JP2010522806A - Scintillator and manufacturing method thereof - Google Patents
Scintillator and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010522806A JP2010522806A JP2010501027A JP2010501027A JP2010522806A JP 2010522806 A JP2010522806 A JP 2010522806A JP 2010501027 A JP2010501027 A JP 2010501027A JP 2010501027 A JP2010501027 A JP 2010501027A JP 2010522806 A JP2010522806 A JP 2010522806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- metal
- combinations
- nanoscale particles
- scintillation material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/32—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of elements or compounds in the liquid or solid state or in non-aqueous solution, e.g. sol-gel process
- C01B13/328—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of elements or compounds in the liquid or solid state or in non-aqueous solution, e.g. sol-gel process by processes making use of emulsions, e.g. the kerosine process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/288—Sulfides
- C01F17/294—Oxysulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/67—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals
- C09K11/68—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals containing chromium, molybdenum or tungsten
- C09K11/681—Chalcogenides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/67—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals
- C09K11/68—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals containing chromium, molybdenum or tungsten
- C09K11/681—Chalcogenides
- C09K11/684—Chalcogenides with alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
- C09K11/745—Germanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7767—Chalcogenides
- C09K11/7769—Oxides
- C09K11/7771—Oxysulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7772—Halogenides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7777—Phosphates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
- A61B6/037—Emission tomography
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Abstract
【課題】プラスチックマトリックスに埋め込まれたシンチレーション化合物のナノスケール粒子を含むシンチレーション検出器を提供する。
【解決手段】ナノスケール粒子は、金属酸化物、金属オキシハライド、金属オキシサルファイド、または金属ハロゲン化物から作製してよい。ナノスケール粒子の調製方法を提供する。粒子は、プラスチックマトリックスに組み込む前に、有機化合物またはポリマーでコーティングしてもよい。二酸化チタンのナノスケール粒子を組み込むことによって、プラスチックマトリックスとナノスケール粒子の屈折率を一致させるための技法も提供する。シンチレータを1個または複数の光検出器に結合して、シンチレーション検出システムを形成してもよい。
【選択図】図4A scintillation detector comprising nanoscale particles of a scintillation compound embedded in a plastic matrix.
Nanoscale particles may be made from metal oxides, metal oxyhalides, metal oxysulfides, or metal halides. A method for preparing nanoscale particles is provided. The particles may be coated with an organic compound or polymer prior to incorporation into the plastic matrix. By incorporating nanoscale particles of titanium dioxide, a technique is also provided for matching the refractive index of the plastic matrix and the nanoscale particles. A scintillator may be coupled to one or more photodetectors to form a scintillation detection system.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、一般に、シンチレーション検出器を作製するためのシンチレーション材料に関する。本発明の一実施形態は、金属酸化物、金属オキシハライド、金属オキシサルファイド、または金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を含むシンチレーション材料と、その調製方法とに関する。本発明の別の実施形態は、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を含むシンチレーション材料と、その調製方法とに関する。本発明のさらに別の実施形態は、金属オキシハライドまたは金属オキシサルファイドのナノスケール粒子を含むシンチレーション材料と、その調製方法とに関する。 The present invention relates generally to scintillation materials for making scintillation detectors. One embodiment of the present invention relates to a scintillation material comprising nanoscale particles of metal oxide, metal oxyhalide, metal oxysulfide, or metal halide, and a method for its preparation. Another embodiment of the invention relates to a scintillation material comprising nanoscale particles of metal halide and a method for its preparation. Yet another embodiment of the present invention relates to a scintillation material comprising metal oxyhalide or metal oxysulfide nanoscale particles and a method for its preparation.
シンチレータは、X線やγ線などの高エネルギー放射線を、可視光に変換する材料である。シンチレータは、検出および非侵襲的撮像技術において、例えば医療用およびスクリーニング用の撮像システムにおいて、広く使用されている。そのようなシステムでは、高エネルギー光子は、典型的には撮像される人体または物体を通過し、撮像ボリュームの反対側では、光検出装置に接続されているシンチレータに衝突する。シンチレータは、典型的には、高エネルギー光子の衝撃に応答して光学的光子を発生させる。次いで光学的光子を、光検出装置によって測定し定量することができ、それによって、検出器に入射する高エネルギー放射線の量および位置の代替的測定値が提供される。さらに、シンチレータは、通常なら検出するのが難しいと考えられる密輸品または汚染物質などの放射性物質を検出するのに使用されるシステムで、役立てることができる。 A scintillator is a material that converts high-energy radiation such as X-rays and γ-rays into visible light. Scintillators are widely used in detection and non-invasive imaging techniques, for example in medical and screening imaging systems. In such a system, high-energy photons typically pass through the human body or object being imaged and collide with a scintillator connected to the photodetection device on the opposite side of the imaging volume. Scintillators typically generate optical photons in response to the impact of high energy photons. The optical photons can then be measured and quantified by a light detection device, thereby providing an alternative measure of the amount and position of high energy radiation incident on the detector. In addition, scintillators can be useful in systems used to detect radioactive materials such as contraband or contaminants that would otherwise be difficult to detect.
非侵襲的撮像技法に関し、シンチレータの最も重要な適用例の1つは、デジタル式の検出および記憶システムを使用してX線画像を生成する医療機器である。例えば、CTスキャナなどの現行のデジタル式X線撮像システムでは、光源からの放射線を被験体に、典型的には医療診断適用例における患者に向ける。放射線の一部は患者を通過し、検出器に衝突する。検出器の表面は、放射線を、感知される光量子に変換する。検出器は、マトリックス状の個別の画像素子または画素に分かれており、各画素に衝突する放射線の量または強度に基づいて、出力信号をコード化する。放射線強度は、放射線が患者を通過するにつれて変化するので、出力信号に基づいて再構成される画像は、従来の写真用フィルム技法を通して入手可能なものと同様の、患者の組織の投影図を提供する。 With respect to non-invasive imaging techniques, one of the most important applications of scintillators is medical equipment that uses digital detection and storage systems to generate x-ray images. For example, current digital x-ray imaging systems such as CT scanners direct radiation from a light source to a subject, typically to a patient in a medical diagnostic application. Some of the radiation passes through the patient and strikes the detector. The detector surface converts the radiation into sensed photons. The detector is divided into individual image elements or pixels in a matrix and encodes the output signal based on the amount or intensity of radiation impinging on each pixel. Since radiation intensity changes as the radiation passes through the patient, images reconstructed based on the output signal provide a projected view of the patient's tissue similar to that available through conventional photographic film techniques To do.
別の高エネルギー放射線をベースにした撮像システムは、典型的には円形アレイに配列された、複数の画素を有するシンチレータをベースにした検出器を一般に用いる、陽電子放出トモグラフィ(PET)である。そのような画素のそれぞれは、光電子増倍管に結合されたシンチレータセルを含む。PETでは、所望の生物活性または親和性を有する化学的トレーサ化合物を、陽電子放出によって減衰する放射性同位体で標識する。その後、放出された陽電子は電子と相互に作用して、2個の511keV光子(γ線)を放出する。2つのγ線は同時に放出され、反対方向に移動し、周囲の組織に浸透し、患者の身体から出て、検出器に吸収され記録されるようになる。検出器内の2点で、2個の光子の到着時間の僅かな差を測定することによって、標的内部の陽電子の位置を計算することができる。この時間差測定の限界は、シンチレータ材料の阻止能、光出力、および減衰時間に非常に依存する。 Another high-energy radiation-based imaging system is positron emission tomography (PET), which typically uses a scintillator-based detector with a plurality of pixels, typically arranged in a circular array. Each such pixel includes a scintillator cell coupled to a photomultiplier tube. In PET, chemical tracer compounds having the desired biological activity or affinity are labeled with a radioactive isotope that decays by positron emission. Thereafter, the emitted positron interacts with the electron and emits two 511 keV photons (γ rays). The two gamma rays are emitted simultaneously, move in opposite directions, penetrate the surrounding tissue, exit the patient's body, and become absorbed and recorded by the detector. By measuring the slight difference in the arrival times of the two photons at two points in the detector, the position of the positron inside the target can be calculated. This time difference limit is highly dependent on the stopping power, light output, and decay time of the scintillator material.
CTおよびPETでは共に、正確な画像を生成するのに、即ち良好な空間分解能のために、小さな画素サイズを必要とする。各ルミネセンスモジュールで生成された光の画素間汚染を避けるために、シンチレータは、単結晶、または小さなセグメントに切断されまたはさいの目に切られた透明なセラミック製イメージングプレートから作製される。より小さなセグメントは、個々の検出器に向かう光を物理的に可能なかぎり多く維持するために、個々の素子間のコリメート反射器とともに使用される。画素サイズがより微細になるにつれて、製造コストおよびプロセス上の問題の両方が増大するので、ダイシングプロセスは個々の画素のサイズを制限する。 Both CT and PET require a small pixel size to produce an accurate image, ie for good spatial resolution. To avoid inter-pixel contamination of the light generated by each luminescence module, the scintillator is made from a single crystal, or a transparent ceramic imaging plate cut or diced into small segments. Smaller segments are used with collimating reflectors between individual elements to maintain as much light as possible physically toward the individual detectors. As pixel sizes become finer, the dicing process limits the size of individual pixels as both manufacturing costs and process issues increase.
デジタル式X線写真システムなど、さらにより小さい画素ピッチが必要とされるシステムでは、CsIの針および光ファイバシンチレータ(FOS)面板などの蛍光体が使用されてきた。しかし、これらのシンチレータは、CTシステムのより厳密なルミネセンス要件を満たさない。CsIをベースにしたシンチレータは、長い減衰時間を有し、画像を不鮮明にする傾向がある残光をもたらす。さらに、FOS板をベースにした検出器は、精密な撮像に必要な高い変換効率を持たない。 In systems where even smaller pixel pitches are required, such as digital x-ray photography systems, phosphors such as CsI needles and fiber optic scintillator (FOS) faceplates have been used. However, these scintillators do not meet the more stringent luminescence requirements of CT systems. CsI-based scintillators have long decay times and result in afterglow that tends to blur the image. Furthermore, detectors based on FOS plates do not have the high conversion efficiency required for precise imaging.
撮像の適用例で使用される複合シンチレータとは対照的に、放射性の密輸品または汚染物質の検出に使用されるシンチレータは、しばしばポリチオフェンまたはポリアナリンのような材料から作製された単純なプラスチックフィルムである。しかし、これらのシステムは、関係する放射線のタイプにまったく特異的ではなく、しばしば誤った警告を発する可能性がある。 In contrast to the composite scintillators used in imaging applications, scintillators used for detection of radioactive contraband or contaminants are often simple plastic films made from materials such as polythiophene or polyanaline . However, these systems are not entirely specific to the type of radiation involved and can often give false warnings.
したがって、透明性および調整されたルミネセンス特性を与えながら、CTおよびPETでの適用に必要とされる小さな画素サイズを有する材料に容易に形成することができる、新しいシンチレータが求められている。 Accordingly, there is a need for new scintillators that can be easily formed into materials with the small pixel size required for CT and PET applications while providing transparency and tailored luminescence properties.
一実施形態では、本発明の技法は、埋め込まれたシンチレーション材料のナノスケール粒子を含むプラスチックマトリックスを含むシンチレータを提供する。様々な態様において、ナノスケール粒子は、金属酸化物、金属オキシハライド、金属オキシサルファイド、金属ハロゲン化物、またはこれらの組合せから作製してもよい。 In one embodiment, the technique of the present invention provides a scintillator including a plastic matrix that includes nanoscale particles of embedded scintillation material. In various embodiments, the nanoscale particles may be made from metal oxides, metal oxyhalides, metal oxysulfides, metal halides, or combinations thereof.
別の実施形態では、本発明の技法は、埋め込まれたシンチレーション材料のナノスケール粒子を含有するプラスチックマトリックスを含む、シンチレーション検出システムを提供する。1つまたは複数の光検出器が、前記プラスチックマトリックスに取着され、前記プラスチックマトリックス内で発生する光子を検出するように構成される。 In another embodiment, the technique of the present invention provides a scintillation detection system that includes a plastic matrix containing nanoscale particles of embedded scintillation material. One or more photodetectors are attached to the plastic matrix and configured to detect photons generated within the plastic matrix.
