JP2008537001A - ＣＴのための非常に短い残光を有するＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒを得る方法。 - Google Patents
ＣＴのための非常に短い残光を有するＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒを得る方法。 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、非常に短い残光を有するGd2O2S:M蛍光性セラミック材料を目的とし、Mは、Pr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも１つの元素を表し、前記Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料が、Gd2O2Sを主成分として1重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下のセリウムをさらに有し、1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比でセリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回る。
Description
本発明は、ユウロピウムによって汚染されたガドリニウム含有粉体、及びユウロピウムによって汚染された蛍光性セラミックに関する。
本発明は、さらに単軸高温圧縮を用いた蛍光性セラミックの製造方法に関する。
本発明は、またさらに電離放射線を検出するための検出器に関する。
本発明は、またさらに電離放射線を検出するための前記検出器の使用に関する。
高エネルギー放射を検出するための蛍光性部材は、当該放射を吸収することができ、それを可視光線に変換することができる蛍光体を含む。それによって発生するルミネセンス発光は電子的に取得され、光感光システム（例えばフォトダイオード又は光電子増倍管）の助けを借りて評価される。そのような蛍光性部材は、単結晶材料（例えばドーピングされたアルカリハロゲン化物）で製造することができる。非単結晶材料は、粉体状の蛍光体として、又はそれから製造されるセラミック部材の形で使用することができる。
特許文献１において、蛍光体は一般的な式（L1-x-y-z-dEuxCezM'd )2O2S（LはGd、La及びYから成るグループから選択される少なくとも１つの元素。MはTb及びPrからなるグループから選択される少なくとも１つの元素。M'はCa、Sr及びZnから成るグループから選択される少なくとも１つの元素。x、y、z及びdは、0.001≦x≦0.06、0＜y≦12×10-5、0＜z≦12×10-5、0≦d≦2.5×10-4の範囲の値。）で代表して説明され、高温液圧圧縮法によって製造される。蛍光体は、高い光透過性、高い発光効率、低減された残光を有する。この蛍光体とシリコンフォトダイオードとの組み合わせを備える放射線検出器は、優れた波長マッチング能力を有し、高発光出力を得ることが可能であり、X線CT装置等のＸ線検出器としての使用に適している。
米国特許第6,340,436号
しかし、ユウロピウムを含むGd2O2S: Pr蛍光性セラミックが好ましくない増加した残光特性を示す可能性があることが本発明者によって発見された。したがって、この欠点を克服する必要がある。
本発明の第１の目的は、非常に短い残光特性を有するユウロピウムを含むシンチレーティングセラミックを提供することである。
上記した目的は、本発明により、非常に短い残光を有するGd2O2S: M蛍光性セラミック材料であって、MがPr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも一つの元素を表し、前記Gd2O2S: M蛍光性セラミック材料がさらに、Gd2O2Sを主成分として1 重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下のセリウムを有し、1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比でセリウムの含有量がユウロピウムの含有量より多いGd2O2S:M蛍光性セラミック材料により達成することができる。
しかし、Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料が、Gd2O2Sを主成分として0.05重量ppmより多く1重量ppm以下のユウロピウムを有することが好ましい。
蛍光性セラミック材料中に含まれるユウロピウム（例えばEu3+）の量があまりに多い場合、好ましくない大きな残光が得られる。さらに、セリウム（例えばCe3+）が本発明によって記載される量で含まれる場合、蛍光性セラミック材料中に含まれるユウロピウム（例えばEu3+）のあまりに高い濃度は光効率の好ましくない減少につながる。あまりに低い濃度は望ましくない大きな残光につながるので、セリウム濃度（例えばCe3+）を適合させることが重要である。しかし、セリウム濃度（例えばCe3+）があまりに高い場合、光効率は不適当に低くなる。
Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料中のセリウム濃度（例えばCe3+）は、少なくとも5重量ppm、多くとも100重量ppmであり、好ましくは多くとも50重量ppm、より好ましくは多くとも25重量 ppmであることが好ましい。
本説明において、MはPr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも一つの元素を表す。
本発明による好ましいGd2O2S:M蛍光性セラミック材料は、ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを有するGd2O2S:Prである。
