JP2010117366A

JP2010117366A - シンチレータ部材及び放射線測定装置

Info

Publication number: JP2010117366A
Application number: JP2010029967A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Minagawa; 栄一皆川; Shohei Matsubara; 昌平松原
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: DE602006008994D1; US20060151706A1; JP5054135B2; EP1681584B1; EP1681584A2; CN1804660B; EP1681584A3; CN1804660A; US7402809B2

Abstract

【課題】シンチレータ上に物理的に強く遮光性が良好な遮光層を形成できるようにする。
【解決手段】シンチレータプレート１６上に熱転写シート１８を重合させた状態で加熱処理が行われると、熱転写シート１８から皮膜１４が剥離し、シンチレータプレート１６上に貼り付けられる。すなわち、皮膜を単体で存在させることなく、皮膜がシンチレータプレート１６上に転写されてそれと一体化される。皮膜１４は、保護層２４、アルミ層２６及び接着層２８を有する。アルミ層２６は保護層２４によって保護される。シンチレータ部材１０それ自体が保護層２４及びアルミ層２６の背面支持基板として機能するため、外的作用に対して強い皮膜１４を形成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シンチレータ部材及びその製造方法並びに放射線測定装置に関し、特に、シンチレータ部材についての遮光技術に関する。

シンチレータ部材は、表面汚染測定器、体表面モニタなどの様々な放射線測定装置に用いられている。シンチレータ部材に放射線が入射すると、そこで生じた光が光電子増倍管（ＰＭＴ）の受光面に導かれる。シンチレータ部材で生じた光を高感度で検出するために、シンチレータ部材の背面側には外部光を遮断する遮光構造（暗室）が設けられ、シンチレータ部材の前面側にも遮光構造が設けられる。

シンチレータ部材の前面（放射線入射面）側における遮光に際しては、そこを放射線が通過するために、そこでの放射線の減弱が問題となる。特に、β線は空気中の飛程が小さく、シンチレータ部材の前面側に、ある程度の厚みをもった遮光膜を形成すると、そこにおける放射線の遮断、減弱が無視できなくなって、測定感度が大きく低下する。よって、シンチレータ部材の前面側には極めて薄い遮光膜しか設けることができない。しかし、そのような薄い遮光膜は物理的な強度が非常に低く、腐食にも弱い。遮光層が傷ついたりピンポールが形成されたりすると、そこから光が内部へ入射してしまい、シンチレータ部材で生じた微弱発光を検出することができなくなる。

そこで、下記の特許文献１及び特許文献５に記載されているように、シンチレータ部材の前面側に互いに離間して複数の薄い遮光膜を設けることが考えられる。各遮光膜は樹脂フィルムとその両面に形成された遮光層とで構成される。仮に、最も外側の遮光膜の表面に形成された遮光層が傷ついても、その裏面に形成された遮光膜によって光が遮断される。仮に外的作用が大きく、外側に設けられた遮光膜の全体が傷ついても、それに対して離間して配置された次の遮光膜によって光の遮断を確保できる。最も外側の遮光膜の前面側には、必要に応じて、格子状の保護部材が設けられるが、いずれかの開口を介して異物が進入する可能性もある。保護部材における開口面積を小さくして物理的保護を強化すれば、放射線の検出感度が低下してしまう。

遮光膜を放射線測定装置に取り付ける場合には、皺が生じないように全体を均等に引っ張りつつ、その配置を行う必要がある。その作業には熟練を要し、また非常に手間がかかる。更に、配置作業中に必要以上に力を加えると、遮光膜が簡単に破れてしまうという問題もある。従来においては、一般に、放射線測定装置に対して複数の遮光膜が取り付けられるため、上記問題は非常に顕著なものとなっている。

下記の特許文献２にはシンチレータ部材を用いた放射線測定器の一例が示されている。下記の特許文献３には、大面積の薄型シンチレータ板に対して遮光膜を貼り付けることが記載されている（第００４１段落など）。しかし、遮光膜の詳細については記載されておらず、また、遮光膜の取付方法についても記載されていない。特に、β線検出においては極めて薄い遮光膜を配置する必要があるが、そのような薄膜特有の取り扱いについては記載されていない。

下記の特許文献４には、プラスチックシンチレータの表面上に遮光膜を設けることが記載されている。遮光膜は、薄膜状のプラスチックフィルムと、その裏面又は表面に形成された薄膜状の蒸着層と、を有する。しかし、プラスチックシンチレータに薄膜状の遮光膜をどのように設けるのかについては記載されていない。下記の特許文献６には、シンチレータ層と遮光層とを密着させることが記載されている。但し、遮光層は着脱可能であり、シンチレータ層に接着されているものではない。

