JP2017015627A - Scintillator array and method for manufacturing the same, and radiation detector and radiation inspection device using the same - Google Patents

Scintillator array and method for manufacturing the same, and radiation detector and radiation inspection device using the same Download PDF

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JP2017015627A JP2015134718A JP2015134718A JP2017015627A JP 2017015627 A JP2017015627 A JP 2017015627A JP 2015134718 A JP2015134718 A JP 2015134718A JP 2015134718 A JP2015134718 A JP 2015134718A JP 2017015627 A JP2017015627 A JP 2017015627A
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scintillator array
ceramic
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array
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克明 青木
Katsuaki Aoki
克明 青木
市川 浩
Hiroshi Ichikawa
浩 市川
弘康 近藤
Hiroyasu Kondo
弘康 近藤
一光 森本
Kazumitsu Morimoto
一光 森本
林 誠
Makoto Hayashi
誠 林
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Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scintillator array which corresponds to miniaturization and high definition of a detector, reduces a crosstalk between scintillator elements, reduces dispersion in light output of the detector, and enhances positioning accuracy with a photodiode for detecting light, and to provide a method for manufacturing the same.SOLUTION: There is provided a scintillator array, which has a plurality of ceramic scintillator elements that are sintered bodies of a fluorescent body of any one of a rare-earth acid sulfide, garnet and a composite sulfide, and a reflection layer that is provided so as to integrate these elements and has a resin of which a glass transition point is set at a temperature higher than a use temperature range, where a surface of the scintillator element in contact with the reflection layer is mirror-finished, a crosstalk of light emitted by incident X-rays is 20% or less with an output ratio of adjacent elements, and accuracy of an external dimension is enhanced.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、X線などの放射線を可視光線に変換するセラミックシンチレータアレイとその
製造方法、およびそれを用いた放射線検出器と放射線検査装置に関する。
The present invention relates to a ceramic scintillator array for converting radiation such as X-rays into visible light, a method for manufacturing the same, and a radiation detector and a radiation inspection apparatus using the same.

医療診断や工業用非破壊検査などの分野においては、X線断層写真撮影装置(以下、X線CT
装置と記す)などの放射線検査装置を用いた検査が行なわれている。X線CT装置は、扇状
のファンビームX線を照射するX線管(X線源)と、多数のX線検出素子を併設したX線検出器
とを、被検査体の断層面を中央として対向配置して構成されている。X線CT装置において
は、被検査体に対して回転させながらX線管からファンビームX線を照射し、被検査体を透
過したX線吸収データをX線検出器で収集する。この後、このX線吸収データをコンピュー
タで解析することによって、断層像が再生される。
このX線CT装置の放射線検出器には、固体シンチレータを用いた検出素子が広く使用され
ている。固体シンチレータを用いた放射線検出器では、検出素子を小型化してチャンネル
数を増やすことが可能であることから、X線CT装置の解像度をより一層高めることが出来
る。
In fields such as medical diagnosis and industrial nondestructive inspection, X-ray tomography equipment (hereinafter referred to as X-ray CT)
An inspection using a radiation inspection apparatus such as an apparatus) is performed. The X-ray CT system uses an X-ray tube (X-ray source) that irradiates a fan-shaped fan beam X-ray and an X-ray detector with a large number of X-ray detection elements, with the tomographic plane of the object to be inspected at the center. It is configured to face each other. In the X-ray CT apparatus, fan beam X-rays are irradiated from an X-ray tube while rotating the object to be inspected, and X-ray absorption data transmitted through the object to be inspected are collected by an X-ray detector. Thereafter, the tomogram is reproduced by analyzing the X-ray absorption data with a computer.
A detection element using a solid scintillator is widely used in the radiation detector of this X-ray CT apparatus. In a radiation detector using a solid scintillator, it is possible to reduce the size of the detection element and increase the number of channels, so that the resolution of the X-ray CT apparatus can be further increased.

特許第4558457号公報Japanese Patent No. 4558457

前記の各種固体シンチレータのうち、特に希土類酸硫化物、ガーネット、複合硫化物の
いずれか一種の蛍光体セラミックスは、発光効率が高く、シンチレータに好適な特性を有
している。このため、希土類酸硫化物、ガーネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体
のセラミックシンチレータとフォトダイオードとを組み合せた放射線検出器が普及しつつ
ある。
Among the above-mentioned various solid scintillators, phosphor ceramics of any one of rare earth oxysulfides, garnets, and composite sulfides have high luminous efficiency and have characteristics suitable for scintillators. For this reason, radiation detectors combining a ceramic scintillator of a phosphor of any one of rare earth oxysulfides, garnets, and composite sulfides and a photodiode are becoming widespread.

