JP2004204053A

JP2004204053A - Ceramic scintillator and radiation detector and radiation tester using the same

Info

Publication number: JP2004204053A
Application number: JP2002374841A
Authority: JP
Inventors: Koyo Fukuda; 幸洋福田; Hiroyasu Ota; 博康大田; Akihisa Saito; 昭久斉藤; Masaaki Tamaya; 正昭玉谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP4886151B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide suppressing artifact occurrence in high reproducibility while maintaining good light output or the like in a ceramic scintillator using a rare earth acid sulfide fluorophor sintered compact. <P>SOLUTION: The ceramic scintillator 1 includes a plurality of scintillator unit elements made of the sintered compact of a rare earth acid sulfide fluorophor such as Gd<SB>2</SB>O<SB>2</SB>S:Pr fluorophor, for example, a plurality of scintillator chips 2. In this ceramic scintillator 1, the plurality of scintillator unit elements are such that among the ray-beam quality response property of each of the scintillator unit elements, when the maximum value is assumed as A and the minimum value B, the ray-beam quality response property distribution index determined from the formula:[ä(A-B)/A}×100(%)] is less than 0.5%. The radiation detector and the radiation tester include the ceramic scintillator 1 as a fluorescence-generating means respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線を可視光線に変換するセラミックシンチレータとそれを用いた放射線検出器および放射線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療診断や工業用非破壊検査などの分野においては、Ｘ線断層写真撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）などの放射線検査装置が用いられている。Ｘ線ＣＴ装置は、扇状のファンビームＸ線を照射するＸ線管（Ｘ線源）と、多数のＸ線検出素子を並列配置したＸ線検出器とを、被検体の断層面が中央にくるように対向配置した構造を有している。Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体に対してＸ線管からファンビームＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線吸収データをＸ線検出器で収集した後、これらＸ線吸収データをコンピュータで解析（断層面の個々の位置におけるＸ線吸収率の算出、およびＸ線吸収率に応じた画像の再構成）することによって、被検体の断層像を再生している。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器には、Ｘ線の刺激により可視光線を放射する固体シンチレータを用いた検出器が多用されるようになってきている。固体シンチレータを用いたＸ線検出器では、Ｘ線検出素子を小型化してチャンネル数を増やすことが容易であることから、Ｘ線ＣＴ装置の解像度をより一層高めることができる。固体シンチレータとしては種々の物質が知られているが、特にＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒのような希土類酸硫化物の焼結体からなるセラミックシンチレータ（特許文献１〜４参照）は、Ｘ線吸収係数が大きく発光効率に優れ、また残光（アフターグロー）が短いことから、Ｘ線検出器用シンチレータとして好適である。
【０００４】
ところで、セラミックシンチレータを構成する希土類酸硫化物蛍光体の焼結体（蛍光体セラミックス）については、光出力の向上、また焼結体の高密度化や機械的強度の向上などに関して種々の提案がなされている。例えば、特許文献１や特許文献４には、ＰＯ₄を100ppm以下の範囲で含有するＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒなどの希土類酸硫化物蛍光体、およびそれを用いたセラミックシンチレータが記載されている。ここでは、セラミックシンチレータの光出力を高める上で、ＰＯ₄の含有量を例えば100ppm以下としている。
【０００５】
また、特許文献２には希土類酸硫化物粉末にＬｉＦ、Ｌｉ₂ＧｅＦ₆、ＮａＢＦ₄のようなフッ化物を焼結助剤として添加することで、蛍光体セラミックスを高密度化させることが記載されている。ここでは、蛍光体セラミックスを高密度化することによって、シンチレータの光出力の向上などを図っている。さらに、特許文献３には光出力（発光強度）を向上させるために、フッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素を2〜1000ppmの範囲で含有させた希土類酸硫化物蛍光体（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ）が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、希土類酸硫化物蛍光体の焼結体（蛍光体セラミックス）を構成する結晶粒構造を制御（不定多角形の粗大結晶粒と細長い微細結晶粒とが混在した焼結組織）することによって、セラミックシンチレータの優れた光出力を維持した上で、検出器の小型化などに対応し得る強度を焼結体（蛍光体セラミックス）に付与している。
【０００７】
上述したように、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒなどの希土類酸硫化物蛍光体を用いたセラミックシンチレータについては従来から種々の提案がなされており、光出力などに関しては改善効果が得られている。しかし、最近のＸ線ＣＴ装置では高解像度化（多チャンネル化）などに伴って、Ｘ線吸収データをコンピュータで解析して断層像を再生する際に現れるアーチファクトが問題となっている。アーチファクトとは被検体の断面、特に身体頭頂部の断面などを画像処理する際に生じるリング状の虚像であり、このようなアーチファクトが出現すると医療診断や非破壊検査の精度を低下させてしまう。
【０００８】
アーチファクトの原因としては、セラミックシンチレータを構成するシンチレータ単位素子（例えばシンチレータチップ）内の特性の不均一化や、複数のシンチレータ単位素子間における特性の不均一化などが考えられている。例えば、特許文献５にはアーチファクトの出現を抑制するために、複数のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ単位素子を、隣接する単位素子間の線質応答特性Ｑの差が3.0以内となるように配列することが記載されている。ここでは、シンチレータ単位素子の線質応答特性Ｑを、Ｑ＝7000×logＩ₁₂₀／Ｉ₁₀₀（Ｉ₁₂₀はＸ線管電圧が120kVのときのシンチレータ素子（厚さは1.14mmに統一）の発光出力、Ｉ₁₀₀はＸ線管電圧が100kVのときの発光出力である）と定義すると共に、このような線質応答特性Ｑのシンチレータ単位素子間の最大差が3.0以上であることを前提としている。
【０００９】
線質応答特性とは、Ｘ線管電圧（線質）が異なる2種類のＸ線（特許文献５では管電圧が120kVのＸ線と管電圧が100kVのＸ線）をシンチレータ単位素子に照射したときに、それぞれのＸ線による発光出力（感度）の比で表されるものである。Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線源から出射されたＸ線が人体などの被検体を通過すると、人体の各組織毎にＸ線の吸収係数が異なるため、各シンチレータ単位素子には線質の異なるＸ線が入射する。よって、セラミックシンチレータを構成するシンチレータ単位素子には線質応答特性の均一性を高めることが求められ、特許文献５ではシンチレータ単位素子の配列を調整することで特性差の低減を図っている。
【００１０】
しかしながら、特許文献５に記載されているセラミックシンチレータ、すなわち隣接するシンチレータ単位素子間の線質応答特性Ｑの差が3.0以内となるように配列したセラミックシンチレータにおいては、シンチレータ全体として見た場合の線質応答特性Ｑに最大で3.0以上の差が存在していることから、チャンネル数の増加などに伴って、アーチファクトの出現を必ずしも良好に抑制することができないことが懸念される。
【００１１】
また、各シンチレータ単位素子の線質応答特性Ｑに応じて、多数のシンチレータ単位素子を配列しなければならないため、セラミックシンチレータの作製に要する製造工数や製造コストの増加が避けられない。特に、最近では1つのシンチレータチップをさらに複数のセグメントにスライスし、これら多数のシンチレータセグメントを集積したシンチレータブロックでＸ線検出器を構成したマルチ断層像タイプのＸ線ＣＴ装置などの実用化も進められている。このようなＸ線ＣＴ装置では、多数のシンチレータセグメントがそれぞれ縦横方向に集積されるため、隣接するシンチレータ単位素子（セグメント）間の線質応答特性Ｑの差が3.0以内となるように配列するには多大な工数を要することになる。
【００１２】
【特許文献１】特開平7-188655号公報
【特許文献２】特公平5-16756号公報
【特許文献３】特許第2989184号公報
【特許文献４】特開2001-89762号公報
【特許文献５】特許第3303994号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の希土類酸硫化物蛍光体を用いたセラミックシンチレータにおいては、アーチファクトの出現を抑制するために、隣接するシンチレータ単位素子間の線質応答特性Ｑの差が3.0以内となるように配列することなどが行われているが、このような構成では必ずしも十分なアーチファクトの抑制効果が得られなかったり、またシンチレータ（シンチレータブロック）の製造工数や製造コストの増加が避けられないというような問題を招いている。また、従来から希土類酸硫化物蛍光体の特性を改善するために種々の提案がなされてきたが、アーチファクトの抑制に対して必ずしも効果的な対策は見出されていない。
【００１４】
また、人体などの生物をＸ線ＣＴ装置などで検査する場合、Ｘ線の照射量が過剰になると人体に悪影響を与えることがある。人体への悪影響を低減するためには、Ｘ線の照射時間を短くするか、あるいはＸ線強度（管電圧）を低くして被爆量を少なくすることが必要である。しかしながら、人体の部位によってはＸ線強度（管電圧）が小さいと良好な画質（診察に必要な画質）が得られない場合もあり、このような場合は人体に悪影響がでない範囲で、ある程度Ｘ線強度を大きくしなければならない。一方、生物以外の検査、例えば空港の荷物検査装置においてもＸ線検査装置が用いられている。近年の社会情勢により各種の検査はより厳しいものになってきており、厳しい検査を行うためにはＸ線強度（管電圧）を大きくすることが必要になる。
【００１５】
このように、各種放射線検査装置においては、使用状況などに応じて管電圧を上下させなければならない。特に、近年は医療技術の進歩や社会情勢の変化などに応じて、管電圧の上下幅がより広くなる傾向にある。このような点に対して、上述した従来のシンチレータでは必ずしも要求を満たすものが得られていないのが現状である。そこで、より広い範囲で管電圧を変化させた場合においても、線質応答特性に優れたシンチレータが求められている。
【００１６】
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、良好な光出力（発光効率）などを維持しつつ、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することを可能にしたセラミックシンチレータ、さらにそのようなセラミックシンチレータを使用することによって、解像度や画像精度を高め、これにより医療診断能や非破壊検査精度の向上を図った放射線検出器および放射線検査装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記した目的を達成するために、複数のシンチレータ単位素子（希土類酸硫化物蛍光体の焼結体）を具備するセラミックシンチレータを用いた際のアーチファクト（リング状の虚像）の発生率とシンチレータ単位素子の線質応答特性との関係について調査した結果、アーチファクトの抑制に対しては複数のシンチレータ単位素子間における線質応答特性のばらつきの低減が有効であること、さらにはアーチファクトの出現を実用的に抑制する上で、線質応答特性のばらつき（線質応答特性分布）の許容し得る範囲を見出した。
【００１８】
本発明はこのような知見に基づいて成されたものである。すなわち、本発明のセラミックシンチレータは、請求項１に記載したように、希土類酸硫化物蛍光体の焼結体からなる複数のシンチレータ単位素子を具備するセラミックシンチレータであって、前記複数のシンチレータ単位素子は、各シンチレータ単位素子の線質応答特性のうち、最大値をＡ、最小値をＢとしたとき、
式：［｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×100（％）］ …(1)
から求められる線質応答特性分布が0.5％以内であることを特徴としている。
【００１９】
本発明におけるシンチレータ単位素子の線質応答特性は、請求項２に記載したように、Ｘ線照射方向に対する厚さが2mmの試料に対して、Ｘ線管電圧が120kVのＸ線を照射したときの発光出力をＩ₁₂₀、Ｘ線管電圧が80kVのＸ線を照射したときの発光出力をＩ₈₀としたとき、これら発光出力の比（Ｉ₁₂₀／Ｉ₈₀）で示される値であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の他のセラミックシンチレータは、請求項４に記載したように、希土類酸硫化物蛍光体の焼結体からなるシンチレータ単位素子を具備するセラミックシンチレータであって、前記希土類酸硫化物蛍光体の焼結体は0.1〜100ppmの範囲のリンを含有し、かつフッ素および塩素の合計含有量が100ppm以下であることを特徴としている。
【００２１】
本発明のセラミックシンチレータにおいては、複数のシンチレータ単位素子の線質応答特性分布、すなわち線質応答特性のばらつき自体を抑制している。具体的には、上記した(1)式で表される線質応答特性分布を0.5％以内としている。このように、複数のシンチレータ単位素子間における線質応答特性の均一性を高めることによって、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することができる。言い換えると、アーチファクトに対する線質応答特性分布の許容範囲は0.5％以内であり、このような条件を満足させることでアーチファクトの出現を再現性よく抑制することが可能となる。
【００２２】
また、複数のシンチレータ単位素子間における線質応答特性のばらつきを低減する上で、希土類酸硫化物蛍光体の焼結体に0.1〜100ppmの範囲のリンを含有させると共に、フッ素および塩素の合計含有量を100ppm以下とすることが有効である。リンは希土類酸硫化物焼結体の高密度化に寄与し、これによって光出力を高めることができると共に、透光性などの向上に伴って線質応答特性のばらつきを低減することができる。また、フッ素や塩素などの不純物としてのハロゲン元素は、直接的に希土類酸硫化物焼結体の発光特性、すなわち線質応答特性の均一性低下要因となるため、これらフッ素と塩素の合計含有量は100ppm以下とすることによって、線質応答特性のばらつきを低減することが可能となる。
【００２３】
本発明の放射線検出器は、請求項８に記載したように、上記した本発明のセラミックシンチレータを具備し、入射した放射線に応じて前記セラミックシンチレータを発光させる蛍光発生手段と、前記蛍光発生手段からの光を受けて、光出力を電気的出力に変換する光電変換手段とを具備することを特徴としている。また、本発明の放射線検査装置は、請求項９に記載したように、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する、上記した本発明の放射線検出器とを具備することを特徴としている。
【００２４】
【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。
図１は本発明の一実施形態によるセラミックシンチレータの概略構成を示す斜視図である。同図に示すセラミックシンチレータ１は、希土類酸硫化物蛍光体の焼結体からなる複数のシンチレータチップ２、２…を集積したシンチレータブロック３を有している。図１に示すセラミックシンチレータ１においては、各シンチレータチップ２、２…がシンチレータ単位素子を構成している。なお、図１において、符号４はシリコンフォトダイオードなどの光電変換素子であり、セラミックシンチレータ１と光電変換素子４とで放射線検出器５が構成されている。放射線検出器５については後に詳述する。
【００２５】
本発明のセラミックシンチレータ１は、図１に示したような複数のシンチレータチップ２、２…を集積したシンチレータブロック３を有するものに限られるものではない。例えば図２に示すように、矩形棒状のシンチレータチップ２、２…を複数のセグメント６、６…にスライスし、これらシンチレータセグメント６、６…を多数縦横方向に集積したシンチレータブロック７でセラミックシンチレータ１を構成することも可能である。この場合には、各シンチレータセグメント６、６…がシンチレータ単位素子となる。なお、本発明のシンチレータ単位素子としては、上記したシンチレータチップ２やシンチレータセグメント６に限られるものではなく、シンチレータチップ２やシンチレータセグメント６として組み込む前の所定形状に切り出した希土類酸硫化物焼結体をも含むものである。
【００２６】