特開２００１−１４１８３１号公報特開平７−３５８６９号公報特開平８−２４８１３９号公報実願昭６０−１０８２７８号（実開昭６２−１６４８６号）のマイクロフィルム特開平３−２３１１８７号公報特開平５−２９７１４５号公報

本発明者らは、今まで、シンチレータ板の表面に１〜数μｍ程度の薄い遮光膜を形成することを目的として様々な検討及び実験を繰り返した。真空蒸着法による実験では、シンチレータ板を真空蒸着容器内に配置し、加熱下で、シンチレータ板の表面にアルミニウムを堆積、蒸着させることを試みた。しかし、その方法では、皮膜の厚みが２０μｍ程度にもなってしまい、それを遮光層として利用すると、β線の感度が非常に低下してしまうことが判明した。また、皮膜の厚みの制御が非常に難しいことも判明した。スパッタリング法による実験では、遮光性をもった薄い皮膜を形成できたが、その皮膜の強度が非常に弱く、皮膜を擦ると簡単に皮膜が剥げてしまうことが判明した。また、その方法では、１つのスパッタリング処理当たり、処理できるシンチレータ板の個数に限りがあり、また、大型のシンチレータ板を処理困難である、などの問題も指摘できる。なお、イオンプレーティング法も検討されたが、処理温度が摂氏１００度以上となり、シンチレータ板を構成するプラスチックシンチレータ材料如何によっては、その耐熱温度との関係で問題が生じるという結論に至っている。

上記の各種方法では、遮光皮膜を形成するために大掛かりな装置が必要となり、また大量処理に向かず処理コストが増大するという問題がある。シンチレータ板に対して均一な薄い皮膜を直接形成することは非常に難しいという背景から、現状においては、上記特許文献１に記載されているような構造、すなわち、シンチレータ板の放射線入射面側に相互に離間して複数の遮光膜を張るのが一般的である。そのような遮光膜は非常に薄いプラスチック膜にアルミ蒸着を施したものであるが、それ自体非常に破れやすいもので、また、各遮光膜が空中に保持されているために構造的に見て外力に対して非常に弱いものとなっている。シンチレータ部材を備えた放射線測定装置の堅牢性を向上するために、新しい遮光技術が強く求められている状況にある。

本発明の目的は、外力に強く良好な遮光性を有するシンチレータ部材及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、シンチレータ上に遮光層を簡便に設けることが可能なシンチレータ部材の製造方法を提供することにある。

（１）本発明は、放射線の入射により発光を生じるシンチレータと、前記シンチレータにおける放射線入射面としての表面に形成された少なくとも１つの皮膜と、を含み、前記皮膜は、放射線を透過させる保護層と、前記保護層の裏面側に設けられ、放射線を透過させ且つ光の透過を阻止する遮光層と、前記遮光層の裏面側に設けられ、当該皮膜を前記シンチレータに貼り付けるための接着層と、を有し、前記皮膜は、転写シートから前記シンチレータの表面上へ転写された剥離膜である、ことを特徴とする。

上記構成によれば、転写技術を用いて、シンチレータの放射線入射面に直接的に（つまり、空気層を介在させずに）少なくとも１つの皮膜が形成される。皮膜は、保護層、遮光膜及び接着層を有する。遮光層は望ましくはアルミニウムを含有する薄い層として形成され、それは外部から進入する放射線を透過させ且つ外部からの光の進入を遮断する。遮光層は、放射線をできるだけ減弱させずに且つ遮光性を発揮できる程度の厚さに形成される。保護層は、放射線を透過させ、同時に遮光膜を外部作用から保護する材料で構成される。保護層は、一般に、塗布（印刷）により均一の厚みで形成されて硬化した塗膜として構成される。保護層は、放射線をできるだけ減弱させず且つ保護機能を発揮できる程度の厚さに形成される。但し、遮光層の厚み及び保護層の厚みは、シンチレータ上に形成する皮膜数を考慮して決定するのが望ましい。あるいは、皮膜における遮光層の厚み及び保護層の厚みを考慮して、シンチレータ上に形成する皮膜数を決定するのが望ましい。接着層は皮膜をシンチレータに貼り付ける部材として機能する。保護層、遮光層、接着層のいずれについても、その厚みが全体的に均一であるのが望ましい。皮膜が、保護層と遮光層との間に設けられた中間層、遮光層と接着層との間に設けられた別の中間層、その他の層を有するように構成してもよい。シンチレータの表面にそのまま皮膜を形成してもよいし、シンチレータの表面にコーティング層等を形成した上で、その表面に皮膜を形成するようにしてもよい。