Pr又はCeイオンの導入は、対応する塩（PrCl3, PrBr3, PrI3, Pr(NO3)3, Pr2(SO4)3, CeCl3, CeBr3, CeI3, Ce(NO3)3, Ce2(SO4)3,等)の水溶液を用いて実行することができる。あるいは、ドーパントイオンの導入は、ガドリニウム含有粉体（例えばGd2O2S）と酸化物（例えばPr6O11、Pr2O3、Ce2O3、CeO2）のようなドーパントを含む不溶性の組成物とを機械的に混合する間に実行することができる。
さらに代わりに、ガドリニウム含有粉体（例えばGd2O2S粉体）は、PrF3、Pr2S3、Pr2O2S、Pr2(CO3)3、Pr2(C2O4)3、CeF3、Ce2O2S、Ce2(CO3)3、Ce2(C2O4)3等のような、ドーパントの水不溶性の塩と共に機械的に混合されることができる。
Gd2O2Sのドープ顔料粉体は、BET法に準じて0.01m2/g以上1m2/g以下、好ましくは0.05m2/g以上0.5m2/g以下、より好ましくは0.1m2/g以上0.2m2/g以下の範囲の表面を有することができる。
一般に、Gd2O3のようなガドリニウム含有粉体がGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造に用いられる。Gd2O3及びGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の準備のためのプロセスは複雑で時間がかかる。しかし、一旦準備された蛍光性セラミック材料について、残光及び他の物理的性質に関する特性を任意に変更することはできない。非常に短い残光を有するGd2O2S:M蛍光性セラミック材料を提供するために、本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料中で、セリウムの含有量がユウロピウムの含有量より多くなければならないことが分かっている。
しかし、本発明によってGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の所望の非常に短い残光を得るためには、ユウロピウムがGd2O2Sを主成分として0.05重量ppm以上1重量ppm以下、好ましくは0.1重量ppm以上0.5重量ppm以下であり、セリウムがGd2O2Sを主成分として、0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは1重量ppm以上50重量ppm以下、より好ましくは10重量ppm以上25重量ppm以下であり、セリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回ることが好ましい。
ユウロピウムはEu3+として、好ましくは塩（例えばEuCl3、EuF3、Eu2O2S、Eu2(CO3)3、Eu2(C2O4)3、等）として含まれることができる。セリウムはCe3+として、好ましくは塩（例えばCeCl3、CeF3、Ce2O2S、Ce2(CO3)3、Ce2(C2O4)3、等）として含まれることができる。
残光の低減は、Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料のユウロピウム及びセリウムの含有量を、ユウロピウム:セリウムの比を1:20〜1:100、好ましくは1:25〜1:75、より好ましくは1:20〜1:50、最も好ましくは約1:25に調整することで、さらに最適化することができる。
ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを有する本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料（特にGd2O2S:Pr）は、0.5秒後に0ppmより大きく0.5秒後に80ppm以下、好ましくは0.5秒後に17ppm以上0.5秒後に20ppm以下の残光を示すことができる。
しかし、ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを有する本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料（特にGd2O2S:Pr）が、0.5秒後に0ppmより大きく0.5秒後に50ppm以下、好ましくは0.5秒後に5ppm以上0.5秒後に40ppm以下、さらに好ましくは0.5秒後に10ppm以上0.5秒後に30ppm以下、より好ましくは0.5秒後に15ppm以上0.5秒後に25ppm以下の残光を示すことができることが好ましい。
1:10〜1:150、好ましくは1:50のEu:Ce比を有する本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料（特にGd2O2S:Pr）は、0.5秒後に80ppm以下の残光を示すことができる。さらに、本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料が、前記蛍光性セラミック材料を主成分として、0.2重量ppm以上0.5重量ppm以下のEu3+、及び10重量ppm以上25重量ppm以下のCe3+、好ましくは20重量ppmから23重量ppmのCe3+を有する場合、0.5秒後に20ppm以下の残光を達成することができる。
したがって、ガドリニウム含有顔料粉体中のEu:Ce比を、当該粉体が前記蛍光性セラミック材料を主成分として、0.2重量ppm以上0.5重量ppm以下のEu3+、及び10重量ppm以上25重量ppm以下のCe3+、好ましくは20重量ppmから23重量ppmのCe3+を有するように調整することが好ましい。
ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを有する本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料（特にGd2O2S:Pr）は、CdWO4の光出力の120%より多い範囲、好ましくは230%以上の相対的な光収率を示すことができる。