上述したシンチレータチップ２やシンチレータセグメント６などのシンチレータ単位素子は、希土類酸硫化物蛍光体の焼結体からなるものである。このようなシンチレータ単位素子を構成する希土類酸硫化物蛍光体としては、例えば付活剤としてプラセオジム（Ｐｒ）を含有する酸硫化ガドリニウム蛍光体や酸硫化ルテチウム蛍光体などが挙げられる。希土類酸硫化物蛍光体の母体を構成する希土類元素は、ガドリニウム（Ｇｄ）やルテチウム（Ｌｕ）に限られるものではなく、ランタン（Ｌａ）やイットリウム（Ｙ）などを使用してもよく、またこれらＬａやＹなどはＧｄやＬｕの一部を置換する元素として用いてもよい。
【００２７】
上述したように、本発明のセラミックシンチレータにおいては、付活剤としてプラセオジムを含有する希土類酸硫化物蛍光体を使用することが好ましく、このような希土類酸硫化物蛍光体の具体例としては、
一般式：（ＲＥ_1-aＰｒ_a）₂Ｏ₂Ｓ …(1)
（式中、ＲＥはＧｄ、Ｌｕ、ＬａおよびＹから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、ａは5×10^-5≦ａ≦1×10^-2を満足する数である）
で実質的に表される組成を有する蛍光体が挙げられる。
【００２８】
Ｐｒ付活希土類酸硫化物蛍光体は、Ｘ線吸収係数が大きく、優れた光出力が得られることから、放射線検出器の蛍光発生手段として有効である。付活剤としてのＰｒの含有量は0.005〜1モル％の範囲（上記した(1)式のａの値として5×10^-5〜1×10^-2の範囲）とすることが好ましい。Ｐｒ含有量が0.005モル％未満では付活剤としての効果を十分に得ることができず、セラミックシンチレータの発光効率が低下する。一方、Ｐｒ含有量が1モル％を超えても発光効率が低下する。Ｐｒ含有量は0.01〜0.3モル％の範囲とすることがより好ましい。なお、上記した希土類酸硫化物蛍光体には、主付活剤としてのＰｒに加えて、残光の抑制などに効果を示すＣｅを共付活剤として微量含有させてもよい。
【００２９】
上述したような希土類酸硫化物蛍光体の焼結体からなるシンチレータ単位素子は、リン（Ｐ）を0.1〜100ppm（質量比）の範囲で含有することが好ましい。ＰＯ₄のような燐酸根は希土類酸硫化物焼結体の密度向上に寄与することから、シンチレータ単位素子の光出力を高めることができる。さらに、希土類酸硫化物焼結体の高密度化に伴って体色の低下（薄色化など）や透光性の向上などが図れることから、複数のシンチレータ単位素子間における線質応答特性のばらつきを低減することができる。
【００３０】
このようなリン（Ｐ）による効果を得る上で、シンチレータ単位素子を構成する希土類酸硫化物焼結体は0.1ppm以上のＰを含有することが好ましい。希土類酸硫化物焼結体のＰ含有量が0.1ppm未満であると、焼結体密度を十分に高めることができず、光出力の低下や線質応答特性のばらつきの増大などが生じる。また、焼結体の強度も低下して矩形棒状の長尺なシンチレータチップなどを安定して作製することができなくなる。一方、希土類酸硫化物焼結体のＰ含有量が多すぎると、逆に焼結体の体色が黒色化（もしくは灰色化）するなどして、シンチレータ単位素子の光出力が低下してしまう。よって、希土類酸硫化物焼結体のＰ含有量は100ppm以下であることが好ましい。希土類酸硫化物焼結体のＰ含有量は10〜60ppmの範囲であることがより好ましい。
【００３１】
ところで、上述した希土類酸硫化物焼結体中のＰは、例えば希土類酸硫化物蛍光体粉末を合成する際に、希土類元素の混合酸化物粉末に硫黄（Ｓ）粉末などの硫化剤と共に添加するリン酸系フラックス、すなわちＡ₃ＰＯ₄（ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも1種の元素）の残留成分を利用することができる。希土類酸硫化物蛍光体粉末のＰ含有量は、希土類酸硫化物蛍光体の合成処理（焼成処理）を行った後に、塩酸（ＨＣｌ）などの酸液を用いて酸洗浄する際の条件（例えば洗浄回数）を調整することによって、Ｐ含有量を0.1〜100ppmの範囲に制御することができる。このようなＰ含有量が0.1〜100ppmの範囲の希土類酸硫化物蛍光体粉末を使用することによって、希土類酸硫化物焼結体のＰ含有量を0.1〜100ppmの範囲に制御することができる。
【００３２】
希土類酸硫化物焼結体中のＰ含有量を0.1〜100ppmの範囲に制御する上で、合成処理後の希土類酸硫化物蛍光体粉末に対して塩酸（ＨＣｌ）などによる酸洗浄を実施することが有効である。ただし、酸洗浄に用いた塩酸を十分に洗い流さないと、希土類酸硫化物蛍光体粉末中に塩素（Ｃｌ）が残留してしまう。塩素はフッ素（Ｆ）と共に希土類酸硫化物焼結体の発光特性、すなわち線質応答特性の均一性を直接的に低下させる原因となる。このため、希土類酸硫化物蛍光体粉末中に残留する塩素量がフッ素との合計量として100ppm以下となるように、酸洗浄後に十分な水洗を施すことが好ましい。このような希土類酸硫化物蛍光体粉末を用いることによって、希土類酸硫化物焼結体のフッ素と塩素の合計含有量を100ppm以下とすることができる。
【００３３】
上述したように、シンチレータ単位素子を構成する希土類酸硫化物焼結体は、フッ素と塩素の合計含有量が100ppm（質量比）以下であることが好ましい。希土類酸硫化物焼結体のフッ素と塩素の合計含有量が100ppmを超えると、複数のシンチレータ単位素子間における線質応答特性のばらつきが増大し、前述した(1)式で表される線質応答特性分布が0.5％を超えるおそれが大きくなる。このため、本発明のシンチレータを用いて放射線検出器や放射線検査装置を構成した際に、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することができなくなる。希土類酸硫化物焼結体中のフッ素と塩素の合計含有量は50ppm以下とすることがより好ましい。なお、フッ素および塩素の合計含有量は零であってもよいが、零になるまで洗浄を続けることは製造工程を複雑にし、製造コストの増大に繋がることから、希土類酸硫化物焼結体中の合計含有量として0.1ppm以上の範囲で含むことが製造性の観点から好ましい。
【００３４】
フッ素と塩素はそれぞれシンチレータ単位素子間の線質応答特性のばらつきを増大させる要因となるため、希土類酸硫化物焼結体中のフッ素量と塩素量はこれらの元素の合計含有量として100ppm以下とすることが好ましい。ただし、フッ素と塩素は線質応答特性に及ぼす影響力が異なるため、希土類酸硫化物焼結体のフッ素含有量は0.1ppm以上10ppm未満の範囲とすることがより好ましく、また塩素含有量は0.1ppm以上10ppm未満の範囲とすることがより好ましい。なお、フッ素含有量は焼結助剤として添加するフッ素化合物、例えばＬｉＦ、Ｌｉ₂ＧｅＦ₆、ＮａＢＦ₄などの量を調整することによって、希土類酸硫化物焼結体中のフッ素量を塩素の合計含有量として100ppm以下に制御することができる。なお、本発明はフッ素と塩素の合計含有量で規定しているものであり、どちらか一方が零である場合を除外するものではない。
【００３５】
上記したＰ含有量が0.1〜100ppmの範囲であると共に、フッ素と塩素の合計含有量が100ppm以下の希土類酸硫化物焼結体は、同様なＰ含有量およびフッ素と塩素の合計含有量を満足する希土類酸硫化物蛍光体粉末を用い、さらにフッ素化合物からなる焼結助剤量を調整することで得ることができる。なお、希土類酸硫化物焼結体中の他の不純物元素、例えばナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ金属や臭素（Ｂｒ）などの不純物元素は、その合計含有量が1000ppm以下（さらに好ましくは100ppm以下）の範囲であれば含んでいてもよい。また、希土類酸硫化物焼結体の具体的な焼結体密度は、真密度に対する相対密度で99.5％以上であることが好ましい。
【００３６】
上述したようなシンチレータ単位素子を構成する希土類酸硫化物焼結体は、例えば以下のようにして製造される。まず、Ｐｒ付活酸硫化ガドリニウム蛍光体などの希土類酸硫化物蛍光体の原料粉末を作製する。すなわち、ＧｄやＰｒなどの各希土類元素を所定量秤量し、これらを十分に混合する。この際、各出発原料には例えば酸化ガドリニウムや酸化プラセオジムなどの酸化物が用いられる。これら各出発原料の混合物としては、シュウ酸共沈塩などを焼成（例えば900〜1000℃）することで得られる均一な混合酸化物を用いることが好ましい。
【００３７】
次いで、上記したような希土類元素の混合酸化物粉末に、硫黄（Ｓ）粉末などの硫化剤と、Ａ₃ＰＯ₄やＡ₂ＣＯ₃（ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも1種の元素）などのフラックスとを配合して十分に混合する。このような混合粉末を1000〜1300℃の温度で5〜10時間焼成した後、塩酸などの酸液および純水で洗浄することによって、希土類酸硫化物蛍光体粉末を得る。この際、焼成後の酸洗浄および純水洗浄の条件を制御することによって、Ｐ含有量が0.1〜100ppmの範囲であると共に、フッ素と塩素の合計含有量が100ppm以下の希土類酸硫化物蛍光体粉末を作製する。
【００３８】
このようにして得た希土類酸硫化物蛍光体粉末に、必要に応じてＬｉＦ、Ｌｉ₂ＧｅＦ₆、ＮａＢＦ₄などのフッ素化合物を焼結助剤として添加する。フッ素化合物の添加量は希土類酸硫化物焼結体中のフッ素量が塩素との合計含有量として100ppm以下となるように調整する。希土類酸硫化物蛍光体粉末の平均粒子径は特に限定されるものではないが、平均粒子径があまり小さいと大型形状の焼結体の作製が困難となり、一方あまり大きいと焼結時により高温にする必要が生じることから、例えば1〜20μmの範囲の平均粒子径を有する希土類酸硫化物蛍光体粉末を使用することが好ましい。
【００３９】
次に、上記した希土類酸硫化物蛍光体粉末を焼結して、セラミックシンチレータの構成材料となる希土類酸硫化物蛍光体の焼結体（希土類酸硫化物焼結体）を作製する。希土類酸硫化物蛍光体粉末を焼結するにあたっては、ホットプレスやＨＩＰなどの公知の焼結法を適用することができるが、特に高密度の希土類酸硫化物焼結体を容易に得ることが可能であることから、ＨＩＰ法を適用して焼結工程を実施することが好ましい。
【００４０】
ＨＩＰ法を適用した焼結工程は、まず希土類酸硫化物蛍光体粉末をラバープレスで適当な形に成形した後、金属容器などに充填封入してＨＩＰ処理を施すことにより実施する。この際のＨＩＰ条件は、ＨＩＰ温度を1400〜1600℃とし、ＨＩＰ圧力は98MPa以上、ＨＩＰ時間は2〜7時間の範囲とすることが好ましい。このような条件下でＨＩＰ処理を行うことによって、例えば相対密度が99.5％以上の希土類酸硫化物焼結体を再現性よく得ることができる。焼結体の相対密度が99.5％未満であると、セラミックシンチレータに求められる光透過性や光出力などの特性を満足させることができない。また、Ｔａなどの高融点金属製カプセルを用いたＨＩＰ処理は、リン、塩素、フッ素の含有量のより一層の低減に効果を示すものである。
【００４１】
次に、得られた高密度の希土類酸硫化物焼結体をブレードソーやワイヤーソーなどにより所望の形状および寸法に切り出すことによって、シンチレータチップやシンチレータセグメントなどのシンチレータ単位素子を作製する。なお、希土類酸硫化物焼結体から所望形状に切り出した後に、光出力の回復や着色の除去などを目的として熱処理を施してもよい。この熱処理工程は、例えば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中、もしくは酸素や硫黄などの反応性ガスを含む雰囲気中にて900〜1600℃の範囲の温度で実施することが好ましい。このような熱処理工程はリン、塩素、フッ素の低減にも効果を示す。
【００４２】
本発明のセラミックシンチレータは、上述したような希土類酸硫化物蛍光体の焼結体（希土類酸硫化物焼結体）からなるシンチレータ単位素子を複数具備するものである。具体的な形状および構成としては、例えば図１に示したように矩形棒状の複数のシンチレータチップ２、２…を集積したシンチレータブロック３を具備するセラミックシンチレータ１、また図２に示したように多数のシンチレータセグメント６、６…を縦横方向に集積したシンチレータブロック７を有するセラミックシンチレータ１などが挙げられる。
【００４３】
上述したシンチレータチップ２やシンチレータセグメント６などのシンチレータ単位素子を有するセラミックシンチレータ１においては、複数のシンチレータ単位素子間の線質応答特性分布が0.5％以内とされている。線質応答特性分布は、複数のシンチレータ単位素子の線質応答特性を測定した際に、各素子の線質応答特性値のうちの最大値をＡ、最小値をＢとしたとき、
式：［｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×100（％）］ …(1)
により求められる値を示すものである。
【００４４】
このように、複数のシンチレータ単位素子間の線質応答特性の均一性を高める（線質応答特性分布を0.5％以内）とすることによって、セラミックシンチレータ１を用いて放射線検出器や放射線検査装置を構成した際に、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することができる。すなわち、アーチファクトと呼ばれるリング状の虚像の出現を実用的に再現性よく抑制する上で、複数のシンチレータ単位素子間における線質応答特性分布の許容範囲は0.5％以内となる。
【００４５】
言い換えると、複数のシンチレータ単位素子間の線質応答特性分布が0.5％を超えると、アーチファクトの出現率が顕著に増加する。従って、この許容範囲内に線質応答特性のばらつきを抑えることによって、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することが可能となる。複数のシンチレータ単位素子間の線質応答特性分布は0.3％以内とすることがより好ましく、さらに好ましくは0.2％以内である。このような条件を満足するセラミックシンチレータ１は、上述したようにＰ含有量が0.1〜100ppmの範囲であると共に、フッ素と塩素の合計含有量が100ppm以下の希土類酸硫化物焼結体で各シンチレータ単位素子を構成することにより得ることができる。
【００４６】
ここで、本発明で規定するシンチレータ単位素子の線質応答特性は、Ｘ線照射方向に対する厚さが2mmの試料（希土類酸硫化物焼結体）に対して、Ｘ線管電圧が120kVのＸ線を照射したときの発光出力をＩ₁₂₀、Ｘ線管電圧が80kVのＸ線を照射したときの発光出力をＩ₈₀としたとき、これら発光出力の比（Ｉ₁₂₀／Ｉ₈₀）で示される値とする。このような条件下で測定された各シンチレータ単位素子の線質応答特性値（＝Ｉ₁₂₀／Ｉ₈₀）に基づいて線質応答特性分布を求めることが重要である。
【００４７】
すなわち、図３（線質応答特性の測定状態の模式図）に示すように、管電圧が小さいＸ線（Ｘ₈₀）はシンチレータ単位素子（測定試料）８に対する侵入深さが浅いため、Ｘ₈₀線の照射に基づく発光（Ｉ₈₀）は測定試料８内の比較的長い距離を通過して出力される。一方、管電圧が大きいＸ線（Ｘ₁₂₀）はシンチレータ単位素子（測定試料）８に対する侵入深さが深いため、Ｘ₁₂₀線の照射に基づく発光（Ｉ₁₂₀）は測定試料８内の比較的短い距離を通過して出力される。これらのうち、Ｘ₈₀線の照射に基づく発光出力Ｉ₈₀は測定試料８の厚さｔに大きく影響され、厚さｔが厚くなるほど発光出力Ｉ₈₀が小さくなる傾向がある。また当然ながら、Ｘ線（Ｘ₈₀）の管電圧が小さいほど発光出力Ｉ₈₀が小さくなり、Ｘ₁₂₀線による発光出力Ｉ₁₂₀との差が大きくなる傾向がある。
【００４８】
上述したように、線質応答特性分布を測定する際の条件に関しては、測定試料８の厚さｔが厚くなるほど、さらに低電圧Ｘ線の管電圧が小さくなるほど、線質応答特性のばらつきが増大する傾向を示す。一方、測定試料８（シンチレータ）の厚さが小さいと、シンチレータ単位素子間の特性のばらつきは生じにくいが、Ｘ線阻止能が低下してしまう。Ｘ線阻止能が低下するとシンチレータにてＸ線を十分に吸収することができず、一部がそのまま透過（通過）してしまいフォトダイオードに悪影響を与えてしまうことになる。特に、近年のＸ線検査装置はＸ線強度（管電圧）を大きくして高画質化することも検討されていることから、Ｘ線阻止能が高いシンチレータの開発も求められている。Ｘ線阻止能を向上させるためには、シンチレータの厚さを厚くすることが有効である。
【００４９】
本発明は上記のような条件下で測定した線質応答特性分布を0.5％以内としたものであり、実用レベルでのアーチファクトの出現をより再現性よく抑制することを可能にしたものである。言い換えれば、幅広い管電圧を使用するＸ線ＣＴ装置などの放射線検査装置を構成する上で必要とされる比較的厚いシンチレータ、具体的には厚さ1.2mm以上のシンチレータ単位素子を具備するセラミックシンチレータであったとしても、優れた線質応答特性を示すシンチレータを開発したものである。ここで言うシンチレータ単位素子の厚さとは、放射線の照射方向に対して平行な方向の厚さである。シンチレータ単位素子の厚さは、さらに2mm以上であることがより好ましい。なお、本発明のセラミックシンチレータを厚さ1.2mm未満で用いてもよいことは言うまでもない。
【００５０】
本発明のセラミックシンチレータ１は、上述したように光出力に優れると共に、複数のシンチレータ単位素子間の線質応答特性分布が小さい、言い換えると線質応答特性のばらつきが小さく抑えられていることから、そのようなセラミックシンチレータ１を放射線検出器の蛍光発生手段として使用することによって、放射線の検出感度の向上を図った上で、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することが可能となる。
【００５１】
次に、本発明の放射線検出器および放射線検査装置の実施形態について説明する。図１に示した放射線検出器５は本発明の一実施形態であり、具体的にはＸ線検出器を構成している。同図に示すＸ線検出器５は、蛍光発生手段としてセラミックシンチレータ１を有している。セラミックシンチレータ１は、上述した希土類酸硫化物蛍光体の焼結体からなる複数のシンチレータチップ２、２…を集積して構成したシンチレータブロック３を有している。
【００５２】
また、シンチレータブロック３の各シンチレータチップ（チャンネル）２、２…の前方には、例えば図４に示すように、Ｘ線の入射方向を規制するコリメータ９を設けてもよい。コリメータ９は斜め方向から入射するＸ線を遮断して、垂直に入射するＸ線のみを各シンチレータチップ（チャンネル）２、２…に導くものである。コリメータ９は、各シンチレータチップ（チャンネル）２、２…毎にＸ線の入射方向を規制するように配置されている。
【００５３】
シンチレータブロック３の後方には、光電変換部としてフォトダイオード４などの光電変換素子が設けられている。フォトダイオード４はシンチレータブロック３の各シンチレータチップ２、２…に対応させて配置されている。また、図２に示したように、複数のシンチレータセグメント６、６…を縦横方向に多数集積して構成したシンチレータブロック７を用いる場合には、各シンチレータセグメント６、６…に対応させてフォトダイオード４が配置される。
【００５４】