遮光層から見てシンチレータが背面支持基板として機能するため、また、遮光層が保護層とシンチレータとでサンドイッチ状態で挟まれるため、遮光層は物理的作用から効果的に保護される。例えば、皮膜へ局所的な外力が加わっても、その外力は保護層で分散され、またシンチレータで分散されるので、遮光層へ及ぼうとする局所応力を回避、緩和できる。また、保護層それ自体についても、シンチレータが背面支持基板として機能するので、保護層の強度を向上できる。また、接着を利用するため、大掛かりで特殊な装置を必要とせずに、皮膜形成を簡便に行える。皮膜形成に当たって転写技術を利用すれば、例えば、既に形成されているアルミニウム蒸着層を転写するだけでよいので、シンチレータ全体を高温下で長い時間処理する必要はない。また、既に均一に形成されている遮光膜をそのまま利用できるので厚みの不均一性の問題も回避できる。なお、熱転写方式を利用する場合には、シンチレータへの熱伝導が生じるが、その場合でも比較的低温で処理を行うことができ、また、熱転写部位のみを短時間だけ加熱すればよいので、加熱による影響はほとんど問題とならない。感圧方式を利用する場合には加熱による問題を回避できる。

望ましくは、前記転写シートは熱転写シートであり、前記皮膜は熱転写法によって形成される。望ましくは、前記転写シートは感圧転写シートであり、前記皮膜は感圧転写法によって形成される。

転写方式を利用すれば、ある程度の厚みをもったベースフィルム上に薄膜状の皮膜を形成しておいて、そのベースフィルムから皮膜を剥離してそれをシンチレータに接着することができる。つまり、転写前の状態において、皮膜はベースフィルムと一体化されているので物理的に強化された状態にあり、転写後の状態において、皮膜はシンチレータと一体化されるので物理的に強化された状態にある。また、転写という簡便な方法によって、シンチレータの表面に皮膜を形成できるので、従来の手張り法による場合に比べて、作業性を飛躍的に向上できる。また、ベースフィルム上への所定材料の塗布によって均一な厚みをもった保護層を容易に形成でき、その厚みのコントロールも容易である。保護層が塗布されて、それが硬化した後に、保護層の上に蒸着処理によって遮光層を均一な厚みで形成することも容易である。

望ましくは、前記遮光層はアルミニウムを含有する蒸着層である。望ましくは、前記保護層は遮光性をもった着色層である。着色層であれば保護層それ自体が遮光性を有することになるので、皮膜全体としての遮光性能をより向上できる。望ましくは、前記シンチレータの表面に複数の皮膜が積層され、前記各皮膜が前記保護層、前記遮光層及び前記接着層を有する。望ましくは、前記放射線はβ線である。上記の皮膜はＸ線、γ線、α線の検出においてもその機能を発揮するが、特に、空気中でさえ減弱し易いβ線を検出する場合において有効なものである。望ましくは、前記接着層には、前記皮膜の裏面から入射する光を反射する反射材が混入される。反射材は望ましくは白色を呈し、典型的には、乱反射作用も有する。

（２）本発明は、シンチレータ部材と、前記シンチレータ部材の裏面側を取り囲む容器と、前記シンチレータ部材の裏面側から出た光を検出する光検出器と、を備え、前記シンチレータ部材は、放射線の入射により発光を生じるシンチレータと、前記シンチレータにおける放射線入射面としての表面に形成された少なくとも１つの皮膜と、を含み、前記皮膜は、放射線を透過させる保護層と、前記保護層の裏面側に設けられ、放射線を透過させ且つ光の透過を阻止する遮光層と、前記遮光層の裏面側に設けられ、当該皮膜を前記シンチレータの表面に貼り付けるための接着層と、を有し、前記皮膜は、転写シートから前記シンチレータの表面上へ転写された剥離膜である、ことを特徴とする。

望ましくは、前記シンチレータ部材の裏面側には透明性を有する補強部材が設けられる。望ましくは、前記シンチレータ部材の表面には複数の皮膜が積層形成される。望ましくは、前記シンチレータ部材の表面側にはそこから離間して少なくとも１つの別の遮光膜が設けられる。望ましくは、前記シンチレータ部材の表面側は複数の開口部を有する保護カバーで覆われる。

（３）本発明は、ベース層と皮膜とを有する転写シートを用いてシンチレータ部材を製造する方法であって、前記転写シートからシンチレータ板上に前記皮膜を転写する少なくとも１回の転写工程を含み、前記転写工程は、前記転写シートを前記シンチレータ板上に重合させた状態で、前記転写シートを加熱又は加圧することにより、前記転写シートから前記皮膜を剥離してそれを前記シンチレータ板に接着する工程を有し、前記皮膜は、放射線を透過させ且つ光の透過を阻止する遮光層を有する、ことを特徴とする。

