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む放射線量測定具
に、測定対象の放射線を照射して、蛍光体から発せられ
る緑色発光の単位時間当たりの強度変化を測定すること
からなる放射線量測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テルビウム、サマ
リウム共付活アルカリ土類金属希土類酸化物蛍光体を用
いる放射線量測定方法、放射線画像形成方法、および紫
外線光量測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光体は一般に、紫外線などの光や電子
線、Ｘ線、放射線、電場などの刺激（励起）により発光
を示す物質である。これまでに、蛍光ランプなどの照
明、画像表示、放射線計測など様々な用途に利用可能な
各種の蛍光体が開発され、実用化されている。

【０００３】蛍光体の輝尽発光特性を利用するものとし
て、放射線像変換方法（放射線像記録再生方法）が知ら
れている。この方法は、輝尽性蛍光体を含有する放射線
像変換パネル（蓄積性蛍光体シート）を用いるもので、
被検体を透過した、あるいは被検体から発せられた放射
線を該パネルの輝尽性蛍光体に吸収させ、その後に輝尽
性蛍光体を可視光線、赤外線などの電磁波（励起光）で
時系列的に励起することにより、蛍光体中に蓄積されて
いる放射線エネルギーを蛍光（輝尽発光光）として放出
させ、この蛍光を光電的に読み取って電気信号を得て、
得られた電気信号に基づいて被検体あるいは被検体の放
射線画像を可視像として再生するものである。読み取り
を終えたパネルは、残存する画像の消去が行われた後、
次の撮影のために備えられる。すなわち、放射線像変換
パネルは繰り返し使用される。

【０００４】この放射線像変換方法では、放射線写真フ
ィルムと増感紙との組合せを用いる従来の放射線写真法
の場合に比べて、はるかに少ない被曝線量で情報量の豊
富な放射線画像を得ることができるという利点がある。
さらに、従来の放射線写真法では一回の撮影ごとに放射
線写真フィルムを消費するのに対して、この放射線像変
換方法では放射線像変換パネルを繰り返し使用するの
で、資源保護、経済効率の面からも有利である。

【０００５】放射線像変換方法に用いられる放射線像変
換パネルは、基本構造として、支持体とその上に設けら
れた蛍光体層（輝尽性蛍光体層）とからなるものであ
る。ただし、蛍光体層が自己支持性である場合には必ず
しも支持体を必要としない。また、蛍光体層の上面（支
持体に面していない側の面）には通常、保護膜が設けら
れていて、蛍光体層を化学的な変質あるいは物理的な衝
撃から保護している。蛍光体層は、通常は輝尽性蛍光体
とこれを分散状態で含有支持する結合剤とからなるが、
蒸着法や焼結法によって形成される結合剤を含まないで
輝尽性蛍光体の凝集体のみから構成されるものや、輝尽
性蛍光体の凝集体の間隙に高分子物質が含浸されている
構成のものも知られている。

【０００６】米国特許第５３９１８８４号明細書（特開
平６−３４６０５３号公報）には、 関係式： ＢａＧｄ₂：ｙＴｂ，ｚＳｍ ［上式中、ｙは０〜１の範囲にあり、ｚは０〜５の範囲
にあり、ｙ＋ｚ＝ｘであり、そしてｘは１×１０^-5〜
６．０の範囲にある］を満たす複合成分および酸素から
本質的に成る付活ガドリネート系ホストを含む、Ｘ線を
吸収してより長波長の輻射線を放射できる蛍光体であっ
て、該蛍光体をＸ線に最初に暴露した後に６００〜１２
００ｎｍの波長範囲にある光で誘導すると、Ｔｂおよび
Ｓｍを含まない蛍光体よりも高い発光強度を示す蛍光
体、およびこの蛍光体を含む放射線画像形成用のＸ線イ
メージングプレートが開示されている。すなわち、上記
蛍光体が輝尽発光を示すこと、および輝尽発光を利用す
るＸ線イメージングプレート用の蛍光体として好ましい
ことが記載されている。

【０００７】一方、本出願人による特願平１０−３４８
９５２号明細書には、 部分組成式： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
素原子とからなり、時間差のある二色発光を示すテルビ
ウム、サマリウム共付活アルカリ土類金属希土類酸化物
蛍光体であって、ディスプレイ素子、スイッチング素子
もしくは遅延素子用の蛍光体が記載されている。この蛍
光体は、Ｘ線等の放射線や紫外線等の光で励起される
と、付活剤のテルビウム（Ｔｂ³⁺）に起因すると思われ
る緑色発光と、サマリウム（Ｓｍ³⁺）に起因すると思わ
れる赤色発光を示し、かつ発光を示すまでの応答時間に
差があることが見い出されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記のテ
ルビウム、サマリウム共付活アルカリ土類金属希土類酸
化物蛍光体について更に研究を重ねた結果、この蛍光体
をＸ線などの放射線や紫外線などの光で励起したときに
発する蛍光（緑色発光）の強度が時間依存性を示すこ
と、また、Ｘ線などの放射線を照射すると蛍光体の発光
中心であるテルビウム（Ｔｂ³⁺）とサマリウム（Ｓ
ｍ³⁺）に原子価の価数変化が生じ、その結果、次に紫外
線で励起したときに蛍光（緑色発光および赤色発光）の
強度が変化し、その強度変化と照射放射線量の間に一定
の相関関係があることを見い出し、本発明に到達したも
のである。