上述したＸ線検出器５においては、セラミックシンチレータ１にＸ線が入射し、この入射したＸ線量に応じてセラミックシンチレータ１の各シンチレータ単位素子（シンチレータチップ２またはシンチレータセグメント６）が発光する。各シンチレータ単位素子から放射された光は、フォトダイオード４でそれぞれ検出される。すなわち、入射したＸ線量に基づいて発光する光の出力は、フォトダイオード４により電気的出力に変換され、これにより入射Ｘ線量が測定される。
【００５５】
図５は本発明の放射線検査装置を適用したＸ線ＣＴ装置の一実施形態の概略構成を示す図である。同図に示すＸ線ＣＴ装置１０は、上述した実施形態のＸ線検出器５を有している。Ｘ線検出器５は、被験者１１の撮像部位を安置する円筒の内壁に張り付けられている。Ｘ線検出器５が張り付けられた円弧の略中心には、Ｘ線を出射するＸ線管１２が配置されている。Ｘ線検出器５とＸ線管１２との間には、固定された被験者１１が配置される。
【００５６】
Ｘ線検出器５とＸ線管１２は、被験者１１を中心にして、Ｘ線による撮影を行いながら回転するように構成されている。そして、被験者１１の画像情報が異なる角度から立体的に集められる。Ｘ線撮影により得られた信号（フォトダイオード４により変換された電気信号）はコンピュータ１３で処理され、ディスプレイ１４上に被験者画像１５として表示される。被験者画像１５は、例えば被験者１１の断層像である。また、図２に示したようなセラミックシンチレータ１を用いることによって、マルチ断層像タイプのＸ線ＣＴ装置を構成することも可能である。この場合には、被験者１１の断層像が複数同時に撮影され、例えば撮影結果を立体的に描写することもできる。マルチ断層像タイプのＸ線ＣＴ装置には、線質応答特性分布が0.2％以下のものが好適である。
【００５７】
このようなＸ線ＣＴ装置１０においては、Ｘ線検出器５の蛍光発生手段として、複数のシンチレータ単位素子（シンチレータチップ２またはシンチレータセグメント６）間の線質応答特性分布を低減したセラミックシンチレータ１を適用しているため、Ｘ線の検出感度を向上させた上で、アーチファクト（疑似画像）の出現を有効かつ再現性よく防ぐことができる。さらに、セラミックシンチレータ１からの出力も高いため、解像度の向上などを図ることができる。これらによって、Ｘ線ＣＴ装置１０による医療診断能を大幅に高めることが可能となる。
【００５８】
なお、本発明の放射線検査装置は、医療診断用のＸ線検査装置に限らず、工業用途のＸ線非破壊検査装置などに対しても適用可能である。本発明はＸ線非破壊検査装置による検査精度の向上などに対しても寄与するものである。
【００５９】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００６０】
実施例１
まず、平均粒子径が10μmのＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を用意した。Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末は、ＧｄとＰｒの混合酸化物粉末（Ｐｒ₄Ｏ₁₁を含むＧｄ₂Ｏ₃粉末）に、適量の硫黄粉末とフラックスとしてＬｉ₃ＰＯ₄粉末とＮａ₂ＣＯ₃粉末を加えて十分に混合し、この混合粉末を1100〜1300℃×4〜8時間の条件で焼成した後に、希塩酸での洗浄と純水洗浄（10回以上）を実施することにより得たものである。このＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は80ppmで、かつＣｌ含有量は2.6ppmであった。Ｆ含有量は検出限界（0.1ppm）以下であった。
【００６１】
このようなＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末をラバープレスにより成形し、この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1500℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００６２】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は40ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は検出限界（0.1ppm）以下であった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００６３】
実施例２
まず、平均粒子径が10μmのＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を用意した。Ｌｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末は、実施例１のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末と同様にして作製したものである。このＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は90ppmで、かつＣｌ含有量は3.3ppmであった。Ｆ含有量は検出限界以下であった。
【００６４】
このようなＬｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末をラバープレスにより成形し、この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1450℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｌｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００６５】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｌｕ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は46ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は検出限界以下であった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００６６】
実施例３
まず、平均粒子径が10μmのＬａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を用意した。Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末は、実施例１のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末と同様にして作製したものである。このＬａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は75ppmで、かつＣｌ含有量は2.1ppmであった。Ｆ含有量は検出限界以下であった。
【００６７】
このようなＬａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末をラバープレスにより成形し、この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1460℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００６８】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は36ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は検出限界以下であった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００６９】
実施例４
まず、平均粒子径が10μmのＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を用意した。Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末は、実施例１のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末と同様にして作製したものである。このＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は70ppmで、かつＣｌ含有量は1.8ppmであった。Ｆ含有量は検出限界以下であった。
【００７０】
このようなＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末をラバープレスにより成形し、この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1550℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００７１】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は28ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は検出限界以下であった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００７２】
実施例５
実施例１と同様のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末に、焼結助剤としてＬｉ₂ＧｅＦ₆を0.01質量％の割合で添加し、十分に混合した後、ラバープレスにより成形した。この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1100℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００７３】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は40ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は36ppmであった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００７４】
実施例６
実施例１と同様のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末に、焼結助剤としてＬｉ₂ＧｅＦ₆を0.021質量％の割合で添加し、十分に混合した後、ラバープレスにより成形した。この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1100℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００７５】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は40ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は82ppmであった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００７６】
実施例７
まず、平均粒子径が10μmのＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を用意した。Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末は、ＧｄとＰｒの混合酸化物粉末（Ｐｒ₄Ｏ₁₁を含むＧｄ₂Ｏ₃粉末）に、適量の硫黄粉末とフラックスとしてＫ₃ＰＯ₄粉末を加えて十分に混合し、この混合粉末を1100〜1300℃×4〜8時間の条件で焼成した後に、希塩酸での洗浄と純水洗浄（3回）を実施することにより得たものである。このＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は116ppmで、かつＣｌ含有量は78ppmであった。Ｆ含有量は検出限界以下であった。
【００７７】
このようなＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末に、焼結助剤としてＬｉ₂ＧｅＦ₆を0.015質量％の割合で添加し、十分に混合した後、ラバープレスにより成形した。この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1100℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００７８】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は60ppm、Ｃｌ含有量は42ppm、Ｆ含有量は37ppmであった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００７９】
比較例１
実施例１と同様のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末に、焼結助剤としてＬｉ₂ＧｅＦ₆を0.05質量％の割合で添加し、十分に混合した後、ラバープレスにより成形した。この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1100℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００８０】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は40ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は147ppmであった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００８１】
比較例２
実施例１と同様にして作製したＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.05mol％）蛍光体粉末に、焼結助剤としてＬｉ₂ＧｅＦ₆を0.1質量％の割合で添加し、十分に混合した後、ラバープレスにより成形した。この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1100℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理して、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００８２】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は40ppm、Ｃｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は290ppmであった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００８３】
比較例３
ＧｄとＰｒの混合酸化物粉末（Ｐｒ₄Ｏ₁₁を含むＧｄ₂Ｏ₃粉末）に、適量の硫黄粉末とフラックスとしてＮａ₃ＰＯ₄粉末を加えて十分に混合し、この混合粉末を1150℃×5時間の条件で焼成した後に、希塩酸での洗浄と純水洗浄（1回）を実施することによって、平均粒子径が10μmのＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を作製した。このＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は320ppmで、かつＣｌ含有量は240ppmであった。Ｆ含有量は検出限界以下であった。
【００８４】
このようなＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末をラバープレスにより成形し、この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1500℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００８５】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は230ppm、Ｃｌ含有量は128ppm、Ｆ含有量は検出限界以下であった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００８６】
比較例４
ＧｄとＰｒの混合酸化物粉末（Ｐｒ₄Ｏ₁₁を含むＧｄ₂Ｏ₃粉末）に、適量の硫黄粉末とフラックスとしてＮａ₃ＰＯ₄粉末を加えて十分に混合し、この混合粉末を1150℃×5時間の条件で焼成した後に、希塩酸での洗浄と純水洗浄（2回）を実施することによって、平均粒子径が10μmのＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末を作製した。このＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末のＰ含有量は210ppmで、かつＣｌ含有量は120ppmであった。Ｆ含有量は検出限界以下であった。
【００８７】
このようなＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末に、焼結助剤としてＬｉ₂ＧｅＦ₆を0.015質量％の割合で添加し、十分に混合した後、ラバープレスにより成形した。この成形体をＴａ製カプセル中に密封した後、これをＨＩＰ処理装置にセットした。ＨＩＰ処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1100℃の条件で3時間処理した。得られた焼結体から長さ30mm×幅1mm×厚さ2mmの棒状材料を切り出した後、微量の酸素とＳＯ_xを含む窒素ガス雰囲気中にて1100℃で熱処理することによって、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体からなる複数のシンチレータチップを作製した。
【００８８】
このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は120ppm、Ｃｌ含有量は62ppm、Ｆ含有量は63ppmであった。得られた複数のシンチレータチップは後述する特性評価に供した。
【００８９】
上記した実施例１〜７および比較例１〜４による各シンチレータチップをそれぞれ100本用意し、各シンチレータチップ２（厚さ＝2mm）に管電圧120kVのＸ線と管電圧80kVのＸ線を順に照射し、これら各Ｘ線照射時の発光出力から前述した(1)式に基づいて線質応答特性分布を求めた。実施例１〜７および比較例１〜４による各セラミックシンチレータの線質応答特性分布を表２に示す。なお、各実施例の蛍光体組成と焼結助剤の有無は表１に示す通りであり、各シンチレータチップのＰ含有量およびハロゲン元素含有量は表２に示す通りである。
【００９０】
次に、上記した実施例１〜７および比較例１〜４による各シンチレータチップを用いて、図１に示したＸ線検出器５（シンチレータチップの数＝20本）をそれぞれ作製し、これらＸ線検出器５を使用してＸ線ＣＴ装置をそれぞれ構成した。これら各Ｘ線ＣＴ装置の管電圧を80〜120kVの範囲で変化させて、約800ch（チャンネル）においてアーチファクトの出現の有無を測定した。表２にアーチファクトが確認されたチャンネル数を示す。
【００９１】
【表１】

