JP2001516888A - Scintillation detector, refractive coating for scintillator, and process for producing the coating - Google Patents

Scintillation detector, refractive coating for scintillator, and process for producing the coating

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JP2001516888A
JP2001516888A JP2000512099A JP2000512099A JP2001516888A JP 2001516888 A JP2001516888 A JP 2001516888A JP 2000512099 A JP2000512099 A JP 2000512099A JP 2000512099 A JP2000512099 A JP 2000512099A JP 2001516888 A JP2001516888 A JP 2001516888A
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scintillator
light
refractive
scintillation detector
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Application number
JP2000512099A
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Japanese (ja)
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レミ シポー,
マリ ジェロック,
フィリップ ベルヴィル,
ベノイト ランベール,
Original Assignee
コミツサリア タ レネルジー アトミーク
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    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2002Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers

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Abstract

(57)【要約】 この発明は、− シンチレータ材料からなるブロック(110)と、− 該シンチレータ材料ブロック上に形成された低屈折率を有する固体材料からなる屈折コーティング(150)とを具備し、必要により、− 前記屈折コーティング(150)上に形成された光散乱または反射材料からなるカバーコーティング(152)とを具備するシンチレーション検出器である。この発明は、セグメントからなる検出器を構成するのに有用である。 (57) The present invention comprises:-a block (110) made of a scintillator material; and-a refractive coating (150) made of a solid material having a low refractive index formed on the scintillator material block; Optionally,-a scintillation detector comprising a cover coating (152) of light scattering or reflective material formed on said refractive coating (150). INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for configuring a detector composed of segments.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (発明の分野) この発明は、光を材料内に捕獲するために使用することができる、少なくとも
1つの光屈折コーティングを含む光コーティングに関するものである。 この発明は、さらに詳細には、シンチレータクリスタル内にシンチレーション
を捕獲するために用いることができる。
FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to optical coatings that include at least one photorefractive coating that can be used to trap light in a material. The invention can be used, more particularly, to capture scintillation in a scintillator crystal.

【0002】 一般に、シンチレータは、シンチレータ材料と呼ばれる結晶性の無機材料から
なるブロックである。この材料は、そこを通過する電離放射線のエネルギの全部
または一部をシンチレーションに変換することができる。シンチレータは、シン
チレーションを関知する光検出器に接続された電離放射線検出装置の製造に使用
される。
Generally, a scintillator is a block made of a crystalline inorganic material called a scintillator material. This material can convert all or part of the energy of the ionizing radiation passing therethrough into scintillation. A scintillator is used to manufacture an ionizing radiation detection device connected to a photodetector that is aware of scintillation.

【0003】 一般に、シンチレーション検出装置では、光検出器は、シンチレータ材料から
なるブロックの一部の壁のみを覆っている。したがって、放出されたシンチレー
ションの一部は、検出されることなく、シンチレータの外部に放出され、または
、光検出器に到達する前にシンチレータ材料内で吸収される。シンチレーション
検出装置の性能は、光検出器により受光される光の量、したがって、放出された
光に対する検出された光の比として定義される光の収集効率に依存する。
In general, in a scintillation detection device, a photodetector covers only a part of a wall of a block made of a scintillator material. Thus, a portion of the released scintillation is released without detection, outside the scintillator, or absorbed in the scintillator material before reaching the photodetector. The performance of a scintillation detector depends on the amount of light received by the photodetector, and thus on the light collection efficiency, defined as the ratio of detected light to emitted light.

【0004】 収集効率は、本質的に、シンチレータの大きさ、および、シンチレーションに
対するシンチレータ材料の透過性に依存している。収集効率は、シンチレータ内
にシンチレーションを捕獲することによってのみ改善することができる。捕獲は
、上述したように、この発明において言及されるコーティングの主な用途の1つ
である。
[0004] Collection efficiency depends essentially on the size of the scintillator and the permeability of the scintillator material to scintillation. Collection efficiency can only be improved by capturing the scintillation in the scintillator. Capture is one of the main uses of the coatings referred to in the present invention, as described above.

【0005】 (従来技術) 以下に説明される図1〜図3は、シンチレーション検出器の収集効率を改善す
るために考案された、種々の公知の方法を示している。これらの図において、同
一の符号は、同一または同様の部材を、それぞれ示している。図1において、符
号10は、シンチレータを構成するシンチレータ材料のブロックを示している。
クリスタル10の一面12上には、例えば、シンチレーションを検出して電気検
出信号を供給する光電子増倍管のような光検出器13が貼り付けられている。
Prior Art FIGS. 1-3, described below, show various known methods devised to improve the collection efficiency of a scintillation detector. In these drawings, the same reference numerals indicate the same or similar members. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a scintillator material block constituting the scintillator.
On one surface 12 of the crystal 10, for example, a photodetector 13 such as a photomultiplier tube for detecting scintillation and supplying an electric detection signal is attached.