【０００９】従って本発明は、新規な放射線量測定方
法、放射線画像形成方法および紫外線光量測定方法を提
供するものである。また本発明は、これらの方法に用い
られる放射線量測定具、放射線画像形成パネルおよび紫
外線光量測定具を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、部分組成式
（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む放射線量測定具
に、測定対象の放射線を照射して、該蛍光体から発せら
れる緑色発光の単位時間当たりの強度変化を測定するこ
とからなる放射線量測定方法にある。

【００１１】本発明はまた、上記蛍光体を含む紫外線光
量測定具に、測定対象の紫外線を照射して、該蛍光体か
ら発せられる緑色発光の単位時間当たりの強度変化を測
定することからなる紫外線光量測定方法にもある。

【００１２】本発明において、測定対象の放射線とは、
Ｘ線、γ線、β線、α線などの電離放射線、および中性
子線を意味する。また、測定対象の紫外線とは、波長が
２５０ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲にある紫外線を意味す
る。

【００１３】本発明はまた、（１）上記蛍光体を含む放
射線量測定具を紫外線で励起して、該蛍光体の発光中心
であるテルビウムおよびサマリウムそれぞれによる緑色
発光と赤色発光の強度を測定する； （２）該放射線量測定具に測定対象の放射線を照射し
て、その放射線量に応じて蛍光体の各発光中心の原子価
数を変化させる； （３）蛍光体の発光中心の原子価数が変化した放射線量
測定具を紫外線で励起して、蛍光体からの緑色発光と赤
色発光の強度を測定する；そして （４）（１）で得られた発光強度と（２）で得られた発
光強度とから、該放射線の線量を決定する；ことからな
る放射線量測定方法にもある。

【００１４】本発明はさらに、上記蛍光体を含む放射線
画像形成パネルに、被写体を透過した、もしくは被検体
から発せられた放射線を照射し、その放射線量に応じて
該蛍光体から発せられる緑色発光の単位時間当たりの強
度変化を画素毎に検出して、二次元の画像データを得、
その画像データに基づいて放射線画像を再生することか
らなる放射線画像形成方法にもある。

【００１５】本発明はさらに、（１）上記蛍光体を含む
放射線画像形成パネルを紫外線で励起して、該蛍光体の
発光中心であるテルビウムおよびサマリウムそれぞれに
よる緑色発光と赤色発光の強度を画素毎に検出し、二次
元の発光強度データを得る； （２）該放射線画像形成パネルに被写体を透過した、も
しくは被検体から発せられた放射線を照射して、その放
射線量に応じて蛍光体の各発光中心の原子価数を変化さ
せる； （３）蛍光体の発光中心の原子価数が変化した放射線画
像形成パネルを紫外線で励起して、蛍光体からの緑色発
光と赤色発光の強度を画素毎に検出し、二次元の発光強
度データを得る；そして （４）（１）で得られた発光強度データと（２）で得ら
れた発光強度データを演算処理して二次元の画像データ
を得、その画像データに基づいて放射線画像を再生す
る；ことからなる放射線画像形成方法にもある。

【００１６】本発明はさらに、上記の各方法に用いられ
る放射線量測定具、紫外線光量測定具、および放射線画
像形成パネルにもある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の方法に用いられ
る蛍光体、放射線量測定具および放射線画像形成パネル
の好ましい態様を挙げる。 （１）部分組成式（Ｉ）においてＭ^IIがＳｒおよび／ま
たはＢａである蛍光体。 （２）部分組成式（Ｉ）においてＭ^IIIがＹおよび／ま
たはＧｄである蛍光体。 （３）蛍光体およびそれを含有支持する結合剤からなる
放射線量測定具。 （４）支持体、蛍光体と結合剤からなる蛍光体層、およ
び保護膜がこの順に積層されてなる放射線量測定具。 （５）蛍光体およびそれを含有支持する結合剤からなる
放射線画像形成パネル。 （６）支持体、蛍光体と結合剤からなる蛍光体層、およ
び保護膜がこの順に積層されてなる放射線画像形成パネ
ル。