光出力及び残光は、浜松ホトニクス社製の光電子増倍管、及びNational Instruments社製のADCを用いて測定され、光電子増倍管は鉛シールドによって直接照射から遮蔽される。残光は、120 kV / 100 mA, 80 cm FDD (18-20 mGy/s), 2 s pulseによって測定され、全ての残光値は、定常信号のppmで与えられる。信号値（光出力）は、シリコーンでフォトダイオードに接着された4×4 mm2のピクセル上で測定された。X線パルスが切られたあと、残光は測定される。
本発明のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料は透明である可能性がある。セリウムを含有するために、Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料は黄色に色付いている。
約515nmである自身の発光波長におけるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の透過率は、1.6mmの層厚に対して10%から70%であることができ、好ましくは20%から60%、より好ましくは40%以上、最も好ましくは50%以上である。全透過率の測定は、パーキンエルマー分光計を用いて実行された。
本発明の第２の目的は、本発明によるGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造において有用なガドリニウム含有顔料粉体に関する。
本発明者は驚くべきことに、規定された比におけるユウロピウム及びセリウムを有するガドリニウム含有顔料粉体を用いる場合、残光が減少したGd2O2S:M蛍光性セラミック材料が得られることを発見した。
本発明によると、Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造において有用なガドリニウム含有顔料粉体が好まれ、当該Gd顔料粉体材料が、Gd2O2Sを主成分として1.0重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下のセリウムをさらに有し、セリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回り、並びに/又は、Gd顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量が1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比で調整され、前記ガドリニウム含有顔料粉体が好ましくはGd2O3、Gd2O2S及び／若しくはGd2O2S:Mから成るグループから選択される。
好ましくは、ガドリニウム含有顔料粉体は、Gd2O3、Gd2O2S及び／又はGd2O2S:Mから成るグループから選択されることができ、Mは、Pr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも１つの元素を表す。
Gd2O3、Gd2O2S及び／又はGd2O2S:Mから成るグループから選択されるガドリニウム含有顔料粉体中のセリウム濃度（例えばCe3+）は、Gd2O2Sに対して、少なくとも5重量ppm、最大で100重量ppm、好ましくは最大で50重量ppm、より好ましくは最大で25重量ppmである。
一般に、ガドリニウム含有顔料粉体は、Gd2O2Sを主成分として、0.05重量ppm以上1重量ppm以下のユウロピウム（例えばEu3+）によって汚染されている。ガドリニウム含有顔料粉体中のユウロピウムの量に基づいて、セリウムの量は計算され、前記粉体に加えられる。
ガドリニウム含有顔料粉体が、0.05重量ppm以上1重量 ppm以下のEu3+を有する場合、前記粉体に加えられるセリウム（例えばCe3+）の量は、Gd2O2Sを主成分として、0.1重量ppm以上100重量ppm以下のCe3+、好ましくは1重量ppm以上50重量ppm以下のCe3+、好ましくは10重量ppm以上25重量ppm以下のCe3+であることができる。
前記ガドリニウム含有顔料粉体において、ユウロピウム:セリウムの比は、1:10〜1:150、好ましくは1:20〜1:100、さらに好ましくは1:25〜1:75、より好ましくは1:20〜1:50、及び最も好ましくは約1:25に調整される。
しかし、前記ガドリニウム含有粉体中の量は、ユウロピウムがGd2O2Sを主成分として0.05重量ppm以上1重量ppm以下、好ましくは0.1重量ppm以上0.5重量ppm以下であり、セリウムがGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは1重量ppm以上50重量ppm以下、より好ましくは10重量ppm以上25重量ppm以下であり、セリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回ることが好ましい。
本発明による非常に短い残光を有する所望のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造に用いるために、1μmから20μmの粉体粒径を有するガドリニウム含有顔料粉体が好ましい。
本発明の第３の目的は、本発明によるGd2O2S: M蛍光性セラミック材料の製造において使用されるユウロピウムにより汚染されたガドリニウム含有顔料粉体の製造方法に関する。
非常に短い残光を有するGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造において使用されるユウロピウムにより汚染されたガドリニウム含有顔料粉体の製造方法は、
ａ）前記ガドリニウム含有顔料粉体中のユウロピウムの量を検出するステップ、
ｂ）ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを加えるステップを有し、
ユウロピウムの含有量がGd2O2Sを主成分として1重量ppm以下であることが確認され、セリウムの含有量はGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下であり、
ガドリニウム含有顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量が1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される。