【0006】 図1に示す例では、シンチレータの壁14は、該壁において全反射された光を
シンチレータ内に閉じこめるように研磨されている。 矢印18は、シンチレータ材料の内部に貫通する、γ線のような電離放射線を
示している。符号20の地点において、相互作用が、シンチレーションの放出に
伴って生じている。符号21,22,23は、それぞれ、地点20における相互
作用において生じた光線がとり得る経路の3つのタイプに対応している。
In the example shown in FIG. 1, the wall 14 of the scintillator is polished to confine the light totally reflected at the wall into the scintillator. Arrow 18 indicates ionizing radiation, such as gamma radiation, penetrating into the scintillator material. At point 20, an interaction has occurred with the release of scintillation. Numerals 21, 22, and 23 respectively correspond to the three types of paths that light rays produced in the interaction at point 20 can take.

【0007】 第1の場合において、光線21は、光検出器の方向に直接向かう経路を通過す
る。このような光線は、シンチレータ材料を通る経路にわたって、短い距離を移
動する。したがって、このような光線は吸収されることなく、光検出器13によ
って検出される。
[0007] In the first case, the light ray 21 passes along a path directly towards the photodetector. Such a ray travels a short distance over a path through the scintillator material. Therefore, such a light beam is detected by the photodetector 13 without being absorbed.

【0008】 第2の場合において、光線22は、壁14に垂直な方向に対して、θ≧θ
θ=sin−1(1/n)となるような、一定の角度θでシンチレータの壁1
4に到達する。ここで、nはシンチレータ材料の屈折率である。 この場合に、光線22は全反射によって反射され、シンチレータから外部に出
ることはない。このようにして、光線22は光検出器に到達することができる。
In the second case, the ray 22 is directed to a direction perpendicular to the wall 14 by θ ≧ θ C ,
Scintillator wall 1 at a constant angle θ such that θ C = sin −1 (1 / n)
Reach 4 Here, n is the refractive index of the scintillator material. In this case, the light ray 22 is reflected by total reflection and does not go out of the scintillator. In this way, the light beam 22 can reach the light detector.

【0009】 第3の場合には、光線23は壁14の表面に直交する方向に対して、上記にお
いて定義した角度θより小さい角度θで壁14に入射する。光線23は、屈折
してシンチレータ外部に出ることになり、もはや検出することはできない。
In the third case, the light ray 23 enters the wall 14 at an angle θ smaller than the angle θ C defined above with respect to a direction orthogonal to the surface of the wall 14. The light ray 23 is refracted and exits the scintillator and can no longer be detected.

【0010】 収集効率を改善するために考案された1つの例が、図2に示されている。それ
は、不透明なディフューザを構成する材料からなるシート30によってシンチレ
ータ10を覆うものである。例えば、シート30は、白い紙から構成することが
できる。
One example devised to improve collection efficiency is shown in FIG. That is, the scintillator 10 is covered with a sheet 30 made of a material constituting an opaque diffuser. For example, the sheet 30 can be composed of white paper.

【0011】 外被を構成する不透明シート30は、空気の薄い層32によってシンチレータ
10から分離されている。この層32の厚さは、約10〜100μmであり、図
2では、明確化のために、誇張して示されている。シート30の厚さも誇張され
ている。
The opaque sheet 30 that constitutes the envelope is separated from the scintillator 10 by a thin layer 32 of air. The thickness of this layer 32 is about 10-100 μm and is exaggerated in FIG. 2 for clarity. The thickness of the sheet 30 is also exaggerated.

【0012】 図2において、符号21,22は、光検出器を直接打撃するシンチレーション
光線、または、シンチレータの壁14上で全て反射されたシンチレーション光線
をそれぞれ示している。 符号23は、屈折してシンチレータの外部に出るような角度(θ<θ)で壁
14に入射する光線を示している。しかしながら、光線23は、不透明なディフ
ューザ薄膜30によって散乱されてシンチレータ内に戻り、光検出器13に到達
することが可能である。 このように、外被30によって、シンチレーションは、シンチレータ内部に閉
じ込められた経路内に配され、収集効率が改善される。
In FIG. 2, reference numerals 21 and 22 denote scintillation light rays that directly hit the photodetector or scintillation light rays totally reflected on the scintillator wall 14, respectively. Reference numeral 23 denotes a light beam incident on the wall 14 at an angle (θ <θ C ) at which the light refracts and exits the scintillator. However, the light rays 23 can be scattered by the opaque diffuser film 30 back into the scintillator and reach the photodetector 13. In this way, the jacket 30 places the scintillation in a path confined inside the scintillator, improving collection efficiency.