【００１８】本発明に用いられるテルビウム、サマリウ
ム共付活アルカリ土類金属希土類酸化物蛍光体は、部分
組成式（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
素原子とからなる。部分組成式（Ｉ）において、Ｍ^IIは
Ｓｒおよび／またはＢａであるのが好ましい。Ｍ^IIIは
Ｙおよび／またはＧｄであるのが好ましい。また、ｘお
よびｙはそれぞれ、０．０００１≦ｘ≦０．０１および
０．００００１≦ｙ≦０．００１の範囲にあるのが好ま
しい。

【００１９】上記蛍光体は、以下のようにして製造する
ことができる。まず、蛍光体の母体前駆体であるアルカ
リ土類金属酸化物と希土類酸化物、および付活剤の酸化
物（酸化テルビウムと酸化サマリウム）を粉砕し、機械
的に撹拌しながら充分に混合する。得られた混合物を、
石英ボート、アルミナルツボ、石英ルツボ等の耐熱性容
器に充填し、電気炉の炉芯に入れて焼成を行う。焼成温
度は１１００〜１３００℃の範囲が適当であり、特に好
ましいのは１２００℃付近である。焼成雰囲気として
は、窒素ガス雰囲気が好ましい。焼成時間は、混合物の
充填量、焼成温度および炉からの取出し温度などによっ
ても異なるが、一般には１〜５時間が適当であり、特に
２〜４時間が好ましい。焼成後、炉内の温度を下げ、次
いで焼成物を取り出す。このようにして得られた蛍光体
には、必要に応じて更に粉砕、篩分けなど蛍光体の製造
における各種の一般的な操作を行ってもよい。

【００２０】上記のテルビウム、サマリウム共付活アル
カリ土類金属希土類酸化物蛍光体は、サマリウムが添加
されることにより、初めて二色（緑色と赤色）発光を示
すとともに、図１に示すように緑色発光の強度に時間依
存性が現れる。なお、蛍光体の二色発光性については、
前記特願平１０−３４８９５２号明細書に詳細に記載さ
れており、参照することができる。

【００２１】図１は、本発明に係る蛍光体の一例である
ＢａＧｄ₂Ｏ₄：0.0001Ｔｂ，0.0003Ｓｍ蛍光体をＸ線で
励起したときの経過時間と緑色発光強度との関係を示す
グラフである。図２は、比較のためのＢａＧｄ₂Ｏ₄：0.
0001Ｔｂ蛍光体をＸ線で励起したときの経過時間と緑色
発光強度との関係を示すグラフである。

【００２２】図２において、Ｔｂのみで付活された蛍光
体は、時間−発光強度の傾きが非常に大きく（ほぼ無限
大であり、測定装置の時定数に支配される）、発光強度
が励起後瞬時に最大レベルに達するのに対して、図１に
おいて、ＴｂとＳｍで共付活された本発明に係る蛍光体
は、励起後時間が経過するにつれて次第に発光強度が増
大している。

【００２３】図１に示したような時間−発光強度の傾き
はＸ線の線量に応じて一定の関係で増加するので、予め
単位時間（例えば、励起時から１秒後までの１秒間）当
たりの発光強度の変化をＸ線量に対してプロットして検
量線を作成しておくことにより、測定した発光強度変化
から照射されたＸ線量を求めることができる。よって、
この蛍光体を線量計に利用することができる。発光強度
の時間依存性は、この蛍光体を波長２５０ｎｍ〜４００
ｎｍの範囲の紫外線で励起した場合にも同様に現れるの
で、紫外線の光量計にも利用することができる。

【００２４】なお、検量線の作成には緑色発光のみで充
分であり、必ずしも赤色発光を測定する必要はない。た
だし、検量線の精度を高めるために、赤色発光を参照発
光として緑色発光と同時に測定し、緑色発光強度を赤色
発光強度で規格化してもよい。

【００２５】次に、本発明の放射線量測定方法に用いら
れる放射線量測定具について詳細に説明する。放射線量
測定具は、Ｘ線などの放射線を照射したときに測定具か
ら発せられる蛍光の強度を正確に測定するためには、図
３に示すように、フィルムの形状であることが好まし
い。

【００２６】図３は、本発明の放射線量測定具の一例を
示す概略斜視図である。図３において、放射線量測定具
１０はフィルムの形状を有している。放射線量測定具の
大きさは、測定対象となる放射線の種類によっても異な
るが、一般には縦、横それぞれ１〜１００ｃｍの範囲に
あり、厚み１〜１０００μｍが好ましい。ただし、放射
線量測定具の大きさはこの範囲に限定されるものではな
い。