別の実施形態では、本発明の技法は、シンチレーション検出システムおよび信号処理システムを含む、シンチレーション検出システムから発生した信号を分析するように構成された、放射線検出および分析システムを提供する。シンチレーション検出システムは、埋め込まれたシンチレーション材料のナノスケール粒子を含有しているプラスチックマトリックス、およびシンチレータから発生した光子に応答して信号を発生するよう構成された取着光検出装置を含む、シンチレータで作製される。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide a radiation detection and analysis system configured to analyze signals generated from a scintillation detection system, including a scintillation detection system and a signal processing system. The scintillation detection system is a scintillator comprising a plastic matrix containing embedded nanoscale particles of scintillation material and an attachment light detection device configured to generate a signal in response to photons generated from the scintillator. Produced.
さらに別の実施形態では、本発明の技法は、シンチレーション検出器の製造方法を提供する。この方法は、シンチレーション材料のナノスケール粒子をプラスチックマトリックスに埋め込むステップと、光検出器システムを前記プラスチックマトリックスに取着するステップとを含む。光検出器システムは、前記プラスチックマトリックスで発生した光子を電気信号に変換するよう構成された、1個または複数の素子を含む。 In yet another embodiment, the techniques of the present invention provide a method for manufacturing a scintillation detector. The method includes embedding nanoscale particles of scintillation material in a plastic matrix and attaching a photodetector system to the plastic matrix. The photodetector system includes one or more elements configured to convert photons generated in the plastic matrix into electrical signals.
一実施形態では、本発明の技法は、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法を提供する。この方法は、1種または複数の金属塩を含む第1の溶液、および1種または複数のハロゲン化物前駆体を含む第2の溶液を合わせて、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと、前記合わせた第1および第2の溶液から前記ナノスケール粒子を単離するステップとを含む。一態様では、これらの溶液は、イオン液体を含む。 In one embodiment, the techniques of the present invention provide a method for making nanoscale particles of halide-based scintillation materials. The method combines a first solution containing one or more metal salts and a second solution containing one or more halide precursors to form nanoscale particles of a halide-based scintillation material. And isolating the nanoscale particles from the combined first and second solutions. In one aspect, these solutions include an ionic liquid.
別の実施形態では、本発明の技法は、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を作製するための、別の方法を提供する。この方法は、マイクロエマルジョンを作製するステップと、前記マイクロエマルジョン中で、前記ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと、前記粒子を前記マイクロエマルジョンから単離するステップとを含む。一態様では、前記ナノスケール粒子を形成するステップは、前記マイクロエマルジョンを通して水素ハロゲン化物ガスをバブリングするステップを含む。別の態様では、これらの溶液は、イオン液体を含む。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide another method for making nanoscale particles of halide-based scintillation materials. The method includes the steps of making a microemulsion, forming nanoscale particles of the halide-based scintillation material in the microemulsion, and isolating the particles from the microemulsion. In one aspect, forming the nanoscale particles includes bubbling hydrogen halide gas through the microemulsion. In another aspect, these solutions include an ionic liquid.
別の実施形態では、本発明の技法は、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を作製するための、別の方法を提供する。この方法は、第1のマイクロエマルジョンを作製するステップと、1種または複数の金属有機塩を含む溶液を前記第1のマイクロエマルジョンに添加して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、前記ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を、前記第2のマイクロエマルジョンから単離するステップとを含む。一態様では、前記第1のマイクロエマルジョンは、前駆体としての陰イオン源を含む。別の態様では、これらの溶液は、イオン液体を含む。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide another method for making nanoscale particles of halide-based scintillation materials. The method comprises the steps of: creating a first microemulsion; adding a solution comprising one or more metal organic salts to the first microemulsion to form a second microemulsion; Isolating nanoscale particles of halide scintillation material from the second microemulsion. In one aspect, the first microemulsion includes an anion source as a precursor. In another aspect, these solutions include an ionic liquid.
別の実施形態では、本発明の技法は、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を作製するための、さらに別の方法を提供する。この方法は、第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、前記第1のマイクロエマルジョンおよび前記第2のマイクロエマルジョンを合わせて、合わせたマイクロエマルジョンを形成するステップと、前記ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を前記合わせたマイクロエマルジョンから単離するステップとを含む。一態様では、マイクロエマルジョンは、イオン液体を使用して作製される。 In another embodiment, the technique of the present invention provides yet another method for making nanoscale particles of halide-based scintillation materials. The method combines a step of forming a first microemulsion, a step of forming a second microemulsion, and the first microemulsion and the second microemulsion to form a combined microemulsion. And isolating the nanoscale particles of the halide-based scintillation material from the combined microemulsion. In one aspect, the microemulsion is made using an ionic liquid.
さらに別の実施形態では、本発明の技法は、サイズが約100nm未満である金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を含む、結晶性シンチレータを提供する。一態様では、金属ハロゲン化物は、MXn:Y(式中、Mは、La、Na、K、Rb、Cs、およびこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも1種の金属イオンを含み;Xは、F、Cl、Br、I、およびこれらの組合せの少なくとも1種を含み;Yは、Tl、Tb、Na、Ce、Pr、Eu、およびこれらの組合せからなる群から選択された少なくとも1種の金属イオンを含み;nは、1〜4の整数である。)の一般式を有する蛍光体を含む。別の態様では、金属ハロゲン化物は、一般式[La(1−x)Cex][Cl(l−y−z)Br(y−z)Iz]3(式中、x、z、(1−y−z)、および(y−z)はすべて、0から1の範囲である。)を有する蛍光体を含む。 In yet another embodiment, the present technique provides a crystalline scintillator comprising metal halide nanoscale particles that are less than about 100 nm in size. In one aspect, the metal halide comprises MX n : Y (wherein M comprises at least one metal ion selected from the group consisting of La, Na, K, Rb, Cs, and combinations thereof; X includes at least one of F, Cl, Br, I, and combinations thereof; Y is at least one selected from the group consisting of Tl, Tb, Na, Ce, Pr, Eu, and combinations thereof Including phosphors having a general formula of including a metal ion of a species; n is an integer of 1 to 4. In another aspect, the metal halide has the general formula [La (1-x) Ce x] [Cl (l-y-z) Br (y-z) I z] 3 ( wherein, x, z, ( 1-yz), and (yz) are all in the range of 0 to 1).
別の実施形態では、本発明の技法は、サイズが約100nm未満である金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を含む、結晶性シンチレータを提供する。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide a crystalline scintillator comprising metal halide nanoscale particles that are less than about 100 nm in size.
一実施形態では、本発明の技法は、酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法を提供する。この方法は、第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、前記第1および前記第2のマイクロエマルジョンを混合して、溶液を形成するステップと、前記溶液から前駆体粒子を単離するステップと、前記酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を前駆体粒子から形成するステップとを含む。 In one embodiment, the technique of the present invention provides a method for making nanoscale particles of oxide-based scintillation materials. The method includes the steps of forming a first microemulsion, forming a second microemulsion, mixing the first and second microemulsions to form a solution, and the solution Isolating precursor particles from and forming nanoscale particles of said oxide-based scintillation material from precursor particles.
別の実施形態では、本発明の技法は、酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を作製するための、別の方法を提供する。この方法は、有機金属溶液を形成するステップと、第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと、前記有機金属溶液を加熱するステップと、前記有機金属溶液を前記第1のマイクロエマルジョンにゆっくりと添加して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップとを含む。前記前駆体粒子は、前記第2のマイクロエマルジョン溶液から単離され、前記酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子は、前記前駆体粒子から形成される。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide another method for making nanoscale particles of oxide-based scintillation materials. The method includes the steps of forming an organometallic solution, forming a first microemulsion, heating the organometallic solution, and slowly adding the organometallic solution to the first microemulsion. Forming a second microemulsion. The precursor particles are isolated from the second microemulsion solution, and the oxide-based scintillation material nanoscale particles are formed from the precursor particles.
別の実施形態では、本発明の技法は、オキシハライドまたはオキシサルファイド系シンチレーション材料のナノスケール粒子の、作製方法を提供する。この方法は、1種または複数の金属塩を含む水溶液に、水性塩基を添加して、前記1種または複数の金属塩を含有するゲルを沈殿させるステップと、前記ゲルから遊離イオンを除去するステップとを含む。前記ゲルを加熱し乾燥して、前記オキシハライドまたはオキシサルファイドタイプのシンチレーション材料のナノスケール粒子を形成する。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide a method for making nanoscale particles of oxyhalide or oxysulfide-based scintillation materials. The method comprises adding an aqueous base to an aqueous solution containing one or more metal salts to precipitate a gel containing the one or more metal salts and removing free ions from the gel. Including. The gel is heated and dried to form nanoscale particles of the oxyhalide or oxysulfide type scintillation material.
別の実施形態では、本発明の技法は、オキシハライドまたはオキシサルファイド系シンチレーション材料のナノスケール粒子を作製するための、別の方法を提供する。この方法は、第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと、溶液を前記第1のマイクロエマルジョンに添加しながら、前記溶液を加熱して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップとを含む。前駆体粒子は、前記第2のエマルジョンから形成され、前記オキシハライドまたはオキシサルファイドタイプのシンチレーション材料のナノスケール粒子は、前記前駆体粒子から形成される。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide another method for making nanoscale particles of oxyhalide or oxysulfide-based scintillation materials. The method includes forming a first microemulsion and heating the solution to form a second microemulsion while adding the solution to the first microemulsion. Precursor particles are formed from the second emulsion, and nanoscale particles of the oxyhalide or oxysulfide type scintillation material are formed from the precursor particles.
さらに別の実施形態では、本発明の技法は、サイズが100nm未満である金属酸化物系蛍光体の結晶性シンチレータナノスケール粒子を提供する。 In yet another embodiment, the techniques of the present invention provide crystalline scintillator nanoscale particles of metal oxide based phosphors that are less than 100 nm in size.
別の実施形態では、本発明の技法は、サイズが100nm未満であるオキシハライドまたはオキシサルファイドの結晶性シンチレータナノスケール粒子を提供する。 In another embodiment, the techniques of the present invention provide oxyhalide or oxysulfide crystalline scintillator nanoscale particles that are less than 100 nm in size.
本発明の、これらおよびその他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同様の文字が同様の部分を表している添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読んだときに、より良く理解されよう。 These and other features, aspects and advantages of the present invention will become better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings in which like characters represent like parts throughout the drawings, wherein: Let's be done.