【0013】 しかしながら、図2の装置は、不透明シート30の厚さが数十分の1mmであ
ることに関連して、大きな欠点を有している。すなわち、電離放射線検出器の多
くは、相互に隣接する多数のシンチレータを有するセグメントに分かれた検出器
であり、各セグメントが基本検出器を構成している。しかしながら、セグメント
検出器では、隣接する基本検出器が、可能な限り、相互に近接していることが好
ましい。さらに、基本検出器は光学的に独立し、高い収集効率を与えるものでな
ければならない。
However, the apparatus of FIG. 2 has a major drawback associated with the thickness of the opaque sheet 30 being a few tens of millimeters. That is, most of the ionizing radiation detectors are detectors divided into segments having a large number of scintillators adjacent to each other, and each segment constitutes a basic detector. However, in a segment detector, it is preferred that adjacent elementary detectors be as close as possible to each other. In addition, the elementary detector must be optically independent and provide high collection efficiency.

【0014】 したがって、不透明シート30は収集効率を向上することを可能にするもので
あるけれども、その厚さのために、特にコンパクトなセグメント検出器を製造す
ることが困難である。
Thus, although the opaque sheet 30 allows for improved collection efficiency, it is difficult to manufacture a particularly compact segment detector due to its thickness.

【0015】 検出器のコンパクトさを減殺しないための他の可能性として、各検出器のシン
チレータを、シンチレータ材料のブロックの壁面に直接堆積した薄い不透明薄膜
によって覆うことが考えられる。 この方法は、図3に示されている。この図では、光散乱または屈折材料、例え
ば、金属コーティングまたは白い酸化チタン塗料のコーティングからなる薄いコ
ーティング40が、シンチレータ10の壁14に形成されている。
Another possibility for not compromising the compactness of the detectors is to cover the scintillator of each detector with a thin opaque film deposited directly on the walls of the block of scintillator material. This method is shown in FIG. In this figure, a thin coating 40 of a light-scattering or refracting material, for example, a metal coating or a coating of white titanium oxide paint, is formed on the wall 14 of the scintillator 10.

【0016】 このようなコーティング、特に、薄いコーティングは、前記基本検出器を相互
に近接状態に隣接配置することを可能としている。 図3において、符号21は、常に反射することなく光検出器に直接到達する光
線を示している。符号22,23を付した光線は、シンチレータの壁面14を打
撃する光線である。これらの光線は、それらの入射角度に関わらず、壁面14に
おいて金属反射され、または、散乱されることが認められる。
Such a coating, in particular a thin coating, makes it possible to arrange the elementary detectors in close proximity to one another. In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a light beam that directly reaches the photodetector without being constantly reflected. Light rays denoted by reference numerals 22 and 23 are light rays that strike the wall surface 14 of the scintillator. It will be appreciated that these rays will be metallicly reflected or scattered on the wall 14 regardless of their angle of incidence.

【0017】 したがって、この図3の装置によれば、シンチレーションの閉じ込めが可能で
ある。しかしながら、薄いコーティング40が金属コーティングである場合には
、薄いコーティング上における金属反射率Rが1より小さくなり、壁面における
連続した反射回数の増加により、光が損失することになる。
Therefore, according to the apparatus shown in FIG. 3, it is possible to confine the scintillation. However, if the thin coating 40 is a metal coating, the metal reflectivity R on the thin coating will be less than 1 and light will be lost due to the increased number of consecutive reflections on the wall.

【0018】 さらに、コーティング40が光散乱材料からなる場合には、シンチレータの壁
面上における光の散乱が、シンチレータを通る光線の光路長を増加させ、したが
って、シンチレータ材料による光の吸収が促進される。 金属反射による光損失または吸収は、収集効率に悪影響を及ぼすものである。
Furthermore, if the coating 40 is made of a light scattering material, the scattering of light on the walls of the scintillator increases the optical path length of the light rays passing through the scintillator, thus promoting light absorption by the scintillator material. . Light loss or absorption due to metal reflections has a negative effect on collection efficiency.

【0019】 この明細書の末尾に示されている文献(1)〜(3)は、シンチレータ装置を
記述しており、シンチレータに接続された、低い反射率を有する間隔コーティン
グまたは被覆を示唆している。しかしながら、これらの文献において提案されて
いる誘電材料は、それらの反射率が十分い低くないために、あまり高い収集効率
を得ることができない。
Documents (1) to (3) at the end of this specification describe scintillator devices, suggesting a spacing coating or coating with low reflectivity connected to the scintillator. I have. However, the dielectric materials proposed in these documents cannot achieve very high collection efficiencies because their reflectivity is not sufficiently low.