上記構成によれば、転写という簡便な手法を利用して、シンチレータ板上に、遮光層を有する皮膜を形成できる。よって、製造コストを低減できる。また、皮膜は、転写前の段階において、ベース層と一体化されて物理的にそれが強化された状態におかれ、熱転写後の段階において、シンチレータ板と一体化されて物理的にそれが強化された状態におかれる。よって、皮膜の取り扱い時に、皮膜を外的な作用から十分に保護できる。なお、熱転写方式以外の転写方式（感圧転写方式など）を採用することも可能である。熱転写方式によれば、上記のように簡便かつ確実にシンチレータ上に薄い皮膜を転写できる。

望ましくは、前記転写工程が２回以上実行され、前記シンチレータ板上に複数の皮膜が積層形成される。これによって、遮光能力が高められる、また、物理的な強度が高められる。望ましくは、前記転写工程は、前記皮膜を前記シンチレータ板上に接着する前に、前記シンチレータ板の表面を清浄状態にする工程を有する。例えば、クリーンエア空間内で転写工程が実施され、あるいは、シンチレータ板の表面にクリーンエアが吹き付けられる。望ましくは、前記転写工程では、前記シンチレータ板の裏側にサポート板が設けられる。熱転写時に、サポート板は、シンチレータ板から熱を奪い取る作用を発揮する。これによって、熱転写後にシンチレータ板が反ってしまう問題を防止又は軽減できる。サポート板は望ましくは金属平板である。

以上説明したように、本発明によれば、外力に強く良好な遮光性を有するシンチレータ部材を提供できる。本発明によれば、シンチレータ部材上に遮光層を簡便に設けることができる。

本発明に係るシンチレータ部材の製造方法を示す概念図である。熱転写装置の構成を示す斜視図である。複数の皮膜を有するシンチレータ部材を示す図である。放射線測定装置の概念図である。放射線測定装置の部分断面図である。他の実施形態に係る放射線測定装置の部分断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、実施形態に係るシンチレータ部材１０の製造方法が示されている。このシンチレータ部材１０は、放射線測定装置において放射線検出器として用いられるものである。シンチレータ部材１０はシンチレータプレート１６と皮膜１４とで構成される。

なお、図１には、シンチレータプレート１６の表面（放射線入射面）上に１つの皮膜が形成されているものが示されているが、シンチレータプレート１６の表面上に複数の皮膜１４を積層形成するようにしてもよい。

シンチレータプレート１６はプラスチックシンチレータ材料によって構成される。周知のように、シンチレータプレート１６に放射線が入射すると、それによって発光が生じ、生じた光はシンチレータプレート１６の裏面側において検出される。放射線としては、Ｘ線（γ線）、β線、α線などをあげることができ、本実施形態に係るシンチレータ部材１０は特にβ線の検出に好適なものである。図１において、シンチレータ部材１０は板状の部材として示されており、このシンチレータ部材１０はいわゆる大面積型のシンチレータ検出器を構成する。ただし、シンチレータ部材１０の形状は必ずしも平板状である必要はなく、例えば曲面状であってもよいし、棒状であってもよい。転写技術を利用すれば、任意の形態のシンチレータに対して遮光層を容易に形成できる。

皮膜１４は放射線を透過させる機能と外部からの光を遮断する機能とを有する。この皮膜１４は、本実施形態において、熱転写方式によって、熱転写シート１８から剥離された剥離膜である。これについては後に詳述する。皮膜１４は、放射線の入射側から見て、保護層２４、アルミ層２６及び接着層２８を有している。各層はそれ全体として均一の厚みを有する。

保護層２４は透明な材料あるいは着色された材料からなるものであり、アルミ層２６の表面の全体を覆ってアルミ層２６を物理的な作用から保護する機能を発揮する。保護層は例えばアクリルエポキシ系の材料によって構成され、その厚みは例えば０．５〜３μｍの範囲内に設定される。望ましくは保護層２４は１．０μｍの厚みを有する。保護層２４は堅い材料によって薄く均一に形成されており、これによって上述したようにアルミ層２６が物理的な作用から保護されている。保護層２４を着色層として構成すれば、例えば黒色あるいは白色の層として構成すれば、それ自体に遮光性を持たせることができる。一般に、アルミ層２６を構成するアルミニウム材料などに比べて樹脂系の材料の方が放射線の減弱作用が弱いために、アルミ層２６よりも保護層２４の方を厚くするのが望ましい。