【００９２】
【表２】

【００９３】
表２から明らかなように、実施例１〜７による各セラミックシンチレータは、複数のシンチレータチップ間の線質応答特性分布が0.5％以内に抑えられていることが分かる。そして、このようなセラミックシンチレータを用いて構成したＸ線検出器によれば、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することが可能となる。一方、比較例１〜４による各セラミックシンチレータは、複数のシンチレータチップ間の線質応答特性分布が0.5％を超えており、これによってアーチファクトがかなりの確率で出現することが分かる。
【００９４】
実施例８〜１１、比較例５〜７
上述した実施例１において、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末の作製時におけるフラックス（Ｌｉ₃ＰＯ₄粉末）の添加量および焼成後の洗浄条件を変更し、Ｐ含有量を調整する以外は、実施例１と同様にしてＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ（Ｐｒ濃度＝0.1mol％）蛍光体粉末（実施例８〜１１、比較例５〜７）をそれぞれ作製した。なお、比較例５〜７はＰ含有量を本発明の範囲外に調整したものである。
【００９５】
上述した各Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末を用いて、それぞれ実施例１と同様にしてシンチレータチップ（長さ30mm×幅1mm×厚さ2mm）を作製した。このようにして得た複数のシンチレータチップ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ焼結体）のＰ含有量、Ｃｌ含有量、Ｆ含有量を測定したところ、Ｐ含有量は表２に示す通りであり、またＣｌ含有量は0.7ppm、Ｆ含有量は検出限界（0.1ppm）以下であった。このようなシンチレータチップを具備するセラミックシンチレータをそれぞれ以下に示す特性評価に供した。なお、比較例５のＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ蛍光体粉末については、長さ30mmのチップ形状を維持することができなかったため、特性評価は行っていない。
【００９６】
上記した実施例８〜１１および比較例６〜７による各セラミックシンチレータの線質応答特性分布を、前述した方法にしたがって求めた。さらに、管電圧120kVのＸ線を照射した際の光出力を、実施例１１の光出力を100としたときの相対値として求めた。これらの測定結果を表３に示す。
【００９７】
【表３】

【００９８】
表３から明らかなように、実施例８〜１１による各セラミックシンチレータは、線質応答特性分布が0.5％以内に抑えられていることに加えて、優れた光出力を有していることが分かる。一方、Ｐ含有量が100ppmを超えるシンチレータチップを具備する比較例６、７のセラミックシンチレータは、光出力が劣るだけでなく、線質応答特性のばらつきも大きいことが分かる。
【００９９】
実施例１Ａ〜１Ｂ、参考例１Ａ〜１Ｂ
上述した実施例１および比較例１と同様の希土類酸硫化物焼結体を用いて、厚さ2mmのシンチレータ（実施例１Ａおよび参考例１Ａ）と、厚さ1.1mmのシンチレータ（実施例１Ｂおよび比較例１Ｂ）をそれぞれ作製した。これら各シンチレータについて、管電圧Ｉ₁₂₀／Ｉ₈₀の条件での線質応答特性分布（％）と管電圧Ｉ₁₂₀／Ｉ₁₀₀の条件での線質応答特性分布（％）をそれぞれ測定した。これらの測定結果を表４に示す。
【０１００】
【表４】