このようなセラミックシンチレータ材料(蛍光体セラミックス)は、希土類酸硫化物、
ガーネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体粉末を所定の形状に成形し、これを焼結
することにより作製されている。得られた焼結体から、矩形棒状あるいは平板状のシンチ
レータの板が切り出され、さらにこのシンチレータの板は複数のシンチレータ素子にスラ
イスされる。前記の放射線検出器の検出素子は、例えば複数のシンチレータ素子を集積し
たシンチレータアレイにより構成される。
最近のX線CT装置においては、高解像度化(多チャンネル化)に伴う前記検出素子の小
型化、および、被検査体へのX線の低被爆化のために前記検出器の高出力化が求められて
いる。
従来、前記検出素子は、シンチレータの板と反射層との積層構造のブロックにスライサー
などの機械加工にて溝を形成し、その溝部へ反射剤を含む樹脂を充填して製造されるか、
棒状のシンチレータの板を所定の間隙で配置してその間隙へ反射層となる白色PET板を挿
入するか、あるいは反射剤を含む樹脂を充填して製造される。
前記のような検出素子の小型化に伴い、素子の製造方法として、平板状のシンチレータの
直交する2方向にスライサーなどの機械加工にて溝を形成し、その溝部へ反射剤を含む樹
脂を充填して製造することも行なわれている。(例えば、特許文献1を参考。)
このような機械加工によれば、溝の幅が、0.1mm以下の狭いものまで加工が可能とな
り、精度よく溝部が形成され、したがって溝部に形成される反射層の幅が小さい微小なシ
ンチレータ素子を形成することが可能となった。しかし、反射層部の幅が狭いことから、
シンチレータ素子に入射した放射線により発光した光が隣接するシンチレータ素子へ漏れ
る光漏れであるクロストークが大きくなってしまい、シンチレータアレイのシンチレータ
素子間の出力差が小さくなり、CT画像とした場合に、コントラストが悪くなり像がぼや
けてしまう。
Such ceramic scintillator materials (phosphor ceramics) are rare earth oxysulfides,
It is produced by molding a phosphor powder of any one of garnet and composite sulfide into a predetermined shape and sintering it. A rectangular bar-shaped or flat scintillator plate is cut out from the obtained sintered body, and this scintillator plate is further sliced into a plurality of scintillator elements. The detection element of the radiation detector is constituted by, for example, a scintillator array in which a plurality of scintillator elements are integrated.
In recent X-ray CT apparatuses, the detector output has been increased due to the downsizing of the detection element accompanying higher resolution (multi-channel) and the lowering of X-ray exposure to the object to be inspected. It has been demanded.
Conventionally, the detection element is manufactured by forming a groove in a block of a laminated structure of a scintillator plate and a reflective layer by machining such as a slicer, and filling the groove with a resin containing a reflective agent,
A rod-shaped scintillator plate is arranged with a predetermined gap, and a white PET plate serving as a reflective layer is inserted into the gap, or a resin containing a reflective agent is filled.
Along with the downsizing of the detection element as described above, as a method for manufacturing the element, grooves are formed by machining such as a slicer in two orthogonal directions of a flat scintillator, and the groove part is filled with a resin containing a reflective agent. It is also manufactured. (For example, see Patent Document 1)
According to such machining, it is possible to process a groove having a narrow width of 0.1 mm or less, and the groove is formed with high accuracy, and therefore, the minute scintillator element in which the width of the reflective layer formed in the groove is small. It became possible to form. However, since the width of the reflective layer is narrow,
Crosstalk, which is light leakage caused by the light emitted by the radiation incident on the scintillator elements, leaks to the adjacent scintillator elements, and the output difference between the scintillator elements of the scintillator array is reduced. Becomes worse and the image becomes blurred.