ａ）前記ガドリニウム含有顔料粉体中のユウロピウムの量を検出するステップ、
ｂ）ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを加えるステップを有し、
ユウロピウムの含有量がGd2O2Sを主成分として1重量ppm以下であることが確認され、セリウムの含有量はGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下であり、
ガドリニウム含有顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量が1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される。
Gd2O2Sを主成分としたユウロピウム（例えばEu3+）の量が0.05重量ppm未満又は0.01重量ppm未満の場合には、セリウムをガドリニウム含有顔料粉体に追加しないことが好ましい。
本発明の方法は、望まない持続する残光を有するGd2O2S:M(GOS)蛍光性セラミック材料の製造を回避する手段を提供する。
適切なユウロピウム（例えばEu3+）汚染ガドリニウム含有顔料粉体は、Gd2O3、Gd2O2S及び／又はGd2O2S:Mから成るグループから選択されることができる。
以下で言及されるガドリニウム含有顔料粉体は、しばしばユウロピウム（例えばEu3+）によって汚染されるので、当該ガドリニウム含有顔料粉体中のユウロピウムの定量的な分量を検出することが発明者によって提案される。
ユウロピウム（例えばEu3+）で汚染されたガドリニウム含有顔料粉体は、赤い放射発光を示すことができる。
ユウロピウム（例えばEu3+）の定量分析のための方法は、一般的に従来技術において知られている。本発明の方法によれば、ユウロピウムの量（例えばEu3+の量）は、光分光法を用いて計量することができる。Eu3+の発光強度（約254nmの紫外線照射での励起）を測定する光分光法に基づいてEu3+の量を検出することが、Eu3+汚染ガドリニウム含有顔料粉体のために最も好ましい。Eu3+の発光強度を測定する光分光方法は、Eu3+汚染ガドリニウム含有顔料粉体のサブppm範囲の濃度までのEu3+含有量の正確な測定を可能にする。
低圧水銀放電から得られる254nmの紫外線放射で励起されたユウロピウム（例えばEu3+）汚染Gd2O3粉体の発光放射は赤色の可視放射を提供する。
ユウロピウム（例えばEu3+）汚染Gd2O2S:M粉体の発光スペクトルは、620nmから630nmの範囲における他のスペクトル間に発光放射を示す。
Eu3+の濃度は、Gd2O2Sを主成分として重量 ppmで与えられる。
次のステップにおいて、セリウムは、好ましくはCe3+として、例えばCeCl3として、Gd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下の量で追加され、ガドリニウム含有顔料粉体中のユウロピウム及びセリウムの含有量は、1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される。
ユウロピウム:セリウム比は、1:10〜1:150、好ましくは1:20〜1:100、さらに好ましくは1:25〜1:75、より好ましくは1:20〜1:50、最も好ましくは約1:25に調整することができる。
さらに、ガドリニウム含有粉体中のユウロピウムの量が、Gd2O2Sを主成分として1重量ppm以下、好ましくは0.05重量ppm以上0.5重量ppm以下である場合に、セリウムの追加された全体量が、Gd2O2Sを主成分として0.5重量ppm以上50重量ppm以下、好ましくは1重量ppm以上30重量ppm以下、より好ましくは10重量ppm以上25重量ppm以下であり、セリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回ることが好ましい。しかし、ユウロピウム:セリウム比は1:10〜1:150でなければならない。
Eu3+の濃度に関するガドリニウム含有粉体の分析は、当該粉体に追加する必要があるセリウム（好ましくはCeCl3）の正確な量を計算することができるという利点がある。したがって、望まない持続する残光を有するGd2O2S:M蛍光性セラミック材料（GOS）の製造を回避することができる。これは、非常に短い残光を有する所望のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料（GOS）の製造プロセスを固定することができる。
本発明の第４の目的は、単軸高温圧縮を用いた本発明による蛍光性セラミック材料の製造方法に関し、当該方法は以下のステップを有する。
ステップa)
MがPr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも１つの元素を表すGd2O2S:Mの顔料粉体を選択する。選択される前記顔料粉体はさらにGd2O2Sを主成分として1重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下のセリウムを有する。ガドリニウム含有顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量は1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される。高温圧縮に用いられる前記粉体の粒径は1μmから20μmである。1000℃から1400℃の温度及び／又は100MPaから300MPaの圧力で前記高温圧縮を実行する。
ステップb)
700℃から1200℃の温度で0.5時間から30時間の時間、エアアニールする。
ステップc)
選択的にステップa)とステップb)との間に追加的に実行される。蛍光性セラミックを真空下で1000℃から1400℃の温度で0.5時間から30時間の時間、アニールする。 Gd2O2Sの顔料粉体は、0.1ppmから1000ppm（重量割合）の量のMを有することができる。
ステップa)