【０１０１】
表４から明らかなように、シンチレータの厚さが1.1mmと薄いときには線質応答特性分布の差が小さいのに対して、シンチレータの厚さが1.2mm以上と厚くなれば線質応答特性分布の差が大きくなることが分かる。また、線質応答特性分布の測定条件に関しても、Ｉ₁₂₀／Ｉ₈₀とＩ₁₂₀／Ｉ₁₀₀とを比較すると管電圧の幅が広い方ほど、線質応答特性分布のばらつきが大きくなることが分かる。言い換えれば、本発明の実施例によるシンチレータは、厚さが厚くなった場合においても、さらに管電圧の幅が広くなった場合においても、優れた線質応答特性分布を示すと言える。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のセラミックシンチレータは、良好な光出力を有することに加えて、線質応答特性のばらつきが小さいことから、そのようなセラミックシンチレータを用いて放射線検出器、さらには放射線検査装置を構成した際に、アーチファクトの出現を再現性よく抑制することができる。従って、このようなセラミックシンチレータを用いた本発明の放射線検出器および放射線検出装置によれば、例えば解像度や画像精度を高めることができ、これにより医療診断能や非破壊検査精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるセラミックシンチレータおよびＸ線検出器の概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるセラミックシンチレータの構成を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明で規定する線質応答特性分布の測定状態を説明するための図である。
【図４】本発明のセラミックシンチレータおよびＸ線検出器の変形例を示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の概略構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１……セラミックシンチレータ、２……シンチレータチップ、３，７……シンチレータブロック、４……光電変換素子、５……Ｘ線検出器、６……シンチレータセグメント、１０……Ｘ線ＣＴ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic scintillator that converts radiation into visible light, a radiation detector using the ceramic scintillator, and a radiation inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
In fields such as medical diagnosis and industrial nondestructive inspection, radiation inspection apparatuses such as an X-ray tomography apparatus (X-ray CT apparatus) are used. An X-ray CT apparatus includes an X-ray tube (X-ray source) that irradiates a fan-shaped fan beam X-ray and an X-ray detector in which a number of X-ray detection elements are arranged in parallel, with the tomographic plane of the subject at the center. It has a structure arranged so as to face each other. In an X-ray CT apparatus, a subject is irradiated with a fan beam X-ray from an X-ray tube, and X-ray absorption data transmitted through the subject is collected by an X-ray detector. The tomographic image of the subject is reconstructed by analyzing (calculating the X-ray absorption rate at each position on the tomographic plane and reconstructing the image according to the X-ray absorption rate).
[0003]
As an X-ray detector of an X-ray CT apparatus, a detector using a solid scintillator that emits visible light by stimulation of X-rays has been frequently used. In an X-ray detector using a solid scintillator, it is easy to reduce the size of the X-ray detection element and increase the number of channels, so that the resolution of the X-ray CT apparatus can be further increased. Various substances are known as solid scintillators, and in particular, Gd ₂ O ₂ Ceramic scintillators (see Patent Documents 1 to 4) made of a sintered body of rare earth oxysulfide such as S: Pr have a large X-ray absorption coefficient, excellent luminous efficiency, and short afterglow (afterglow). It is suitable as a scintillator for X-ray detectors.
[0004]
By the way, regarding the sintered body of the rare earth oxysulfide phosphor (phosphor ceramic) constituting the ceramic scintillator, various proposals have been made for improving the light output, increasing the density of the sintered body, and improving the mechanical strength. Has been made. For example, Patent Document 1 and Patent Document 4 include PO. _Four Containing 100 ppm or less of Gd ₂ O ₂ A rare earth oxysulfide phosphor such as S: Pr and a ceramic scintillator using the same are described. Here, in order to increase the light output of the ceramic scintillator, PO _Four The content of is, for example, 100 ppm or less.
[0005]
Patent Document 2 discloses rare earth oxysulfide powder with LiF, Li ₂ GeF ₆ , NaBF _Four It is described that the phosphor ceramic is densified by adding a fluoride such as the above as a sintering aid. Here, the density of the phosphor ceramic is increased to improve the light output of the scintillator. Further, Patent Document 3 discloses a rare earth oxysulfide phosphor (Gd) containing halogen elements such as fluorine (F) and chlorine (Cl) in a range of 2 to 1000 ppm in order to improve light output (light emission intensity). ₂ O ₂ S: Pr).
[0006]
In Patent Document 4, the crystal grain structure constituting the sintered body (phosphor ceramic) of rare earth oxysulfide phosphor is controlled (sintered structure in which coarse crystal grains of indefinite polygons and elongated fine crystal grains are mixed). By doing so, the sintered body (phosphor ceramic) is imparted with a strength capable of coping with downsizing of the detector while maintaining the excellent light output of the ceramic scintillator.
[0007]
As mentioned above, Gd ₂ O ₂ Various proposals have heretofore been made for ceramic scintillators using rare earth oxysulfide phosphors such as S: Pr, and improvements in light output and the like have been obtained. However, with recent X-ray CT apparatuses, with higher resolution (multi-channel) and the like, artifacts that appear when X-ray absorption data is analyzed by a computer and a tomogram is reproduced have become a problem. An artifact is a ring-shaped virtual image generated when image processing is performed on a cross-section of a subject, particularly a cross-section of the top of the body. When such an artifact appears, the accuracy of medical diagnosis and nondestructive inspection is reduced.
[0008]
Possible causes of artifacts include non-uniformity of characteristics in the scintillator unit elements (for example, scintillator chips) constituting the ceramic scintillator and non-uniformity of characteristics among a plurality of scintillator unit elements. For example, Patent Document 5 discloses a plurality of Gd in order to suppress the appearance of artifacts. ₂ O ₂ It is described that the S: Pr-based scintillator unit elements are arranged so that the difference in the quality response characteristics Q between adjacent unit elements is within 3.0. Here, the quality response characteristic Q of the scintillator unit element is expressed as Q = 7000 × log I ₁₂₀ / I ₁₀₀ (I ₁₂₀ Is the light output of the scintillator element (thickness is unified to 1.14 mm) when the X-ray tube voltage is 120 kV, I ₁₀₀ Is the light emission output when the X-ray tube voltage is 100 kV), and the maximum difference between the scintillator unit elements of such a quality response characteristic Q is assumed to be 3.0 or more.
[0009]
The X-ray tube response (line quality) is different from the X-ray tube response characteristics. In the patent document 5, the X-ray tube with a tube voltage of 120 kV and the X-ray tube with a tube voltage of 100 kV are irradiated to the scintillator unit element. Sometimes, it is expressed by the ratio of the light emission output (sensitivity) of each X-ray. In an X-ray CT apparatus, when X-rays emitted from an X-ray source pass through a subject such as a human body, the X-ray absorption coefficient differs for each tissue of the human body. X-rays enter. Therefore, it is required for the scintillator unit elements constituting the ceramic scintillator to improve the uniformity of the radiation quality response characteristics, and in Patent Document 5, the characteristic difference is reduced by adjusting the arrangement of the scintillator unit elements.
[0010]
However, in the ceramic scintillator described in Patent Document 5, that is, the ceramic scintillator arranged so that the difference in the quality response characteristic Q between adjacent scintillator unit elements is within 3.0, the line when viewed as a whole scintillator Since there is a difference of 3.0 or more in the quality response characteristic Q at the maximum, there is a concern that the appearance of artifacts cannot be suppressed satisfactorily as the number of channels increases.
[0011]
In addition, since a large number of scintillator unit elements must be arranged in accordance with the quality response characteristic Q of each scintillator unit element, an increase in manufacturing man-hours and manufacturing costs required for manufacturing the ceramic scintillator is inevitable. In particular, recently, a multi-tomographic image type X-ray CT apparatus in which one scintillator chip is further sliced into a plurality of segments and an X-ray detector is configured by a scintillator block in which these many scintillator segments are integrated has been put into practical use. It has been. In such an X-ray CT apparatus, since a large number of scintillator segments are integrated in the vertical and horizontal directions, the X-ray CT apparatus is arranged so that the difference in quality response characteristics Q between adjacent scintillator unit elements (segments) is within 3.0. Takes a lot of man-hours.
[0012]
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-188655
[Patent Document 2] Japanese Patent Publication No. 5-16756
[Patent Document 3] Japanese Patent No. 2989184
[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-89762
[Patent Document 5] Japanese Patent No. 3303994
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a ceramic scintillator using a conventional rare earth oxysulfide phosphor, in order to suppress the appearance of artifacts, the difference in quality response characteristics Q between adjacent scintillator unit elements is within 3.0. However, such a configuration does not necessarily provide a sufficient artifact suppression effect, and it is inevitable that the manufacturing man-hours and manufacturing costs of the scintillator (scintillator block) are increased. Is causing serious problems. Conventionally, various proposals have been made to improve the characteristics of rare earth oxysulfide phosphors, but no effective countermeasure has been found for suppressing artifacts.
[0014]
In addition, when inspecting a living body such as a human body with an X-ray CT apparatus or the like, an excessive amount of X-ray irradiation may adversely affect the human body. In order to reduce the adverse effects on the human body, it is necessary to reduce the exposure amount by shortening the X-ray irradiation time or lowering the X-ray intensity (tube voltage). However, depending on the part of the human body, if the X-ray intensity (tube voltage) is low, good image quality (image quality necessary for diagnosis) may not be obtained. The line strength must be increased. On the other hand, X-ray inspection apparatuses are also used in inspections other than living things, such as airport luggage inspection apparatuses. Various inspections have become more severe due to recent social circumstances, and it is necessary to increase the X-ray intensity (tube voltage) in order to perform a severe inspection.
[0015]
As described above, in various types of radiation inspection apparatuses, the tube voltage must be increased or decreased according to the usage situation. In particular, in recent years, the vertical width of the tube voltage tends to become wider according to advances in medical technology and changes in social conditions. On the other hand, the above-described conventional scintillator does not necessarily satisfy the requirements. Therefore, there is a demand for a scintillator having excellent quality response characteristics even when the tube voltage is changed in a wider range.
[0016]
The present invention has been made to cope with such a problem. A ceramic scintillator capable of suppressing the appearance of artifacts with high reproducibility while maintaining good light output (light emission efficiency), and the like. An object of the present invention is to provide a radiation detector and a radiation inspection apparatus that improve resolution and image accuracy by using such a ceramic scintillator, thereby improving medical diagnostic ability and nondestructive inspection accuracy.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors generate artifacts (ring-shaped virtual images) when using a ceramic scintillator having a plurality of scintillator unit elements (sintered rare earth oxysulfide phosphor). As a result of investigating the relationship between the rate and the quality response characteristics of the scintillator unit elements, it is effective to reduce variations in the quality response characteristics among multiple scintillator unit elements to suppress artifacts. In order to practically suppress the appearance, the present inventors have found an acceptable range of variations in the quality response characteristics (distribution of quality response characteristics).
[0018]
The present invention has been made based on such findings. That is, the ceramic scintillator of the present invention is a ceramic scintillator comprising a plurality of scintillator unit elements made of a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor as described in claim 1, wherein the plurality of scintillator unit elements Of the quality response characteristics of each scintillator unit element, when the maximum value is A and the minimum value is B,
Formula: [{(A−B) / A} × 100 (%)] (1)
It is characterized in that the quality response characteristic distribution obtained from the above is within 0.5%.
[0019]
The radiation quality response characteristics of the scintillator unit element according to the present invention are as follows when X-rays having an X-ray tube voltage of 120 kV are applied to a sample having a thickness of 2 mm in the X-ray irradiation direction. The light output of I ₁₂₀ , The light emission output when the X-ray tube voltage is irradiated with 80 kV X-ray ₈₀ The ratio of these light emission outputs (I ₁₂₀ / I ₈₀ ) Is preferable.
[0020]
Another ceramic scintillator according to the present invention is a ceramic scintillator comprising a scintillator unit element made of a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor as described in claim 4, wherein the rare earth oxysulfide fluorescence The sintered body is characterized in that it contains phosphorus in the range of 0.1 to 100 ppm, and the total content of fluorine and chlorine is 100 ppm or less.
[0021]
In the ceramic scintillator of the present invention, the distribution of quality response characteristics of a plurality of scintillator unit elements, that is, variations in quality response characteristics themselves are suppressed. Specifically, the quality response distribution expressed by the above equation (1) is within 0.5%. Thus, by increasing the uniformity of the quality response characteristics among the plurality of scintillator unit elements, the appearance of artifacts can be suppressed with good reproducibility. In other words, the allowable range of the quality response characteristic distribution with respect to the artifact is 0.5% or less, and by satisfying such a condition, the appearance of the artifact can be suppressed with high reproducibility.
[0022]
In addition, in order to reduce variation in quality response characteristics among multiple scintillator unit elements, the sintered body of rare earth oxysulfide phosphor contains phosphorus in the range of 0.1 to 100 ppm, and the total content of fluorine and chlorine It is effective to make the amount 100 ppm or less. Phosphorus contributes to increasing the density of the rare earth oxysulfide sintered body, whereby the light output can be increased, and the variation in the quality response characteristics can be reduced along with the improvement in translucency and the like. In addition, halogen elements as impurities such as fluorine and chlorine directly cause the light emission characteristics of the rare earth oxysulfide sintered body, that is, the uniformity deterioration factor of the quality of the radiation, so the total content of these fluorine and chlorine By setting the content to 100 ppm or less, it becomes possible to reduce variations in the quality response characteristics.
[0023]
As described in claim 8, the radiation detector of the present invention comprises the above-described ceramic scintillator of the present invention, a fluorescence generating means for emitting light from the ceramic scintillator in response to incident radiation, and the fluorescence generating means. And photoelectric conversion means for receiving the light and converting the light output into an electrical output. The radiation inspection apparatus according to the present invention includes a radiation source that irradiates a subject with radiation, and the radiation detection according to the present invention that detects radiation transmitted through the subject as described in claim 9. It is characterized by comprising a vessel.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a ceramic scintillator according to an embodiment of the present invention. A ceramic scintillator 1 shown in the figure has a scintillator block 3 in which a plurality of scintillator chips 2, 2... Made of a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor are integrated. In the ceramic scintillator 1 shown in FIG. 1, each scintillator chip 2, 2,... Constitutes a scintillator unit element. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a photoelectric conversion element such as a silicon photodiode, and the radiation scintillator 5 and the photoelectric conversion element 4 constitute a radiation detector 5. The radiation detector 5 will be described in detail later.
[0025]
The ceramic scintillator 1 of the present invention is not limited to the one having the scintillator block 3 in which a plurality of scintillator chips 2, 2... As shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2, the rectangular scintillator chips 2, 2... Are sliced into a plurality of