I.シンチレータを使用する撮像システム
本発明の技法の実施形態は、撮像システム、セキュリティシステム、およびその他の機器で放射線を検出するのに使用することができる、新しいシンチレーション検出器を含む。例えば図1は、本発明の技法の実施形態による医療用撮像システム10を示す。このシステムは、例えば、とりわけ陽電子放出トモグラフィ(PET)撮像装置、コンピュータ支援トモグラフィ(CT)撮像装置、単陽電子放出コンピュータトモグラフィ(SPECT)システム、マンモグラフィシステム、トモシンセシスシステム、または一般X線ベースのX線写真システムでよい。例示的なシステムは、少なくとも放射線検出器を収容するフレーム14を有し、X線源および検出器を患者の周りで移動させる旋回ガントリーなどのその他の装置を含んでよい。ある実施形態では、患者は、スライドテーブル12上に配置され、フレーム14のアパーチャ16内を移動する。そのような実施形態では、患者がアパーチャ16内を移動するにつれ、患者の断面画像がデータ解析および制御システム13で生成される。データ解析システム13は、計算、ネットワーク、およびディスプレイユニットを含めた多数のユニットを含んでよい。CTスキャナの場合、画像は、フレーム14に収容されているX線源および検出器を、患者の周りに旋回させることによって、能動的に生成することができる。あるいは、PET、SPECT、またはその他の技法では、画像は、患者に予め摂取された放射線源からの放出を検出することによって、受動的に生成することができる。どちらの場合も検出器システムは、典型的には、X線またはγ線の形の高エネルギー光子を吸収し、かつこのエネルギーを可視光子の形で再放出するシンチレータを含む。
I. Imaging System Using Scintillator Embodiments of the techniques of the present invention include a new scintillation detector that can be used to detect radiation in imaging systems, security systems, and other equipment. For example, FIG. 1 illustrates a
医療用撮像システムに使用してもよいシンチレータの例を、図2に示す。シンチレータ18は、シンチレーション化合物を含有する透明なセラミック材料から作製してもよい。あるいはシンチレータは、ヨウ化セシウムなどの放射線感受性の金属ハロゲン化物、または別の放射線感受性材料の、大きな結晶から作製してもよい。シンチレータアセンブリ20は、典型的には、ダイシングと呼ばれる操作で透明なセラミックまたは結晶性シンチレーション材料のブロックから切断することができる、個々の画素22の一群を含む。材料が、画素に対応する個々のブロックに切断されると、各画素は、反射器によって他の画素から光学的に単離することができる。次いで、さらに各画素を、フォトダイオード、フォトトランジスタ、光電子増倍管、電荷結合素子、またはその他の光能動的なデバイスなどの、個々の光検出器に接合してもよい。
An example of a scintillator that may be used in a medical imaging system is shown in FIG. The
そのようなシンチレータの使用を、図3によってさらに示すが、例示的な撮像システム、この場合はCTシステム、のシンチレーションアセンブリ24が示されている。この図に示されるように、X線源26は、患者28を通してX線の平行ビーム30を投影する。検出器アセンブリ18、34、および光源26が患者の周りを回転27するにつれて、X線は、シンチレータ18に衝突する前に、患者28内の構造物によって弱まるまたは散乱する。シンチレータ18では、X線ビーム30の高エネルギー光子の多くが吸収され、より低いエネルギーの可視光子に変換される。次いで可視光子は、光源26に対してシンチレータ18の反対側に取着された、光検出器アレイ34によって検出される。光検出器アレイ34は、光子を電気信号に変換し、この信号が導電性構造36を通して解析電子機器に伝達される。画像の質は、光検出器に到達し得る光の量を制御する、シンチレータ18を通した光透過率を含めた因子の数に依存する可能性がある。シンチレータ材料に特異的な、その他の重要な因子は、阻止能と呼ばれるシンチレータ18によって吸収される高エネルギー放射線の量、およびシンチレータ18の変換効率または量子収量である。物理的因子は、とりわけ画素サイズおよび交差画素分離を含めた画像品質も制御する。
The use of such a scintillator is further illustrated by FIG. 3, but a
II.プラスチックマトリックス内にナノスケール粒子を有するシンチレータ
図4は、本発明の技法の実施形態による、シンチレーション検出器アセンブリで使用することができるシンチレータ18を示す。このシンチレータ18では、プラスチックマトリックス38が、シンチレーション材料のナノスケール粒子40を含有する。プラスチックマトリックス38は、以下にさらに論じるような、屈折率を一致させるための材料のナノスケール粒子42など、その他の材料を含有してもよい。シンチレーション材料のナノスケール粒子40は、高エネルギー光子44を吸収し、吸収されたエネルギーをより低いエネルギーの光子46として再放出する。次いでより低いエネルギー光子46を、光検出器34で捕獲し、電気信号に変換し、導電性構造36を介して元の解析システム13に伝送することができる。上記にて論じたように、エネルギーのすべてが捕獲されるわけではなく、高エネルギー光子48の一部は、シンチレータ18および光検出器アセンブリ34を通過する。
II. Scintillator with Nanoscale Particles in a Plastic Matrix FIG. 4 shows a
A.プラスチックマトリックス材料
プラスチックマトリックス38は、熱可塑性および熱硬化性材料の両方を含めた、より低いエネルギーの光子46の周波数で光を透過させる多数の材料を含んでよい。本発明の技法の実施形態では、マトリックスは、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリメチルペンテン(PMP)、セルロース系ポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンテレフタレートグリコール(PETG)、またはこれらの組合せなどの材料から作製してよい。その他の実施形態では、プラスチックマトリックス38は、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリN−ビニルカルバゾール、液晶ポリマー(LCP)、ポリシロキサン、ポリホスファゼン、ポリイミド、エポキシド、フェノール樹脂、またはこれらの組合せなどの材料を含んでよい。
A. Plastic Matrix Material The
これらの材料は、かなり多くの加工技法によって、特定の実施形態に必要とされる可能性がある非常に小さな画素サイズに形成してもよい。そのような技法には、とりわけ射出成形、溶媒流延、熱成形、または反応性射出成形を含めてよい。当業者なら、本発明の開示の範囲内にある限り、任意のその他のプラスチック加工技法を使用してよいことが理解されよう。さらに、プラスチックマトリックス38は、現在使用されている材料に比べ、切断による損傷に対してより耐え得るので、小画素アセンブリを形成するのに現行のダイシング技法を使用してもよい。本発明の技法のある実施形態では、プラスチックマトリックス38が液晶ポリマー(LCP)などの等方性材料でよいので、ダイシングが必ずしも必要ではない可能性もある。これらのマトリックスでは、光透過は、シンチレータの正面から光検出器構成部品に向かうようなある方向で好まれまたは促進させることができ、それと共に、シンチレータ内の横方向または左右方向などのその他の方向では好まれずまたは阻止される。
These materials may be formed into a very small pixel size that may be required for a particular embodiment by a number of processing techniques. Such techniques may include injection molding, solvent casting, thermoforming, or reactive injection molding, among others. Those skilled in the art will appreciate that any other plastic processing technique may be used as long as it is within the scope of the present disclosure. Further, since the
B.光透過の最大化
透明プラスチックマトリックス38の選択に加え、シンチレータ18を通る光透過は、2つの方法、すなわち、ナノスケール粒子40を使用することによって、また屈折率を一致させることによって、最大化してよい。シンチレーション材料のナノスケール粒子40は、シンチレータ内での散乱光を避けるため、できる限り小さく保持してよい。例えば、いくつかの実施例では、粒子のサイズは約100nm未満でよい。さらに、ナノスケール粒子40は、等方性もしくは球形でよく、または異方性でよい。粒子が異方性である場合、散乱を決定するための妥当なサイズは、入射光の方向に垂直な粒子の断面積である。この断面積が小さいままである場合、入射光の方向に配列された異方性粒子を使用することによって、光透過を著しく低下させることなくシステムの変換効率を高めることができる。
B. Maximizing light transmission In addition to the choice of the transparent
光透過を最大化するため第2の技法は、シンチレータ放出の波長で、プラスチックマトリックスの屈折率とシンチレーション材料の屈折率とを一致させることである。以下の表1は、本発明の技法の例示的な実施形態で使用してもよいシンチレーション材料の屈折率を列挙する。これらの値の範囲は、1.8〜1.9である。ある実施形態では、これらの屈折率は、マトリックス材料38の適切な選択によって、一致させることができる。その他の実施形態では、屈折率は、二酸化チタンのナノスケール粒子42をプラスチックマトリックスに含めることによって、一致させることができる。これらの粒子は、光を散乱させるには小さ過ぎ、したがって、シンチレータを通した光透過を妨げることがない。しかし、二酸化チタン粒子42の添加は、プラスチックマトリックスの屈折率を増大させることができる。この実施形態では、必要とされる二酸化チタン粒子42の量を制御することによって、シンチレーション材料のナノスケール粒子40の屈折率が一致するように、プラスチックマトリックス38の屈折率を調節することができる。その他の実施形態では、酸化タンタルまたは酸化ハフニウムのナノスケール粒子を使用して、マトリックス材料とシンチレーション材料の屈折率を一致させることができる。シンチレーション材料のナノスケール粒子40に使用される材料は、適切なシンチレーション特性を有しかつナノスケール粒子に作製することが可能な、任意の化合物でよい。
A second technique to maximize light transmission is to match the refractive index of the plastic matrix with the refractive index of the scintillation material at the wavelength of the scintillator emission. Table 1 below lists the refractive indices of scintillation materials that may be used in exemplary embodiments of the present technique. The range of these values is 1.8-1.9. In certain embodiments, these refractive indices can be matched by appropriate selection of the
C.ナノスケール粒子用のシンチレーション材料
本発明の実施形態で使用してよい材料には、金属酸化物、金属オキシハライド、金属オキシサルファイド、または金属ハロゲン化物が含まれる。例えば、実施形態では、シンチレーション材料は、一般式:Y2SiO5:Ce;Y2Si2O7:Ce;LuAlO3:Ce;Lu2SiO5:Ce;Gd2SiO5:Ce;YA1O3:Ce;ZnO:Ga;CdWO4;LuPO4:Ce;PbWO4;Bi4Ge3O12;CaWO4;(Y1−xGdx)2O3:Eu;RE3A15O12:Ce(式中、REは、少なくとも1種の希土類金属である。);またはこれらの組合せを有する金属酸化物でよい。別の実施形態では、酸化物に加えまたは酸化物の代わりに、Gd2O2S:Tb、またはGd2O2S:Prなどの1種または複数の金属オキシサルファイドを、シンチレーション材料に含めてもよい。その他の実施形態では、シンチレーション材料は、LaOX:Tb(式中、XはCl、Br、またはIである。)の一般式を有する金属オキシハライドでよい。
C. Scintillation materials for nanoscale particles Materials that may be used in embodiments of the present invention include metal oxides, metal oxyhalides, metal oxysulfides, or metal halides. For example, in the embodiment, the scintillation material, the general formula: Y 2 SiO 5: Ce; Y 2 Si 2 O 7: Ce; LuAlO 3: Ce; Lu 2 SiO 5: Ce; Gd 2 SiO 5: Ce; YA1O 3 : Ce; ZnO: Ga; CdWO 4; LuPO 4: Ce; PbWO 4; Bi 4 Ge 3
その他の実施形態では、シンチレータ材料は、M(X)n:Y(式中、Mは、La、Na、K、Rb、Csの少なくとも1種であり;各Xは、独立して、F、Cl、Br、またはIであり;Yは、Tl、Tb、Na、Ce、Pr、およびEuの少なくとも1種であり;nは、1から4までを含めた整数である。)の一般式を有する金属ハロゲン化物でよい。そのような蛍光体には、例えば、とりわけLaC13:CeおよびLaBr3:Ceを含めてよい。その他の実施形態では、シンチレータ材料は、先の蛍光体の代わりにまたは先の蛍光体に加えて、[La(1−x)Cex][Cl(1−y−z)Br(y−z)Iz]3(式中、x、z、(1−y−z)、および(y−z)は、0から1に及んでよい。)を含んでよい。本発明の実施形態で使用してよいその他の金属ハロゲン化物種には、LaCl3:Ce、RbGd2F7:Ce、CeF3、BaF2、CsI(Na)、CaF2:Eu、LiI:Eu、CsI、CsF、CsI:Tl、NaI:Tl、およびこれらの組合せが含まれる。ハロゲン化物様化学種、例えばCdS:In、およびZnSを、本発明の実施形態で使用してもよい。 In other embodiments, the scintillator material is M (X) n : Y, where M is at least one of La, Na, K, Rb, Cs; each X is independently F, Cl is Br, or I; Y is at least one of Tl, Tb, Na, Ce, Pr, and Eu; n is an integer including 1 to 4.) It may be a metal halide. Such phosphors may include, for example, LaC1 3 : Ce and LaBr 3 : Ce, among others. In other embodiments, the scintillator material, instead of or in addition to the previous phosphors of the previous phosphors, [La (1-x) Ce x] [Cl (1-y-z) Br (y-z ) I z ] 3 , wherein x, z, (1-yz), and (yz) may range from 0 to 1. Other metal halide species that may be used in embodiments of the present invention include LaCl 3 : Ce, RbGd 2 F 7 : Ce, CeF 3 , BaF 2 , CsI (Na), CaF 2 : Eu, LiI: Eu , CsI, CsF, CsI: Tl, NaI: Tl, and combinations thereof. Halide-like species such as CdS: In, and ZnS may be used in embodiments of the present invention.