【0020】 (発明の概要) この発明の1つの目的は、例えば、閃光をシンチレータ内に光学的な閉じ込め
のために使用することができ、かつ、上述した欠点を有しない光コーティングを
提案することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to propose an optical coating which can be used, for example, for optical confinement of a flash in a scintillator and which does not have the disadvantages mentioned above. It is.

【0021】 さらに詳細には、この発明の目的は、光を効率的に絶縁し、隣接する基本検出
器を含むセグメントに分かれた電離放射線検出器における使用を可能とするよう
に小さい厚さを有する、この種のコーティングを提案することである。 他の目的は、工業的に使用され、かつ、コーティングの厚さの精確な検査を可
能にするこの種のコーティングの製造プロセスを提案することである。
More particularly, an object of the present invention is to have a small thickness to efficiently insulate light and allow use in segmented ionizing radiation detectors including adjacent elementary detectors. Is to propose a coating of this kind. Another object is to propose a process for the production of such coatings which is used industrially and which allows an accurate inspection of the thickness of the coating.

【0022】 さらに、他の目的は、上述した光コーティングを有する電離放射線検出器内に
おいて使用可能なシンチレータを提案することである。 さらに、他の目的は、良好な機械的耐性と取り扱いの容易性を提供するコーテ
ィングを提案することである。 最後に、この発明の1つの目的は、光収集に関して、良好な効率を提供するシ
ンチレーション検出器を提案することである。
Yet another object is to propose a scintillator that can be used in an ionizing radiation detector having the above-mentioned optical coating. Yet another object is to propose a coating that provides good mechanical resistance and ease of handling. Finally, one object of the present invention is to propose a scintillation detector that offers good efficiency with respect to light collection.

【0023】 上述した目的を達成するために、この発明は、さらに詳細には、 − シンチレータ材料からなるブロックと、 − 該シンチレータ材料ブロックの表面に形成された、1.3より小さい屈折率
を提供する固体材料からなる屈折コーティングと を有するシンチレーション検出器を得ることを目指している。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention more particularly provides: a block of scintillator material; and a refractive index of less than 1.3 formed on the surface of the scintillator material block. And a refraction coating made of a solid material.

【0024】 この発明によるシンチレータは、屈折コーティングの低い屈折率により、良好
な光収集効率を得ることができる。このことは、CsIのようなシンチレータ材
料自体が比較的低い屈折率を有する場合に、特に重要である。この屈折率は、1
.26以下に選択することが好ましい。
The scintillator according to the present invention can obtain good light collection efficiency due to the low refractive index of the refractive coating. This is particularly important where the scintillator material itself, such as CsI, has a relatively low refractive index. This refractive index is 1
. It is preferable to select 26 or less.

【0025】 さらに、検出器は、屈折コーティング上に形成される、散乱または光反射材料
からなるカバーコーティングを含んでいてもよい。 シンチレータ材料とは、例えば、γ線のような電離放射線を、一般に可視光ま
たは紫外光スペクトルの光線に変換することができる材料をいう。シンチレータ
材料の例として、タンクステン酸鉛PbWO、または、ゲルマニウム酸ビスマ
スBGOに言及することができる。
Further, the detector may include a cover coating made of a scattering or light reflecting material formed on the refractive coating. A scintillator material refers to, for example, a material that can convert ionizing radiation, such as gamma rays, into light in the visible or ultraviolet spectrum. As examples of the scintillator material, mention may be made of lead tin stearate PbWO 4 or bismuth germanate BGO.

【0026】 さらに、散乱、反射または屈折の語句は、シンチレーションの波長に適用され
るものと理解される。 固体材料(すなわち、非ガス)の屈折層を、光を反射または散乱することがで
きるカバーコーティングと組み合わせることにより、非常に薄い厚さの優れた光
閉じ込めコーティングを得ることができる。
Furthermore, the terms scattering, reflection or refraction are understood to apply to the wavelength of the scintillation. By combining a refractive layer of a solid material (ie, a non-gas) with a cover coating that can reflect or scatter light, an excellent light confinement coating of very thin thickness can be obtained.

【0027】 屈折コーティングの厚さは、光の効果的な屈折を許容するのに十分となるよう
に選択される。この厚さは、0.8〜2μmの間に選択されることが好ましい。
すなわち、厚さが不十分な場合には、屈折コーティングは、使用される材料に依
存して、非反射コーティングのように機能する。
The thickness of the refractive coating is selected to be sufficient to allow for effective refraction of light. This thickness is preferably chosen between 0.8 and 2 μm.
That is, if the thickness is insufficient, the refractive coating behaves like a non-reflective coating, depending on the material used.