segments

6, 6..., And a scintillator block 7 in which a large number of these

scintillator segments

6, 6. It is also possible to configure. In this case, each

scintillator segment

6, 6... Is a scintillator unit element. The scintillator unit element of the present invention is not limited to the scintillator chip 2 or scintillator segment 6 described above, but is a rare earth oxysulfide sintered body cut into a predetermined shape before being incorporated as the scintillator chip 2 or scintillator segment 6. Is also included.
[0026]
The scintillator unit elements such as the scintillator chip 2 and the scintillator segment 6 described above are made of a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor. Examples of the rare earth oxysulfide phosphor constituting such a scintillator unit element include a gadolinium oxysulfide phosphor and a lutetium oxysulfide phosphor containing praseodymium (Pr) as an activator. The rare earth elements constituting the matrix of the rare earth oxysulfide phosphor are not limited to gadolinium (Gd) and lutetium (Lu), and lanthanum (La) and yttrium (Y) may be used. La, Y, or the like may be used as an element that replaces part of Gd or Lu.
[0027]
As described above, in the ceramic scintillator of the present invention, it is preferable to use a rare earth oxysulfide phosphor containing praseodymium as an activator. As a specific example of such a rare earth oxysulfide phosphor,
General formula: (RE _1-a Pr _a ) ₂ O ₂ S ... (1)
(In the formula, RE represents at least one element selected from Gd, Lu, La and Y, and a represents 5 × 10 5. ^-Five ≦ a ≦ 1 × 10 ^-2 Is a number that satisfies
And a phosphor having a composition substantially represented by:
[0028]
The Pr-activated rare earth oxysulfide phosphor has a large X-ray absorption coefficient and an excellent light output, so that it is effective as a fluorescence generating means for a radiation detector. The content of Pr as an activator is in the range of 0.005 to 1 mol% (5 × 10 5 as the value of a in the above formula (1)). ^-Five ~ 1 × 10 ^-2 (Range). If the Pr content is less than 0.005 mol%, the effect as an activator cannot be sufficiently obtained, and the luminous efficiency of the ceramic scintillator is lowered. On the other hand, even if the Pr content exceeds 1 mol%, the light emission efficiency decreases. The Pr content is more preferably in the range of 0.01 to 0.3 mol%. In addition to the Pr as the main activator, the rare earth oxysulfide phosphor described above may contain a small amount of Ce, which is effective in suppressing afterglow, as a coactivator.
[0029]
The scintillator unit element made of a sintered body of the rare earth oxysulfide phosphor as described above preferably contains phosphorus (P) in a range of 0.1 to 100 ppm (mass ratio). PO _Four Since such phosphate groups contribute to the improvement of the density of the rare earth oxysulfide sintered body, the light output of the scintillator unit element can be increased. Furthermore, as the density of rare earth oxysulfide sintered bodies is increased, body color can be reduced (lightening, etc.) and translucency can be improved. Variations can be reduced.
[0030]
In order to obtain such an effect of phosphorus (P), the rare earth oxysulfide sintered body constituting the scintillator unit element preferably contains 0.1 ppm or more of P. If the P content of the rare earth oxysulfide sintered body is less than 0.1 ppm, the density of the sintered body cannot be sufficiently increased, resulting in a decrease in light output and an increase in variations in the quality response characteristics. In addition, the strength of the sintered body is reduced, and a long rectangular scintillator chip or the like cannot be stably produced. On the other hand, if the P content of the rare earth oxysulfide sintered body is too large, the body color of the sintered body will be blackened (or grayed out) and the light output of the scintillator unit element will decrease. . Therefore, the P content of the rare earth oxysulfide sintered body is preferably 100 ppm or less. The P content of the rare earth oxysulfide sintered body is more preferably in the range of 10 to 60 ppm.
[0031]
By the way, P in the rare earth oxysulfide sintered body described above is added together with a sulfurizing agent such as sulfur (S) powder to a rare earth element mixed oxide powder when, for example, a rare earth oxysulfide phosphor powder is synthesized. Phosphoric acid flux, ie A _Three PO _Four A residual component of (A is at least one element selected from Li, Na, K, Rb, and Cs) can be used. The P content of the rare earth oxysulfide phosphor powder is determined by the conditions (for example, the conditions for acid cleaning using an acid solution such as hydrochloric acid (HCl) after the synthesis process (firing process) of the rare earth oxysulfide phosphor). The P content can be controlled in the range of 0.1 to 100 ppm by adjusting the number of times of washing). By using such rare earth oxysulfide phosphor powder having a P content in the range of 0.1 to 100 ppm, the P content of the rare earth oxysulfide sintered body can be controlled in the range of 0.1 to 100 ppm.
[0032]
In order to control the P content in the rare earth oxysulfide sintered body within the range of 0.1 to 100 ppm, acid cleaning with hydrochloric acid (HCl) or the like is performed on the rare earth oxysulfide phosphor powder after the synthesis treatment. Is effective. However, if the hydrochloric acid used for the acid cleaning is not sufficiently washed away, chlorine (Cl) remains in the rare earth oxysulfide phosphor powder. Chlorine, together with fluorine (F), directly reduces the light emission characteristics of the rare earth oxysulfide sintered body, that is, the uniformity of the quality response characteristics. For this reason, it is preferable to perform sufficient water washing after the acid washing so that the amount of chlorine remaining in the rare earth oxysulfide phosphor powder is 100 ppm or less as a total amount with fluorine. By using such rare earth oxysulfide phosphor powder, the total content of fluorine and chlorine in the rare earth oxysulfide sintered body can be made 100 ppm or less.
[0033]
As described above, the rare earth oxysulfide sintered body constituting the scintillator unit element preferably has a total content of fluorine and chlorine of 100 ppm (mass ratio) or less. When the total content of fluorine and chlorine in the rare earth oxysulfide sintered body exceeds 100 ppm, the dispersion of the quality response characteristics among the multiple scintillator unit elements increases, and the quality of the wire expressed by the above-mentioned formula (1) There is a greater risk of the response characteristic distribution exceeding 0.5%. For this reason, when a radiation detector or a radiation inspection apparatus is configured using the scintillator of the present invention, the appearance of artifacts cannot be suppressed with good reproducibility. The total content of fluorine and chlorine in the rare earth oxysulfide sintered body is more preferably 50 ppm or less. The total content of fluorine and chlorine may be zero, but continuing cleaning until it becomes zero complicates the manufacturing process and leads to an increase in manufacturing costs. From the viewpoint of manufacturability, it is preferable that the total content of C is 0.1 ppm or more.
[0034]
Fluorine and chlorine are the factors that increase the variation in the quality response characteristics between the scintillator unit elements, so the amount of fluorine and chlorine in the rare earth oxysulfide sintered body is 100 ppm or less as the total content of these elements. It is preferable to do. However, since fluorine and chlorine have different influences on the quality response characteristics, the fluorine content of the rare earth oxysulfide sintered body is more preferably in the range of 0.1 ppm to less than 10 ppm, and the chlorine content is 0.1 More preferably, it is in the range of not less than ppm and less than 10 ppm. The fluorine content is a fluorine compound added as a sintering aid, such as LiF, Li ₂ GeF ₆ , NaBF _Four The amount of fluorine in the rare earth oxysulfide sintered body can be controlled to 100 ppm or less as the total content of chlorine by adjusting the amount of the above. In addition, this invention is prescribed | regulated by the total content of a fluorine and chlorine, and the case where any one is zero is not excluded.
[0035]
The above-mentioned P content is in the range of 0.1 to 100 ppm, and the rare earth oxysulfide sintered body having a total content of fluorine and chlorine of 100 ppm or less satisfies the same P content and total content of fluorine and chlorine. The rare earth oxysulfide phosphor powder to be obtained can be obtained by adjusting the amount of sintering aid made of a fluorine compound. The total content of other impurity elements in the rare earth oxysulfide sintered body, for example, alkali metals such as sodium (Na) and bromine (Br), is 1000 ppm or less (more preferably 100 ppm or less). If it is the range, it may be included. The specific sintered body density of the rare earth oxysulfide sintered body is preferably 99.5% or more as a relative density to the true density.
[0036]
The rare earth oxysulfide sintered body constituting the scintillator unit element as described above is manufactured, for example, as follows. First, a raw material powder of a rare earth oxysulfide phosphor such as a Pr-activated gadolinium oxysulfide phosphor is prepared. That is, a predetermined amount of each rare earth element such as Gd or Pr is weighed and mixed sufficiently. In this case, oxides such as gadolinium oxide and praseodymium oxide are used as starting materials. As a mixture of these starting materials, it is preferable to use a uniform mixed oxide obtained by firing (for example, 900 to 1000 ° C.) oxalic acid coprecipitated salt.
[0037]
Next, a rare earth element mixed oxide powder as described above, a sulfurizing agent such as sulfur (S) powder, and A _Three PO _Four Or A ₂ CO _Three (A is at least one element selected from Li, Na, K, Rb and Cs) and the like are mixed and mixed thoroughly. Such a mixed powder is baked at a temperature of 1000 to 1300 ° C. for 5 to 10 hours, and then washed with an acid solution such as hydrochloric acid and pure water to obtain a rare earth oxysulfide phosphor powder. In this case, the rare earth oxysulfide phosphor having a P content in the range of 0.1 to 100 ppm and a total content of fluorine and chlorine of 100 ppm or less by controlling the conditions of acid washing and pure water washing after firing. Make a powder.
[0038]
The rare earth oxysulfide phosphor powder thus obtained is mixed with LiF, Li as needed. ₂ GeF ₆ , NaBF _Four A fluorine compound such as is added as a sintering aid. The addition amount of the fluorine compound is adjusted so that the fluorine content in the rare earth oxysulfide sintered body is 100 ppm or less as the total content with chlorine. The average particle size of the rare earth oxysulfide phosphor powder is not particularly limited. However, if the average particle size is too small, it becomes difficult to produce a large-sized sintered body. Therefore, it is preferable to use a rare earth oxysulfide phosphor powder having an average particle diameter in the range of 1 to 20 μm, for example.
[0039]
Next, the rare earth oxysulfide phosphor powder described above is sintered to produce a sintered body (rare earth oxysulfide sintered body) of a rare earth oxysulfide phosphor that is a constituent material of the ceramic scintillator. In sintering the rare earth oxysulfide phosphor powder, a known sintering method such as hot pressing or HIP can be applied. In particular, a high-density rare earth oxysulfide sintered body can be easily obtained. Since it is possible, it is preferable to implement a sintering process by applying the HIP method.
[0040]
The sintering process to which the HIP method is applied is carried out by first forming a rare earth oxysulfide phosphor powder into a suitable shape with a rubber press and then filling and enclosing it in a metal container or the like to perform HIP treatment. The HIP conditions at this time are preferably such that the HIP temperature is 1400 to 1600 ° C., the HIP pressure is 98 MPa or more, and the HIP time is 2 to 7 hours. By performing the HIP process under such conditions, for example, a rare earth oxysulfide sintered body having a relative density of 99.5% or more can be obtained with good reproducibility. When the relative density of the sintered body is less than 99.5%, the characteristics such as light transmittance and light output required for the ceramic scintillator cannot be satisfied. Further, the HIP treatment using a capsule made of a high melting point metal such as Ta is effective for further reducing the contents of phosphorus, chlorine and fluorine.
[0041]
Next, a scintillator unit element such as a scintillator chip or a scintillator segment is manufactured by cutting the obtained high-density rare earth oxysulfide sintered body into a desired shape and size using a blade saw or a wire saw. In addition, after cutting out from the rare earth oxysulfide sintered body into a desired shape, heat treatment may be performed for the purpose of recovery of light output or removal of coloring. This heat treatment step is preferably performed at a temperature in the range of 900 to 1600 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas or in an atmosphere containing a reactive gas such as oxygen or sulfur. Such a heat treatment step is also effective in reducing phosphorus, chlorine and fluorine.
[0042]
The ceramic scintillator of the present invention comprises a plurality of scintillator unit elements composed of a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor as described above (rare earth oxysulfide sintered body). As specific shapes and configurations, for example, as shown in FIG. 1, a ceramic scintillator 1 including a scintillator block 3 in which a plurality of scintillator chips 2, 2,... In a rectangular bar shape are integrated, and as shown in FIG. The scintillator segment 6 is a ceramic scintillator 1 having a scintillator block 7 in which the

