JP2012220348A - X-ray detector and x-ray inspection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray inspection device which has high detection sensitivity and reduced afterglow.SOLUTION: In the X-ray detector including an intensifying screen, at least one kind of GdOS:, Pr, Ce or GdOS:Pr is used in either a transmission type intensifying screen 10 or a reflection type intensifying screen 11 as a fluorescent material for the intensifying screen. In the X-ray detector, since optical output of the afterglow after 3 msec is 0.2% or less, a clear image without problems such as an afterimage is obtained.

Description

本発明は、X線検出器およびそれを用いたX線検査装置に関する。   The present invention relates to an X-ray detector and an X-ray inspection apparatus using the same.

一般に、航空機内に荷物を持ち込む際には、航空機の安全運行を確保するために、空港内で予め当該荷物の検査を行っている。この様な手荷物検査装置としては、X線の透過を利用した透過X線検査装置やX線のコンプトン散乱を利用したコンプトン散乱X線検査装置が、一般的に広く使用されている。前者はX線を通しにくい金属製の物品、例えば銃火器や刃物等の金属製凶器を比較的容易に発見することができる。一方、プラスチック爆弾や麻薬等の原子番号の小さい元素によって主として構成される物質は、X線が透過しやすい為、コンプトン散乱を利用した後者の検査装置を用いることで、発見が可能となる。 Generally, when bringing a baggage into an aircraft, the baggage is inspected in advance in an airport in order to ensure safe operation of the aircraft. As such a baggage inspection apparatus, a transmission X-ray inspection apparatus using X-ray transmission and a Compton scattering X-ray inspection apparatus using X-ray Compton scattering are generally widely used. The former can relatively easily find metal articles that are difficult to transmit X-rays, such as metal weapons such as firearms and blades. On the other hand, substances mainly composed of elements having a small atomic number such as plastic bombs and narcotics can easily be detected by using the latter inspection apparatus using Compton scattering because X-rays are easily transmitted.

上述したような透過X線やコンプトン散乱X線を利用したX線検査装置は、一般に、透過X線もしくはコンプトン散乱X線をX線検出器に導き、これら検出X線を蛍光体にて可視光に変換した後、この可視光の強度を光電子倍増管、いわゆるホトマルチプライア(以下、ホトマルと略す)で検出し、その強度に応じて荷物内を画像化することによって、検査を実施するように構成されている。 An X-ray inspection apparatus using transmitted X-rays or Compton scattered X-rays as described above generally guides transmitted X-rays or Compton scattered X-rays to an X-ray detector, and these detected X-rays are visualized by a phosphor. After being converted to, the intensity of this visible light is detected by a photomultiplier tube, so-called photomultiplier (hereinafter abbreviated as “photomal”), and the inside of the baggage is imaged according to the intensity so that the inspection is carried out. It is configured.

荷物検査の精度を上げるためには、より鮮明な画像を得ることが必要となるが、この為には十分な強度の可視光がホトマルに入力されることが求められる。可視光の強度を高めるには、荷物等に照射するX線の強度を高めることで得られるが、空港荷物検査装置の様に、公の場所に設置されるX線検査装置において、照射するX線の強度を高めることは、装置の大型化を招くと共に、危険性も増大してしまう。 In order to increase the accuracy of the package inspection, it is necessary to obtain a clearer image. For this purpose, it is required that a visible light with sufficient intensity is input to the photo. Increasing the intensity of visible light can be achieved by increasing the intensity of X-rays applied to luggage, etc. X-ray inspection equipment installed in public places like airport luggage inspection equipment Increasing the strength of the wire increases the size of the apparatus and increases the danger.

そこで重要となるのが、蛍光体の輝度である。X線を可視光に変換する際、変換効率の高い蛍光体を使用すれば、X線の強度を高めることなく、高輝度の可視光を得ることが出来、ホトマルに十分な強度の可視光が入力されることになる。 Therefore, the brightness of the phosphor is important. When converting X-rays into visible light, if a phosphor with high conversion efficiency is used, high-intensity visible light can be obtained without increasing the intensity of X-rays. Will be entered.

ところで、上記したようなX線検出器では、通常、図9に示すように、 400nm付近に分光感度特性のピークを有するホトマルが用いられている。そこで、X線を可視光に変換する蛍光体としては、400nm付近に発光波長のピークを有する蛍光体を利用した方が、ホトマルとの組合せで有利となる。その上で変換効率の高い蛍光体を使用するのが、最も望ましい選択である。 By the way, in the X-ray detector as described above, a photomultiplier having a spectral sensitivity characteristic peak in the vicinity of 400 nm is usually used as shown in FIG. Therefore, as a phosphor that converts X-rays into visible light, it is advantageous to use a phosphor having an emission wavelength peak near 400 nm in combination with a photomultiplier. The most desirable choice is to use a phosphor with high conversion efficiency.

特許第2,928,677号公報Japanese Patent No. 2,928,677

特許文献1によれば、この様な用途に最適な蛍光体として、AS:D(AはGd、LaおよびYから選ばれた少なくとも1種の元素を示し、DはPrとCeおよびYbから選ばれた少なくとも1種の元素を示す)、BaFX:Eu、A(XはClおよびBrから選ばれた少なくとも1種の元素を示し、AはCeおよびYbから選ばれた少なくとも1種の元素を示す。)等の蛍光体を、透過型X線や、コンプトン散乱X線を可視光に変換する材料として有効に利用できることが開示されている。 According to Patent Document 1, A 2 O 2 S: D (A represents at least one element selected from Gd, La and Y, and D represents Pr and Ce as phosphors suitable for such applications. And BaFX: Eu, A (X represents at least one element selected from Cl and Br, and A represents at least one element selected from Ce and Yb) It is disclosed that phosphors such as can be effectively used as a material for converting transmission X-rays and Compton scattered X-rays into visible light.

しかしながら最近では、検査荷物の多様化により、より複雑な形状をより正確に判別することが求められる様になり、従来以上の検査精度の向上が必要になって来ている。この為、より高輝度な蛍光体が求められるのは当然ながら、最近では輝度特性に加えて、アフターグロー特性の向上も要求される様になってきた。   However, recently, due to diversification of inspection packages, it has been required to more accurately determine more complicated shapes, and it has become necessary to improve inspection accuracy more than before. For this reason, as a matter of course, a phosphor with higher luminance is demanded, and recently, in addition to luminance characteristics, improvement of afterglow characteristics has been required.

特に最近では航空機の利用が手軽になり、旅行者の手荷物や航空貨物が増加し、連続使用でなおかつ高速度で検査される様になって来ており、アフターグロー特性の改善がより厳しく求められる様になっている。見方を変えると蛍光体のアフターグロー特性の為に、検査速度が制限されるケースもあり、この面からもアフターグローの短い蛍光体が望まれているものである。 In recent years, the use of aircraft has become easier, and the baggage and air cargo of travelers has increased, and it has come to be inspected continuously and at a high speed, and there is a strict demand for improved afterglow characteristics. It is like. In other words, there are cases where the inspection speed is limited due to the afterglow characteristics of the phosphor. From this aspect, a phosphor having a short afterglow is desired.