【0028】 コーティングの一実施形態では、屈折コーティングは、結合材で被覆されたコ
ロイドシリカを含んでいてもよい。このような材料は、低屈折率を達成するのに
、特に適している。この種のコーティングは、グラウンド−ゲルプロセスによっ
て容易に構成することができる。この種のプロセスは、特に、工業設備に適合さ
れる。
In one embodiment of the coating, the refractive coating may include colloidal silica coated with a binder. Such materials are particularly suitable for achieving a low refractive index. This type of coating can be easily constructed by a ground-gel process. Processes of this kind are particularly adapted to industrial equipment.

【0029】 グラウンド−ゲルプロセスによるコーティングの製造の一例として、この明細
書の末尾に示されている文献(4),(5)を参照することができる。カバーコ
ーティングは金属層、例えば、銀のコーティングでよい。この種のコーティング
は、従来の公知の技術の1つである真空蒸着によって構成することができる。最
後に、ポリマーコーティングのような保護コーティングが、金属コーティングを
酸化から保護するために設けられる。
As an example of the production of a coating by the ground-gel process, reference can be made to the documents (4) and (5) given at the end of this specification. The cover coating may be a metal layer, for example a silver coating. This type of coating can be formed by vacuum deposition, one of the known techniques of the prior art. Finally, a protective coating, such as a polymer coating, is provided to protect the metal coating from oxidation.

【0030】 これに代えて、カバーコーティングは、金属酸化物のコーティング、例えば、
酸化チタンのコーティングでもよい。この種のコーティングも、グラウンド−ゲ
ルプロセスによって形成することができる。
Alternatively, the cover coating may be a metal oxide coating, for example,
A coating of titanium oxide may be used. This type of coating can also be formed by a ground-gel process.

【0031】 この場合に、シンチレーション波長の散乱を保証するのに十分な大きさの粒子
を有するコロイド状の高屈折率を有する金属酸化物を使用することが好ましい。 電離放射線検出器への一適用例において、屈折コーティングおよびカバーコー
ティングは、光検出器を取り付ける表面部分を除き、シンチレータ表面の全体ま
たは一部に形成してもよいことを特筆しておく。
In this case, it is preferable to use a colloidal metal oxide having a high refractive index having particles large enough to guarantee scattering of the scintillation wavelength. It is noted that in one application to an ionizing radiation detector, the refractive coating and the cover coating may be formed on all or part of the scintillator surface, except for the surface portion on which the photodetector is mounted.

【0032】 さらに詳細には、シンチレータが、複数の面を有する結晶質のブロックである
場合には、これらの面の1つまたは複数が上述したコーティングで覆われてもよ
い。
More particularly, if the scintillator is a crystalline block having a plurality of faces, one or more of these faces may be covered with a coating as described above.

【0033】 この発明は、基材上に、光を捕獲するためのコーティングを形成するプロセス
であって、 a) シロキサン結合材で被覆されたコロイドシリカを含むグラウンド−ゲルコ
ーティングを基材上に形成するステップと、 b) 結合材内にシロキサン結合を構成するために熱処理するステップとを含む
プロセスにも関連している。
The present invention is a process for forming a light-trapping coating on a substrate, comprising: a) forming a ground-gel coating on the substrate comprising colloidal silica coated with a siloxane binder. And b) heat treating to form siloxane bonds in the binder.

【0034】 このプロセスにおいて、処理a),b)は、コーティングが0.8〜2μmの
厚さになるまで繰り返される。 さらに詳細には、基材は、シンチレータ材料からなるブロックでよい。
In this process, steps a) and b) are repeated until the coating is between 0.8 and 2 μm thick. More specifically, the substrate may be a block of scintillator material.

【0035】 このプロセスによれば、ひび割れおよび/または内部割裂面を有しない一定し
たコーティングを得ることができる。さらに、形成されたコーティングは、摩耗
およびγ線、X線および中性子線に対する耐性を有する。
According to this process, a consistent coating without cracks and / or internal split surfaces can be obtained. Furthermore, the formed coating is resistant to abrasion and gamma, x-ray and neutron radiation.

【0036】 ステップa),b)の前に、接着を促進するように設計されたコーティングを
基材に塗布しておくことが好ましい。グラウンド−ゲルコーティングは、その後
、接着促進コーティングに塗布される。 接着促進剤は、例えば、エポキシ−アルコキシランでよい。
Prior to steps a) and b), it is preferred that a coating designed to promote adhesion has been applied to the substrate. The ground-gel coating is then applied to the adhesion promoting coating. The adhesion promoter may be, for example, an epoxy-alkoxy lan.