保護層２４は、後述するベースフィルム上に所定材料を塗布し、それを硬化することによって形成された塗膜（塗布層）である。塗布処理によれば、均一で薄い層を比較的に容易に形成できるという利点がある。

本実施形態では、熱転写前の状態では、皮膜１４が後述するベースフィルム２０に一体化されてその強度が確保され、熱転写後の状態では皮膜がシンチレータプレート１６に一体化されてその強度が確保される。皮膜を単体で存在させる必要がないので、その取扱いが極めて容易である。

アルミ層２６はアルミニウム材料あるいはそれを含む混合材料によって構成され、そのアルミ層２６は保護層２４の裏面側に形成された蒸着層として形成されている。すなわちアルミ層２６は熱転写シート１８の形成段階において蒸着によって形成されたものである。その厚みは、例えば０．０１〜１．５μｍの範囲内に設定され、望ましくは０．０５μｍである。熱転写シート１８の形成段階において蒸着法以外を用いてアルミ層２６を形成するようにしてもよい。アルミ層２６は、測定対象となる放射線を通過させ、その一方において、外来光がシンチレータプレートへ到達することを防止する遮光機能、及び、シンチレータプレート側からの光を反射する反射機能、を有する。なお、蒸着層をアルミニウム材料以外の材料で構成することも可能である。

接着層２８は、本実施形態において、熱可塑性接着材によって構成され、例えばオレフィン系の材料（ＰＰ系接着材、アクリル系接着材、等）によって構成される。接着層２８は、皮膜１４をシンチレータプレート１６上に接着するためのものである。その厚みは例えば２〜３μｍ程度である。接着層２８を構成する材料としては加熱後に硬化する材料を用いるのが望ましい。もちろん、それ以外にも様々な接着材料を利用することが可能である。但し、あまり接着層２８の厚さを厚くするとそこでの放射線の減弱が無視できなくなるため、そのような放射線の減弱を考慮しつつできる限り薄い接着層２８を形成するのが望ましい。複数の接着層を形成するようにしてもよい。本実施形態において、接着層２８には、白色を呈する酸化チタンの粉末が添加されている。その粉末は、シンチレータプレート１６側から進入した光を反射（乱反射）する反射材として機能する。酸化チタンに代えて他の材料を用いることもできる。

なお、シンチレータプレートは例えば０．５〜２．０ｍｍの厚みを有し、その厚みは、検出する放射線などに応じて適宜設定される。例えばシンチレータプレート１６の厚みを薄くしてそれに対して皮膜１４を形成した後に、シンチレータ部材１０を湾曲させて放射線検出器として利用することも可能である。シンチレータプレート１６を湾曲させた状態において皮膜１４を熱転写によって形成するようにしてもよい。シンチレータプレートそれ自体は通常透明であるが、その表面には、必要に応じて、光の散乱を生じさせる非常に細かい凹凸加工が施される。これは、光検出器側から見て発光部分を広げるためである。

次に、熱転写シート１８について詳述する。熱転写シート１８は、ベースフィルム２０と、そのベースフィルム２０に対して離型層２２を介して設けられた上記の皮膜１４と、を有している。すなわち、熱転写時において、熱転写シート１８に対して加熱が行われると、離型層２２の作用により、ベースフィルム２０から皮膜１４が剥がれることになる。それと同時に、皮膜１４は上記の接着層２８の作用によってシンチレータプレート１６上に接着される。ベースフィルム２０は、例えばポリエステル樹脂によって構成され、具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムによって構成される。その厚みは例えば１０〜２０μｍの範囲内に設定され、望ましくは１６μｍの厚みを有する。離型層２２は例えばワックス系あるいはアクリル系の材料によって構成され、その厚みは例えば０．３〜０．８μｍの範囲内に設定され、望ましくは０．５μｍである。上記の離型層を有しない熱転写シートを用いることもできる。

図１においては、シンチレータプレート１６上に熱転写シート１８が重合され、その重合体が搬送されている状態が示されている。重合体に対する局所的な加熱が図示されていない熱転写ローラによって行われた後、ガイドローラ４４によってベースフィルム２０が巻き取られる。すると、上述したようにベースフィルム２０上から皮膜１４が剥離して、皮膜１４がシンチレータ部材１０側に残存することになる。これによって熱転写処理が完成する。