scintillator segments

6, 6.
[0043]
In the ceramic scintillator 1 having scintillator unit elements such as the scintillator chip 2 and the scintillator segment 6 described above, the quality response characteristic distribution between the plurality of scintillator unit elements is set to be within 0.5%. When the quality response characteristic distribution of a plurality of scintillator unit elements is measured, when the maximum value of the quality response characteristic values of each element is A and the minimum value is B,
Formula: [{(A−B) / A} × 100 (%)] (1)
This indicates the value obtained by.
[0044]
In this way, by improving the uniformity of the quality response characteristics among the plurality of scintillator unit elements (the quality response characteristics distribution is within 0.5%), the ceramic scintillator 1 can be used to provide a radiation detector and a radiation inspection apparatus. When configured, the appearance of artifacts can be suppressed with good reproducibility. That is, in order to practically suppress the appearance of a ring-shaped virtual image called an artifact with high reproducibility, the allowable range of the quality response characteristic distribution among a plurality of scintillator unit elements is within 0.5%.
[0045]
In other words, when the quality response characteristic distribution between a plurality of scintillator unit elements exceeds 0.5%, the appearance rate of artifacts increases remarkably. Therefore, it is possible to suppress the appearance of artifacts with high reproducibility by suppressing variations in the quality response characteristics within the allowable range. The quality response distribution between the plurality of scintillator unit elements is more preferably within 0.3%, still more preferably within 0.2%. The ceramic scintillator 1 satisfying such conditions is a rare earth oxysulfide sintered body having a P content in the range of 0.1 to 100 ppm as described above and a total content of fluorine and chlorine of 100 ppm or less. It can be obtained by constituting a unit element.
[0046]
Here, the quality response characteristic of the scintillator unit element defined in the present invention is that X-ray tube voltage is 120 kV for a sample (rare earth oxysulfide sintered body) having a thickness of 2 mm in the X-ray irradiation direction. The emission output when irradiated with ₁₂₀ , The light emission output when the X-ray tube voltage is irradiated with 80 kV X-ray ₈₀ The ratio of these light emission outputs (I ₁₂₀ / I ₈₀ ). The quality response characteristic value (= I) of each scintillator unit element measured under such conditions ₁₂₀ / I ₈₀ It is important to obtain the quality response characteristic distribution based on
[0047]
That is, as shown in FIG. 3 (schematic diagram of the measurement state of the quality response characteristic), the X-ray (X ₈₀ ) Has a small penetration depth with respect to the scintillator unit element (measurement sample) 8, and X ₈₀ Emission based on radiation (I ₈₀ ) Is output through a relatively long distance in the measurement sample 8. On the other hand, X-rays (X ₁₂₀ ) Has a deep penetration depth with respect to the scintillator unit element (measurement sample) 8, and X ₁₂₀ Emission based on radiation (I ₁₂₀ ) Is output through a relatively short distance in the measurement sample 8. Of these, X ₈₀ Emission output I based on radiation ₈₀ Is greatly affected by the thickness t of the measurement sample 8, and the light emission output I increases as the thickness t increases. ₈₀ Tends to be smaller. Of course, X-rays (X ₈₀ ) The smaller the tube voltage is, the light emission output I ₈₀ Becomes smaller, X ₁₂₀ Light emission output by line I ₁₂₀ And the difference tends to increase.
[0048]
As described above, with regard to the conditions for measuring the quality response characteristic distribution, as the thickness t of the measurement sample 8 is increased and the tube voltage of the low-voltage X-ray is further reduced, the variation in the quality response characteristics increases. Show a tendency to On the other hand, if the thickness of the measurement sample 8 (scintillator) is small, variations in characteristics between scintillator unit elements are unlikely to occur, but the X-ray blocking ability is reduced. If the X-ray stopping power is lowered, the scintillator cannot sufficiently absorb X-rays, and part of the scintillator is transmitted (passed) as it is, which adversely affects the photodiode. In particular, since X-ray inspection apparatuses in recent years have been studied to increase the X-ray intensity (tube voltage) to improve the image quality, development of a scintillator having a high X-ray blocking ability is also required. In order to improve the X-ray stopping power, it is effective to increase the thickness of the scintillator.
[0049]
In the present invention, the quality response characteristic distribution measured under the above conditions is within 0.5%, and the appearance of artifacts at a practical level can be suppressed with higher reproducibility. In other words, a relatively thick scintillator required for constructing a radiation inspection apparatus such as an X-ray CT apparatus using a wide range of tube voltages, specifically, a ceramic scintillator including a scintillator unit element having a thickness of 1.2 mm or more. Even so, we have developed a scintillator that exhibits excellent quality response characteristics. Here, the thickness of the scintillator unit element is a thickness in a direction parallel to the irradiation direction of radiation. The thickness of the scintillator unit element is more preferably 2 mm or more. Needless to say, the ceramic scintillator of the present invention may be used with a thickness of less than 1.2 mm.
[0050]
Since the ceramic scintillator 1 of the present invention is excellent in light output as described above, the distribution of the quality response characteristics between the plurality of scintillator unit elements is small, in other words, the variation in the quality response characteristics is suppressed to be small. By using such a ceramic scintillator 1 as the fluorescence generation means of the radiation detector, it is possible to improve the radiation detection sensitivity and suppress the appearance of artifacts with good reproducibility.
[0051]
Next, embodiments of the radiation detector and the radiation inspection apparatus of the present invention will be described. The radiation detector 5 shown in FIG. 1 is an embodiment of the present invention, and specifically constitutes an X-ray detector. The X-ray detector 5 shown in the figure has a ceramic scintillator 1 as fluorescence generation means. The ceramic scintillator 1 has a scintillator block 3 in which a plurality of scintillator chips 2, 2... Made of the sintered body of the rare earth oxysulfide phosphor described above are integrated.
[0052]
Further, in front of each scintillator chip (channel) 2, 2... Of the scintillator block 3, for example, as shown in FIG. The collimator 9 blocks X-rays incident from an oblique direction and guides only X-rays incident vertically to the scintillator chips (channels) 2, 2,. The collimator 9 is arranged so as to regulate the X-ray incident direction for each scintillator chip (channel) 2, 2.
[0053]
Behind the scintillator block 3, a photoelectric conversion element such as a photodiode 4 is provided as a photoelectric conversion unit. The photodiodes 4 are arranged so as to correspond to the scintillator chips 2 of the scintillator block 3. As shown in FIG. 2, when a scintillator block 7 in which a plurality of

scintillator segments

6, 6... Are integrated in the vertical and horizontal directions is used, a photodiode is associated with each

scintillator segment

6, 6. 4 is arranged.
[0054]
In the X-ray detector 5 described above, X-rays enter the ceramic scintillator 1, and each scintillator unit element (scintillator chip 2 or scintillator segment 6) of the ceramic scintillator 1 emits light according to the incident X-ray dose. The light emitted from each scintillator unit element is detected by the photodiode 4. That is, the output of light emitted based on the incident X-ray dose is converted into an electrical output by the photodiode 4, thereby measuring the incident X-ray dose.
[0055]
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an X-ray CT apparatus to which the radiation inspection apparatus of the present invention is applied. The X-ray CT apparatus 10 shown in the figure has the X-ray detector 5 of the above-described embodiment. The X-ray detector 5 is attached to a cylindrical inner wall that rests the imaging region of the subject 11. An X-ray tube 12 that emits X-rays is disposed substantially at the center of the arc on which the X-ray detector 5 is attached. A fixed subject 11 is placed between the X-ray detector 5 and the X-ray tube 12.
[0056]
The X-ray detector 5 and the X-ray tube 12 are configured to rotate around the subject 11 while performing X-ray imaging. Then, the image information of the subject 11 is collected three-dimensionally from different angles. A signal (electrical signal converted by the photodiode 4) obtained by X-ray imaging is processed by the computer 13 and displayed on the display 14 as a subject image 15. The subject image 15 is a tomographic image of the subject 11, for example. Further, by using the ceramic scintillator 1 as shown in FIG. 2, a multi-tomographic image type X-ray CT apparatus can be configured. In this case, a plurality of tomographic images of the subject 11 are simultaneously photographed, and for example, the photographing result can be depicted in three dimensions. A multi-tomographic image type X-ray CT apparatus preferably has a radiation quality response characteristic distribution of 0.2% or less.
[0057]
In such an X-ray CT apparatus 10, the ceramic scintillator 1 with reduced radiation quality response characteristic distribution between a plurality of scintillator unit elements (scintillator chip 2 or scintillator segment 6) is used as fluorescence generation means of the X-ray detector 5. Therefore, the appearance of artifacts (pseudo images) can be effectively prevented with good reproducibility while improving the X-ray detection sensitivity. Furthermore, since the output from the ceramic scintillator 1 is high, the resolution can be improved. As a result, the medical diagnostic ability of the X-ray CT apparatus 10 can be greatly enhanced.
[0058]
The radiation inspection apparatus of the present invention is not limited to an X-ray inspection apparatus for medical diagnosis but can be applied to an X-ray non-destructive inspection apparatus for industrial use. The present invention also contributes to an improvement in inspection accuracy by an X-ray nondestructive inspection apparatus.
[0059]
【Example】
Next, specific examples of the present invention and evaluation results thereof will be described.
[0060]
Example 1
First, Gd with an average particle size of 10 μm ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. Gd ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder is a mixed oxide powder of Gd and Pr (Pr _Four O ₁₁ Gd containing ₂ O _Three Powder) with a proper amount of sulfur powder and flux as Li _Three PO _Four Powder and Na ₂ CO _Three What was obtained by adding powder and mixing well, firing this mixed powder under conditions of 1100-1300 ° C x 4-8 hours, and then washing with dilute hydrochloric acid and washing with pure water (10 times or more) It is. This Gd ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 80 ppm, and the Cl content was 2.6 ppm. The F content was below the detection limit (0.1 ppm).
[0061]
Gd like this ₂ O ₂ The S: Pr phosphor powder was molded by a rubber press, and the molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the treatment was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1500 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0062]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ S: Pr sintered body) was measured for P content, Cl content, and F content. The P content was 40 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was below the detection limit (0.1 ppm). It was. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0063]
Example 2
First, Lu with an average particle diameter of 10 μm ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. Lu ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder is Gd of Example 1. ₂ O ₂ S: produced in the same manner as Pr phosphor powder. This Lu ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 90 ppm, and the Cl content was 3.3 ppm. The F content was below the detection limit.
[0064]
Such Lu ₂ O ₂ The S: Pr phosphor powder was molded by a rubber press, and the molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1450 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By performing heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0065]
A plurality of scintillator chips (Lu) thus obtained ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. The P content was 46 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was below the detection limit. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0066]
Example 3
First, La having an average particle size of 10 μm ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. La ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder is Gd of Example 1. ₂ O ₂ S: produced in the same manner as Pr phosphor powder. This La ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 75 ppm, and the Cl content was 2.1 ppm. The F content was below the detection limit.
[0067]
La like this ₂ O ₂ The S: Pr phosphor powder was molded by a rubber press, and the molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1460 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By performing heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing La, ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0068]
A plurality of scintillator chips (La ₂ O ₂ When the P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured, the P content was 36 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was below the detection limit. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0069]
Example 4
First, Y with an average particle size of 10 μm ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. Y ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder is Gd of Example 1. ₂ O ₂ S: produced in the same manner as Pr phosphor powder. This Y ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 70 ppm, and the Cl content was 1.8 ppm. The F content was below the detection limit.
[0070]
Y like this ₂ O ₂ The S: Pr phosphor powder was molded by a rubber press, and the molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the treatment was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1550 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0071]
A plurality of scintillator chips (Y ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. As a result, the P content was 28 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was below the detection limit. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0072]
Example 5
Gd as in Example 1 ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder, Li as a sintering aid ₂ GeF ₆ Was added at a ratio of 0.01% by mass and mixed well, and then molded by a rubber press. The molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1100 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0073]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ When the P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured, the P content was 40 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was 36 ppm. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0074]
Example 6
Gd as in Example 1 ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder, Li as a sintering aid ₂ GeF ₆ Was added at a rate of 0.021% by mass and mixed well, and then molded by a rubber press. The molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1100 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0075]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. The P content was 40 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was 82 ppm. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0076]
Example 7
First, Gd with an average particle size of 10 μm ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. Gd ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder is a mixed oxide powder of Gd and Pr (Pr _Four O ₁₁ Gd containing ₂ O _Three Powder) with an appropriate amount of sulfur powder and flux K _Three PO _Four Powder was added and mixed well, and this mixed powder was fired under conditions of 1100-1300 ° C x 4-8 hours, then washed with dilute hydrochloric acid and washed with pure water (3 times). is there. This Gd ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 116 ppm, and the Cl content was 78 ppm. The F content was below the detection limit.
[0077]
Gd like this ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder with Li as a sintering aid ₂ GeF ₆ Was added at a ratio of 0.015% by mass and mixed well, and then molded by a rubber press. The molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1100 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0078]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. As a result, the P content was 60 ppm, the Cl content was 42 ppm, and the F content was 37 ppm. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0079]
Comparative Example 1
Gd as in Example 1 ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder, Li as a sintering aid ₂ GeF ₆ Was added at a rate of 0.05% by mass, mixed well, and molded by a rubber press. The molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1100 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0080]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. As a result, the P content was 40 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was 147 ppm. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0081]
Comparative Example 2
Gd produced in the same manner as in Example 1. ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.05 mol%) phosphor powder, Li as a sintering aid ₂ GeF ₆ Was added at a ratio of 0.1% by mass and mixed well, and then molded by a rubber press. The molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1100 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x Heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing Gd, ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0082]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. As a result, the P content was 40 ppm, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was 290 ppm. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0083]
Comparative Example 3
Mixed oxide powder of Gd and Pr (Pr _Four O ₁₁ Gd containing ₂ O _Three Powder) with an appropriate amount of sulfur powder and flux Na _Three PO _Four Powder is added and mixed thoroughly. After firing this mixed powder at 1150 ° C. for 5 hours, washing with diluted hydrochloric acid and washing with pure water (once) are performed to obtain a Gd having an average particle size of 10 μm. ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. This Gd ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 320 ppm, and the Cl content was 240 ppm. The F content was below the detection limit.
[0084]
Gd like this ₂ O ₂ The S: Pr phosphor powder was molded by a rubber press, and the molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the treatment was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1500 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0085]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. As a result, the P content was 230 ppm, the Cl content was 128 ppm, and the F content was below the detection limit. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0086]
Comparative Example 4
Mixed oxide powder of Gd and Pr (Pr _Four O ₁₁ Gd containing ₂ O _Three Powder) with an appropriate amount of sulfur powder and flux Na _Three PO _Four Powder is added and mixed thoroughly. After firing this mixed powder at 1150 ° C. for 5 hours, washing with dilute hydrochloric acid and washing with pure water (twice) make Gd with an average particle size of 10 μm. ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powder was prepared. This Gd ₂ O ₂ The P content of the S: Pr phosphor powder was 210 ppm, and the Cl content was 120 ppm. The F content was below the detection limit.
[0087]
Gd like this ₂ O ₂ S: Pr phosphor powder with Li as a sintering aid ₂ GeF ₆ Was added at a ratio of 0.015% by mass and mixed well, and then molded by a rubber press. The molded body was sealed in a Ta capsule, and then set in a HIP processing apparatus. Argon gas was sealed as a pressurized medium in the HIP processing apparatus, and the processing was performed for 3 hours under conditions of a pressure of 147 MPa and a temperature of 1100 ° C. After cutting a rod-shaped material 30 mm long x 1 mm wide x 2 mm thick from the obtained sintered body, a small amount of oxygen and SO _x By heat treatment at 1100 ° C. in a nitrogen gas atmosphere containing ₂ O ₂ A plurality of scintillator chips made of S: Pr sintered bodies were produced.
[0088]
A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ The P content, Cl content, and F content of S: Pr sintered body were measured. As a result, the P content was 120 ppm, the Cl content was 62 ppm, and the F content was 63 ppm. The obtained plurality of scintillator chips were subjected to characteristic evaluation described later.
[0089]
100 scintillator chips according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 described above were prepared, and an X-ray with a tube voltage of 120 kV and an X-ray with a tube voltage of 80 kV were sequentially applied to each scintillator chip 2 (thickness = 2 mm). Irradiation was performed, and the quality response characteristic distribution was obtained from the light emission output at the time of each X-ray irradiation based on the formula (1) described above. Table 2 shows the radiation quality response distributions of the ceramic scintillators according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4. In addition, the phosphor composition and the presence or absence of a sintering aid in each example are as shown in Table 1, and the P content and halogen element content of each scintillator chip are as shown in Table 2.
[0090]
Next, using each scintillator chip according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, the X-ray detector 5 (number of scintillator chips = 20) shown in FIG. The X-ray CT apparatus was configured using the line detector 5. The tube voltage of each of these X-ray CT apparatuses was changed in the range of 80 to 120 kV, and the presence or absence of the appearance of artifacts was measured at about 800 ch (channel). Table 2 shows the number of channels in which artifacts were confirmed.
[0091]
[Table 1]