【００２７】前記のテルビウム、サマリウム共付活アル
カリ土類金属希土類酸化物蛍光体は、例えば以下のよう
にして、フィルム状とすることができる。まず、蛍光体
の粒子と結合剤とを有機溶剤に加え、これを十分に混合
して、結合剤溶液中に蛍光体粒子が均一に分散した塗布
液を調製する。蛍光体を分散状態で含有支持する結合剤
としては、例えば前記放射線像変換パネルの結合剤とし
て知られている様々な種類の樹脂材料の中から適宜選択
して用いることができる。塗布液における結合剤と蛍光
体との混合比は、放射線量測定具の使用目的などによっ
ても異なるが、一般には結合剤と蛍光体との混合比は、
１：１乃至１：１００（重量比）の範囲から選ばれ、そ
して特に１：８乃至１：４０（重量比）の範囲から選ぶ
のが好ましい。なお、塗布液にはさらに、塗布液中にお
ける蛍光体の分散性を向上させるための分散剤、形成後
の蛍光体層中における結合剤と蛍光体との間の結合力を
向上させるための可塑剤、蛍光体層の変色を防止するた
めの黄変防止剤、硬化剤、架橋剤など各種の添加剤が混
合されていてもよい。

【００２８】このようにして調製された塗布液を次に、
ガラス板、金属板、プラスチックシートなどの仮支持体
の表面に均一に塗布することにより塗膜を形成する。塗
布操作は、通常の塗布手段、たとえばドクターブレー
ド、ロールコータ、ナイフコータなどを用いる方法によ
り行うことができる。この塗膜を乾燥し、仮支持体から
剥ぎ取った後、所望の形状に裁断することにより、蛍光
体と結合剤で構成された蛍光体層からなるフィルム状の
放射線量測定具を得ることができる。

【００２９】本発明の放射線量測定具は、蛍光体とこれ
を分散状態で含有支持する結合剤とからなるのものばか
りでなく、蒸着法、スパッタ法、焼結法などを利用する
ことにより、結合剤を含まないで蛍光体の凝集体のみか
ら構成されていてもよいし、あるいは蛍光体の凝集体の
間隙に高分子物質が含浸されていてもよい。

【００３０】放射線量測定具は、特に支持体や保護膜を
備えている必要はないが、取扱い上の便宜や特性変化の
回避のために、すなわち耐久性や耐候性、耐汚れ性を高
めるために、支持体と保護膜を備えていてもよい。

【００３１】支持体は通常、柔軟な樹脂材料からなる厚
みが５０μｍ乃至１ｍｍのフィルムである。支持体は透
明であってもよく、あるいは支持体に、発光光を反射さ
せるための光反射性材料（例、アルミナ粒子、二酸化チ
タン粒子、硫酸バリウム粒子）を充填してもよく、ある
いは空隙を設けてもよい。支持体の形成に用いることの
できる樹脂材料の例としては、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレート、アラミド樹脂、ポリ
イミド樹脂などの各種樹脂材料を挙げることができる。
必要に応じて、支持体は金属シート、セラミックシー
ト、ガラスシート、石英シートなどであってもよい。

【００３２】放射線量測定具の蛍光体層のもう一方の表
面には、蛍光体層を物理的および化学的に保護するため
に透明な保護膜を設けてもよい。保護膜は、発光光の出
射に殆ど影響を与えないように透明であることが望まし
く、また外部から与えられる物理的衝撃や化学的影響か
ら測定具を充分に保護することができるように、化学的
に安定でかつ高い物理的強度を持つことが望ましい。保
護膜としては、セルロース誘導体、ポリメチルメタクリ
レート、有機溶媒可溶性フッ素系樹脂などのような透明
な有機高分子物質を適当な溶媒に溶解して調製した溶液
を蛍光体層の上に塗布することで形成されたもの、ある
いはポリエチレンテレフタレートなどの有機高分子フィ
ルムや透明なガラス板などの保護膜形成用シートを別に
形成して蛍光体層の表面に適当な接着剤を用いて設けた
もの、あるいは無機化合物を蒸着などによって蛍光体層
上に成膜したものなどが用いられる。また、保護膜中に
は酸化マグネシウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、アルミ
ナ等の光散乱性微粒子、パーフルオロオレフィン樹脂粉
末、シリコーン樹脂粉末等の滑り剤、およびポリイソシ
アネート等の架橋剤など各種の添加剤が分散含有されて
いてもよい。