アフターグロー特性とは、蛍光体にX線が照射された場合、蛍光体により吸収されたX線が可視光に変換され、蛍光体が発光を始めるが、その後X線の照射が遮断された場合、蛍光体の発光は徐々に低下し、やがて消失してしまう。この時X線の照射が止められた後の発光のことを、アフターグローと呼んでいる。この様なアフターグローを強く示す蛍光体を、荷物検査用として用いた場合、検査精度に悪影響を及ぼしてしまう。何故なら、連続して荷物検査を行う場合に、目的の画像を観察すると、前の画像の残像と重なることにより、鮮明な画像が得られなくなる為である。 What is afterglow characteristics? When X-rays are irradiated to the phosphor, the X-rays absorbed by the phosphor are converted into visible light, and the phosphor starts to emit light, but then the X-ray irradiation is blocked The light emission of the phosphor gradually decreases and eventually disappears. At this time, the light emission after X-ray irradiation is stopped is called afterglow. When such a phosphor that exhibits strong afterglow is used for baggage inspection, the inspection accuracy is adversely affected. This is because, when carrying out a package inspection continuously, if a target image is observed, a clear image cannot be obtained because it overlaps an afterimage of the previous image.

なお、アフターグローに類似する特性として、残光特性がある。残光特性とは、X線の照射を遮断後、蛍光体の発光強度が十分の一に低下するまでの時間を求めたものである。例えば特許文献1においては、
蛍光体の残光特性を1msec以下に管理することにより、残像の対策を行っている。しかしながら近年の検査条件では、残光特性の管理のみでは不十分であることが明らかとなってきた。何故なら、蛍光体の発光強度が、短時間で十分の一に減少しても、百分の一から千分の一程度まで低下した後、微弱な光がダラダラと継続する場合がある。荷物検査においては、この様な微弱な光が残像として影響を与え、問題となる為である。アフターグロー特性は、蛍光体の発光を限りなくゼロに近くなるところまで観察した特性であり、このアフターグロー特性を管理することが、特に重要となる。
Note that there is an afterglow characteristic as a characteristic similar to afterglow. The afterglow characteristic is obtained by determining the time until the emission intensity of the phosphor is reduced to a tenth after blocking X-ray irradiation. For example, in Patent Document 1,
By managing the afterglow characteristics of the phosphor to 1 msec or less, measures against afterimages are taken. However, in recent inspection conditions, it has become clear that management of afterglow characteristics is insufficient. This is because even if the emission intensity of the phosphor is reduced to one-tenth in a short period of time, weak light may continue to be dull after it has decreased from one hundredth to one thousandth. This is because such a weak light has an effect as an afterimage in the baggage inspection. The afterglow characteristic is a characteristic obtained by observing the light emission of the phosphor as close to zero as possible, and it is particularly important to manage the afterglow characteristic.

本発明は、この様な課題に対処する為になされたもので、検査精度の高いX線検査装置を提供することを目的としており、比較的低強度のX線によって十分な検出感度が得られると共に、アフターグローの問題も無く、明瞭な画像が得られるX線検査装置を提供することにある。 The present invention has been made to cope with such problems, and has an object to provide an X-ray inspection apparatus with high inspection accuracy. Sufficient detection sensitivity can be obtained by relatively low-intensity X-rays. At the same time, it is an object of the present invention to provide an X-ray inspection apparatus capable of obtaining a clear image without a problem of afterglow.

すなわち、本発明のX線検査装置は、X線の入射部を有する筐体状の検出器本体と、前記入射部に配置された透過型蛍光発生手段と、前記入射部を除く前記検出器本体内の内壁面に沿って配置された反射型蛍光発生手段と、前記検出器本体内に配置された光電変換手段を具備するX線検出器において、前記透過型蛍光発生手段は透過型増感紙を有し、かつ前記反射型蛍光発生手段は反射型増感紙を有し、前記透過型増感紙または反射型増感紙の少なく共いずれか一方に、GdOS:Pr、Ce(式中、PrとCeの濃度はGdSを100重量%としたとき、Prは0.03重量%以上0.3重量%以下、Ceは0.005重量%以下含有される。)蛍光体を用いたことを特徴としている。また、使用する蛍光体は3msec後のアフターグローの出力が0.2%以下であることを特徴としている。 That is, the X-ray inspection apparatus of the present invention includes a housing-like detector body having an X-ray incident portion, transmissive fluorescence generating means disposed in the incident portion, and the detector body excluding the incident portion. An X-ray detector comprising a reflection type fluorescence generating means disposed along an inner wall surface and a photoelectric conversion means disposed in the detector body, wherein the transmission type fluorescence generating means is a transmission type intensifying screen And the reflection type fluorescence generating means has a reflection type intensifying screen, and at least one of the transmission type intensifying screen and the reflection type intensifying screen, Gd 2 O 2 S: Pr, Ce (In the formula, the concentration of Pr and Ce, when Gd 2 O 2 S is 100% by weight, Pr is 0.03% to 0.3% by weight, and Ce is 0.005% by weight or less. ) It is characterized by using a phosphor. The phosphor used is characterized in that the afterglow output after 3 msec is 0.2% or less.

また、本発明のX線検査装置は、被検査物に対してX線を照射するX線照射手段と、被検査物からのコンプトン散乱X線または透過X線を検出するX線検出手段と、このX線検出手段により測定したX線強度に基づいて前記被検査物内部を画像化する手段とを具備するX線検査装置において、前記X線検出手段は、コンプトン散乱X線または透過X線が照射されることにより蛍光を発生する手段を有し、この蛍光発生手段には、少なくともGdOS:Pr、Ce(式中、PrとCeの濃度は、GdSを100重量%としたとき、Prは0.03重量%以上0.3重量%以下、Ceは0.005重量%以下含有される。)蛍光体を用いた増感紙を有することを特徴としている。 Further, the X-ray inspection apparatus of the present invention includes an X-ray irradiation means for irradiating an inspection object with X-rays, an X-ray detection means for detecting Compton scattered X-rays or transmitted X-rays from the inspection object, In the X-ray inspection apparatus comprising a means for imaging the inside of the inspection object based on the X-ray intensity measured by the X-ray detection means, the X-ray detection means has Compton scattered X-rays or transmitted X-rays. It has a means for generating fluorescence when irradiated, and this fluorescence generating means includes at least Gd 2 O 2 S: Pr, Ce (wherein the concentrations of Pr and Ce are 100 weights of Gd 2 O 2 S). %, Pr is contained in an amount of 0.03% by weight or more and 0.3% by weight or less, and Ce is contained in an amount of 0.005% by weight or less.) It is characterized by having an intensifying screen using a phosphor.

本発明のX線検査装置によれば、比較的低強度のX線によって十分な検出感度を示し、更に3msec後のアフターグローの出力が0.2%以下に改善されて、残像等の無い明瞭な検査画像を得ることができ、空港の手荷物検査等において、高速度で連続して検査を行っても、精度の高い検査を可能とするものである。 According to the X-ray inspection apparatus of the present invention, sufficient detection sensitivity is exhibited by relatively low-intensity X-rays, and afterglow output after 3 msec is improved to 0.2% or less, so that there is no afterimage or the like. This makes it possible to obtain a high-precision inspection image even when an inspection is carried out continuously at a high speed in baggage inspection at an airport or the like.

本発明のX線検査装置の一実施例の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of one Example of the X-ray inspection apparatus of this invention. 本発明のX線検出器の一実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of one Example of the X-ray detector of this invention. 本発明に用いられる増感紙の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the intensifying screen used for this invention. GdS::Pr、Ce蛍光体の発光波長特性を示す図である。Gd 2 O 2 S :: Pr, it shows emission wavelength characteristics of Ce phosphor. GdS:Pr蛍光体を用いた増感紙において、蛍光体中のPr濃度を変化させたときの、相対光出力の変化を示す図である。Gd 2 O 2 S: In Pr intensifying screen phosphor used is a view showing when varying the Pr concentration in the phosphor, the change of the relative light output. GdS:Pr蛍光体を用いた増感紙において、蛍光体中のPr濃度を変化させたときの、アフターグロ−特性の変化を示す図であるGd 2 O 2 S: In Pr intensifying screen phosphor was used, when changing the Pr concentration in the phosphor, after glow - is a graph showing changes in characteristics GdS:Pr、Ce蛍光体を用いた増感紙において、蛍光体中のCe濃度を変化させたときの、相対光出力の変化を示す図である。Gd 2 O 2 S: Pr, the intensifying screen using a Ce phosphor is a diagram illustrating the case of changing the Ce concentration in the phosphor, the change of the relative light output. GdS:Pr、Ce蛍光体を用いた増感紙において、蛍光体中のCe濃度を変化させたときの、アフターグロ−特性の変化を示す図である。Gd 2 O 2 S: Pr, the intensifying screen using a Ce phosphor, when changing the Ce concentration in the phosphor, after glow - is a graph showing changes in characteristics. X線検出器に用いられるホトマルの分光感度特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral sensitivity characteristic of the photomar used for an X-ray detector.