様々な例示的なシンチレーション材料の、関連ある性質を、以下の表1に詳述する。これらの例は、ナノスケールシンチレーション材料として用いてもよい材料の、例示的な性質を示すだけであり、本発明の開示範囲を限定しようとするものではない。当業者なら、本発明の開示範囲内にある限り、上述の、その他のシンチレーション材料のナノスケール粒子を使用してよいことが理解されよう。 The relevant properties of various exemplary scintillation materials are detailed in Table 1 below. These examples only illustrate exemplary properties of materials that may be used as nanoscale scintillation materials and are not intended to limit the scope of the present disclosure. One skilled in the art will appreciate that nanoscale particles of the other scintillation materials described above may be used as long as they are within the scope of the present disclosure.
D.ナノスケール粒子のコーティング
表1に示されるように、いくつかのシンチレーション材料は、その吸湿性が中程度から非常に高く、大気から水を吸収するときに分解する傾向がある。さらに、シンチレーション材料のナノスケール粒子40は、プラスチックマトリックス38との適合性に欠けている可能性があり、加工中に凝集する可能性がある。これらの作用は共に、マトリックスに組み込む前に粒子40をコーティングすることによって、低減させることができる。コーティングは、低分子リガンドまたは高分子リガンドを含んでよい。例示的な低分子リガンドには、オクチルアミン、オレイン酸、酸化トリオクチルホスフィン、またはトリアルコキシシランを含めてよい。当業者なら、本明細書に列挙されるものに加え、またはそのような列挙されるものに代えて、その他の低分子リガンドを使用してよいことが理解されよう。粒子40は、ナノスケール粒子40の表面から合成してもよくまたはナノスケール粒子40の表面に添加してもよい高分子リガンドで、コーティングしてもよい。
D. Nanoscale Particle Coatings As shown in Table 1, some scintillation materials have moderate to very high hygroscopicity and tend to decompose when they absorb water from the atmosphere. Furthermore, the scintillation material
図5は、粒子40の表面からポリマー鎖を成長させることによる、粒子40のコーティングの例を示す。この図では、ナノスケール粒子40は、粒子40上にポリマー開始部位52が形成されるように、ポリマー開始化合物を添加することによって、機能的になる。ある実施形態では、そのようなポリマー開始化合物に、とりわけアミン、カルボン酸、またはアルコキシシランを含めてよい。当業者なら、本明細書に列挙されるものに加えまたは列挙されるものに代えて、その他のポリマー開始化合物が機能できることが理解されよう。粒子40を開始化合物で機能化したら、モノマーを溶液に添加して、開始部位52からポリマーまたはオリゴマー鎖54を成長させてもよい。粒子40の回りに形成されるシェル56の最終的なサイズは、開始部位52の数および溶液に添加されたモノマーの量に依存することになる。当業者なら、これらのパラメータは、所望の結果に合わせて調節してよいことが、理解されよう。
FIG. 5 shows an example of coating of
図6は、ポリマー58で粒子40をコーティングした例を示す。この場合、ポリマー鎖は、粒子と相互作用するように選択してよく、ランダムコポリマーおよびブロックコポリマーを含んでよい。後者の場合、粒子40と相互作用するように1つのモノマー鎖を選択してよいが、その他のモノマー鎖は、ポリマーマトリックスと相互作用するように選択してよい。ある実施形態では、ポリマーコーティングは、とりわけアミン、カルボン酸、およびアルコキシシランなどの基を含んでよい。当業者なら、その他の基も効果的になり得ることが理解されよう。
FIG. 6 shows an example in which
III.ナノスケール粒子の作製
いくつかの異なる手順を、ナノスケール粒子40を生成するのに用いることができる。例えば、本明細書に記述される金属酸化物種のナノスケール粒子40は、以下の図7および8に関して詳述される、マイクロエマルジョンゾルゲル法によって調製することができる。本明細書に記述される、その他の実施形態で使用される金属オキシハライドまたはオキシサルファイド種のナノスケール粒子40は、以下の図9および10に関して詳述されるプロセスによって、調製される。さらに、本明細書に記述されるその他の実施形態で使用される、金属ハロゲン化物種のナノルケール粒子は、以下の図11から14に関して詳述されるように、イオン液体を使用して調製することができる。
III. Several different procedures can be used to produce
これらのプロセスの大部分は、粒子のサイズを制御するのにマイクロエマルジョンの性質を利用する。マイクロエマルジョンでは、細かく分散した溶媒の液滴が、油中水などの別の非混和性溶媒に懸濁される。液滴は、界面活性剤などの両親媒性分子を添加することによって安定化し、2種の適合性のない溶媒同士の界面エネルギーを低下させる。両親媒性分子の量は、液滴および得られる粒子のサイズを制御することができる。油中水構成では、水滴が、典型的にはナノメートル範囲で寸法決めされ、最終的な粒子を形成する反応体として使用することができる。金属ハロゲン化物などの、水に感受性のある材料の場合、マイクロエマルジョンは、水の代わりにイオン液体を使用して形成することができる。 Most of these processes utilize the properties of microemulsions to control particle size. In a microemulsion, finely dispersed solvent droplets are suspended in another immiscible solvent such as water-in-oil. The droplet is stabilized by the addition of an amphiphilic molecule such as a surfactant and reduces the interfacial energy between the two incompatible solvents. The amount of amphiphilic molecules can control the size of the droplets and the resulting particles. In a water-in-oil configuration, water droplets are typically sized in the nanometer range and can be used as reactants to form the final particles. For materials that are sensitive to water, such as metal halides, microemulsions can be formed using ionic liquids instead of water.
A.金属酸化物
図7は、金属酸化物シンチレーション材料のナノスケール粒子40を形成するための、ゾルゲルベースのマイクロエマルジョン法のブロック図である。この手順では、水性ゾル溶液66と、界面活性剤68を含有する有機溶液70とを合わせることによって、第1のマイクロエマルジョン72を形成する。
A. Metal Oxide FIG. 7 is a block diagram of a sol-gel based microemulsion method for forming
この例では、水性ゾル溶液66は、ブロック62に示されるように、最初に1種または複数のシリケート化合物、金属塩、および/または有機金属60をアルコールに溶解することによって、形成される。次いで水性酸溶液64をアルコール溶液に添加して、シリケートを一部加水分解することにより、ゾル溶液66の形成が行われる。例示的な実施形態では、使用されるアルコールは1−ヘキサノールである。当業者なら、例えば1から10個の炭素を含有する直鎖または分岐鎖アルカンベースのアルコールなど、その他のアルコールを用いてよいことが理解されよう。例示的な実施形態では、シリケート化合物が、テトラエチルオルトシリケート(TEOS)、テトラメチルオルトシリケート(TMOS)、またはこれらの組合せでよい。当業者なら、ゾル溶液前駆体用にその他のシリケートを使用してよいことが、理解されよう。さらに、異なるマトリックスを有する化合物を形成するために、その他の前駆体を、シリケートに加えてまたはシリケートに代えて使用してよい。例えば、酸化アルミニウムマトリックスを有するシンチレーション化合物を形成するには、例えばトリエチルアルミニウムまたは金属(テトラエチルアルミニウム)を含めたアルミニウム含有化合物を使用することができ、その金属には、ランタノイド、第1族金属、第2族金属、第3族金属、第6族金属、第12族金属、第13族金属、第14族金属、および第15族金属からなる群から選択された少なくとも1種の金属陰イオンが含まれる。その他の実施形態では、例えば(Y1−xGdx)2O3:EuまたはPbWO4など、金属の可溶性の塩を、シリケートをまったく添加せずに使用することができる。シリケート前駆体なしで金属塩を使用する場合、酸64の代わりに水性塩基を用いて、一部ゲル化溶液を形成することができる。この実施形態では、塩基78を、手順から省略してよい。
In this example, the
選択された金属塩は、所望の最終的な金属酸化物に依存する。例示的な実施形態では、金属塩は、Y(NO3)3およびCe(NO3)3である。当業者なら、異なる金属塩を選択することを要求することがあるこのプロセスを使用することによって、その他の金属酸化物シンチレーション材料を作製してよいことが理解されよう。例えば、PbWO4などのシンチレーション化合物を製造するには、そのような塩にPb(NO3)2およびWCl4またはW(OC2H5)6を含めてよい。当業者なら、それぞれ独立したシンチレーション化合物は、適切な前駆体塩を選択する必要があることが理解されよう。 The metal salt selected will depend on the desired final metal oxide. In an exemplary embodiment, the metal salt is Y (NO 3 ) 3 and Ce (NO 3 ) 3 . One skilled in the art will appreciate that other metal oxide scintillation materials may be made by using this process, which may require selecting a different metal salt. For example, to produce scintillation compounds such as PbWO 4, such salts may include Pb (NO 3 ) 2 and WCl 4 or W (OC 2 H 5 ) 6 . One skilled in the art will appreciate that each independent scintillation compound requires the selection of an appropriate precursor salt.