【００３３】保護膜の表面にはさらに、保護膜の耐汚染
性を高めるためにフッ素樹脂塗布層を設けてもよい。フ
ッ素樹脂塗布層は、フッ素樹脂を有機溶媒に溶解（また
は分散）させて調製したフッ素樹脂溶液を保護膜の表面
に塗布し、乾燥することにより形成することができる。
フッ素樹脂は単独で使用してもよいが、通常はフッ素樹
脂と膜形成性の高い樹脂との混合物として使用する。ま
た、ポリシロキサン骨格を持つオリゴマーあるいはパー
フルオロアルキル基を持つオリゴマーを併用することも
できる。フッ素樹脂塗布層には微粒子フィラーを充填す
ることもできる。フッ素樹脂塗布層の層厚は通常は０．
５μｍ乃至２０μｍの範囲にある。フッ素樹脂塗布層の
形成に際しては、架橋剤、硬膜剤、黄変防止剤などのよ
うな添加成分を用いることができる。特に架橋剤の添加
は、フッ素樹脂塗布層の耐久性の向上に有利である。

【００３４】使用目的に応じて、蛍光体層と支持体との
間には光吸収層、接着層、導電層などの補助機能層を設
けてもよく、また支持体表面には多数の凹部を形成して
もよい。一方、支持体の蛍光体層を設けない側の表面に
は、耐傷性を向上させるために摩擦低減層や耐傷層を設
けてもよい。

【００３５】さらに、本発明の放射線量測定具には、側
面部を保護するために、その周囲に上記高分子物質等か
らなる縁貼りなどの補強部材が設けられていてもよい。
あるいは、測定具はプラスチックやガラス、金属などか
らなる枠や箱体に収納されていてもよい。あるいは、本
発明の放射線量測定具は単に、透明なプラスチックやガ
ラスなどからなる箱体に蛍光体が充填されたものであっ
てもよい。

【００３６】本発明の放射線量測定方法は、上記放射線
量測定具を用いて、以下のようにして実施することがで
きる。まず、放射線量測定具について、放射線量と単位
時間当たりの相対蛍光強度変化との関係を表す検量線を
作成する。例えば、ＢａＧｄ₂Ｏ₄：0.001Ｔｂ，0.0003
Ｓｍ蛍光体を含有する放射線量測定具に、管電圧Ｗ−４
０ｋＶｐのＸ線を０．１〜１００ｍＲの範囲でそのＸ線
量を変えて照射し、発光波長５５５ｎｍ（緑色発光、ス
リット：５ｎｍ）における照射１秒後の相対蛍光強度を
それぞれ測定する。

【００３７】図４は、Ｘ線量と１秒当たりの相対蛍光強
度変化との関係を表すグラフ（検量線）である。図４か
ら明らかなように、放射線量測定具に含まれる蛍光体の
１秒当たりの相対蛍光強度変化とＸ線照射量とは、直線
関係にある。

【００３８】次に、測定対象のＸ線を放射線量測定具に
照射し、上記と同様にして照射１秒後の相対蛍光強度を
測定する。得られた相対蛍光強度値を上記検量線上に求
めることにより、Ｘ線照射量を決定することができる。

【００３９】本発明の紫外線光量測定方法も、上記放射
線量測定方法と同様にして実施することができる。この
方法に用いられる紫外線光量測定具は、上記放射線量測
定具と同様の構造とすることができる。検量線は、例え
ば、ＢａＧｄ₂Ｏ₄：0.001Ｔｂ，0.0003Ｓｍ蛍光体を含
有する紫外線光量測定具に、励起波長３１５ｎｍの紫外
線を０．０１〜１００μＷ／ｃｍ²の範囲でその照射量
を変えて照射し、発光波長５５５ｎｍ（緑色発光、スリ
ット：５ｎｍ）における照射１秒後の相対蛍光強度をそ
れぞれ測定することにより作成する。

【００４０】図５は、紫外線照射量と１秒当たりの相対
蛍光強度変化との関係を表すグラフ（検量線）である。
図５から明らかなように、紫外線光量測定具に含まれる
蛍光体の１秒当たりの相対蛍光強度変化と紫外線照射量
とは、直線関係にある。なお、励起波長２４０ｎｍの紫
外線を用いても、同様の直線関係が得られる。

【００４１】次に、測定対象の紫外線を紫外線光量測定
具に照射し、上記と同様にして照射１秒後の相対蛍光強
度を測定する。得られた相対蛍光強度値を上記検量線上
に求めることにより、紫外線照射量を決定することがで
きる。