MがPr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも１つの元素を表すGd2O2S:Mの顔料粉体を選択する。選択される前記顔料粉体はさらにGd2O2Sを主成分として1重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下のセリウムを有する。ガドリニウム含有顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量は1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される。高温圧縮に用いられる前記粉体の粒径は1μmから20μmである。1000℃から1400℃の温度及び／又は100MPaから300MPaの圧力で前記高温圧縮を実行する。
ステップb)
700℃から1200℃の温度で0.5時間から30時間の時間、エアアニールする。
ステップc)
選択的にステップa)とステップb)との間に追加的に実行される。蛍光性セラミックを真空下で1000℃から1400℃の温度で0.5時間から30時間の時間、アニールする。 Gd2O2Sの顔料粉体は、0.1ppmから1000ppm（重量割合）の量のMを有することができる。
空気中で化学的に安定している比較的粗い粒の粉体は、改善された特性を有する蛍光性結晶を形成するように首尾よく圧縮されることができることが発見された。
したがって、本発明によれば、圧縮モードは、1000℃から1400℃、好ましくは1100℃から1300℃、より好ましくは1150℃から1250℃の温度、及び／又は、100MPaから300MPa、好ましくは180MPaから280MPa、より好ましくは200MPaから250MPaの圧力であることが好ましい。好ましくは、本発明による単軸圧縮ステップの間の真空度は、100Pa以下0.01Pa以上である。
本発明によれば、真空度は0.01Pa以上50Pa以下の範囲、好ましくは0.01Pa以上10Pa以下の範囲で調整されることができ、最も好ましくは真空度は0.01Pa以上1Pa以下の範囲で調整される。
真空下での単軸高温圧縮のステップの後、蛍光性セラミックは、700℃から1200℃、好ましくは800℃から1100℃、より好ましくは900℃から1000℃の温度でのエアアニールによってさらに処理されることができ、エアアニール処理の時間は、0.5時間から30時間、好ましくは1時間から20時間、より好ましくは2時間から10時間、最も好ましくは2時間から4時間である。
実施の形態において、本発明に従って使用されるGd2O2S顔料粉体は、2μmから10μm、より好ましくは4μmから6μmの範囲の平均粒径を有することが好ましい。
本発明によれば、結果として生じるセラミックの光学的性質をまたさらに改善するための真空アニールステップを導入することが有利である。このステップを通じて、セラミック中で更なる結晶粒の成長が生じ、気孔率の減少に起因して透明度をさらに改善する。この次に、結晶粒の成長に起因して、酸硫化物の格子中のドーパント原子の更なる拡散は、セラミックのシンチレーティング特性のまたさらなる改善を可能にする。
したがって、本発明による方法の１つの実施の形態によれば、ステップa)とステップb)との間に追加的なステップc)を、実行することができ、ステップc)は、1000℃から1400℃の温度で、0.5時間から30時間の時間、真空下で蛍光性セラミックをアニールする。
好ましくは、アニール温度は1100℃から1300℃、より好ましくは1200℃から1250℃の範囲内で選択される。
真空アニールの時間は、好ましくは1時間から20時間、より好ましくは2時間から10時間、最も好ましくは3時間から5時間に設定することができる。
実施例1
700重量ppmのPr、25重量ppmのCe及び0.5重量ppmのEuを含み5μmの粒径を有する最初の原料Gd2O2Sが1Paの真空度の下で単軸高温圧縮を受ける。圧縮温度は1250℃、圧力は200MPaであり、続いて約1000℃で2時間のエアアニールが行われる。
得られた蛍光性セラミック材料は、0.5秒後で約10ppmの残光特性を示す。
本発明による蛍光性セラミックは、例えば、
−電離放射線、好ましくはＸ線、γ線及び電子ビームを検出するためのシンチレータ若しくは蛍光性部材、
並びに/又は、
−好ましくはコンピュータ断層撮影（CT）の医療分野において使用される機器又は装置、
に用いられることができる。
−電離放射線、好ましくはＸ線、γ線及び電子ビームを検出するためのシンチレータ若しくは蛍光性部材、
並びに/又は、
−好ましくはコンピュータ断層撮影（CT）の医療分野において使用される機器又は装置、
に用いられることができる。
最も好ましい少なくとも１つの本発明による蛍光性セラミックは、医療撮像に適応する検出器又は機器に用いられることができる。
しかし、蛍光性セラミックは医療分野において知られる任意の検出器に用いられることができる。そのような検出器は、例えばＸ線検出器、CT-検出器、Electronic Portal Imaging検出器等である。
明細書を過度に長くすることなく包括的な開示を提供するために、出願人は、上記で引用された各々の特許及び特許出願を引用によって組み込む。上記の詳細な実施の形態中の要素及び特徴の特定の組み合わせは、単なる例示であって、これらの教示と本明細書及び引用により組み込まれた特許/特許出願中の他の教示との入れ替え及び置換も明白に意図される。当業者が認識するように、本明細書に記載されたもののバリエーション、修正及び他の実現例は、特許請求の範囲に記載された発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者が思いつくことができる。したがって、前述の説明は例に過ぎず、限定を意図したものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物において定義される。さらに、説明及び特許請求の範囲中に使用される引用符号は特許請求の範囲に記載された発明の範囲を制限しない。
Claims (10)