本発明のX線検出器およびX線検査装置における蛍光発生手段は、少なくとも1つの増感紙用蛍光体において、GdOS:Pr、Ce(式中、PrとCeの濃度は、GdSを100重量%としたとき、Prは0.03重量%以上0.3重量%以下、Ceは0.005重量%以下含有される。)蛍光体を使用している。図4は本発明のGdS:Pr、Ce蛍光体の発光スペクトルとX線検出器および検査装置に使用した場合のアフターグロー特性を示している。 In the X-ray detector and the X-ray inspection apparatus of the present invention, the fluorescence generation means includes at least one intensifying screen phosphor, Gd 2 O 2 S: Pr, Ce (wherein the concentrations of Pr and Ce are Gd (When 2 O 2 S is 100% by weight, Pr is contained in an amount of 0.03% to 0.3% by weight and Ce is contained in an amount of 0.005% by weight.) A phosphor is used. FIG. 4 shows the emission spectrum of the Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor of the present invention and the afterglow characteristics when used in an X-ray detector and inspection apparatus.

GdS:Pr、Ce蛍光体の発光スペクトルは、発光波長のピークが 400nm付近からはずれているものの、発光効率(X線を可視光に変換する効率)が非常に高い(比較標準蛍光体のLaOBr:Tmに対して)。したがって、X線検出器において、 400nm付近に受光感度のピークを有するホトマルを用いた場合においても、コンプトン散乱X線や透過X線の検出を十分に行うことができる。またGdS:Prに加えるCe共付活剤は、発光波長に影響を与えることは無く、Ce添加しても発光ピーク波長は変わらない。 The emission spectrum of the Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor has a very high emission efficiency (efficiency for converting X-rays into visible light) although the emission wavelength peak deviates from around 400 nm (comparative standard fluorescence). To body LaOBr: Tm). Therefore, even when a photomultiplier having a light receiving sensitivity peak in the vicinity of 400 nm is used in the X-ray detector, Compton scattered X-rays and transmitted X-rays can be sufficiently detected. Further, the Ce co-activator added to Gd 2 O 2 S: Pr does not affect the emission wavelength, and even if Ce is added, the emission peak wavelength does not change.

一方の蛍光体のアフターグロー特性は3msec後の光出力が0.2%以下であることが望ましい。0.2%以下であれば、通常の条件で連続してX線の検出を行っても、残像の残らない鮮明な画像を得ることができる。ただし高速条件で検査を行う場合は、0.2%以下でも不十分な場合がある。より望ましい特性は、3msec後の光出力が0.1%以下である。この特性であれば、現在の検査装置を使用してどの様な速度で行っても、残像の無い鮮明な画像を得ることができる。図4の本発明の蛍光体は、X線の照射を止めた3msec後の光出力は、約0.2%と非常に低い値を示しており、優れたアフターグロー特性を示している。このため、この様な蛍光体を有する増感紙を用いて、連続してX線の検出を行う場合に、残像の残らない鮮明な画像を得ることができる。 As for the afterglow characteristics of one of the phosphors, the light output after 3 msec is desirably 0.2% or less. If it is 0.2% or less, a clear image with no residual image can be obtained even if X-rays are continuously detected under normal conditions. However, when inspection is performed under high-speed conditions, 0.2% or less may be insufficient. A more desirable characteristic is that the light output after 3 msec is 0.1% or less. With this characteristic, a clear image with no afterimage can be obtained at any speed using the current inspection apparatus. The phosphor of the present invention shown in FIG. 4 has a very low light output of about 0.2% after 3 msec after stopping the X-ray irradiation, and exhibits excellent afterglow characteristics. For this reason, when detecting X-rays continuously using an intensifying screen having such a phosphor, it is possible to obtain a clear image with no afterimage.

本発明のこのようなアフターグロー特性は、GdS:Pr蛍光体において、Prの濃度を最適化すると共に、Ceを共付活することで得られる。特許文献1では、使用可能な蛍光体として、例えばGdS:TbやBaFCl:Euなどの蛍光体も挙げられているが、Tb付活蛍光体の場合、3msec後のアフターグロー特性が0.2%以下の特性を得ることが難しく、本発明の目的には適さない。またBaFCl:Eu蛍光体は、アフターグロー特性のみを満足することは可能であるが、輝度を含めた総合特性で比較すると、GdS:PrまたはGdS:Pr、Ceより劣るため、この蛍光体を単独で使用することはできない。 Such afterglow characteristics of the present invention can be obtained by optimizing the Pr concentration and co-activating Ce in the Gd 2 O 2 S: Pr phosphor. In Patent Document 1, examples of usable phosphors include phosphors such as Gd 2 O 2 S: Tb and BaFCl: Eu. In the case of a Tb-activated phosphor, the afterglow characteristics after 3 msec. It is difficult to obtain characteristics of 0.2% or less, which is not suitable for the purpose of the present invention. In addition, the BaFCl: Eu phosphor can satisfy only afterglow characteristics, but when compared in terms of overall characteristics including luminance, Gd 2 O 2 S: Pr or Gd 2 O 2 S: Pr, Ce Since it is inferior, this phosphor cannot be used alone.

Figure 2012220348
Figure 2012220348

表1および図5、図6は、GdS:Pr蛍光体において、Prの濃度を変化させた時の検出器の相対光出力と、アフターグロー特性をそれぞれ表す。表1、図6から、Pr濃度を増加させるとともに、アフターグロー特性は減少してゆくが、0.2重量%以上では殆ど減少しなくなり、その後は飽和することがわかる。一方相対光出力は、図5に示される通り、Pr濃度が増加するに従い高くなり、0.07重量%で出力最大となるが、0.07重量%を超えると減少し始める。相対光出力は高ければ高いほど良いのが当然であるが、比較標準蛍光体(LaOBr:Tm)に対して、少なくとも150%以上が必要である。この値より低くなると、限界以上にX線強度を強くするか、X線強度を変えない場合には、正確に画像を分析するだけの光出力が得られなくなる。従い、光出力を考慮するとPr濃度の上限は0.3重量%となる。この時3msec後のアフターグローは0.1%であり、残像の面からは十分な特性を示している。一方Pr濃度の下限値は、光出力のみを考慮した場合は、0.005重量%でも十分である。しかしながら、3msec後のアフターグロー特性をみると、0.1重量%でも既に0.2%を上回っており、0.1重量%から0.2重量%の範囲内に下限値が存在することになる。 Table 1, FIG. 5 and FIG. 6 show the relative light output of the detector and the afterglow characteristics when the Pr concentration is changed in the Gd 2 O 2 S: Pr phosphor. From Table 1 and FIG. 6, it can be seen that as the Pr concentration is increased, the afterglow characteristics decrease, but at 0.2 wt% or more, it hardly decreases, and thereafter it is saturated. On the other hand, as shown in FIG. 5, the relative light output increases as the Pr concentration increases and reaches the maximum output at 0.07 wt%, but starts to decrease when it exceeds 0.07 wt%. Naturally, the higher the relative light output is, the better. However, at least 150% or more of the relative standard phosphor (LaOBr: Tm) is required. Below this value, if the X-ray intensity is increased beyond the limit or the X-ray intensity is not changed, it is not possible to obtain a light output sufficient to analyze the image accurately. Therefore, considering the light output, the upper limit of the Pr concentration is 0.3% by weight. At this time, the afterglow after 3 msec is 0.1%, which shows sufficient characteristics from the afterimage surface. On the other hand, the lower limit of the Pr concentration may be 0.005% by weight when only the light output is considered. However, looking at the afterglow characteristics after 3 msec, even 0.1% by weight already exceeds 0.2%, and there is a lower limit within the range of 0.1% to 0.2% by weight. Become.