【００４２】また、蛍光体の上述したような相対蛍光強
度変化とＸ線照射量との直線関係を利用して、放射線画
像を形成することも可能である。すなわち、上記放射線
量測定具の代わりに、前記テルビウム、サマリウム共付
活アルカリ土類金属希土類酸化物蛍光体を含有するシー
ト状の放射線画像形成パネルを用いて、このパネルに被
写体を透過した、もしくは被検体から発せられた放射線
を照射し、パネルの蛍光体から発せられる蛍光（緑色発
光）の単位時間当たりの強度変化（例えば、照射１秒後
の相対蛍光強度）を、各画素について固体撮像素子（Ｃ
ＣＤ）などにより測定して、二次元の相対蛍光強度変化
に関するデータを得る。得られた二次元データは、図４
に示したようにその放射線量に比例しているから、被写
体もしくは被検体の二次元画像データであると言える。
この二次元画像データに所望により好適な演算処理を施
した後、得られたデジタル画像データを適当な画像再生
手段により可視画像として再生する。再生手段は、ＣＲ
Ｔ等のディスプレイ手段であってもよいし、感光フィル
ムに光走査記録を行う記録装置であってもよいし、ある
いはまた、そのために画像データを一旦光ディスク、磁
気ディスク等の画像ファイルに記憶させる装置に置き換
えられてもよい。

【００４３】なお、本発明のシート状の放射線画像形成
パネルは、蛍光体が異なる以外は公知の放射線像変換パ
ネルと同様の構成とすることができ、例えば、上記放射
線量測定具の製造と同様にして製造することができる。

【００４４】図６の（１）は、本発明の放射線画像形成
パネルの一例を示す概略斜視図であり、（２）はそのＩ
−Ｉ線に沿った拡大断面図である。図６において、放射
線画像形成パネル１１は、順に支持体１２、蛍光体層１
３、および保護膜１４から構成されている。

【００４５】本発明の第二の放射線量測定方法は、以下
のようにして実施することができる。 まず、上記と同
様の放射線量測定具を紫外線で励起して、測定具に含ま
れる蛍光体の発光中心であるテルビウムおよびサマリウ
ムそれぞれによる緑色発光の強度Ｉ₀（Ｔｂ）と赤色発
光の強度Ｉ₀（Ｓｍ）を測定する。このとき、テルビウ
ムの励起波長は約３１５ｎｍであり、サマリウムの励起
波長は約４０８ｎｍである。励起波長として３１５ｎｍ
を用いれば、同時に両方を励起することが可能である。

【００４６】次いで、放射線量測定具に測定対象の放射
線を照射する。測定具中の蛍光体に放射線が照射される
と、その放射線量に応じて各発光中心の原子価数に変化
が生じる。再び、この放射線量測定具を紫外線で励起し
て、蛍光体から発せられる緑色発光の強度Ｉ（Ｔｂ）と
赤色発光の強度Ｉ（Ｓｍ）を測定する。発光中心のＴｂ
／Ｓｍ間で価数変化が生じたことにより、緑色発光およ
び赤色発光の強度も変化している。

【００４７】得られた各発光強度から、強度変化Ｆ（Ｉ
₀（Ｔｂ），Ｉ₀（Ｓｍ），Ｉ（Ｔｂ），Ｉ（Ｓｍ））を
算出する。例えば、強度変化Ｆは下記計算式（ｉ）また
は（ii）により算出することができる。

【００４８】

【数１】 Ｆ＝（Ｉ（Ｔｂ）／Ｉ（Ｓｍ））／（Ｉ₀（Ｔｂ）／Ｉ₀（Ｓｍ）） …（ｉ） Ｆ＝（Ｉ（Ｔｂ）−Ｉ₀（Ｔｂ））／Ｉ（Ｓｍ） …（ii）

【００４９】このようにして、放射線量を変えて放射線
量と蛍光強度変化Ｆとの関係を表す検量線を作成する。
なお、放射線照射による発光中心の価数変化は、紫外線
励起による蛍光の放出によって元の状態に戻る。

【００５０】例えば、ＢａＧｄ₂Ｏ₄：0.0001Ｔｂ，0.00
03Ｓｍ蛍光体を含有する放射線量測定具を波長３１５ｎ
ｍ、光量０．８μＷ／ｃｍ²の紫外線で励起して、波長
５５５ｎｍ（緑色発光、スリット：５ｎｍ）および波長
６１０ｎｍ（赤色発光、スリット：５ｎｍ）における発
光強度（Ｉ₀（Ｔｂ），Ｉ₀（Ｓｍ））をそれぞれ測定す
る。次いで、放射線量測定具に管電圧Ｗ−４０ｋＶｐの
Ｘ線を照射した後、紫外線で上記と同様に励起して各発
光強度（Ｉ（Ｔｂ），Ｉ（Ｓｍ））を測定する。得られ
た発光強度を上記計算式（ｉ）に代入して、強度変化Ｆ
を求める。Ｘ線量を０．１〜１００ｍＲの範囲で変え
て、蛍光の強度変化Ｆを求めると、図７に示すような関
係が得られる。

【００５１】図７は、Ｘ線量と蛍光強度変化Ｆとの関係
を表すグラフ（検量線）である。図７から明らかなよう
に、放射線量測定具に含まれる蛍光体の蛍光強度変化Ｆ
とＸ線照射量とは直線関係にある。