近年では、さらに検出素子の小型化および高精細化が必要となってきており、それに伴っ
て、焼結工程により得た蛍光体セラミックスシンチレータを例えば幅20mm以上、長さ
100mm以上、厚み0.5mm以上というような大きさのシンチレータの板を切り出し
、縦1mm以下、横1mm以下、間隙幅(反射層部の幅)0.08mm以下の微細なシン
チレータ素子を作成する必要が生じている。
これらの微細なシンチレータ素子から構成されるシンチレータアレイは、前記のような隣
接するシンチレータ素子への光漏れであるクロストークが大きくなってしまうと共に、従
来からシンチレータアレイの寸法ばらつきが大きく、シンチレータアレイで発光した光を
検出するフォトダイオードとの位置合わせ精度が低いという課題がある。
In recent years, it has become necessary to further reduce the size and definition of the detection element. Accordingly, for example, a phosphor ceramic scintillator obtained by a sintering process has a width of 20 mm or more, a length of 100 mm or more, and a thickness of 0.5 mm. It is necessary to cut a scintillator plate having such a size as described above to produce a fine scintillator element having a length of 1 mm or less, a width of 1 mm or less, and a gap width (width of the reflection layer) of 0.08 mm or less.
In the scintillator array composed of these fine scintillator elements, crosstalk, which is the light leakage to the adjacent scintillator elements as described above, becomes large, and the dimensional variation of the scintillator array has been large conventionally. There is a problem that the alignment accuracy with the photodiode that detects the emitted light is low.

X線CT装置の高解像度化などに伴って、被検査体を通過したX線吸収データをコンピュ
ータで解析して断層像を再生する際に現れるアーチファクト(疑似画像)が問題となって
いる。アーチファクトはセラミックシンチレータ素子の局所的な感度の不均一性などに起
因して発生する。アーチファクトが出現すると医療診断や非破壊検査の障害となることか
ら、前記と同様にシンチレータ素子の小型化に伴い、さらなる特性ばらつきの低減が望ま
れている。
As the resolution of X-ray CT apparatuses increases, artifacts (pseudo images) that appear when X-ray absorption data that has passed through an object to be analyzed are analyzed by a computer and a tomographic image is reproduced have become a problem. Artifacts are caused by local sensitivity non-uniformity of ceramic scintillator elements. When an artifact appears, it becomes an obstacle to medical diagnosis and non-destructive inspection. Therefore, as the scintillator element is reduced in size as described above, further reduction in characteristic variation is desired.

本発明は上記のような課題に対処するためになされたもので、最近の検出器の更なる小型
化、高精細化などに対応し得る、シンチレータ素子間の隣接素子への光漏れであるクロス
トークを低減して不均一性を抑えて検出器の光出力の面内のばらつきを低減させ、また、
素子で発光した光を検出するフォトダイオードとの位置合わせ精度を高めたセラミックシ
ンチレータアレイとその製造方法を提供することを目的としている。さらに、前記のよう
なセラミックシンチレータアレイを使用することによって、解像度や画像精度を高め、こ
れにより低被爆で医療診断能や非破壊検査精度の向上を図った放射線検出器および放射線
検査装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to address the above-described problems, and is a cross that is light leakage to adjacent elements between scintillator elements that can cope with further downsizing, higher definition, etc. of recent detectors. Reduces in-plane variation in detector light output by reducing talk and reducing non-uniformity,
An object of the present invention is to provide a ceramic scintillator array with improved alignment accuracy with a photodiode for detecting light emitted from the element, and a method for manufacturing the same. Furthermore, by using the ceramic scintillator array as described above, there are provided a radiation detector and a radiation inspection apparatus that improve resolution and image accuracy, thereby improving medical diagnostic ability and nondestructive inspection accuracy with low exposure. The purpose is that.