第1のマイクロエマルジョン72の第2の成分は、ブロック70に示される有機溶媒に界面活性剤68を溶解することによって形成される。例示的な実施形態では、界面活性剤は、ICI AmericasからIgepal(商標)CO−520として入手可能なポリオキシエチレン(5)ノニルフェニルエーテルである。当業者なら、とりわけ芳香族エトキシレート;ICI AmericasからBrij(商標)として入手可能なポリエチレングリコールドデシルエーテル;ICI AmericasからTween(商標)として入手可能なソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;ICI AmericasからSpan(商標)として入手可能なポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;またはアルキルフェノールなどの界面活性剤を含めた、任意の数の界面活性剤を用いてよいことが理解されよう。例示的な実施形態では、有機溶媒がn−ヘキサンである。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を使用してよいことが、理解されよう。
The second component of the
第2のマイクロエマルジョン80は、ブロック76に示されるように、界面活性剤74を有機溶媒に溶解し、次いで水性塩基の溶液78を添加することによって形成される。例示的な実施例では、界面活性剤は、ICI AmericasからIgepal(商標)CO−520として入手可能なポリオキシエチレン(5)ノニルフェニルエーテルでよい。しかし上記にて論じたように、任意の数のその他の界面活性剤を、本発明の開示範囲内にある限り、用いてよい。例示的な実施形態では、n−ヘキサンを溶媒として使用する。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を使用してよいことが、理解されよう。本発明の技法のある実施形態では、水性塩基が水酸化アンモニウムである。当業者なら、本発明の開示範囲内にある限り、その他の水性塩基溶液を用いてよいことが理解されよう。
The
第1のマイクロエマルジョン72および第2のマイクロエマルジョン80を、ブロック82に示されるように合わせて、シンチレーション材料用の金属酸化物前駆体を含有するゾルゲルの、ナノスケールの液滴を含有する別のマイクロエマルジョンを形成する。ゾルゲル材料の粒子は、ブロック84に示されるように、合わせたマイクロエマルジョンから単離してよい。例示的な実施形態では、この単離は、凍結乾燥によって行うことができる。当業者なら、粒子を単離するために、とりわけ加圧濾過および遠心分離を含めたその他の技法を用いてもよいことが理解されよう。単離後、粒子を焼成して、金属酸化物シンチレータの最終的なナノスケール粒子を形成することができる。この焼成は、典型的には900〜1400℃に制御された雰囲気中で、1分から10時間にわたって行われる。当業者なら、焼成に必要な精密な条件は、粒度および選択される材料に左右されることが理解されよう。
The
図8は、ある実施形態による、金属酸化物ベースのシンチレータを形成するための別の手順のブロック図である。この手順では、1種または複数のシリケート化合物および1種または複数の有機金属塩86を、ブロック88に示すように有機溶媒に溶解して、シリケート/金属塩溶液90を形成する。例示的な実施形態では、シリケート化合物は、テトラエチルオルトシリケート(TEOS)、テトラメチルオルトシリケート(TMOS)、またはこれらの組合せでよい。当業者なら、その他のシリケートをゾル溶液前駆体に使用してよいことが理解されよう。選択される金属塩は、最終的な所望の金属酸化物に左右される。例示的な実施形態では、有機金属塩がヘキサン酸イットリウムまたはカルボン酸イットリウムである。当業者なら、異なる金属塩を選択する必要があると考えられるがこのプロセスを使用して、先に列挙されたようなその他の金属酸化物シンチレーション材料を作製できることが理解されよう。
FIG. 8 is a block diagram of another procedure for forming a metal oxide based scintillator according to an embodiment. In this procedure, one or more silicate compounds and one or more
次いで界面活性剤92を、ブロック94に示されるように有機溶媒に溶解する。水96をこの溶液に添加して、マイクロエマルジョン98を形成する。例示的な実施形態では、界面活性剤は、ICI AmericasからIgepal(商標)CO−520として入手可能なポリオキシエチレン(5)ノニルフェニルエーテルである。当業者なら、とりわけ芳香族エトキシレート;ICI AmericasからBrij(商標)として入手可能なポリエチレングリコールドデシルエーテル;ICI AmericasからTween(商標)として入手可能なソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;ICI AmericasからSpan(商標)として入手可能なポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;またはアルキルフェノールなどの界面活性剤を含めた、任意の数の界面活性剤を用いてよいことが理解されよう。例示的な実施形態では、有機溶媒がn−ヘキサンである。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を使用してよいことが、理解されよう。
シリケートおよび/または金属塩溶液90を加熱し、符号100によって示されるように、マイクロエマルジョン98にゆっくりと添加して、金属酸化物前駆体を含有するゾルゲル粒子を形成することができる。ブロック102に示されるように、これらの粒子は、凍結乾燥などによってマイクロエマルジョンから単離することができる。当業者なら、とりわけ加圧濾過および遠心分離を含め、粒子を単離するのにその他の技法を用いてもよいことが理解されよう。単離後、粒子を焼成して、金属酸化物シンチレータの最終的なナノスケール粒子を形成することができる。この焼成は、典型的には900〜1400℃の制御雰囲気中で、1分から10時間にわたり行われる。当業者なら、焼成に必要な精密な条件は、粒度および選択される材料に左右されることが理解されよう。
The silicate and / or
B.金属オキシハライドおよびオキシサルファイド
金属オキシハライドまたは金属オキシサルファイドシンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するのに使用してよい方法を、図9のブロック図に示す。この方法では、ブロック106に示されるように、金属塩104を水に溶解する。本発明の技法の実施形態では、金属塩がLa(NO3)3およびCe(NO3)3である。当業者なら、異なる金属塩を選択する必要があるがこの方法を使用して、その他の金属オキシハライドまたは金属オキシサルファイドシンチレーション材料を作製できることが理解されよう。そのような金属塩は、標準的な周期表の第2、3、13、14、および15族から選択された金属および金属の組合せを含んでよい。本発明の技法の実施形態では、水を留去してもよく、そうでない場合には、イオン汚染物質が除去されるように精製してもよい。
B. Metal Oxyhalides and Oxysulfides Methods that may be used to form nanoscale particles of metal oxyhalides or metal oxysulfide scintillation materials are shown in the block diagram of FIG. In this method, as shown in
次いで水性塩基108を水溶液に添加して、金属イオンを含有するゲルを沈殿させる。本発明の技法の実施形態では、水性塩基が水酸化アンモニウムである。当業者なら、本発明の開示範囲内にある限り、その他の水性塩基溶液を用いてよいことが理解されよう。ブロック110に示されるように、沈殿ゲルを洗浄して、過剰な遊離イオンを除去することができる。ゲルを、ブロック112に示されるように加熱し攪拌し、次いでブロック120に示されるようにオーブン乾燥して、ナノスケール結晶性沈殿物を形成することができる。例えばHCl、HBr、またはH2Sなどの水素陰イオンガスを、ブロック114に示されるように水に通してバブリングして、水素陰イオンガスを水に溶かした飽和溶液118を形成する。次いでブロック122に示されるように、水飽和水素陰イオンガス118が流れるオーブン内で、乾燥したナノスケール結晶性沈殿物をアニールすることにより、最終的な金属ハロゲン化物を形成することができる。その他の実施形態では、HFまたはHIを、適切な加熱および/または水分除去しながら使用することができる。さらにその他の実施形態では、上記にて詳述された手順を使用して、例えばGd2O2S:TbまたはGd2O2S:Prなどのオキシサルファイド材料を形成することができる。この実施形態では、ゲルを上述のように形成し、次いでH2Sで飽和した水を流しながらアニールすることによって、最終的なオキシサルファイド相を形成する。別の実施形態では、金属オキシサルファイドは、例えば硝酸ガドリニウムなどの金属塩104を、乳化剤として第3級ブチルスルフィドを含有する炭酸プロピレンに溶解することによって形成してもよい。金属塩溶液を水106に添加して、ミセルを形成する。ミセルは、塩基108を添加することによって沈殿し、次いで溶液から単離し、120に示されるようにオーブン乾燥する。アニールプロセス中の、水飽和水素陰イオンガス流122の使用は、この実施形態では任意選択でよい。
金属オキシハライドまたは金属オキシサルファイドを形成するための代替の手順を、図10のブロック図に示す。この手順では、有機金属塩124を、ブロック126に示されるように有機溶媒に溶解する。本発明の技法の実施形態では、有機金属塩は、La(OR)3およびCe(OR)3である(式中、Rは、1から12個の炭素のアルキル基である。)。当業者なら、異なる金属塩を選択する必要があると考えられるがこの方法を使用して、その他の金属オキシハライドまたは金属オキシサルファイドシンチレーション材料を作製してよいことが理解されよう。そのような金属塩には、ランタノイドと、標準的な周期表の第1、2、3、13、14、および15族から選択された金属と、これら金属の組合せを含めてよい。例示的な実施形態では、有機溶媒がn−ヘキサンである。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を用いてよいことが、理解されよう。
An alternative procedure for forming a metal oxyhalide or metal oxysulfide is shown in the block diagram of FIG. In this procedure, the
マイクロエマルジョン136は、ブロック132に示されるように界面活性剤130を有機溶媒に溶解し、次いでこの溶液にハロゲン化アンモニウム134を添加することによって、調製される。本発明の技法の実施形態では、界面活性剤は、ICI AmericasからIgepal(商標)CO−520として入手可能なポリオキシエチレン(5)ノニルフェニルエーテルである。当業者なら、とりわけ芳香族エトキシレート;ICI AmericasからBrij(商標)として入手可能なポリエチレングリコールドデシルエーテル;ICI AmericasからTween(商標)として入手可能なソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;ICI AmericasからSpan(商標)として入手可能なポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;またはアルキルフェノールなどの界面活性剤を含めた、任意の数の界面活性剤を用いてよいことが理解されよう。例示的な実施形態では、有機溶媒がn−ヘキサンである。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を使用してよいことが、理解されよう。本発明の技法の実施形態では、アンモニアハロゲン化物が、NH4Cl、NH4Br、NH4I、NH4F、またはこれらの組合せでよい。
その他の実施形態では、例えばGd2O2S:TbまたはGd2O2S:Prなどのオキシサルファイドを形成するのに、図10に詳述される手順を使用してよい。この実施形態では、出発金属有機塩は、−OR基の1個または複数が−SR基で置換されている硫黄化合物を含んでよい。そのような化合物の例は、Gd(OR)2(SR)でよい。あるいは、チオアセトアミドまたはその他の硫黄含有種を、ハロゲン化アンモニア化合物の代わりに使用して、オキシサルファイド種を形成することができる。 In other embodiments, the procedure detailed in FIG. 10 may be used to form oxysulfides such as, for example, Gd 2 O 2 S: Tb or Gd 2 O 2 S: Pr. In this embodiment, the starting metal organic salt may comprise a sulfur compound in which one or more of the —OR groups are replaced with —SR groups. An example of such a compound may be Gd (OR) 2 (SR). Alternatively, thioacetamide or other sulfur-containing species can be used in place of the halogenated ammonia compound to form the oxysulfide species.
有機金属塩を含有する溶液を、ブロック128に示されるように加熱し、次いで138により示されるように、マイクロエマルジョン136にゆっくりと添加して、金属オキシハライドまたはオキシサルファイド前駆体の粒子を形成することができる。ブロック140に示されるように、これらの粒子は、凍結乾燥によってマイクロエマルジョンから単離することができる。当業者なら、粒子を単離するのに、とりわけ加圧濾過および遠心分離を含めたその他の技法を用いてよいことが、理解されよう。
The solution containing the organometallic salt is heated as indicated at
単離後、粒子を焼成して、金属酸化物シンチレータの最終的なナノスケール粒子を形成してもよい。この焼成は、典型的には、900から1400℃に制御された雰囲気中で、1分から10時間にわたって行われる。当業者なら、焼成に必要とされる厳密な条件は、粒度および選択される材料に左右されることが理解されよう。 After isolation, the particles may be fired to form the final nanoscale particles of the metal oxide scintillator. This calcination is typically performed in an atmosphere controlled at 900 to 1400 ° C. for 1 minute to 10 hours. One skilled in the art will appreciate that the exact conditions required for firing depend on the particle size and the material selected.
C.金属ハロゲン化物を作製するためのイオン液体の使用
上記にて論じた、金属酸化物および金属オキシハライドシンチレーション化合物の形成手順は、シンチレータ用のナノスケール粒子を形成するのに水を用いる。しかし、これは、非常に吸湿性のある金属ハロゲン化物シンチレータなど、水に感受性のある材料にとって可能ではない。そのような材料の例には、NaI:Tl、CsI:Tl、およびCsI:Naハロゲン化物塩を含めてよい。これらの材料の場合、イオン液体および有機溶媒から作製されたマイクロエマルジョンを用いてよい。イオン液体は、水と同様の性質を有する新しい種類の、極性が強い非水性溶媒である。例えば、NaCl中のナトリウムをバルク状のイミダゾリウム陽イオン、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムで置換することにより、融点が−75℃のイオン性の塩様液体が誘発され、それが水の代わりをすることができる。この特徴は、吸湿性材料の調製の際に著しい利点を与え、一般的な水溶性反応体の使用が可能になる。イオン液体は、水に関して既に述べたように、マイクロエマルジョンを形成するのに使用してよく、有機溶媒中のイオン液体のナノスケールの液体の懸濁液が、界面活性剤の添加によって安定化する。ナノスケールの液滴は、形成される金属ハロゲン化物粒子のサイズを制御するために、反応体として使用してもよい。
C. Use of Ionic Liquids to Make Metal Halides The procedure for forming metal oxide and metal oxyhalide scintillation compounds discussed above uses water to form nanoscale particles for scintillators. However, this is not possible for materials that are sensitive to water, such as highly hygroscopic metal halide scintillators. Examples of such materials may include NaI: Tl, CsI: Tl, and CsI: Na halide salts. In the case of these materials, microemulsions made from ionic liquids and organic solvents may be used. Ionic liquids are a new class of highly polar non-aqueous solvents that have properties similar to water. For example, replacing sodium in NaCl with a bulk imidazolium cation, 1-hexyl-3-methylimidazolium, induces an ionic salt-like liquid with a melting point of -75 ° C, which is I can do an alternative. This feature provides significant advantages in the preparation of hygroscopic materials and allows the use of common water soluble reactants. The ionic liquid may be used to form a microemulsion, as already described with respect to water, and a nanoscale liquid suspension of the ionic liquid in an organic solvent is stabilized by the addition of a surfactant. . Nanoscale droplets may be used as reactants to control the size of the metal halide particles formed.
イオン液体に使用してもよい、可能性ある陽イオンを、以下に示す。 Possible cations that may be used in the ionic liquid are shown below.
これらの構造では、R1〜R4は、とりわけ−CH3、−CH2CH3、または−CH2CH2CH3などのアルキル基でよい。イオン液体を形成するのに使用してもよい、可能性ある陰イオンを、以下に示す。 In these structures, R 1 to R 4 may be alkyl groups such as —CH 3 , —CH 2 CH 3 , or —CH 2 CH 2 CH 3, among others. Possible anions that may be used to form the ionic liquid are shown below.