【００５２】次に、測定対象の放射線を放射線量測定具
に照射し、上記と同様にして発光強度を測定し、蛍光強
度変化Ｆを算出する。得られた蛍光強度変化値を検量線
上に求めることにより、放射線照射量を決定することが
できる。

【００５３】本発明の第二の放射線画像形成方法は、上
述したような蛍光体の蛍光強度変化Ｆと放射線量との直
線関係を利用して、以下のようにして実施することがで
きる。まず、前記と同様の放射線画像形成パネルを紫外
線で励起して、パネルに含まれる蛍光体の発光中心であ
るテルビウムおよびサマリウムそれぞれによる緑色発光
と赤色発光を各画素について検出する。例えば、放射線
画像形成パネルをポリゴンを用いて紫外線で時系列的に
励起し、パネルから放出される緑色発光および赤色発光
を、パネルの上方に設けられた二個の光電子増倍管（Ｐ
ＭＴ）によりそれぞれ光電的に検出することができる。
あるいは、放射線画像形成パネルをポリゴンにより紫外
線で時系列的に励起し、パネルから放出される緑色発光
および赤色発光を、パネルの下方に密着状態で配置され
た固体撮像素子（ＣＣＤ）によりそれぞれ光電的に検出
してもよい。これにより、使用前のパネルについて二次
元の発光強度データ（Ｉ₀（Ｔｂ），Ｉ₀（Ｓｍ））が得
られる。

【００５４】次いで、放射線画像形成パネルに被写体を
透過した、もしくは被検体から発せられた放射線を照射
する。パネル中の蛍光体に放射線が照射されると、その
放射線量に応じて各発光中心の原子価数に変化が生じ
る。その後再び、この放射線画像形成パネルを紫外線で
励起して、蛍光体から発せられる緑色発光と赤色発光の
強度を各画素について検出する。これらの蛍光の強度
は、放射線の照射によって変化しているが、それは発光
中心であるＴｂ／Ｓｍ間の価数変化によるものであり、
蛍光強度の検出は、すなわち発光中心の価数変化を読み
取ることにほかならない。これにより、放射線照射後の
パネルについて二次元の発光強度データ（Ｉ（Ｔｂ），
Ｉ（Ｓｍ））が得られる。

【００５５】使用前の発光強度データと放射線照射後の
発光強度データを演算処理して、二次元の画像データを
得る。例えば、画素毎に上記計算式（ｉ）または（ii）
に代入して、強度変化Ｆ（Ｉ₀（Ｔｂ），Ｉ₀（Ｓｍ），
Ｉ（Ｔｂ），Ｉ（Ｓｍ））を算出することにより、二次
元画像データが得られる。所望により更に、好適な演算
処理を施した後、得られたデジタル画像データを前述し
たような適当な画像再生手段により可視画像として再生
する。

【００５６】一方、使用済みの放射線画像形成パネルに
は、更に紫外線を充分に照射して、放射線照射により変
化したＴｂ／Ｓｍ間の価数変化を完全に元の状態に戻す
ことが望ましい。これにより、放射線画像形成パネルは
繰り返し使用することができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、テルビウム、サマリウ
ム共付活アルカリ土類金属希土類酸化物蛍光体がＸ線な
どの放射線や紫外線で励起されたときに発する緑色発光
の強度に時間依存性があり、その単位時間当たりの蛍光
強度変化と放射線量または紫外線照射量との間に一定の
相関関係があることを利用して、放射線量や紫外線光量
を測定することができる。さらに、この蛍光体を含有す
るシート状の放射線画像形成パネルを用いて二次元で単
位時間当たりの蛍光強度変化を検出することにより、放
射線画像を得ることが可能となる。

【００５８】また、この蛍光体にＸ線などの放射線を照
射すると蛍光体の発光中心であるテルビウムとサマリウ
ムに原子価の価数変化が生じて、次に紫外線で励起した
ときに緑色発光および赤色発光の強度が変化し、そして
その強度変化と照射放射線量の間には一定の相関関係が
あることを利用して、放射線量を測定することができ
る。さらに、シート状の放射線画像形成パネルを用いて
二次元で蛍光の強度変化を検出することにより、放射線
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蛍光体の一例であるＢａＧｄ
₂Ｏ₄：0.0001Ｔｂ，0.0003Ｓｍ蛍光体をＸ線で励起した
ときの経過時間と緑色発光強度との関係を示すグラフで
ある。