希土類酸硫化物、ガーネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体の焼結体である複数の
セラミックシンチレータ素子と、前記複数のシンチレータ素子を一体化するように、前記
複数のシンチレータ素子の間に設けられた反射層と、を具備するシンチレータアレイであ
り、シンチレータ素子の面積をそれを囲む反射層部の幅で割った値が4500以上であり
、入射したX線により発光した光が隣接する前記シンチレータ素子へ光が漏れる(クロス
トーク)ことが、幅0.1mmのスリットをシンチレータ素子上に設置し、スリットを通
過した120kVのX線にて素子を発光させたときの、隣接素子の出力比が20%以下で
あることを特徴とするセラミックシンチレータアレイである。
前記シンチレータアレイは、反射層と接する前記シンチレータ素子の面を鏡面仕上げとし
たことを特徴とするセラミックシンチレータアレイである。
前記シンチレータアレイは、反射層と接する前記シンチレータ素子の面を#800より細
かい番手の研磨紙、バフ研磨、ダイヤモンド砥石による研磨のいずれかの方法で研磨加工
したことを特徴とするセラミックシンチレータアレイである。
前記シンチレータアレイは、反射層と接する前記シンチレータ素子の面の二乗平均平方根
表面粗さRqが5μm以下である。
前記シンチレータアレイは、外形寸法ばらつきが外形寸法の±0.03%以下であること
を特徴とする。
前記シンチレータアレイは、温度による寸法変化率が2.5μm/℃以下であることを特
徴とする。好ましくは、2.0μm/時間以下である。
前記シンチレータアレイは、高温(25℃以上)多湿(湿度80%RH以上)の環境で輸送
や保管されても時間による寸法の変化率が0.2μm/時間以下であることを特徴とする
。好ましくは、0.1μm/時間以下である。
前記シンチレータアレイは、反射層部を構成する樹脂のガラス転移点を使用温度範囲より
高い温度としたことを特徴とする。
希土類酸硫化物、ガーネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体の焼結体であるセラミ
ックシンチレータを複数のピース状に加工し、反射層で構成されたブロックを溝加工した
後、前記シンチレータの複数のピースを前記反射層の溝に挿入して接着することを特徴と
するセラミックシンチレータアレイの製造方法である。
前記シンチレータアレイの製造方法において、前記シンチレータのピースから作成される
シンチレータ素子の反射層と接する面を鏡面仕上げすることを特徴とするセラミックシン
チレータアレイの製造方法である。
前記シンチレータアレイの製造方法において、前記シンチレータのピースから作成される
シンチレータ素子の反射層と接する面を#800より細かい番手の研磨紙、バフ研磨、ダ
イヤモンド砥石による研磨のいずれかの方法で研磨加工することを特徴とするセラミック
シンチレータアレイの製造方法である。
A plurality of ceramic scintillator elements that are sintered bodies of phosphors of any one of rare earth oxysulfides, garnets, and composite sulfides, and the plurality of scintillator elements are integrated between the plurality of scintillator elements. A value obtained by dividing the area of the scintillator element by the width of the reflective layer portion surrounding the scintillator element, and the light emitted by the incident X-rays is adjacent to the scintillator array. When light leaks to the scintillator element (crosstalk), a slit with a width of 0.1 mm is installed on the scintillator element, and the element emits light with 120 kV X-rays that have passed through the slit. Is a ceramic scintillator array characterized by being 20% or less.
The scintillator array is a ceramic scintillator array characterized in that the surface of the scintillator element in contact with the reflective layer has a mirror finish.
The scintillator array is a ceramic scintillator array in which the surface of the scintillator element in contact with the reflective layer is polished by any one of # 800 finer polishing paper, buffing, or polishing with a diamond grindstone. .
In the scintillator array, the root mean square surface roughness Rq of the surface of the scintillator element in contact with the reflective layer is 5 μm or less.
The scintillator array has an outer dimension variation of ± 0.03% or less of the outer dimension.
The scintillator array has a dimensional change rate with temperature of 2.5 μm / ° C. or less. Preferably, it is 2.0 μm / hour or less.
The scintillator array has a dimensional change rate of 0.2 μm / hour or less even when transported or stored in an environment of high temperature (25 ° C. or more) and humidity (humidity of 80% RH or more). Preferably, it is 0.1 μm / hour or less.
The scintillator array is characterized in that the glass transition point of the resin constituting the reflective layer portion is set to a temperature higher than the operating temperature range.
A ceramic scintillator that is a sintered body of a phosphor of any kind of rare earth oxysulfide, garnet, or composite sulfide is processed into a plurality of pieces, and a block formed of a reflective layer is grooved. A method of manufacturing a ceramic scintillator array, wherein a plurality of pieces are inserted into the grooves of the reflective layer and bonded together.
In the method of manufacturing the scintillator array, the surface of the scintillator element formed from the scintillator piece is mirror-finished to provide a mirror finish.
In the method of manufacturing the scintillator array, the surface in contact with the reflective layer of the scintillator element formed from the scintillator piece is polished by any one of # 800 finer polishing paper, buffing, or polishing with a diamond grindstone. This is a method for manufacturing a ceramic scintillator array.