Figure 2012220348
Figure 2012220348

GdO2S:Prのアフターグロー特性は、Prに加えCeを共付活することで改善することができる。表2および図7、図8は、GdS:Pr蛍光体において、光出力が最大となるPr濃度0.07重量%の蛍光体に、Ceを共付活させた場合の相対光出力とアフターグロー特性を表したものである。共付活剤のCe濃度を高くしてゆくと、光出力はどんどん低下するが、アフターグロー特性も同時に改善されてゆくことがわかる。Ce濃度が0.002重量%を超えると、3msec後のアフターグロー特性は0.1%と十分小さくなる為、それ以上Ce濃度を増加させてもアフターグロー特性はもはや改善されない。一方光出力は、Ce濃度と共に減少してゆくため、Prが0.07重量%の場合、相対光出力が152%となる時のCe濃度である0.005重量%が上限となる。Gd2O2S蛍光体の場合、Pr濃度0.07重量%において、光出力が最大である為、Ce濃度を0.005重量%を超えて添加すると、光出力が下限値を下回る蛍光体しか得られないため、Ce濃度の上限値は0.005重量%が最大となる。一方Ce濃度の下限値はゼロでも良い。何故なら、例えばPr濃度が0.2重量%の蛍光体は、相対光出力が167%で、3msec後のアフターグローが0.1%であり、Ceを添加しなくても、アフターグロー特性は本発明の目的を十分満足するためである。 The afterglow characteristics of Gd 2 O 2 S: Pr can be improved by co-activating Ce in addition to Pr. Table 2 and FIGS. 7 and 8 show the relative light when Ce is co-activated in a phosphor having a Pr concentration of 0.07% by weight that maximizes the light output in the Gd 2 O 2 S: Pr phosphor. It shows the output and afterglow characteristics. It can be seen that as the Ce concentration of the coactivator is increased, the light output gradually decreases, but the afterglow characteristics are also improved at the same time. If the Ce concentration exceeds 0.002% by weight, the afterglow characteristic after 3 msec becomes sufficiently small at 0.1%. Therefore, even if the Ce concentration is increased further, the afterglow characteristic is no longer improved. On the other hand, since the light output decreases with the Ce concentration, when Pr is 0.07% by weight, the upper limit is 0.005% by weight which is the Ce concentration when the relative light output is 152%. In the case of a Gd2O2S phosphor, the light output is maximum at a Pr concentration of 0.07% by weight. Therefore, when the Ce concentration exceeds 0.005% by weight, only a phosphor whose light output is below the lower limit can be obtained. Therefore, the maximum Ce concentration is 0.005% by weight. On the other hand, the lower limit value of Ce concentration may be zero. This is because, for example, a phosphor having a Pr concentration of 0.2% by weight has a relative light output of 167%, an afterglow after 3 msec is 0.1%, and the afterglow characteristics can be obtained without adding Ce. This is to sufficiently satisfy the object of the present invention.

この様に、共付活剤であるCeは蛍光体のアフターグロー特性を改善することが出来るため、Pr、Ce共付活蛍光体においては、Pr単独付活蛍光体よりも、Pr濃度の下限値をより低い範囲まで拡大することがでる。具体的には、0.03重量%のPrで単独付活された蛍光体の場合、3msec後のアフターグロー特性は0.5%で残像が問題となるが、この蛍光体にCeを0.0008重量%添加すると、3msec後のアフターグロー特性は0.2%まで改善され、本発明の改善効果が得られることになる。このとき共付活蛍光体の相対光出力は151%であり、Prが0.03重量%より少ない蛍光体にCeを共付活することはできない。 Thus, Ce, which is a coactivator, can improve the afterglow characteristics of the phosphor. Therefore, the Pr and Ce coactivator phosphors have a lower limit of Pr concentration than the Pr alone activator phosphor. The value can be expanded to a lower range. Specifically, in the case of a phosphor activated solely with 0.03% by weight of Pr, afterglow characteristics after 3 msec are 0.5%, and an afterimage becomes a problem. When 0008% by weight is added, the afterglow characteristics after 3 msec are improved to 0.2%, and the improvement effect of the present invention is obtained. At this time, the relative light output of the co-activated phosphor is 151%, and Ce cannot be co-activated in the phosphor with less than 0.03% by weight of Pr.

以上の通り、本発明のGdS:Pr、Ce蛍光体において、望ましい付活剤の濃度範囲は、Prが、0.03重量%以上、0.3重量%以下、Ceが0以上、0.005重量%以下となる。なお残像の観点からは、Prが0.1重量%以上0.3重量%以下であれば、より望ましい範囲となる。この場合Ce濃度は0.005%以下で変わらない。 As described above, in the Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor of the present invention, the desirable concentration range of the activator is such that Pr is 0.03% by weight or more, 0.3% by weight or less, and Ce is 0 or more. 0.005% by weight or less. From the viewpoint of afterimages, if Pr is 0.1 wt% or more and 0.3 wt% or less, a more desirable range is obtained. In this case, the Ce concentration is 0.005% or less and does not change.

本発明においては、GdS:PrにCeを共付活することにより、アフターグロー特性を改善させたが、添加するCeはなるべく少なくすることが望ましい。何故なら、Ceは蛍光体のアフターグロー特性を改善する反面、光出力が低下するとの問題がある。これはCeを添加することで、蛍光体の体色が黄色味を帯びた白色となり、蛍光体の体色が、蛍光体自身の発光を吸収してしまい、蛍光体より取り出される光量が減少するためである。 In the present invention, afterglow characteristics were improved by co-activating Ce with Gd 2 O 2 S: Pr, but it is desirable to add as little Ce as possible. This is because Ce improves the afterglow characteristics of the phosphor, but has a problem that the light output decreases. By adding Ce, the body color of the phosphor becomes yellowish white, and the body color of the phosphor absorbs the light emission of the phosphor itself, and the amount of light extracted from the phosphor is reduced. Because.

このため本発明の蛍光体では、Ceの添加量をなるべく低減できる様、蛍光体の製造法を改善した。CeとPrの共沈原料粉末を作成し、予め均一に混合された付活剤粉末を、蛍光体合成時の原料として使用することにより、Ce量を低減したものである。これは、蛍光体粉末結晶中に導入されたPrとCeの原子間距離をできるだけ近付け、Prの発光に影響を及ぼすCeの割合を高めると共に、蛍光体の体色のみに影響を与え、輝度低下を引き起こすCeをなるべく低減することにより、低アフターグロー、高光出力を狙ったものである。 Therefore, in the phosphor of the present invention, the phosphor manufacturing method has been improved so that the amount of Ce added can be reduced as much as possible. A co-precipitation raw material powder of Ce and Pr is prepared, and the amount of Ce is reduced by using an activator powder that is uniformly mixed in advance as a raw material at the time of phosphor synthesis. This brings the atomic distance of Pr and Ce introduced into the phosphor powder crystal as close as possible, increases the proportion of Ce that affects the emission of Pr, affects only the body color of the phosphor, and reduces brightness. It aims at low afterglow and high light output by reducing Ce that causes turbulence as much as possible.