【0037】 さらに、基材にコーティングを塗布する前に、洗剤の水溶液で基材を洗浄し、
その後、水およびアルコールで濯ぐことからなる洗浄段階を行うことができる。
このようにして、特に撥水表面を有する基材を得ることができる。 この発明の実施形態において、グラウンド−ゲルコーティングは、浸漬によっ
て堆積することが好ましい。
Further, before applying the coating to the substrate, the substrate is washed with an aqueous solution of a detergent,
Thereafter, a washing step consisting of rinsing with water and alcohol can be performed.
In this way, a substrate having a water-repellent surface can be obtained. In embodiments of the present invention, the ground-gel coating is preferably deposited by dipping.

【0038】 この発明の他の側面によれば、このプロセスは、さらに、ステップa),b
)の後に、光散乱または反射材料からなるカバーコーティングの形成ステップを
含んでいてもよい。 カバーコーティングは、光を反射する金属コーティング、または、光を散乱す
る金属酸化物のコーティングでよい。
According to another aspect of the invention, the process further comprises steps a), b
) May be followed by the step of forming a cover coating made of a light-scattering or reflecting material. The cover coating may be a metal coating that reflects light or a metal oxide that scatters light.

【0039】 後者の場合には、金属酸化物のコストも、浸漬およびグラウンド−ゲルのよう
なプロセスによって形成することができる。この発明の他の特徴および利点は、
添付図面を参照した以下の説明から明らかになる。この説明は、純粋に例示目的
のためのものであり、限定を意図するものではない。
In the latter case, the cost of the metal oxide can also be formed by processes such as dipping and ground-gel. Other features and advantages of the invention include:
It will be apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. This description is purely for the purpose of illustration and is not intended to be limiting.

【0040】 (図面の簡単な説明) 既に説明した図1〜図3は、公知の形式のシンチレータ電離放射線検出器の簡
略化した概略断面図である。 図4は、この発明に係るシンチレータを有する電離放射線検出器を示す簡略化
した概略断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 3 already described are simplified schematic cross-sectional views of a known type of scintillator ionizing radiation detector. FIG. 4 is a simplified schematic sectional view showing an ionizing radiation detector having a scintillator according to the present invention.

【0041】 (発明の実施の形態の詳細な説明) 図4において、図1〜3の部位と同一または同様の部位には、同じ符号に10
0を加えた符号を付してある。このようにすることで、これらの部位に関しては
上述した説明を参照することができる。
(Detailed Description of Embodiments of the Invention) In FIG. 4, the same or similar parts as those in FIGS.
The code is added with 0. By doing so, the above description can be referred to for these portions.

【0042】 図4の検出器は、シンチレータを構成するシンチレータ材料のブロック110
を具備している。該シンチレータ材料は、例えば、PbWOの結晶からなって
いる。 結晶の表面112には、きわめて簡略に表された光電子増倍管が貼着されてい
る。
The detector of FIG. 4 is a block 110 of scintillator material constituting the scintillator.
Is provided. The scintillator material is made of, for example, PbWO 4 crystals. A very simple photomultiplier tube is adhered to the surface 112 of the crystal.

【0043】 最後に、シンチレータの外壁114は、2つのコーティング150,152に
よって覆われている。 最初のコーティング150は、屈折コーティングと呼ばれ、シンチレータ材料
上に直接、または破線で示したエポキシ−アルコキシランからなる接着層151
上のいずれかに形成されている。0.8〜2μmの厚さを有する屈折コーティン
グは、1.3より小さく、かつ、シンチレータ材料の屈折率より小さい屈折率を
有している。
Finally, the outer wall 114 of the scintillator is covered by two coatings 150, 152. The first coating 150 is called a refractive coating and is an adhesive layer 151 made of epoxy-alkoxylan, either directly on the scintillator material or shown in broken lines.
It is formed on any of the above. A refractive coating having a thickness of 0.8-2 μm has a refractive index less than 1.3 and less than the refractive index of the scintillator material.

【0044】 この例において、屈折コーティングは、コロイド状コーティングである。シロ
キサン結合材内に囲われたコロイドシリカを含んでいる。 グラウンド−ゲル製造プロセスにより、このコーティングが摩擦に対する良好
な耐性を提供することが保証される。
In this example, the refractive coating is a colloidal coating. It includes colloidal silica enclosed within a siloxane binder. The ground-gel manufacturing process ensures that this coating provides good resistance to friction.

【0045】 第2のカバーコーティング152は、屈折コーティング150上に形成されて
いる。 該コーティング152は、真空蒸着によって堆積された銀コーティングである
。このコーティングは、約0.1μmの厚さを有し、シンチレーションを反射す
るコーティングを形成している。該コーティングは、図4において破線により示
された、ポリマーからなる外側コーティング153によって防護されていてもよ
い。
The second cover coating 152 is formed on the refractive coating 150. The coating 152 is a silver coating deposited by vacuum evaporation. This coating has a thickness of about 0.1 μm and forms a scintillation reflecting coating. The coating may be protected by an outer coating 153 of a polymer, indicated by dashed lines in FIG.