これらの構造では、Rは、とりわけ−CH3、−CH2CH3、または−CH2CH2CH3などのアルキル基でよい。本発明の技法の実施形態では、用いてよいイオン液体には、とりわけ塩化イミダゾリウムまたは臭化イミダゾリウムが含まれる。当業者なら、関係ある特定の陰イオンおよび陽イオンの選択は、融点、溶解、および溶液に望まれるその他の性質に左右されることが理解されよう。 In these structures, R represents inter alia -CH 3, or an alkyl group such as -CH 2 CH 3 or -CH 2 CH 2 CH 3,. In embodiments of the present technique, ionic liquids that may be used include imidazolium chloride or imidazolium bromide, among others. One skilled in the art will appreciate that the selection of the particular anion and cation involved will depend on the melting point, dissolution, and other properties desired for the solution.
図11は、本発明の技法の実施形態による、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を形成するための、イオン液体を利用する手順のブロック図である。この手順では、金属溶液142は、1種または複数の金属塩144をイオン液体146に溶解することによって形成される。本発明の技法の実施形態では、そのような金属塩には、ランタン、セリウム、ルビジウム、ガドリニウム、バリウム、セシウム、カルシウム、ユーロピウム、インジウム、プラセオジム、テルビウム、タリウム、およびこれらの組合せを含めてよい。当業者なら、数多くのその他の金属ハロゲン化物種のナノスケール粒子を作製するのに、この手順を使用してもよいことが理解され、選択される特定の金属は、望まれる最終生成物に左右されることになる。そのような金属には、例えば、ランタノイド、または標準の周期表の第1、2、3、13、14、または15族から選択された金属、または金属の組合せを含めてよい。用いられるイオン液体は、上記にて論じたように選択することができる。
FIG. 11 is a block diagram of a procedure utilizing an ionic liquid to form metal halide nanoscale particles according to an embodiment of the present technique. In this procedure, the
ハロゲン化物溶液148は、ハロゲン化物塩150を第2のイオン液体152に溶解することによって、調製される。この第2のイオン液体は、第1のイオン液体と同一でよく、または上述のように異なるイオン液体を選択してもよい。本発明の技法の実施形態では、ハロゲン化物塩は、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、またはこれらの組合せでよい。当業者なら、NR4Y(式中、各Rは、独立して、水素化物、アルキル、アリール、またはハロゲン化物であるよう選択され、Yは、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、またはこれらの組合せでよい。)の一般式を有する材料を含めた、その他のハロゲン化物タイプの陰イオン源化合物を使用してよいことが、理解されよう。さらに、その他の実施形態では、例えば硫黄などのハロゲン化物と同様に反応する陰イオンを提供する、その他の化合物を使用してよい。そのような化合物には、例えば、硫化アンモニウム、チオアセトアミド、チオ尿素、または同様の化合物を含めてよい。
The
2種の溶液を、154に示されるように合わせて、最終的なナノスケール粒子156を形成する。混合は、形成される粒度が最適になるように、ゆっくりと行ってよい。当業者なら、加熱、超音波処理、またはその他の技法などによって、反応を加速させるために、このプロセス中にエネルギーを加えてもよいことが理解されよう。本発明の技法の実施形態では、粒子は、ブロック158に示されるように、濾過、相分離、凍結乾燥、またはマイクロエマルジョンから固体生成物を単離するのに使用できる任意のその他の技法によって、溶液から単離することができる。
The two solutions are combined as shown at 154 to form the final
図12は、本発明の技法の実施形態による、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を形成するための、別の手順のブロック図である。この手順では、有機金属溶液160は、1種または複数の有機金属塩162を有機溶媒164に溶解することによって、形成される。例示的な実施形態では、有機溶媒がn−ヘキサンである。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を用いてよいことが、理解されよう。本発明の技法の実施形態では、そのような有機金属塩には、ランタン、プラセオジム、セリウム、テルビウム、タリウム、ユーロピウム、およびこれらの組合せを含めてよい。当業者なら、この手順は、多数のその他の金属ハロゲン化物種のナノスケール粒子を作製するのに使用してよいことが理解され、選択される特定の金属は、望まれる最終生成物に左右されることになる。そのような金属には、例えば、ランタノイド、および標準の周期表の第1、2、3、13、14、または15から選択された金属、または金属の組合せを含めてよい。有機溶液に可溶な金属陽イオンを作製するのに使用される有機陰イオンには、1種または複数の独立に選択されたアルコキシ基、−OR(式中、Rは、1から10個の炭素を含有する炭素鎖である。)を含めてよい。
FIG. 12 is a block diagram of another procedure for forming metal halide nanoscale particles in accordance with embodiments of the present technique. In this procedure, the
次いでハロゲン化物マイクロエマルジョン166を、ハロゲン化物溶液168と界面活性剤溶液170とを混合することによって調製する。ハロゲン化物溶液168は、図11のブロック148に関して上記にて述べた技法を使用して調製される。界面活性剤溶液170は、界面活性剤を有機溶媒に溶解することによって、形成される。本発明の技法の実施形態では、界面活性剤は、とりわけICI AmericasからIgepal(商標)CO−520として入手可能なポリオキシエチレン(5)ノニルフェニルエーテル;芳香族エトキシレート;ICI AmericasからBrij(商標)として入手可能なポリエチレングリコールドデシルエーテル;ICI AmericasからTween(商標)として入手可能なソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;ICI AmericasからSpan(商標)として入手可能なポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤;またはアルキルフェノールでよい。例示的な実施形態では、有機溶媒がn−ヘキサンである。当業者なら、アルキルまたはアリール溶媒を含めた任意の数のその他の有機溶媒を使用してよいことが、理解されよう。
A
有機金属溶液160を、172によって示されるように、ハロゲン化物マイクロエマルジョン166と組み合わせて、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子174を形成する。混合は、形成される粒度が最適化されるように、ゆっくりと行ってよい。当業者なら、エネルギーは、加熱、超音波処理、遠心分離、またはその他の技法などによって、反応を加速させるのに加えてもよいことが理解されよう。本発明の技法の実施形態では、ナノスケール粒子を、ブロック176に示されるように、濾過、相分離、凍結乾燥、またはマイクロエマルジョンから固体生成物を単離するのに使用してよい任意のその他の技法によって、溶液から単離することができる。
The
図13は、本発明の技法の実施形態による、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子を形成するのに使用してもよい、別の技法を示すブロック図である。この手順では、金属マイクロエマルジョン180を、金属溶液182と界面活性剤溶液184とを混合することによって調製する。金属溶液182は、図11のブロック142に関して既に述べたような技法によって、調製される。界面活性剤溶液184は、図12の170に関して既に述べた技法によって、調製される。次いでハロゲン化物ガス178を、186によって示されるように、金属マイクロエマルジョン180に通してバブリングして、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子188を形成することができる。本発明の技法の実施形態では、ハロゲン化物ガスは、Cl2、Br2、F2、または熱を加えた状態の、I2でよい。当業者なら、加熱、超音波処理、またはその他の技法などによって、反応を加速させるためにこのプロセス中にエネルギーを加えてよいことが理解されよう。本発明の技法の実施形態では、ナノスケール粒子は、ブロック190に示されるように、濾過、相分離、凍結乾燥、またはマイクロエマルジョンから固体生成物を単離するのに使用してもよい任意のその他の技法によって、溶液から単離することができる。
FIG. 13 is a block diagram illustrating another technique that may be used to form metal halide nanoscale particles in accordance with embodiments of the present technique. In this procedure, a
図14は、本発明の技法の実施形態による、金属およびハロゲン化物前駆体の両方がマイクロエマルジョンに含有されている金属ハロゲン化物種を形成するための、別の方法のブロック図である。金属マイクロエマルジョン192は、図13のブロック180に関して既に述べたように、金属溶液194と界面活性剤溶液196とを合わせることによって調製してもよい。ハロゲン化物マイクロエマルジョン198は、図12のブロック166に関して既に述べたように、ハロゲン化物溶液200と界面活性剤溶液202とを合わせることによる技法によって、調製してもよい。マイクロエマルジョン192および198を、204によって示されるように合わせて、金属ハロゲン化物のナノスケール粒子206を形成する。当業者なら、加熱、超音波処理、またはその他の技法などによって、反応を加速させるためにこのプロセス中にエネルギーを加えてよいことが、理解されよう。本発明の技法の実施形態では、ナノスケール粒子を、ブロック208に示されるように、濾過、相分離、凍結乾燥、またはマイクロエマルジョンから固体生成物を単離するのに使用してよい任意のその他の技法によって、溶液から単離することができる。
FIG. 14 is a block diagram of another method for forming a metal halide species in which both metal and halide precursors are contained in a microemulsion according to an embodiment of the technique of the present invention.
IV.その他の適用
本発明の技法のシンチレータは、医療用撮像装置での適用に限定されない。確かに、これらの装置は、放射線の検出にシンチレーションが必要な、多数の構造に使用することができる。そのような適用の例を、図15および16に示す。
IV. Other Applications The scintillator of the technique of the present invention is not limited to application in medical imaging devices. Indeed, these devices can be used in many structures where scintillation is required for radiation detection. Examples of such applications are shown in FIGS. 15 and 16.
図15は、人体または物品に放射能汚染物質または密輸品が存在するかを検出するための、セキュリティスキャナの図である。スキャナは、1個または複数のシンチレーション検出アセンブリ212を収容することができるフレーム210を含む。これらのシンチレーション検出アセンブリ212は、本発明の技法の実施形態によれば、光検出器と併せて、埋め込まれたシンチレーション材料のナノスケール粒子を含有するプラスチックマトリックスを含んでよい。この図に示されるように、フレーム210を通過する物品内の、放射性物質の位置の凡その見当をつけるために、多数のパネルを使用してもよい。本発明の技法の実施形態では、放射性物質を検出したときに警報が1回鳴るように、警報装置214を構成してもよい。その他の実施形態では、検出された密輸品の位置またはタイプを決定するために、警報装置214に加えてまたは代えて、解析および制御システム216を使用してもよい。
FIG. 15 is a diagram of a security scanner for detecting the presence of radioactive contaminants or smuggled goods in a human body or article. The scanner includes a
本発明の技法のシンチレータに関する別の適用例は、地下放射能を決定するための検出器にある。この使用を、図16の図面に示す。この図では、坑井(well bore)218内に、ボアホール内を低下していく検出器ユニット220がある。検出器ユニット220は、本発明の技法の実施形態によれば、光検出器または光検出器アレイと併せて、埋め込まれたシンチレーション材料のナノスケール粒子を含有するプラスチックマトリックスから作製してもよい、シンチレーション検出器アセンブリ222を収容する。検出器ユニット220は、ケーブル224によって地表と接続されており、このケーブルが、検出器アセンブリ222から、地表に位置する信号解析および制御ユニット226に信号を伝達する。検出器ユニット220は、石油採掘の適用例で、ならびにとりわけ放射性物質を予測するなどのその他の適用例で、使用してもよい。
Another application for the scintillator of the technique of the present invention is in a detector for determining underground radioactivity. This use is illustrated in the drawing of FIG. In this figure, there is a
本発明の特定の特徴のみについて、本明細書に例示し記述してきたが、多くの修正例および変更例を、当業者なら思い浮かべるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神に含まれる限り、そのような修正例および変更例のすべてを包含するものと理解すべきである。 While only certain features of the invention have been illustrated and described herein, many modifications and changes will occur to those skilled in the art. Therefore, it is to be understood that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes as fall within the true spirit of this invention.
10 医療用撮像システム
12 スライドテーブル
13 データ解析および制御システム
14 フレーム
16 アパーチャ
18 シンチレータ
20 シンチレータアセンブリ
22 画素
34 光検出器アレイ
40 ナノスケール粒子
54 オリゴマー鎖
56 シェル
210 フレーム
212 シンチレーション検出アセンブリ
214 警報装置
216 解析および制御システム
218 坑井
220 検出器ユニット
224 ケーブル
DESCRIPTION OF
Claims (154)
前記プラスチックマトリックスに取着され、前記プラスチックマトリックス内で発生した光子を検出するように構成されている、1個または複数の光検出器と
を含む、シンチレーション検出システム。 A plastic matrix comprising nanoscale particles of embedded scintillation material;
A scintillation detection system comprising: one or more photodetectors attached to the plastic matrix and configured to detect photons generated in the plastic matrix.