後に説明するように、熱転写処理にあたっては、シンチレータプレート１６への熱伝導は局所的になされるため、シンチレータプレート１６が熱的な影響によって劣化する問題はほとんど生じない。但し、熱転写後において、シンチレータ部材１０の反りを防止するために、熱転写時に、シンチレータプレート１６の裏面側に（シンチレータプレート１６と後述するベルトコンベアとの間に）薄い平坦な金属板を設けることもできる。その金属板は、例えばアルミニウムによって構成され、熱転写時に、シンチレータプレート１６へ加えられた熱を、シンチレータプレート１６の裏面側で奪い取る吸熱作用を発揮する。

なお、上記で掲げた各数値は一例であって、諸条件に応じて各種の数値を採用し得る。例えば、アルミ層２６の厚みを遮光性が十分担保される限りにおいてより薄くしつつ、その一方において保護層２４の厚みをより厚くするようにしてもよい。また薄いアルミ層２６と薄い保護層２４とで皮膜１４を構成し、そのような皮膜を複数積層することによって、全体として厚いアルミ層及び厚い保護層を構成するようにしてもよい。いずれの場合においても、放射線に応じてそれを十分な感度をもって検出できるように、しかも遮光層における物理的な保護が十分に図られるように、各材料の厚みを適宜設定するのが望ましい。

図２には、熱転写装置３０が例示されている。シンチレータプレート１６はベルトコンベア３２上におかれ、図２における矢印方向へのベルトコンベア３２の移動に伴ってシンチレータプレート１６が搬送される。ベルトコンベア３２上には転写ユニットが設けられており、その転写ユニットは供給ローラ３８、巻取りローラ４０、ヒーター３６、熱転写ローラ３４、及び、ガイドローラ４２，４４などによって構成される。

供給ローラ３８には熱転写シートが巻き付けられており、その供給ローラ３８から供給される熱転写シート１８は、ガイドローラ４２によって案内され、熱転写ローラ３４を経てガイドローラ４４によって折り返され、巻取りローラ４０によって巻き取られる。熱転写ローラ３４はヒーター３６によって所定温度に加熱されており、また熱転写ローラ３４がその下方を通過するシンチレータプレート１６に対して熱転写シート１８を押しつける。これによって、熱転写ローラ３４の当接部位において、加圧と加熱とが同時に行われる。ベルトコンベア３２は一定速度で搬送されており、それと同じ速度で熱転写シート１８も搬送される。加熱後においては、熱転写シート１８がガイドローラ４４によって折り返されるが、その段階においては図１に示したようにガイドローラ４４の作用によって熱転写シート１８におけるベースフィルム２０と皮膜１４との分離が達成される。すなわちベースフィルム２０から皮膜１４が剥がされることになる。

したがって、図２に示すような熱転写装置３０を用いれば、様々な形状あるいはサイズをもったシンチレータプレート１６に対して簡便かつ迅速に皮膜形成処理を行うことができ、その製造コストを非常に軽減することが可能となる。また様々な場所で皮膜形成を行えるという利点もある。ベルトコンベア３２上に複数のシンチレータプレート１６を整列させておけば、それらのシンチレータプレート１６に対して連続的に熱転写処理を施すことも可能であり、図２に示す構成によれば大量処理を容易に行えるという利点がある。なお、熱転写時における加熱温度は例えば１００〜２５０℃であるが、その温度は熱転写シートやシンチレータ材料などに応じて適宜設定すればよい。加熱部位はシンチレータプレートの搬送方向及び深さ方向の両方向にわたって限定されており、また瞬時的なものであるため、シンチレータ材料に与える熱的な影響をほとんど無視することができる。

図３には、複数の皮膜が積層されたシンチレータ部材１００が示されている。シンチレータプレート１６上には２つの皮膜１４Ａ，１４Ｂが設けられている。各皮膜１４Ａ，１４Ｂは、それぞれ放射線入射側から見て保護層２４、アルミ層２６及び接着層２８を有する。例えば、図２に示したようなプロセスを２回繰り返せば、図３に示すような２層の皮膜１４Ａ，１４Ｂを容易に形成することができる。もちろん３層以上の積層構造を構築することも容易である。

図２に示した熱転写プロセスにおいては、熱転写処理に先立ってシンチレータプレート１６の表面上における塵、ゴミ等の異物を十分に除去しておくのが望ましい。すなわち、シンチレータプレート１６の表面を清浄状態にしておくのが望ましい。その場合においては、例えばエアブロー、洗浄などの手法を利用することができ、場合によっては、不純物の混入を避けるために、クリーンブースあるいはそれに相当するような部屋を用意し、その内部において熱転写処理を行うようにしてもよい。そのような密閉空間には、エアフィルタを通過したクリーンエアが導入される。エアーブロー装置は、熱転写前の段階で、シンチレータプレート１６の表面上にクリーンエアを吹き付けて異物を吹き飛ばすものである。そのような処理によれば異物によるピンホールの発生を効果的に防止できるという利点がある。