【図２】比較のためのＢａＧｄ₂Ｏ₄：0.0001Ｔｂ蛍光体
をＸ線で励起したときの経過時間と緑色発光強度との関
係を示すグラフである。

【図３】本発明の放射線量測定具の一例を示す概略斜視
図である。

【図４】Ｘ線量と１秒当たりの相対蛍光強度変化との関
係を表すグラフ（検量線）である。

【図５】紫外線照射量と１秒当たりの相対蛍光強度変化
との関係を表すグラフ（検量線）である。

【図６】（１）は、本発明の放射線画像形成パネルの一
例を示す概略斜視図であり、（２）はそのＩ−Ｉ線に沿
った拡大断面図である。

【図７】Ｘ線量と蛍光強度変化Ｆとの関係を表すグラフ
（検量線）である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G083 AA03 AA04 AA10 BB03 BB04 CC02 DD02 DD13 DD17 DD18 DD19 4C093 AA16 AA28 EB05 EB20 4H001 CA04 CA08 XA08 XA12 XA20 XA38 XA39 XA56 XA57 XA64 XA71 YA62 YA65

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部分組成式（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
   群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
   り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
   選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
   およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
   ０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
   素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
   リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む放射線量測定具
   に、測定対象の放射線を照射して、該蛍光体から発せら
   れる緑色発光の単位時間当たりの強度変化を測定するこ
   とからなる放射線量測定方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の放射線量測定方法に用
   いられる放射線量測定具。
3. 【請求項３】 部分組成式（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
   群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
   り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
   選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
   およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
   ０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
   素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
   リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む放射線画像形成パ
   ネルに、被写体を透過した、もしくは被検体から発せら
   れた放射線を照射し、その放射線量に応じて該蛍光体か
   ら発せられる緑色発光の単位時間当たりの強度変化を画
   素毎に検出して、二次元の画像データを得、その画像デ
   ータに基づいて放射線画像を再生することからなる放射
   線画像形成方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の放射線画像形成方法に
   用いられる放射線画像形成パネル。
5. 【請求項５】 部分組成式（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
   群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
   り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
   選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
   およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
   ０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
   素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
   リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む紫外線光量測定具
   に、測定対象の紫外線を照射して、該蛍光体から発せら
   れる緑色発光の単位時間当たりの強度変化を測定するこ
   とからなる紫外線光量測定方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の紫外線光量測定方法に
   用いられる紫外線光量測定具。
7. 【請求項７】 部分組成式（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
   群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
   り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
   選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
   およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
   ０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
   素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
   リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む放射線量測定具を
   用いて放射線量を測定する方法であって、 （１）該放射線量測定具を紫外線で励起して、該蛍光体
   の発光中心であるテルビウムおよびサマリウムそれぞれ
   による緑色発光と赤色発光の強度を測定する； （２）該放射線量測定具に測定対象の放射線を照射し
   て、その放射線量に応じて蛍光体の各発光中心の原子価
   数を変化させる； （３）蛍光体の発光中心の原子価数が変化した放射線量
   測定具を紫外線で励起して、蛍光体からの緑色発光と赤
   色発光の強度を測定する；そして （４）（１）で得られた発光強度と（２）で得られた発
   光強度とから、該放射線の線量を決定する；ことからな
   る放射線量測定方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の放射線量測定方法に用
   いられる放射線量測定具。
9. 【請求項９】 部分組成式（Ｉ）： Ｍ^IIＭ^III ₂：ｘＴｂ，ｙＳｍ …（Ｉ） ［ただし、Ｍ^IIはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる
   群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であ
   り、Ｍ^IIIはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より
   選ばれる少なくとも一種の希土類元素であり、そしてｘ
   およびｙはそれぞれ、０＜ｘ≦０．１および０＜ｙ≦
   ０．１の範囲にある数値である。］で表される成分と酸
   素原子とからなるテルビウム、サマリウム共付活アルカ
   リ土類金属希土類酸化物蛍光体を含む放射線画像形成パ
   ネルを用いて、放射線画像を形成する方法であって、 （１）該放射線画像形成パネルを紫外線で励起して、該
   蛍光体の発光中心であるテルビウムおよびサマリウムそ
   れぞれによる緑色発光と赤色発光の強度を画素毎に検出
   し、二次元の発光強度データを得る； （２）該放射線画像形成パネルに被写体を透過した、も
   しくは被検体から発せられた放射線を照射して、その放
   射線量に応じて蛍光体の各発光中心の原子価数を変化さ
   せる； （３）蛍光体の発光中心の原子価数が変化した放射線画
   像形成パネルを紫外線で励起して、蛍光体からの緑色発
   光と赤色発光の強度を画素毎に検出し、二次元の発光強
   度データを得る；そして （４）（１）で得られた発光強度データと（２）で得ら
   れた発光強度データを演算処理して二次元の画像データ
   を得、その画像データに基づいて放射線画像を再生す
   る；ことからなる放射線画像形成方法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の放射線画像形成方法
    に用いられる放射線画像形成パネル。