Figure 2012220348
Figure 2012220348

表3に本発明の蛍光体と、従来法による蛍光体の増感紙のアフターグロー特性および光出力特性の比較特性を纏めた。蛍光体はGdS:Pr,Ce蛍光体を使用し、従来法と本発明の方法で製造した特性を比較したものである。表中の3種類の増感紙の特性を比較すると、本発明の蛍光体において、従来法と同等レベルのアフターグロー特性を得ようとすると、従来法よりCeの添加量を約10%(0.0010重量%から0.0008重量%)低減でき、同等のアフターグロー特性で、より光出力の大きい増感紙の得られることがわかった。一方、本発明の蛍光体において、従来法と同じ濃度のCeを添加した場合には、輝度低下を抑えながら、アフターグロー特性の改善されることが同時に確認される。 Table 3 summarizes the comparison characteristics of the afterglow characteristics and the light output characteristics of the intensifying screens of the phosphors of the present invention and the phosphors according to the conventional method. The phosphor used is a Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor, and the characteristics produced by the conventional method and the method of the present invention are compared. Comparing the characteristics of the three types of intensifying screens in the table, in the phosphor of the present invention, when trying to obtain afterglow characteristics at the same level as the conventional method, the amount of Ce added is about 10% (0 It was found that an intensifying screen having a higher light output can be obtained with the same afterglow characteristics. On the other hand, when the same concentration of Ce as in the conventional method is added to the phosphor of the present invention, it is simultaneously confirmed that the afterglow characteristics are improved while suppressing a decrease in luminance.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明のX線検査装置を空港荷物検査装置に適用した一実施例の構成を模式的に示す図である。同図において、1はX線照射手段例えばX線管であり、このX線管1から射出されたX線Aは、まず直線コリメータ2によって、所定の幅を有するスリット状にコリメートされる。このコリメートされたX線Bは、さらに半径方向に複数のスリットが設けられた回転コリメータ3によって、直線運動を反復して行うペンシルビームCとされ、コンベア4によって移動する被検査物例えば荷物5に対して走査照射される。なお、被検査物である荷物5は、X線の検出感度に応じた速度で移動する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment in which the X-ray inspection apparatus of the present invention is applied to an airport luggage inspection apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes an X-ray irradiation means, for example, an X-ray tube. The X-ray A emitted from the X-ray tube 1 is first collimated by a linear collimator 2 into a slit shape having a predetermined width. The collimated X-ray B is further converted into a pencil beam C which is repeatedly linearly moved by a rotating collimator 3 provided with a plurality of slits in the radial direction. Scanning irradiation is performed. Note that the luggage 5 as the inspection object moves at a speed corresponding to the detection sensitivity of the X-rays.

荷物5によって反射されたX線すなわちコンプトン散乱X線Dは、散乱X線検出器6によって検出される。また、荷物5を透過したX線Eは、透過X線検出器7によって検出される。これら散乱X線検出器6および透過X線検出器7によって検出されたコンプトン散乱X線Dおよび透過X線Eは、連続的な強度値として測定され、このX線強度に応じて図示を省略した液晶ディスプレー等の表示装置上に荷物5内部の状態が画像化される。そして、この画像によって荷物5内部の検査が行われる。 X-rays reflected by the load 5, that is, Compton scattered X-rays D, are detected by a scattered X-ray detector 6. Further, the X-ray E transmitted through the load 5 is detected by the transmitted X-ray detector 7. The Compton scattered X-ray D and the transmitted X-ray E detected by the scattered X-ray detector 6 and the transmitted X-ray detector 7 are measured as continuous intensity values, and the illustration is omitted according to the X-ray intensity. The state inside the luggage 5 is imaged on a display device such as a liquid crystal display. Then, the inside of the luggage 5 is inspected by this image.

上記した散乱X線検出器6および透過X線検出器7は、以下に示すような構成を有している。例えば、散乱X線検出器6を例として説明すると、図2に示すように、ペンシルビーム状にされたX線Cの通過用の間隙が形成されるように、2つの散乱X線検出器6を配置して構成している。
各散乱X線検出器6は、一側面を傾斜させた筐体状の検出器本体8を有している。この検出器本体8の被検査物である荷物5と対向する面は、X線の入射面8aとされており、このX線入射面8aはX線を透過する材質、例えば樹脂等によって形成されている。また、X線入射面8aを除く検出器本体8の他の部分は、検出器本体8の強度を維持するために、例えばアルミニウム等によって構成されている。上記X線入射面8aを除く検出器本体8の他の部分の外面は、鉛等のX線遮蔽部材9によって覆われている。これは、外部からのX線の影響を排除するためである。
The scattered X-ray detector 6 and the transmitted X-ray detector 7 have the following configurations. For example, the scattered X-ray detector 6 will be described as an example. As shown in FIG. 2, the two scattered X-ray detectors 6 are formed so that a gap for passing the X-ray C made into a pencil beam is formed. Is arranged and configured.
Each scattered X-ray detector 6 has a housing-like detector body 8 whose one side surface is inclined. The surface of the detector body 8 that faces the object 5 to be inspected is an X-ray incident surface 8a. The X-ray incident surface 8a is formed of a material that transmits X-rays, such as a resin. ing. Further, other portions of the detector main body 8 excluding the X-ray incident surface 8a are made of, for example, aluminum in order to maintain the strength of the detector main body 8. The outer surface of the other part of the detector main body 8 excluding the X-ray incident surface 8a is covered with an X-ray shielding member 9 such as lead. This is to eliminate the influence of external X-rays.

上記検出器本体8のX線入射面8aの内側には、透過型蛍光発生手段として、発光方向を検出器本体8の内側に向けた透過型増感紙10が設置されている。また、X線入射面8aを除く検出器本体8の内壁面には、反射型蛍光発生手段として、反射型増感紙11が設置されている。X線入射面8aと直角を成す検出器本体8の側面8bには、光電変換手段としてホトマル12が設置されている。このホトマル12としては、 400nm付近に受光感度のピークを有するものが使用され、例えばR−1307(商品名、浜松ホトニクス (株) 製)が使用される。 Inside the X-ray incident surface 8a of the detector main body 8, a transmission type intensifying screen 10 is installed as a transmission type fluorescence generating means with the light emitting direction facing the inside of the detector main body 8. A reflection type intensifying screen 11 is installed on the inner wall surface of the detector body 8 excluding the X-ray incident surface 8a as reflection type fluorescence generating means. A photomultiplier 12 is installed as a photoelectric conversion means on the side surface 8b of the detector main body 8 which is perpendicular to the X-ray incident surface 8a. As this photomaru 12, what has a peak of light reception sensitivity near 400 nm is used, for example, R-1307 (trade name, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) is used.

そして、まず上記X線入射面8aの内側に配置された透過型増感紙10にコンプトン散乱X線D1 が照射され、透過型増感紙10から選択した蛍光体に応じた可視光aが検出器本体8の内側に向けて発光される。また、反射型増感紙11には、X線入射面8aを透過したコンプトン散乱X線D2 が照射されることによって、同様に可視光bが検出器本体8の内側に向けて発光される。そして、これら可視光a、bがホトマル12によって検知され、可視光aおよびbの合計強度を測定することにより、入射されたコンプトン散乱X線Dの強度が求められる。 First, the Compton scattered X-ray D1 is irradiated to the transmission type intensifying screen 10 arranged inside the X-ray incident surface 8a, and the visible light a corresponding to the phosphor selected from the transmission type intensifying screen 10 is detected. Light is emitted toward the inside of the vessel body 8. Further, the reflective intensifying screen 11 is irradiated with Compton scattered X-rays D2 transmitted through the X-ray incident surface 8a, and similarly, visible light b is emitted toward the inside of the detector body 8. Then, these visible lights a and b are detected by the photomultiplier 12, and the intensity of the incident Compton scattered X-rays D is obtained by measuring the total intensity of the visible lights a and b.