【0046】 上述した図面と同様に、符号118,120は、それぞれ、シンチレータを貫
通し、シンチレータ材料との相互作用点を通る電離放射線を示している。 符号122は、シンチレーションにより放射され、シンチレータの壁面114
において反射された光線を示している。符号123は、シンチレータの外部に配
されている屈折コーティング150内に屈折する光線を示している。この光線が
、カバーコーティング152に到達すると、屈折させられて、シンチレータ材料
内に戻される。 したがって、シンチレーションは、シンチレータ材料内に閉じ込められ、収集
効率が改善される。
Similar to the figures described above, reference numerals 118 and 120 indicate ionizing radiation, respectively, that penetrates the scintillator and passes through the point of interaction with the scintillator material. The symbol 122 is radiated by scintillation and the wall 114 of the scintillator
Shows the rays reflected at. Reference numeral 123 indicates a light beam that refracts into the refractive coating 150 disposed outside the scintillator. When the light beam reaches the cover coating 152, it is refracted and returned into the scintillator material. Thus, the scintillation is confined within the scintillator material, improving collection efficiency.

【0047】 これに代えて、カバーコーティング152を形成する銀のコーティングは、チ
タン酸化物のコーティングのような金属酸化物のコーティングによって置き換え
てもよい。その場合には、カバーコーティングは、光散乱コーティングである。
Alternatively, the silver coating forming cover coating 152 may be replaced by a metal oxide coating, such as a titanium oxide coating. In that case, the cover coating is a light scattering coating.

【0048】 この目的のために、カバーコーティングは1.8を超える高い屈折率を有する
ことが好ましい。 このカバーコーティングは、例えば、シンチレーションの波長を確実に散乱す
るのに十分な平均粒径を有する金属酸化物コロイドを含んでいる。
For this purpose, the cover coating preferably has a high refractive index of more than 1.8. The cover coating includes, for example, a metal oxide colloid having an average particle size sufficient to reliably scatter the scintillation wavelength.

【0049】 (参考文献) (1) EP−A−0250983 (2) EP−A−0534683 (3) DE−A−4223861 (4) EP−A−0600022 (5) US−A−4397666(References) (1) EP-A-0250983 (2) EP-A-0534683 (3) DE-A-4223861 (4) EP-A-0600022 (5) US-A-4399666

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 公知の形式のシンチレータ電離放射線検出器の簡略化した概略断
面図である。
FIG. 1 is a simplified schematic cross-sectional view of a known type of scintillator ionizing radiation detector.

【図2】 シンチレータ電離放射線検出器の他の公知例を示す概略断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another known example of a scintillator ionizing radiation detector.

【図3】 シンチレータ電離放射線検出器の他の公知例を示す概略断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another known example of a scintillator ionizing radiation detector.

【図4】 この発明に係るシンチレータを有する電離放射線検出器を示す簡
略化した概略断面図である。
FIG. 4 is a simplified schematic sectional view showing an ionizing radiation detector having a scintillator according to the present invention.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年3月21日(2000.3.21)[Submission date] March 21, 2000 (2000.3.21)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルヴィル, フィリップ フランス国 エフ−92400 クールブヴォ ワ, リュ デュ シャトー デュ ルワ ール 6 (72)発明者 ランベール, ベノイト フランス国 エフ−92300 ルヴァイヨワ ペレ, リュ アナトール フランス 96 Fターム(参考) 2G088 GG18 2H047 KA13 MA07 QA01 QA07 RA01──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Belleville, Philippe F-92400 Courbevoie, Rue du Chateau du Loire 6 (72) Inventor Lambert, Benoit France 96 F term (reference) 2G088 GG18 2H047 KA13 MA07 QA01 QA07 RA01