上記の熱転写方式に代えて感圧転写方式を利用することもできる。その場合、感圧転写シートが利用される。感圧転写シートは、上記の熱転写シートと同様に、ベースフィルムの上に設けられた皮膜（保護層、蒸着層、接着層）を有する。感圧転写シートにおける接着層は、熱可塑性接着材ではなく、加圧によって接着作用を十分に発揮する接着材で構成される。感圧転写方式の場合には、加圧ローラーによって、感圧転写シートがシンチレータプレートへ押しつけられ、シンチレータプレート上に皮膜（剥離膜）が転写される。この感圧転写方式においても、熱転写方式の場合と同様の利点を得られる。すなわち、転写前の状態においては、皮膜がベースフィルム上に形成されるので、その皮膜を薄く形成することができ、しかも、皮膜が単体で存在している場合に比べて、皮膜を物理的あるいは構造的に保護、強化することができる。転写後の状態においては、皮膜がシンチレータプレートに転写されるため、その皮膜を物理的あるいは構造的に保護、強化することができる。感圧転写方式によれば、熱的歪みの発生を防止できる。熱転写方式によれば、より薄い皮膜の転写を行える。

図４には、上述したシンチレータ部材１０を備えた放射線測定装置が分解斜視図として概念的に示されている。シンチレータ部材１０の裏面側には例えばアクリル板などによって構成される透明な補強プレート４６が設けられ、それらの部材が容器４８に対してセットされる。具体的には、枠体５０によってそれらの部材が容器４８に対して抑え込み固定される。容器４８はいわゆる暗室を構成するものであり、容器４８の内部空間には、図４に示す例において、２つの光電子増倍管（ＰＭＴ）５２，５４の受光面が臨んでいる。

放射線が外部から飛来すると、その放射線がシンチレータ部材１０における皮膜を通ってシンチレータプレートに到達し、そこで生じた発光が透明な補強プレート４６を通過して容器４８の内部空間に到達する。その光が２つの光電子増倍管５２，５４によって検出されることになる。シンチレータ部材１０には物理的な保護が図られた皮膜が形成されているため、その遮光機能によって外部からの光の進入は効果的に防止される。特に、枠体５０における開口部を介して何らかの部材がシンチレータ部材１０の表面上に接触したとしても、上記の皮膜によって遮光膜すなわちアルミ層の保護を図ることができる。すなわち、アルミ層は保護層とシンチレータプレートによってサンドイッチ状態で挟まれており、また保護層から見て（同時にアルミ層から見て）シンチレータプレートそれ自体が背面支持基板として機能するため、保護層やアルミ層に局所的な応力が加わったとしてもそれを背面支持基板によって分散することができ、その結果として皮膜の物理的な強度を向上することが可能である。

図５には、図４に示した放射線測定装置の部分的な断面図が示されている。シンチレータ部材１０と補強プレート４６からなる重合体は、容器４８に取付けられているフレーム６０によって支持されている。符号６２はパッキンを示しており、そのパッキン６２を介して枠体５０によってフレーム６０側へ上記の重合体を押しつけることにより、パッキン６２の作用によって隙間が完全に塞がれ、これによって隙間からの外来光の進入を効果的に防止することができる。パッキン６２は重合体の周囲全体を取り囲むような環状の形態を有している。符号６４は放射線を表しており、外部から進入する放射線はシンチレータ部材１０に到達し、それによって発光が生じる。それによって生じた光が符号６６で示されている。符号６８は物理的な外的作用を表しており、本実施形態においては、枠体５０の開口部を介してそのような作用が働いたとしても、シンチレータ部材１０の表面上に皮膜が形成されているため、それに含まれる遮光層としてのアルミ層は効果的に保護される。

図６には他の実施形態に係る放射線測定装置の部分的な断面図が示されている。その基本的な構造は図５に示した実施形態と同様である。すなわち、シンチレータ部材１０と補強プレート４６との重合体が、容器４８に取付けられたフレーム６０によって支持されている。ただし、図６に示す実施形態においては、従来においても用いられていた遮光膜７０が別途設けられている。更に、枠体７２における開口部７６には外部からの部材進入を極力防止するための格子７４が存在している。このような従来方法による保護と本実施形態に係る皮膜による保護とを同時に利用してより堅牢な放射線測定装置が構成されている。ちなみに、符号６２及び符号７８はパッキンを示しており、部材間における隙間を弾性体によって塞ぐことにより、外来光が容器４８内に進入することを効果的に防止できる。