前記シンチレータに取着され、前記シンチレータにより発生した光子に応答して信号を生成するように構成された光検出装置
を含む、シンチレーション検出システムと、
前記シンチレーション検出システムによって生成された信号を解析するように構成された信号処理システムと
を含む、放射線検出および解析システム。 A scintillator comprising a plastic matrix comprising nanoscale particles of embedded scintillation material, and a photodetection device attached to the scintillator and configured to generate a signal in response to photons generated by the scintillator. A scintillation detection system;
A radiation detection and analysis system comprising: a signal processing system configured to analyze a signal generated by the scintillation detection system.
前記プラスチックマトリックスに、光子を電気信号に変換するよう構成された1個または複数の素子を含む光検出器を取着するステップと
を含む、シンチレーション検出器の製造方法。 Embedding nanoscale particles of scintillation material in a plastic matrix;
Attaching to the plastic matrix a photodetector comprising one or more elements configured to convert photons into electrical signals.
前記ナノスケール粒子を、前記合わせた第1および第2の溶液から単離するステップと
を含む、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Combining a first solution containing one or more metal salts and a second solution containing one or more halide precursors to form nanoscale particles of a halide-based scintillation material;
Isolating the nanoscale particles from the combined first and second solutions. A method for producing nanoscale particles of a halide scintillation material.
前記マイクロエマルジョン中に、前記ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと、
前記粒子を前記マイクロエマルジョンから単離するステップと
を含む、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Creating a microemulsion;
Forming nanoscale particles of the halide-based scintillation material in the microemulsion;
Isolating the particles from the microemulsion. A method for producing nanoscale particles of a halide scintillation material.
界面活性剤を有機溶媒に添加して界面活性剤溶液を形成するステップと、
1種または複数の金属塩をイオン液体に溶解してイオン溶液を形成するステップと、
界面活性剤溶液とイオン溶液とを混合してマイクロエマルジョンを形成するステップと
を含む、請求項55記載の方法。 Making the microemulsion comprises
Adding a surfactant to an organic solvent to form a surfactant solution;
Dissolving one or more metal salts in an ionic liquid to form an ionic solution;
56. The method of claim 55, comprising mixing a surfactant solution and an ionic solution to form a microemulsion.
1種または複数の金属有機物塩を含む溶液を、前記第1のマイクロエマルジョンに添加して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を、前記第2のマイクロエマルジョンから単離するステップと
を含む、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Making a first microemulsion;
Adding a solution comprising one or more metal organic salts to the first microemulsion to form a second microemulsion;
Isolating the nanoscale particles of the halide-based scintillation material from the second microemulsion, and producing a nanoscale particle of the halide-based scintillation material.
界面活性剤を第2の有機溶媒に添加して界面活性剤溶液を形成するステップと、
1種または複数のハロゲン化物塩をイオン液体に溶解してイオン溶液を形成するステップと、
前記界面活性剤溶液と前記イオン液体とを混合してマイクロエマルジョンを形成するステップと
含む、請求項66記載の方法。 Making the first microemulsion comprises:
Adding a surfactant to a second organic solvent to form a surfactant solution;
Dissolving one or more halide salts in an ionic liquid to form an ionic solution;
68. The method of claim 66, comprising mixing the surfactant solution and the ionic liquid to form a microemulsion.
第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記第1のマイクロエマルジョンおよび前記第2のマイクロエマルジョンを合わせて、複合マイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を前記合わせたマイクロエマルジョンから単離するステップと
を含む、ハロゲン化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Forming a first microemulsion;
Forming a second microemulsion;
Combining the first microemulsion and the second microemulsion to form a composite microemulsion;
Isolating the nanoscale particles of the halide-based scintillation material from the combined microemulsion, and producing a nanoscale particle of the halide-based scintillation material.
第1の界面活性剤を第1の有機溶媒に溶解して、第1の界面活性剤溶液を形成するステップと、
1種または複数のハロゲン化物塩を第1のイオン液体に溶解して、第1の溶液を形成するステップと、
前記第1の溶液および前記第1の界面活性剤溶液を混合して、前記第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと
を含む、請求項79記載の方法。 Forming the first microemulsion comprises:
Dissolving a first surfactant in a first organic solvent to form a first surfactant solution;
Dissolving one or more halide salts in a first ionic liquid to form a first solution;
80. The method of claim 79, comprising mixing the first solution and the first surfactant solution to form the first microemulsion.
独立して、水素化物、アルキル、アリール、およびハロゲン化物からなる群から選択され;Yは、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、およびこれらの組合せからなる群から選択された陰イオンを含む。)の少なくともハロゲン化物種を含む、請求項80記載の方法。 The one or more halide salts have the general formula NR 4 Y, wherein each R is
Independently selected from the group consisting of hydride, alkyl, aryl, and halide; Y includes an anion selected from the group consisting of fluoride, chloride, bromide, iodide, and combinations thereof . 81. The method of claim 80, comprising at least a halide species.
第2の界面活性剤を第2の有機溶媒に添加して、第2の界面活性剤溶液を形成するステップと、
1種または複数の金属塩を第2のイオン液体に溶解して、第2の溶液を形成するステップと、
前記第2の溶液および前記第2の界面活性剤溶液を混合して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと
を含む、請求項79記載の方法。 Forming the second microemulsion comprises:
Adding a second surfactant to a second organic solvent to form a second surfactant solution;
Dissolving one or more metal salts in a second ionic liquid to form a second solution;
80. The method of claim 79, comprising mixing the second solution and the second surfactant solution to form a second microemulsion.
第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記第1および前記第2のマイクロエマルジョンを混合して溶液を形成するステップと、
前記溶液から前駆体粒子を単離するステップと、
前記前駆体粒子から、前記酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと
を含む、酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Forming a first microemulsion;
Forming a second microemulsion;
Mixing the first and second microemulsions to form a solution;
Isolating precursor particles from the solution;
Forming nanoscale particles of the oxide scintillation material from the precursor particles. A method for producing nanoscale particles of the oxide scintillation material.
金属前駆体溶液を形成するステップと、
第1の界面活性剤を第1の有機溶媒に溶解して、第1の界面活性剤溶液を形成するステップと、
前記金属前駆体溶液を前記第1の界面活性剤溶液に添加するステップと
を含む、請求項98記載の方法。 Forming the first microemulsion comprises:
Forming a metal precursor solution;
Dissolving a first surfactant in a first organic solvent to form a first surfactant solution;
99. The method of claim 98, comprising adding the metal precursor solution to the first surfactant solution.
1種または複数の金属塩をアルコールに溶解して、アルコール溶液を形成するステップと、
前記アルコール溶液にマトリックス化合物を溶解するステップと
を含む、請求項99記載の方法。 Forming the metal precursor solution comprises:
Dissolving one or more metal salts in an alcohol to form an alcohol solution;
99. The method of claim 99, comprising dissolving a matrix compound in the alcohol solution.
第2の有機溶媒に溶解させた第2の界面活性剤を含む、第2の界面活性剤溶液を形成するステップと、
前記第2の界面活性剤溶液および塩基水溶液を混合して、前記第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと
を含む、請求項98記載の方法。 Forming the second microemulsion comprises:
Forming a second surfactant solution comprising a second surfactant dissolved in a second organic solvent;
99. Mixing the second surfactant solution and an aqueous base solution to form the second microemulsion.
第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記有機金属溶液を加熱し、前記有機金属溶液を前記第1のマイクロエマルジョンにゆっくり添加して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記第2のマイクロエマルジョン溶液から前駆体粒子を単離するステップと、
前記前駆体粒子から、前記酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと
を含む、酸化物系シンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Forming an organometallic solution;
Forming a first microemulsion;
Heating the organometallic solution and slowly adding the organometallic solution to the first microemulsion to form a second microemulsion;
Isolating precursor particles from the second microemulsion solution;
Forming nanoscale particles of the oxide scintillation material from the precursor particles. A method for producing nanoscale particles of the oxide scintillation material.
マトリックス化合物を第1の有機溶媒に溶解して、有機溶液を形成するステップと、
1種または複数の有機金属塩を前記有機溶液に溶解して、前記有機金属溶液を形成するステップと
を含む、請求項118記載の方法。 Forming the organometallic solution comprises:
Dissolving a matrix compound in a first organic solvent to form an organic solution;
119. Dissolving one or more organometallic salts in the organic solution to form the organometallic solution.
界面活性剤を第2の有機溶媒に溶解して、界面活性剤溶液を形成するステップと、
水および前記界面活性剤溶液を混合して、前記第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと
を含む、請求項118記載の方法。 Forming the first microemulsion comprises:
Dissolving a surfactant in a second organic solvent to form a surfactant solution;
119. Mixing water and the surfactant solution to form the first microemulsion.
前記ゲルから遊離イオンを除去するステップと、
前記ゲルを加熱するステップと、
前記ゲルを乾燥して、前記オキシハライドまたはオキシサルファイドタイプのシンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと
を含む、オキシハライドまたはオキシサルファイドタイプのシンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Adding an aqueous base solution to an aqueous solution containing one or more metal salts to precipitate a gel containing the one or more metal salts;
Removing free ions from the gel;
Heating the gel;
Drying the gel to form nanoscale particles of the oxyhalide or oxysulfide type scintillation material, and producing nanoscale particles of the oxyhalide or oxysulfide type scintillation material.
溶液を前記第1のマイクロエマルジョン添加しながら、前記溶液を加熱して、第2のマイクロエマルジョンを形成するステップと、
前記第2のエマルジョンから前駆体粒子を形成するステップと、
前記前駆体粒子から、前記オキシハライドまたはオキシサルファイドタイプのシンチレーション材料のナノスケール粒子を形成するステップと
を含む、オキシハライドまたはオキシサルファイドタイプのシンチレーション材料のナノスケール粒子の作製方法。 Forming a first microemulsion;
Heating the solution while adding the solution to the first microemulsion to form a second microemulsion;
Forming precursor particles from the second emulsion;
Forming nanoscale particles of the oxyhalide or oxysulfide type scintillation material from the precursor particles. A method for producing nanoscale particles of an oxyhalide or oxysulfide type scintillation material.