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 − シンチレータ材料からなるブロック(110)と、 − 該シンチレータ材料からなるブロックの表面に形成された1.3より小さい
屈折率を有する固体材料からなる屈折コーティング(150)とを具備すること
を特徴とするシンチレーション検出器。
1. A block (110) made of a scintillator material and a refractive coating (150) made of a solid material having a refractive index less than 1.3 formed on the surface of the block made of the scintillator material. A scintillation detector.
【請求項2】 前記屈折コーティング(150)が、0.8〜2μmの厚さ
を有することを特徴とする請求項1記載のシンチレーション検出器。
2. A scintillation detector according to claim 1, wherein said refractive coating has a thickness of between 0.8 and 2 μm.
【請求項3】 前記屈折コーティングが、結合材で被覆されたコロイドシリ
カを含むことを特徴とする請求項1記載のシンチレーション検出器。
3. The scintillation detector according to claim 1, wherein said refractive coating comprises colloidal silica coated with a binder.
【請求項4】 前記屈折コーティング(150)の上に光散乱または反射材
料からなるカバーコーティング(152)をさらに具備することを特徴とする請
求項1記載のシンチレーション検出器。
4. The scintillation detector according to claim 1, further comprising a cover coating made of a light scattering or reflecting material on the refractive coating.
【請求項5】 前記カバーコーティング(152)が、光を反射する金属か
らなるコーティングであることを特徴とする請求項4記載のシンチレーション検
出器。
5. A scintillation detector according to claim 4, wherein said cover coating is a coating made of a metal that reflects light.
【請求項6】 前記カバーコーティング(152)が、光を散乱する金属酸
化物からなるコーティングであることを特徴とする請求項4記載のシンチレーシ
ョン検出器。
6. The scintillation detector according to claim 4, wherein said cover coating is a coating of a light-scattering metal oxide.
【請求項7】 請求項1に記載のシンチレーション検出器と、該シンチレー
ション検出器に接続された少なくとも1つの光検出器とを具備することを特徴と
する電離放射線検出装置。
7. An ionizing radiation detection apparatus comprising: the scintillation detector according to claim 1; and at least one photodetector connected to the scintillation detector.
【請求項8】 コロイドシリカを含み、かつ、1.3より小さい屈折率を有
する光屈折コーティング(150)を具備することを特徴とする、基材のために
光を捕獲するコーティング。
8. A light-trapping coating for a substrate, comprising a photorefractive coating (150) comprising colloidal silica and having a refractive index less than 1.3.
【請求項9】 前記屈折コーティングが、0.8〜2μmの厚さを有するこ
とを特徴とするコーティング。
9. The coating according to claim 1, wherein said refractive coating has a thickness of 0.8 to 2 μm.
【請求項10】 前記光屈折コーティングの上に形成された光散乱または反
射材料からなるコーティング(152)をさらに具備することを特徴とするコー
ティング。
10. The coating according to claim 1, further comprising a coating made of a light scattering or reflecting material formed on the light refraction coating.
【請求項11】 基材(11)の上に光を捕獲するコーティングを形成する
コーティングの製造方法であって、 a) シロキサン結合材内で被覆されたコロイドシリカを含むグラウンドゲルコ
ーティング(150)を基材上に形成するステップと、 b) 結合材の内部でシロキサン結合を形成するために熱処理するステップとを
具備し、 これらステップa),b)を、0.8〜2μmの厚さのコーティングが得られ
るまで繰り返すことを特徴とするプロセス。
11. A method of making a coating that forms a light-trapping coating on a substrate (11), comprising: a) a ground gel coating (150) comprising colloidal silica coated within a siloxane binder. Forming on a substrate; and b) heat treating to form siloxane bonds within the binder, wherein steps a) and b) are coated with a 0.8 to 2 μm thick coating. A process characterized by repeating until a is obtained.
【請求項12】 前記ステップa)に先行して、接着促進コーティング(1
51)を基材に塗布し、前記グラウンドゲルコーティング(150)を前記接着
促進コーティング(151)に塗布することを特徴とする請求項11記載のプロ
セス。
12. An adhesion-promoting coating (1) prior to step a)
The process of claim 11, wherein 51) is applied to a substrate and the ground gel coating (150) is applied to the adhesion promoting coating (151).
【請求項13】 前記接着促進コーティング(151)が、エポキシ−アル
コキシランからなることを特徴とする請求項12記載のプロセス。
13. The process of claim 12, wherein said adhesion promoting coating (151) comprises an epoxy-alkoxy lan.
【請求項14】 前記グラウンドゲルコーティング(150)が浸漬により
堆積されることを特徴とする請求項11記載のプロセス。
14. The process according to claim 11, wherein the ground gel coating is deposited by dipping.
【請求項15】 前記ステップa),b)の後に、光散乱または反射材料か
らなるカバーコーティング(152)を形成するステップをさらに具備すること
を特徴とする請求項11記載のプロセス。
15. The process of claim 11, further comprising, after steps a) and b), forming a cover coating (152) of a light scattering or reflective material.
【請求項16】 前記カバーコーティング(152)が、真空蒸着により形
成された銀のコーティングであることを特徴とする請求項15記載のプロセス。
16. The process of claim 15, wherein said cover coating (152) is a silver coating formed by vacuum evaporation.
【請求項17】 前記カバーコーティング(152)が、少なくとも1つの
金属酸化物を用いたグラウンドゲルコーティングであることを特徴とする請求項
15記載のプロセス。
17. The process according to claim 15, wherein the cover coating is a ground gel coating using at least one metal oxide.
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PCT/FR1998/001995 WO1999014618A1 (en) 1997-09-18 1998-09-17 Scintillation detector, refractor coating for scintillator and method for making such a coating

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