実施形態にかかるシンチレータアレイの側面の一例を示す図。The figure which shows an example of the side surface of the scintillator array concerning embodiment. 実施形態にかかるシンチレータアレイの上面の一例を示す図。The figure which shows an example of the upper surface of the scintillator array concerning embodiment. 実施形態にかかるX線検出器の一例を示す図。The figure which shows an example of the X-ray detector concerning embodiment. 実施形態にかかるX線検出器の他の一例を示す図。The figure which shows another example of the X-ray detector concerning embodiment. 実施形態にかかるX線検査装置の一例を示す図。1 is a diagram showing an example of an X-ray inspection apparatus according to an embodiment. 実施形態にかかるシンチレータアレイの製造工程の一例を示す図。The figure which shows an example of the manufacturing process of the scintillator array concerning embodiment.

本発明の実施形態に係るシンチレータアレイは、付活剤としてプラセオジム(Pr)を
含有する希土類酸硫化物蛍光体の焼結体(蛍光体セラミックス)からなるものである。希
土類酸硫化物蛍光体材料としては、例えばイットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、
ランタン(La)、ルテチウム(Lu)などの希土類元素の酸硫化物が挙げられる。ガー
ネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体も使用される。
The scintillator array according to the embodiment of the present invention is composed of a sintered body (phosphor ceramic) of a rare earth oxysulfide phosphor containing praseodymium (Pr) as an activator. Examples of rare earth oxysulfide phosphor materials include yttrium (Y), gadolinium (Gd),
Examples thereof include oxysulfides of rare earth elements such as lanthanum (La) and lutetium (Lu). One kind of phosphor of garnet or composite sulfide is also used.

本発明の実施形態に係るシンチレータアレイは、複数のシンチレータ素子と、複数のシン
チレータ素子を一体化するように複数のシンチレータ素子の間に設けられた反射層部とを
具備する。本発明の実施形態に係るシンチレータアレイは、前記の付活剤としてプラセオ
ジムを含有する希土類酸硫化物、ガーネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体の焼結
体であるセラミックシンチレータを複数のピース状に加工し、反射層で構成されたブロッ
クを溝加工した後、前記シンチレータの複数のピースを前記反射層ブロックの溝に挿入し
て接着することを特徴とするセラミックシンチレータアレイであり、前記反射層の溝に前
記シンチレータの複数のピースを挿入して接着する前にピースの反射層と接する面を鏡面
仕上げすることによって、反射層界面での光の散乱を抑制して素子間のクロストークを小
さくし光出力などの特性の素子間のばらつきを少なくすることを特徴とするセラミックシ
ンチレータアレイである。
A scintillator array according to an embodiment of the present invention includes a plurality of scintillator elements and a reflective layer portion provided between the plurality of scintillator elements so as to integrate the plurality of scintillator elements. A scintillator array according to an embodiment of the present invention includes a plurality of pieces of ceramic scintillators that are sintered bodies of phosphors of rare earth oxysulfide, garnet, or composite sulfide containing praseodymium as the activator. The ceramic scintillator array is characterized in that a plurality of pieces of the scintillator are inserted into and bonded to the grooves of the reflective layer block after the block made of the reflective layer is processed into a groove and processed into a groove. Before inserting and bonding multiple pieces of the scintillator in the groove of the layer, the surface of the piece that contacts the reflective layer is mirror-finished, thereby suppressing light scattering at the reflective layer interface and crosstalk between elements. The ceramic scintillator array is characterized in that it is reduced and variation between elements of characteristics such as light output is reduced.

前記の反射層を構成する樹脂は、酸化チタンからなる第一金属酸化物と、酸化チタン以
外の金属酸化物からなる第二金属酸化物と、を含有する。さらに、前記反射層を構成する
樹脂は、ガラス転移点をシンチレータアレイの使用温度範囲より高い温度としたことを特
徴とする。
The resin constituting the reflective layer contains a first metal oxide made of titanium oxide and a second metal oxide made of a metal oxide other than titanium oxide. Furthermore, the resin constituting the reflective layer is characterized in that the glass transition point is set to a temperature higher than the operating temperature range of the scintillator array.