- 非常に短い残光を有するGd2O2S:M蛍光性セラミック材料であって、MがPr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも１つの元素を表し、前記Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料がさらに、Gd2O2Sを主成分として1重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下のセリウムを有し、1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比でセリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回ることを特徴とするGd2O2S:M蛍光性セラミック材料。
- 前記Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料のユウロピウム及びセリウムの含有量が、1:20〜1:100、好ましくは1:25〜1:75、より好ましくは1:20〜1:50、最も好ましくは約1:25のユウロピウム:セリウム比に調整される請求項１に記載のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料。
- 前記Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料の残光が、0.5秒後に0ppmより大きく0.5秒後に80ppm以下、好ましくは0.5秒後に15ppm以上0.5秒後に25ppm以下である請求項１又は請求項２に記載のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料。
- 約515nmである自身の発光波長における前記Gd2O2S:M蛍光性セラミック材料の透過率が、1.6mmの層厚に対して10%から70%である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料。
- 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造に用いられるガドリニウム含有顔料粉体であって、Gd顔料粉体材料がさらに、Gd2O2Sを主成分として1重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下のセリウムを有し、セリウムの含有量がユウロピウムの含有量を上回り、並びに／又はGd顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量が1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整され、前記ガドリニウム含有顔料粉体が好ましくはGd2O3、Gd2O2S及び／若しくはGd2O2S:Mから成るグループから選択される、ガドリニウム含有顔料粉体。
- 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のGd2O2S:M蛍光性セラミック材料の製造に用いられるガドリニウム含有顔料粉体の製造方法であって、
ａ）前記ガドリニウム含有顔料粉体中のユウロピウムの量を検出するステップ、
ｂ）ユウロピウムの含有量を上回るセリウムを加えるステップを有し、
ユウロピウムの含有量がGd2O2Sを主成分として1重量ppm以下であることが確認され、セリウムの含有量はGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下であり、
ガドリニウム含有顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量が1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される製造方法。 - ユウロピウムにより汚染されたガドリニウム含有顔料粉体の請求項６に記載の製造方法であって、前記ユウロピウムにより汚染されたガドリニウム含有顔料粉体がGd2O3、Gd2O2S及び／又はGd2O2S:Mから成るグループから選択される製造方法。
- 単軸高温圧縮を用いた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蛍光性セラミック材料の製造方法であって、以下のステップを有する製造方法。
ステップa)
MがPr、Tb、Yb、Dy、Sm及び／又はHoのグループから選択される少なくとも１つの元素を表すGd2O2S:Mの顔料粉体を選択する。選択される前記顔料粉体はさらにGd2O2Sを主成分として1重量ppm以下のユウロピウム、及びGd2O2Sを主成分として0.1重量ppm以上100重量ppm以下のセリウムを有する。ガドリニウム含有顔料粉体のユウロピウム及びセリウムの含有量は1:10〜1:150のユウロピウム:セリウム比に調整される。高温圧縮に用いられる前記粉体の粒径は1μmから20μmである。1000℃から1400℃の温度及び／又は100MPaから300MPaの圧力で前記高温圧縮を実行する。
ステップb)
700℃から1200℃の温度で0.5時間から30時間の時間、エアアニールする。
ステップc)
選択的にステップa)とステップb)との間に追加的に実行される。蛍光性セラミックを真空下で1000℃から1400℃の温度で0.5時間から30時間の時間、アニールする。 - 電離放射線を検出する検出器であって、当該検出器は請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蛍光性セラミックを有し、好ましくはX線検出器、CT検出器又はElectronic Portal Imaging検出器である検出器。
- 医療撮像装置における請求項９に記載の検出器の使用であって、前記検出器が好ましくはX線検出器、CT検出器又はElectronic Portal Imaging検出器である使用。
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