界面活性剤を第2の有機溶媒に溶解して、界面活性剤溶液を形成するステップと、
陰イオン源の水溶液および前記界面活性剤溶液を混合して、前記第1のマイクロエマルジョンを形成するステップと
を含む、請求項140記載の方法。 Forming the first microemulsion comprises:
Dissolving a surfactant in a second organic solvent to form a surfactant solution;
145. Mixing an aqueous solution of an anion source and the surfactant solution to form the first microemulsion.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/728,399 US7625502B2 (en) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | Nano-scale metal halide scintillation materials and methods for making same |
US11/728,445 US7708968B2 (en) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | Nano-scale metal oxide, oxyhalide and oxysulfide scintillation materials and methods for making same |
US11/728,400 US7608829B2 (en) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | Polymeric composite scintillators and method for making same |
PCT/US2008/051917 WO2008118523A2 (en) | 2007-03-26 | 2008-01-24 | Scintillators and method for making same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010522806A true JP2010522806A (en) | 2010-07-08 |
JP2010522806A5 JP2010522806A5 (en) | 2012-11-08 |
Family
ID=39789209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010501027A Pending JP2010522806A (en) | 2007-03-26 | 2008-01-24 | Scintillator and manufacturing method thereof |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010522806A (en) |
CN (1) | CN102838992A (en) |
DE (1) | DE112008000738T5 (en) |
WO (1) | WO2008118523A2 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012533733A (en) * | 2009-07-16 | 2012-12-27 | ユニバーシテット ヤギエロンスキ | Matrix apparatus and method for measuring position and time of gamma quantum reaction, and method of using said apparatus for measuring position and time of gamma quantum reaction in positron emission tomography |
JP2012533734A (en) * | 2009-07-16 | 2012-12-27 | ユニバーシテット ヤギエロンスキ | Strip apparatus and method for measuring position and time of gamma quantum reaction and method of using strip apparatus for measuring position and time of gamma quantum reaction in positron emission tomography |
JP2013504057A (en) * | 2009-09-08 | 2013-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Imaging measurement system with printed photodetector array |
JP2013195295A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | Radiation detector |
KR101420250B1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-07-17 | 한국전기연구원 | Method of manufacturing flexible x-ray detector and Radiation detection with flexible x-ray detector |
JP2014534305A (en) * | 2011-10-10 | 2014-12-18 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッドSiemens Medical Solutions USA,Inc. | Rare earth metal halide scintillator having reduced hygroscopicity and method for producing the same |
JP2016003854A (en) * | 2014-06-13 | 2016-01-12 | 株式会社トクヤマ | Neutron scintillator and neutron detector |
JP2016524135A (en) * | 2013-05-08 | 2016-08-12 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Gamma ray detector |
KR20170070811A (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-22 | 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. | Method for controlling gallium content in gadolinium - gallium garnet scintillators |
JP2018529083A (en) * | 2015-08-07 | 2018-10-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Imaging detectors based on quantum dots |
JP2019502772A (en) * | 2015-11-19 | 2019-01-31 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Scintillator nanocomposite |
KR20190048461A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 주식회사 오리온이엔씨 | quantum dot radiation detector |
JP2020518698A (en) * | 2017-12-27 | 2020-06-25 | 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 | Rare earth halide scintillation materials and their applications |
US10961452B2 (en) | 2015-12-01 | 2021-03-30 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method for controlling gallium content in gadolinium-gallium garnet scintillators |
US11555147B2 (en) | 2011-10-10 | 2023-01-17 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Metal halide scintillators with reduced hygroscopicity and method of making the same |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI461725B (en) * | 2011-08-02 | 2014-11-21 | Vieworks Co Ltd | Radiation imaging system |
CN103122484B (en) * | 2013-01-10 | 2015-04-15 | 华北电力大学 | Method for regulating and controlling luminescent characteristic of CsI(Na) crystal |
EP3044412A4 (en) * | 2013-09-13 | 2017-05-17 | Baker Hughes Incorporated | Composite high temperature gamma ray detection material for well logging applications |
DE102014212424A1 (en) | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Scintillators with organic photodetection dish |
DE102014205868A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Material for nanoscintillator and manufacturing process |
CN103951200B (en) * | 2014-05-08 | 2016-06-15 | 宁波大学 | Rare earth ion doped LiLaBr4Devitrified glass and preparation method thereof |
CN104158529A (en) * | 2014-08-08 | 2014-11-19 | 孙宗远 | Device and method for controlling working state of circuit by sensing X-rays |
WO2016098888A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | 国立研究開発法人理化学研究所 | Radiation dosimetry gel and radiation dosimeter provided with same as material for measuring radiation dose |
EP3391380B1 (en) * | 2015-12-14 | 2020-09-23 | Carestream Dental Technology Topco Limited | Radiation sensing thermoplastic composite panels |
KR102530756B1 (en) * | 2016-01-13 | 2023-05-10 | 삼성전자주식회사 | Fluoride phosphor, manufacturing method of the same, and light emitting device |
EP3399344B1 (en) * | 2017-05-03 | 2021-06-30 | ams International AG | Semiconductor device for indirect detection of electromagnetic radiation and method of production |
CN108640686B (en) * | 2018-06-27 | 2021-03-16 | 武汉理工大学 | Europium-yttrium co-doped calcium fluoride scintillating ceramic and preparation method thereof |
CN112540395A (en) * | 2020-12-04 | 2021-03-23 | 清远先导材料有限公司 | Scintillation crystal array and method of assembling and disassembling the same |
CN112782746B (en) * | 2021-02-22 | 2022-09-20 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | Method for manufacturing vacuum centrifugal scintillation crystal array |
CN114989004B (en) * | 2022-06-21 | 2024-03-08 | 深圳万知达技术转移中心有限公司 | Application of metal organic gel |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6273538A (en) * | 1985-08-23 | 1987-04-04 | トムソン−セエスエフ | Input screen scintillator for radiation image intensifier and manufacturing scintillator |
JP2002214349A (en) * | 2000-11-27 | 2002-07-31 | Koninkl Philips Electronics Nv | X-ray detection module |
US20060054863A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-16 | Sheng Dai | Composite scintillators for detection of ionizing radiation |
JP2006153874A (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Siemens Ag | Scintillator layer for x-ray detector and manufacturing method thereof |
WO2006063409A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Newsouth Innovations Pty Limited | Radiation storage phosphor & applications |
JP2006208158A (en) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Radiographic image transformation panel, radiographic image detector, and radiographic image photographing system |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6036886A (en) * | 1998-07-29 | 2000-03-14 | Nanocrystals Technology L.P. | Microemulsion method for producing activated metal oxide nanocrystals |
US7094361B2 (en) * | 1999-03-19 | 2006-08-22 | Rutgers, The State University | Optically transparent nanocomposite materials |
JP2005054046A (en) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method for producing fluorophor |
US7674400B2 (en) * | 2004-10-05 | 2010-03-09 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Light-emitting body dispersed with phosphor particles, method for producing same and material or article containing such light-emitting body |
WO2007016193A2 (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Florida State University Research Foundation, Incorporated | Nanoparticle synthesis and associated methods |
US7708968B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-05-04 | General Electric Company | Nano-scale metal oxide, oxyhalide and oxysulfide scintillation materials and methods for making same |
US7625502B2 (en) * | 2007-03-26 | 2009-12-01 | General Electric Company | Nano-scale metal halide scintillation materials and methods for making same |
-
2008
- 2008-01-24 DE DE112008000738T patent/DE112008000738T5/en not_active Withdrawn
- 2008-01-24 JP JP2010501027A patent/JP2010522806A/en active Pending
- 2008-01-24 CN CN2012103165492A patent/CN102838992A/en active Pending
- 2008-01-24 WO PCT/US2008/051917 patent/WO2008118523A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6273538A (en) * | 1985-08-23 | 1987-04-04 | トムソン−セエスエフ | Input screen scintillator for radiation image intensifier and manufacturing scintillator |
JP2002214349A (en) * | 2000-11-27 | 2002-07-31 | Koninkl Philips Electronics Nv | X-ray detection module |
US20060054863A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-16 | Sheng Dai | Composite scintillators for detection of ionizing radiation |
JP2006153874A (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Siemens Ag | Scintillator layer for x-ray detector and manufacturing method thereof |
WO2006063409A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Newsouth Innovations Pty Limited | Radiation storage phosphor & applications |
JP2006208158A (en) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Radiographic image transformation panel, radiographic image detector, and radiographic image photographing system |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012533734A (en) * | 2009-07-16 | 2012-12-27 | ユニバーシテット ヤギエロンスキ | Strip apparatus and method for measuring position and time of gamma quantum reaction and method of using strip apparatus for measuring position and time of gamma quantum reaction in positron emission tomography |
JP2012533733A (en) * | 2009-07-16 | 2012-12-27 | ユニバーシテット ヤギエロンスキ | Matrix apparatus and method for measuring position and time of gamma quantum reaction, and method of using said apparatus for measuring position and time of gamma quantum reaction in positron emission tomography |
JP2013504057A (en) * | 2009-09-08 | 2013-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Imaging measurement system with printed photodetector array |
US9966162B2 (en) | 2011-10-10 | 2018-05-08 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Metal halide scintillators with reduced hygroscopicity and method of making the same |
JP2014534305A (en) * | 2011-10-10 | 2014-12-18 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッドSiemens Medical Solutions USA,Inc. | Rare earth metal halide scintillator having reduced hygroscopicity and method for producing the same |
JP2014534304A (en) * | 2011-10-10 | 2014-12-18 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッドSiemens Medical Solutions USA,Inc. | Metal halide scintillator having reduced hygroscopicity and method for producing the same |
US11555147B2 (en) | 2011-10-10 | 2023-01-17 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Metal halide scintillators with reduced hygroscopicity and method of making the same |
US11107600B2 (en) | 2011-10-10 | 2021-08-31 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Rare-earth metal halide scintillators with reduced hygroscopicity and method of making the same |
JP2013195295A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | Radiation detector |
US9040927B2 (en) | 2012-03-21 | 2015-05-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radiation detection apparatus |
US9377540B2 (en) | 2012-03-21 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radiation detection apparatus |
KR101420250B1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-07-17 | 한국전기연구원 | Method of manufacturing flexible x-ray detector and Radiation detection with flexible x-ray detector |
JP2016524135A (en) * | 2013-05-08 | 2016-08-12 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Gamma ray detector |
JP2016003854A (en) * | 2014-06-13 | 2016-01-12 | 株式会社トクヤマ | Neutron scintillator and neutron detector |
JP2018529083A (en) * | 2015-08-07 | 2018-10-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Imaging detectors based on quantum dots |
JP2019502772A (en) * | 2015-11-19 | 2019-01-31 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Scintillator nanocomposite |
US10197685B2 (en) | 2015-12-01 | 2019-02-05 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method for controlling gallium content in gadolinium-gallium garnet scintillators |
KR101970602B1 (en) * | 2015-12-01 | 2019-04-19 | 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. | Method for controlling gallium content in gadolinium - gallium garnet scintillators |
US10961452B2 (en) | 2015-12-01 | 2021-03-30 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Method for controlling gallium content in gadolinium-gallium garnet scintillators |
KR20170070811A (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-22 | 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. | Method for controlling gallium content in gadolinium - gallium garnet scintillators |
KR20190048461A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 주식회사 오리온이엔씨 | quantum dot radiation detector |
KR102044454B1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-11-14 | 주식회사 오리온이엔씨 | quantum dot radiation detector |
JP2020518698A (en) * | 2017-12-27 | 2020-06-25 | 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 | Rare earth halide scintillation materials and their applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008118523A3 (en) | 2009-04-16 |
WO2008118523A2 (en) | 2008-10-02 |
DE112008000738T5 (en) | 2010-02-04 |
CN102838992A (en) | 2012-12-26 |
WO2008118523A9 (en) | 2009-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010522806A (en) | Scintillator and manufacturing method thereof | |
US7708968B2 (en) | Nano-scale metal oxide, oxyhalide and oxysulfide scintillation materials and methods for making same | |
US7608829B2 (en) | Polymeric composite scintillators and method for making same | |
US7625502B2 (en) | Nano-scale metal halide scintillation materials and methods for making same | |
JP5587788B2 (en) | Radiation sensitive detector with scintillator in composite resin | |
US7651633B2 (en) | Nanophosphors for large area radiation detectors | |
US7547888B2 (en) | Nanocomposite scintillator and detector | |
US7525094B2 (en) | Nanocomposite scintillator, detector, and method | |
RU2407041C2 (en) | Scintillation compositions and corresponding processes and articles | |
US7679060B2 (en) | Nanophosphor composite scintillator with a liquid matrix | |
US20130299720A1 (en) | Halide-based scintillator nanomaterial | |
JP2010522806A5 (en) | ||
CN1834201A (en) | Scintillator compositions of cerium halides, and related articles and processes | |
US20160291169A1 (en) | Tl-BASED SCINTILLATOR MATERIALS | |
Sen et al. | Polyester composite thermal neutron scintillation films | |
CN102265183A (en) | Scintillation device and method of producing a ceramic scintillator body | |
US8153983B1 (en) | Gadolinium halide scintillators | |
US20120104266A1 (en) | Radiation detecting element, method of producing same, radiation detecting module, and radiation image diagnostic apparatus | |
Okazaki et al. | Effect of In-substitution on luminescence properties of organic-inorganic lead bromide layered perovskite-type scintillators | |
JP2011232197A (en) | Scintillator panel and radiation image detection device | |
Kim et al. | Cerium-doped yttrium aluminum garnet hollow shell phosphors synthesized via the Kirkendall effect | |
US10538861B1 (en) | Scintillator crystal growth using non-stoichiometric melts | |
Ayer et al. | Synthesis of Hydrated Ternary Lanthanide-Containing Chlorides Exhibiting X-ray Scintillation and Luminescence | |
CN106471097B (en) | The bromine caesium iodide scintillator for being doped with europium and its detector with improved transfer efficiency | |
EP1465208A2 (en) | Radiographic image conversion panel and method for its production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110120 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110120 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120924 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121228 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130903 |