[0092]
[Table 2]

[0093]
As is apparent from Table 2, in each of the ceramic scintillators according to Examples 1 to 7, it can be seen that the quality response characteristic distribution between a plurality of scintillator chips is suppressed to within 0.5%. And according to the X-ray detector comprised using such a ceramic scintillator, it becomes possible to suppress appearance of an artifact with sufficient reproducibility. On the other hand, in each of the ceramic scintillators according to Comparative Examples 1 to 4, the distribution of the quality response characteristics between the plurality of scintillator chips exceeds 0.5%, and it can be seen that artifacts appear with a considerable probability.
[0094]
Examples 8-11, Comparative Examples 5-7
In Example 1 described above, Gd ₂ O ₂ S: Flux (Li _Three PO _Four Gd) was changed in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of powder) and the washing conditions after firing were changed and the P content was adjusted. ₂ O ₂ S: Pr (Pr concentration = 0.1 mol%) phosphor powders (Examples 8 to 11 and Comparative Examples 5 to 7) were prepared. In Comparative Examples 5 to 7, the P content is adjusted outside the scope of the present invention.
[0095]
Each Gd mentioned above ₂ O ₂ S: A scintillator chip (length 30 mm × width 1 mm × thickness 2 mm) was produced in the same manner as in Example 1 using Pr phosphor powder. A plurality of scintillator chips (Gd thus obtained) ₂ O ₂ S: Pr sintered body) was measured for P content, Cl content, and F content. The P content was as shown in Table 2, the Cl content was 0.7 ppm, and the F content was the detection limit. (0.1 ppm) or less. Each ceramic scintillator provided with such a scintillator chip was subjected to the following characteristic evaluation. Note that Gd of Comparative Example 5 ₂ O ₂ The S: Pr phosphor powder was not evaluated because it could not maintain the tip shape of 30 mm in length.
[0096]
The quality response characteristic distribution of each ceramic scintillator according to Examples 8 to 11 and Comparative Examples 6 to 7 described above was determined according to the method described above. Furthermore, the light output when X-rays with a tube voltage of 120 kV were irradiated was determined as a relative value when the light output of Example 11 was 100. These measurement results are shown in Table 3.
[0097]
[Table 3]

[0098]
As is apparent from Table 3, it can be seen that each of the ceramic scintillators according to Examples 8 to 11 has excellent light output in addition to the radiation quality response characteristic distribution being suppressed to within 0.5%. . On the other hand, it can be seen that the ceramic scintillators of Comparative Examples 6 and 7 having a scintillator chip with a P content exceeding 100 ppm not only have inferior optical output, but also have large variations in the quality response characteristics.
[0099]
Examples 1A-1B, Reference Examples 1A-1B
Using the same rare earth oxysulfide sintered body as in Example 1 and Comparative Example 1 described above, a scintillator having a thickness of 2 mm (Example 1A and Reference Example 1A) and a scintillator having a thickness of 1.1 mm (Example 1B and Comparative examples 1B) were prepared respectively. For each of these scintillators, the tube voltage I ₁₂₀ / I ₈₀ Quality response distribution (%) and tube voltage I under various conditions ₁₂₀ / I ₁₀₀ The quality response distribution (%) was measured for each condition. These measurement results are shown in Table 4.
[0100]
[Table 4]

[0101]
As is clear from Table 4, the difference in the quality response characteristic distribution is small when the scintillator thickness is as thin as 1.1 mm, whereas the quality response characteristic distribution is increased when the scintillator thickness is as thick as 1.2 mm or more. It can be seen that the difference increases. In addition, regarding the measurement condition of the quality response characteristic distribution, I ₁₂₀ / I ₈₀ And I ₁₂₀ / I ₁₀₀ When the tube voltage is wider, it can be seen that the variation in the quality response characteristic distribution becomes larger. In other words, it can be said that the scintillator according to the embodiment of the present invention exhibits excellent quality response distribution even when the thickness is increased and the width of the tube voltage is further increased.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, the ceramic scintillator of the present invention has a good light output and also has a small variation in radiation quality response characteristics. Therefore, using such a ceramic scintillator, a radiation detector, and further a radiation When the inspection apparatus is configured, the appearance of artifacts can be suppressed with good reproducibility. Therefore, according to the radiation detector and radiation detection apparatus of the present invention using such a ceramic scintillator, for example, resolution and image accuracy can be improved, thereby improving medical diagnostic ability and nondestructive inspection accuracy. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a ceramic scintillator and an X-ray detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of a ceramic scintillator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a measurement state of a quality response characteristic distribution defined in the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a modification of the ceramic scintillator and the X-ray detector of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a schematic configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic scintillator, 2 ... Scintillator chip, 3, 7 ... Scintillator block, 4 ... Photoelectric conversion element, 5 ... X-ray detector, 6 ... Scintillator segment, 10 ... X-ray CT apparatus

Claims

A ceramic scintillator comprising a plurality of scintillator unit elements made of a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor,
Among the plurality of scintillator unit elements, the scintillator unit elements are obtained from [{(A−B) / A} × 100 (%)] when the maximum value is A and the minimum value is B among the quality response characteristics of each scintillator unit element. A ceramic scintillator characterized in that the required quality response distribution is within 0.5%.

The ceramic scintillator according to claim 1, wherein
The radiation quality response characteristic of the scintillator unit element is that the light emission output when the X-ray tube voltage is 120 kV on a sample having a thickness of 2 mm with respect to the X-ray irradiation direction is I ₁₂₀ , X-ray tube voltage A ceramic scintillator characterized in that when the light emission output when X-rays of 80 kV are irradiated is I _{80, the value} is represented by the ratio (I ₁₂₀ / I ₈₀ ) of these light emission outputs.

The ceramic scintillator according to claim 1 or 2,
The sintered body of the rare earth oxysulfide phosphor contains 0.1 to 100 ppm of phosphorus, and the total content of fluorine and chlorine is 100 ppm or less.

A ceramic scintillator comprising a scintillator unit element comprising a sintered body of a rare earth oxysulfide phosphor,
The sintered body of the rare earth oxysulfide phosphor contains 0.1 to 100 ppm of phosphorus, and the total content of fluorine and chlorine is 100 ppm or less.

In the ceramic scintillator according to any one of claims 1 to 4,
The ceramic scintillator, wherein the rare earth oxysulfide phosphor contains praseodymium as an activator.

The ceramic scintillator according to claim 5,
The rare earth oxysulfide phosphor is:
General formula: (RE _1-a Pr _a ) ₂ O ₂ S
(Wherein, RE represents at least one element selected from Gd, Lu, La and Y, and a is a number satisfying 5 × 10 ⁻⁵ ≦ a ≦ 1 × 10 ⁻² )
A ceramic scintillator having a composition substantially represented by:

The ceramic scintillator according to any one of claims 1 to 6,
A ceramic scintillator characterized in that the scintillator unit element has a thickness in the radiation direction of 1.2 mm or more.

Fluorescence generating means comprising the ceramic scintillator according to any one of claims 1 to 7, and causing the ceramic scintillator to emit light in response to incident radiation,
A radiation detector comprising: photoelectric conversion means for receiving light from the fluorescence generation means and converting the output of the light into an electrical output.

A radiation source that emits radiation toward the subject;
A radiation inspection apparatus comprising: the radiation detector according to claim 8, which detects radiation transmitted through the subject.