コンプトン散乱X線による検出原理は、以下に示す通りである。すなわち、エネルギーがE0で強度I0のX線が厚さtの吸収体を透過した後の強度Iは、次式によって求められる。
I=I0e-μt .........(1)
上記式中のμは物質に固有の係数(単位:cm-1)で、線減弱係数と呼ばれるものであり、エネルギーE0 のX線が 1cm進む間に減弱する比率を示す。μは原子番号の大きい物質ほど大きいという性質を有し、次のように分解することができる。
μ=τ+σT+σC+κ .........(2)
(式中、τは光電効果による吸収係数を、σT はトムソン散乱による散乱係数を、σC はコンプトン散乱による散乱係数を、κは電子対創生による吸収係数を示す)また、エネルギーがE1 で強度I0 のX線が吸収体の表面から深さxの位置まで入射した場合、xの位置におけるX線強度I1 は、次式によって求められる。
1 =I0e-μx .........(3)
(式中、μはエネルギーがE1 のX線の線減弱係数を示す)また、xの位置で発生し、なおかつX線の入射方向に対して角θの方向に散乱するコンプトン散乱X線の強度I2 は、次式によって求められる。
2 =aσCI1 .........(4)
(式中、aは比例定数である)発生したコンプトン散乱X線が表面から出てくる強度I3 は、発生した点から表面までの距離がbx(b=1/cosθ)であるので、
3 =I2e-μ′bx .........(5)
(式中、μ′は散乱X線の線減弱係数を示す)となる。したがって、コンプトン散乱X線の強度I3 は、 (3)式、 (4)式および (5)式から、
3 =aσC I0 e -(μ+bμ′)x .........(6)
となる。したがって、厚さがtの吸収体を通過した場合のコンプトン散乱X線の総量は、以下の式から求められる。

Figure 2012220348
aI0は、原子番号によらない一定値なので、コンプトン散乱X線は物質によって変化する、σC /(μ+bμ′)の値によって、その強度が変化する。このσC/(μ+bμ′)の値は原子番号が小さい物質ほど大きくなる。よって、コンプトン散乱X線を検出することにより、プラスチック製品のような原子番号が小さい元素によって主として構成される物質を見分けることができる。 The detection principle using Compton scattered X-rays is as follows. That is, the intensity I after the X-ray having the energy E 0 and the intensity I 0 is transmitted through the absorber having the thickness t is obtained by the following equation.
I = I 0 e-μt (1)
Μ in the above formula is a coefficient specific to the substance (unit: cm −1 ), which is called a linear attenuation coefficient, and indicates a ratio of attenuation while the X-ray of energy E 0 travels 1 cm. μ has a property that a substance having a larger atomic number is larger, and can be decomposed as follows.
μ = τ + σT + σC + κ (2)
(Where τ is the absorption coefficient due to photoelectric effect, σT is the scattering coefficient due to Thomson scattering, σC is the scattering coefficient due to Compton scattering, and κ is the absorption coefficient due to electron pair creation) and the energy is E 1 When the X-ray having the intensity I 0 is incident from the absorber surface to the position of the depth x, the X-ray intensity I 1 at the position of x is obtained by the following equation.
I 1 = I 0 e-μx (3)
(Wherein μ represents the X-ray attenuation coefficient of the X-ray whose energy is E 1 ) and the Compton scattered X-ray generated at the position x and scattered in the direction of the angle θ with respect to the incident direction of the X-ray. intensity I 2 is given by the following equation.
I 2 = aσCI 1 ......... (4)
(Where a is a proportionality constant) The intensity I 3 at which the generated Compton scattered X-rays emerge from the surface is bx (b = 1 / cos θ) from the point of occurrence to the surface.
I 3 = I 2 e-μ'bx (5)
(Wherein μ ′ represents the linear attenuation coefficient of scattered X-rays). Therefore, the intensity I 3 of Compton scattered X-rays can be calculated from Equations (3), (4) and (5):
I 3 = aσC I 0 e-(μ + bμ ′) x (6)
It becomes. Therefore, the total amount of Compton scattered X-rays when passing through an absorber having a thickness t can be obtained from the following equation.
Figure 2012220348
Since aI 0 is a constant value that does not depend on the atomic number, the intensity of Compton scattered X-rays changes depending on the value of σC / (μ + bμ ′). The value of σC / (μ + bμ ′) increases as the substance has a smaller atomic number. Therefore, by detecting Compton scattered X-rays, a substance mainly composed of an element having a small atomic number, such as a plastic product, can be distinguished.

この実施例における入射側の透過型増感紙10およびその他の反射型増感紙11にはGdS:Pr,Ce(GdSを100重量%としたとき、Prは0.07重量%、Ceは0.002重量%含有されている。)蛍光体を用いたものである。 In this embodiment, the transmission-type intensifying screen 10 on the incident side and the other intensifying screens 11 have Gd 2 O 2 S: Pr, Ce (Gd 2 O 2 S is 100 wt%, and Pr is 0. 0.07% by weight and Ce is contained by 0.002% by weight.) A phosphor is used.

この蛍光体は以下の工程を経て製造される。まず酸化プラセオジウムと酸化セリウムを、PrとCeが97.3重量部対2.7重量部となる比率で硝酸に溶解し、両者の混合溶液を作成する。次にこの溶液を、例えば所定量のシュウ酸ジメチル溶液と反応させ、PrとCeの共沈シュウ酸塩を得る。この共沈シュウ酸塩を大気中、1000℃以下の温度で数時間焼成し、PrとCeの混合酸化物を得る。こうして、PrとCeが微小な単位まで均一に分散された混合粉末が得られる。次に、蛍光体を合成する工程として、GdS母体に対するPr添加量が0.07重量%(同時にCe添加量が0.002重量%)となる割合で、原料の酸化ガドリニウム、付活剤混合酸化物(Pr,Ce)、イオウ、更にフラックス材料等を粉末の状態で十分混合し、容器に入れて1000〜1400℃の温度で数時間焼成する。こうして得られた蛍光体焼成物を、洗浄、分散、篩別等の工程を経て、蛍光体完成品とする。 This phosphor is manufactured through the following steps. First, praseodymium oxide and cerium oxide are dissolved in nitric acid at a ratio of 97.3 parts by weight to 2.7 parts by weight of Pr and Ce to prepare a mixed solution of both. Next, this solution is reacted with, for example, a predetermined amount of dimethyl oxalate solution to obtain a coprecipitated oxalate salt of Pr and Ce. This coprecipitated oxalate is fired in the atmosphere at a temperature of 1000 ° C. or lower for several hours to obtain a mixed oxide of Pr and Ce. Thus, a mixed powder in which Pr and Ce are uniformly dispersed to a minute unit is obtained. Next, as a step of synthesizing the phosphor, the raw material gadolinium oxide is added at a ratio that the Pr addition amount to the Gd 2 O 2 S matrix is 0.07 wt% (at the same time the Ce addition amount is 0.002 wt%). The active agent mixed oxide (Pr, Ce), sulfur, and a flux material are sufficiently mixed in a powder state, placed in a container, and fired at a temperature of 1000 to 1400 ° C. for several hours. The phosphor fired product thus obtained is subjected to processes such as washing, dispersion, and sieving to obtain a phosphor finished product.