なお、図４乃至図６に示したような放射線測定装置は、例えば放射線取扱施設の床面や壁面に生じている放射性物質の汚染を検査するための表面汚染計、体表面上における放射性物質の汚染を検査するための体表面モニタなどに利用することができる。本実施形態に係るシンチレータ部材は多様な用途に利用することが可能であり、本願の明細書に記載されているものには限られない。

１０シンチレータ部材、１４皮膜、１６シンチレータプレート、１８熱転写シート、２０ベースフィルム、２２離型層、２４保護層、２６アルミ層、２８接着層。

Claims

放射線の入射により発光を生じるシンチレータと、
前記シンチレータにおける放射線入射面としての表面に形成された少なくとも１つの皮膜と、
を含み、
前記皮膜は、
放射線を透過させる保護層と、
前記保護層の裏面側に設けられ、放射線を透過させ且つ光の透過を阻止する遮光層と、
前記遮光層の裏面側に設けられ、当該皮膜を前記シンチレータに貼り付けるための接着層と、
を有し、
前記皮膜は、転写シートから前記シンチレータの表面上へ転写された剥離膜である、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
請求項１記載のシンチレータ部材において、
前記転写シートは熱転写シートであり、前記皮膜は熱転写法によって形成された、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
請求項１記載のシンチレータ部材において、
前記遮光層はアルミニウムを含有する蒸着層である、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
請求項１記載のシンチレータ部材において、
前記保護層は遮光性をもった着色層である、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
請求項１記載のシンチレータ部材において、
前記シンチレータの表面に複数の皮膜が積層され、
前記各皮膜が前記保護層、前記遮光層及び前記接着層を有する、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
請求項１記載のシンチレータ部材において、
前記放射線はβ線である、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
請求項１記載のシンチレータ部材において、
前記接着層には、前記皮膜の裏面から入射する光を反射する反射材が混入されている、
ことを特徴とするシンチレータ部材。
シンチレータ部材と、
前記シンチレータ部材の裏面側を取り囲む容器と、
前記シンチレータ部材の裏面側から出た光を検出する光検出器と、
を備え、
前記シンチレータ部材は、
放射線の入射により発光を生じるシンチレータと、
前記シンチレータにおける放射線入射面としての表面に形成された少なくとも１つの皮膜と、
を含み、
前記皮膜は、
放射線を透過させる保護層と、
前記保護層の裏面側に設けられ、放射線を透過させ且つ光の透過を阻止する遮光層と、
前記遮光層の裏面側に設けられ、当該皮膜を前記シンチレータの表面に貼り付けるための接着層と、
を有し、
前記皮膜は、転写シートから前記シンチレータの表面上へ転写された剥離膜である、
ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項８記載の放射線測定装置において、
前記シンチレータ部材の裏面側には透明性を有する補強部材が設けられた、
ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項８記載の放射線測定装置において、
前記シンチレータ部材の表面には複数の皮膜が積層形成され、
前記各皮膜が前記保護層、前記遮光層及び前記接着層を有する、
ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項８記載の放射線測定装置において、
前記シンチレータ部材の表面側には前記シンチレータ部材から離間して少なくとも１つの別の遮光膜が設けられた、
ことを特徴とする放射線測定装置。
請求項８記載の放射線測定装置において、
前記シンチレータ部材の表面側は複数の開口部を有する保護カバーで覆われた、
ことを特徴とする放射線測定装置。
ベース層と皮膜とを有する転写シートを用いてシンチレータ部材を製造する方法であって、
前記転写シートからシンチレータ板上に前記皮膜を転写する少なくとも１回の転写工程を含み、
前記転写工程は、前記転写シートを前記シンチレータ板上に重合させた状態で、前記転写シートを加熱又は加圧することにより、前記転写シートから前記皮膜を剥離してそれを前記シンチレータ板に接着する工程を有し、
前記皮膜は、放射線を透過させ且つ光の透過を阻止する遮光層を有する、
ことを特徴とするシンチレータ部材の製造方法。
請求項１３記載の製造方法において、
前記転写工程が２回以上実行され、
前記シンチレータ板上に複数の皮膜が積層形成される、
ことを特徴とするシンチレータ部材の製造方法。
請求項１３記載の製造方法において、
前記転写工程は、前記皮膜を前記シンチレータ板上に接着する前に、前記シンチレータ板の表面を清浄状態にする工程を有する、
ことを特徴とするシンチレータ部材の製造方法。
請求項１３記載の製造方法において、
前記転写工程では、前記シンチレータ板の裏側にサポート板が設けられる、
ことを特徴とするシンチレータ部材の製造方法。