次に比較例として、従来の製造方法による蛍光体も同時に合成した。PrやCeの添加量は本発明と同量のGdS蛍光体を製造した。比較例の製造方法では、付活剤のみの混合酸化物は作成せず、出発原料として、酸化ガドリニウム、酸化プラセオジウム、酸化セリウム、硫黄、更にフラックス剤をそれぞれ所定量混合し、粉末の状態で十分混合し、原料混合粉末を得た。次に焼成工程以降は本発明と全く同じ方法で、蛍光体完成品を得た。 Next, as a comparative example, a phosphor produced by a conventional manufacturing method was synthesized at the same time. The amount of Pr and Ce added was the same as that of the present invention to produce a Gd 2 O 2 S phosphor. In the manufacturing method of the comparative example, a mixed oxide containing only an activator is not prepared. As a starting material, gadolinium oxide, praseodymium oxide, cerium oxide, sulfur, and a predetermined amount of each fluxing agent are mixed and sufficiently in a powder state. The raw material mixed powder was obtained by mixing. Next, after the firing step, a finished phosphor was obtained in exactly the same manner as in the present invention.

続いて、入射側の透過型増感紙10およびその他の反射型増感紙11を作成した。これら増感紙は、図 3に示す様に、プラスチックフィルムや不織布の支持体13上に、本発明または比較例の蛍光体をバインダおよび有機溶剤と共に混合したスラリーを塗布することによって、蛍光体層14を形成したものである。
このとき、蛍光体の塗布量はいずれの増感紙においても90mg/cmの条件で行った。
Subsequently, a transmission type intensifying screen 10 on the incident side and other reflection type intensifying screens 11 were prepared. As shown in FIG. 3, these intensifying screens are obtained by applying a slurry obtained by mixing the phosphor of the present invention or the comparative example together with a binder and an organic solvent onto a support 13 made of plastic film or nonwoven fabric. 14 is formed.
At this time, the amount of the phosphor applied was 90 mg / cm 2 for any intensifying screen.

こうして得られた増感紙をX線検出器に組込み、特性を評価したところ、本発明のX線検出器の相対出力は174%、3msec後のアフターグローは0.14%であった。一方の比較例のX線検出器は、相対光出力175%、3msec後のアフターグローが0.21%であり、本発明では比較例に対して、光出力が略同等で、アフターグロー特性の良好な検出器を得ることができた。 The thus obtained intensifying screen was incorporated into an X-ray detector, and the characteristics were evaluated. The relative output of the X-ray detector of the present invention was 174%, and the after glow after 3 msec was 0.14%. One X-ray detector of the comparative example has a relative light output of 175% and an afterglow of 0.21% after 3 msec. In the present invention, the light output is substantially the same as that of the comparative example, and the afterglow characteristic is high. A good detector could be obtained.

同様にして、実施例2以下に、本発明の種々蛍光体を、上記透過型増感紙10および反射型増感紙11に適用した時のX線検出器の特性を、比較例の蛍光体による増感紙を用いた場合と対比して、表4に示す。これらの実施例では、蛍光体の種類を変更したのみで、増感紙の製造方法、X線検出器の構成等は実施例1と同じものを用いた。 Similarly, the characteristics of the X-ray detector when various phosphors of the present invention are applied to the transmission-type intensifying screen 10 and the reflection-type intensifying screen 11 are shown below in Example 2 and below. Table 4 shows a comparison with the case of using the intensifying screen. In these examples, only the type of phosphor was changed, and the same method as in Example 1 was used for the intensifying screen manufacturing method, the configuration of the X-ray detector, and the like.

Figure 2012220348
Figure 2012220348

なお、透過型増感紙と反射型増感紙には、少なく共いずれか一方に本発明の蛍光体を使用すれば良い。ただし、アフターグロー特性については、片方でも問題があると残像が残る為、3msec後のアフターグローが0.2%以下の蛍光体以外は使用することができない。一方、一方光出力に関しては、全体で150%を超えれば良く、本発明の蛍光体以外との多様な組合せが可能となる。
Note that the phosphor of the present invention may be used for at least one of the transmission type intensifying screen and the reflection type intensifying screen. However, with respect to afterglow characteristics, an afterimage remains if there is a problem with one of the phosphors, and a phosphor whose afterglow after 3 msec is 0.2% or less cannot be used. On the other hand, the light output may be over 150% as a whole, and various combinations other than the phosphor of the present invention are possible.

表4の特性によると、本発明のX線検出器においては、相対光出力が150%(対標準蛍光体)以上で、アフターグローが0.2%以下との特性を同時に得ることができ、この様なX線検出器を用いてX線検査装置を構成すれば、比較的低強度のX線によって十分な検出感度を得ると共に、アフターグローが改善されて、残像等の無い明瞭な検査画像を得ることができ、高速度で連続して検査を行っても、精度の高い検査を可能とするものである。本発明のX線検査装置は、空港手荷物検査装置に限らず、各種のセキュリティシステムにも応用が可能である。   According to the characteristics of Table 4, in the X-ray detector of the present invention, the relative light output is 150% (vs. standard phosphor) or more and the afterglow is 0.2% or less. If an X-ray inspection apparatus is configured using such an X-ray detector, sufficient detection sensitivity is obtained by relatively low-intensity X-rays, and afterglow is improved, so that a clear inspection image with no afterimage or the like is obtained. Therefore, even if the inspection is continuously performed at a high speed, the inspection can be performed with high accuracy. The X-ray inspection apparatus of the present invention is applicable not only to airport baggage inspection apparatuses but also to various security systems.

1…X線管、2…コリメータ、3…回転コリメータ、4…コンベア、5…被検査物、
6…散乱X線検出器、7…透過X線検出器、8…筐体状検出器本体 、8a…X線入射面 、10…透過
型増感紙 、11…反射型増感紙、12…ホトマル 、13… 支持体、14…蛍光膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube, 2 ... Collimator, 3 ... Rotary collimator, 4 ... Conveyor, 5 ... Test object,
6 ... Scattered X-ray detector, 7 ... Transmitted X-ray detector, 8 ... Housing-like detector body, 8a ... X-ray incident surface, 10 ... Transmission type intensifying screen, 11 ... Reflective type intensifying screen, 12 ... Photomaru, 13 ... Support, 14 ... Fluorescent film

Claims (6)

X線の入射部を有する筐体状の検出器本体と、前記入射部に配置された透過型蛍光発生手段と、前記入射部を除く前記検出器本体の内壁面に沿って配置され反射型蛍光発生手段と、前記検出器本体内に設置された光電変換手段とを有しており、前記透過型蛍光発生手段は透過型増感紙を、前記反射型蛍光発生手段は反射型増感紙を具備するX線検出器において、前記透過型増感紙または反射型増感紙の少なく共いずれか一方に、GdOS:PrまたはGdS:Pr,Ce蛍光体の何れかが使用されており、前記増感紙における3msec後のアフターグローの光出力が0.2%以下であることを特徴とするX線検出器。 A case-like detector main body having an X-ray incident portion, transmission-type fluorescence generating means disposed in the incident portion, and reflection-type fluorescence disposed along the inner wall surface of the detector main body excluding the incident portion. Generating means and photoelectric conversion means installed in the detector body, wherein the transmission type fluorescence generation means is a transmission type intensifying screen, and the reflection type fluorescence generation means is a reflection type intensifying screen. In the X-ray detector provided, at least one of the transmission type intensifying screen and the reflection type intensifying screen is either Gd 2 O 2 S: Pr or Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor. And the afterglow light output of the intensifying screen after 3 msec is 0.2% or less. 請求項1記載のX線検出器において、前記蛍光体がGdOS:Pr,Ce(式中、PrおよびCeの濃度は、GdSを100重量%としたとき、Prが0.03重量%以上0.3重量%以下、Ceは0.005重量%以下)であることを特徴とするX線検出器。 2. The X-ray detector according to claim 1, wherein the phosphor is Gd 2 O 2 S: Pr, Ce (wherein the concentration of Pr and Ce is such that Pr is 100 wt% when Gd 2 O 2 S is 100 wt%). The X-ray detector is characterized by being 0.03% by weight or more and 0.3% by weight or less and Ce is 0.005% by weight or less. 請求項1、2記載のX線検出器において、前記蛍光体はPrとCe原料が予め共沈法で混合され、Gd酸化物等と共に焼成される工程を経て製造された蛍光体であること特徴とするX線検出器。 3. The X-ray detector according to claim 1, wherein the phosphor is a phosphor manufactured through a process in which Pr and Ce raw materials are mixed in advance by a coprecipitation method and fired together with a Gd oxide or the like. X-ray detector. 請求項1乃至3記載のX線検出器において、コンプトン散乱X線を検出することを特徴とするX線検出器。 4. The X-ray detector according to claim 1, wherein the X-ray detector detects Compton scattered X-rays. 被検査物に対してX線を照射するX線照射手段と、被検査物からのコンプトン散乱X線または透過X線を検出するX線検出手段と、前記X線検出手段により測定したX線強度に基いて前記被検査物内部を画像化する手段とを有するとともに、前記X線検出手段は、コンプトン散乱X線または透過X線が照射されることにより蛍光を発生する手段を具備するX線検査装置において、前記蛍光発生手段は、GdOS:PrまたはGdS:Pr,Ce蛍光体を用いた増感紙を有しており、前記蛍光体は3msec後のアフターグローの光出力が0.2%以下であることを特徴とするX線検査装置。 X-ray irradiation means for irradiating the inspection object with X-rays, X-ray detection means for detecting Compton scattered X-rays or transmitted X-rays from the inspection object, and X-ray intensity measured by the X-ray detection means X-ray inspection comprising: means for imaging the inside of the object to be inspected based on the X-ray; and the X-ray detection means includes means for generating fluorescence when irradiated with Compton scattered X-rays or transmitted X-rays In the apparatus, the fluorescence generating means has an intensifying screen using a Gd 2 O 2 S: Pr or Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor, and the phosphor has an afterglow after 3 msec. An X-ray inspection apparatus having an optical output of 0.2% or less. 請求項5記載のX線検査装置において、前記X線検査装置は空港荷物検査装置であることを特徴とするX線検査装置。 6. The X-ray inspection apparatus according to claim 5, wherein the X-ray inspection apparatus is an airport luggage inspection apparatus.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016529524A (en) * 2013-09-04 2016-09-23 ユナイテッド パーセル サービス オブ アメリカ インコーポレイテッドUnited Parcel Service of America, Inc. X-ray scanning system and method
JP2018506032A (en) * 2015-01-16 2018-03-01 ラピスカン システムズ、インコーポレイテッド Non-intrusive inspection system and method for detection of target material
CN108535770A (en) * 2018-05-09 2018-09-14 同方威视技术股份有限公司 Twilight sunset detection device and twilight sunset detection method
JP2020012088A (en) * 2018-07-20 2020-01-23 株式会社東芝 X-ray fluorescence plate, x-ray detector and x-ray inspection device
WO2021124532A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 株式会社 東芝 Fluor plate, x-ray detector, and x-ray inspection device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56151376A (en) * 1980-04-25 1981-11-24 Hitachi Ltd Radiation detector
JPS58204088A (en) * 1982-05-21 1983-11-28 Toshiba Corp Scintillation detector
JPS6454093A (en) * 1980-04-25 1989-03-01 Hitachi Ltd Phosphor
JPH05100037A (en) * 1991-06-21 1993-04-23 Toshiba Corp X-ray detector and x-ray inspecting device
JPH09202880A (en) * 1995-11-21 1997-08-05 Toshiba Corp Ceramic scintillator, radioactive ray detector using the same and radioactive ray inspector
JP2001089762A (en) * 1999-07-16 2001-04-03 Toshiba Corp Ceramic scintillator material and its production, and radiation detector and radiation inspector using the same
JP2002275465A (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Toshiba Corp Ceramic scintillator and method for producing the same, and radioactive ray detector and radioactive ray- surveying instrument by using the same
JP2008501611A (en) * 2004-05-17 2008-01-24 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 Fluorescent ceramic and manufacturing method thereof
JP2009502716A (en) * 2005-07-25 2009-01-29 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド Rare earth oxysulfide scintillator and method for producing the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56151376A (en) * 1980-04-25 1981-11-24 Hitachi Ltd Radiation detector
JPS6454093A (en) * 1980-04-25 1989-03-01 Hitachi Ltd Phosphor
JPS58204088A (en) * 1982-05-21 1983-11-28 Toshiba Corp Scintillation detector
JPH05100037A (en) * 1991-06-21 1993-04-23 Toshiba Corp X-ray detector and x-ray inspecting device
JPH09202880A (en) * 1995-11-21 1997-08-05 Toshiba Corp Ceramic scintillator, radioactive ray detector using the same and radioactive ray inspector
JP2001089762A (en) * 1999-07-16 2001-04-03 Toshiba Corp Ceramic scintillator material and its production, and radiation detector and radiation inspector using the same
JP2002275465A (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Toshiba Corp Ceramic scintillator and method for producing the same, and radioactive ray detector and radioactive ray- surveying instrument by using the same
JP2008501611A (en) * 2004-05-17 2008-01-24 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 Fluorescent ceramic and manufacturing method thereof
JP2009502716A (en) * 2005-07-25 2009-01-29 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド Rare earth oxysulfide scintillator and method for producing the same

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11656188B2 (en) 2013-09-04 2023-05-23 United Parcel Service Of America, Inc. X-ray scanning system and method
US9804289B2 (en) 2013-09-04 2017-10-31 United Parcel Service Of America, Inc. X-ray scanning system and method
US10012755B2 (en) 2013-09-04 2018-07-03 United Parcel Service Of America, Inc. X-ray scanning system and method
US10203426B2 (en) 2013-09-04 2019-02-12 United Parcel Service Of America, Inc. X-ray scanning system and method
JP2016529524A (en) * 2013-09-04 2016-09-23 ユナイテッド パーセル サービス オブ アメリカ インコーポレイテッドUnited Parcel Service of America, Inc. X-ray scanning system and method
US10571597B2 (en) 2013-09-04 2020-02-25 United Parcel Service Of America, Inc. X-ray scanning system and method
JP2018506032A (en) * 2015-01-16 2018-03-01 ラピスカン システムズ、インコーポレイテッド Non-intrusive inspection system and method for detection of target material
CN108535770A (en) * 2018-05-09 2018-09-14 同方威视技术股份有限公司 Twilight sunset detection device and twilight sunset detection method
CN108535770B (en) * 2018-05-09 2024-01-02 同方威视技术股份有限公司 Afterglow detection device and afterglow detection method
JP2020012088A (en) * 2018-07-20 2020-01-23 株式会社東芝 X-ray fluorescence plate, x-ray detector and x-ray inspection device
US11181649B2 (en) 2019-12-19 2021-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Fluorescent screen, x-ray detector, and x-ray inspection apparatus
CN113287176A (en) * 2019-12-19 2021-08-20 株式会社东芝 Fluorescent plate, X-ray detector, and X-ray inspection apparatus
EP4080522A4 (en) * 2019-12-19 2023-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Fluor plate, x-ray detector, and x-ray inspection device
WO2021124532A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 株式会社 東芝 Fluor plate, x-ray detector, and x-ray inspection device

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