図1に実施形態にかかるシンチレータアレイの側面の一例を示す。また、図2に実施形
態にかかるシンチレータアレイの上面の一例を示す。シンチレータアレイ1は、複数のシ
ンチレータ素子2を有している。複数のシンチレータ素子2の間には、反射層部3が設け
られている。反射層部3は、シンチレータ素子2に直接接着されている。複数のシンチレ
ータ素子2は、反射層部3により一体化されている。すなわち、シンチレータアレイ1は
、複数のシンチレータ素子2と、複数のシンチレータ素子2を一体化するように、複数の
シンチレータ素子2の間に設けられた反射層部3と、を具備する。
FIG. 1 shows an example of a side surface of the scintillator array according to the embodiment. FIG. 2 shows an example of the upper surface of the scintillator array according to the embodiment. The scintillator array 1 has a plurality of scintillator elements 2. A reflective layer portion 3 is provided between the plurality of scintillator elements 2. The reflective layer portion 3 is directly bonded to the scintillator element 2. The plurality of scintillator elements 2 are integrated by the reflective layer portion 3. That is, the scintillator array 1 includes a plurality of scintillator elements 2 and a reflective layer portion 3 provided between the plurality of scintillator elements 2 so as to integrate the plurality of scintillator elements 2.

シンチレータアレイ1は、一列に並べられた複数のシンチレータ素子2を具備する構造
、または図2に示すように縦方向および横方向に所定の個数ずつ二次元的に並べられた複
数のシンチレータ素子2を具備する構造を有していてもよい。複数のシンチレータ素子2
を二次元的に配列した場合、縦方向および横方向のシンチレータ素子2間にそれぞれ反射
層部3が設けられる。シンチレータ素子2の個数は、X線検出器の構造や解像度等に応じ
て適宜に設定される。また、シンチレータアレイ1は、多チャンネル構造を有している。
さらに、シンチレータ素子2の反射層部3と接する面は、鏡面仕上げすることによって、
反射層界面での光の散乱を抑制して素子間のクロストークを小さくし光出力などの特性の
素子間のばらつきを少なくする。
The scintillator array 1 includes a structure having a plurality of scintillator elements 2 arranged in a line, or a plurality of scintillator elements 2 arranged two-dimensionally in a predetermined number in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. You may have the structure to comprise. Multiple scintillator elements 2
Are two-dimensionally arranged, the reflective layer portions 3 are provided between the vertical and horizontal scintillator elements 2, respectively. The number of scintillator elements 2 is appropriately set according to the structure and resolution of the X-ray detector. The scintillator array 1 has a multi-channel structure.
Furthermore, the surface in contact with the reflective layer portion 3 of the scintillator element 2 is mirror finished,
Light scattering at the reflective layer interface is suppressed to reduce crosstalk between elements and to reduce variations in characteristics such as light output.

シンチレータアレイ1のシンチレータ素子2の反射層部3と接する面は、その表面の二乗
平均平方根粗さRq(JIS B0601:2013による)が5μm以下である。
The surface of the scintillator array 1 in contact with the reflective layer portion 3 of the scintillator element 2 has a root mean square roughness Rq (according to JIS B0601: 2013) of 5 μm or less.

反射層部3は金属酸化物を含む樹脂部で構成される。前記の樹脂部は、酸化チタン(酸
化チタン粒子)からなる第一金属酸化物と、酸化チタン以外の金属酸化物(酸化アルミA
i2O3など)からなる第二金属酸化物と、を含有する。
The reflective layer part 3 is comprised by the resin part containing a metal oxide. The resin portion includes a first metal oxide made of titanium oxide (titanium oxide particles) and a metal oxide other than titanium oxide (aluminum oxide A).
and a second metal oxide made of i2O3 or the like.

樹脂部は、例えば熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリイミド樹脂よりなる群から
選ばれる1種が好ましい。これら樹脂の中では、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用
いることがより好ましい。エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂は、光触媒耐性が高いため
好適である。さらに、前記反射層部を構成する樹脂のガラス転移点はシンチレータアレイ
の使用温度範囲より高い温度である。前記のガラス転移点は70℃以上であることが好ま
しい。
The resin part preferably contains, for example, a thermosetting resin. As the thermosetting resin, for example, one selected from the group consisting of epoxy resins, silicone resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, polyurethane resins, and polyimide resins is preferable. Among these resins, it is more preferable to use an epoxy resin or a silicone resin. Epoxy resins or silicone resins are preferred because of their high photocatalytic resistance. Furthermore, the glass transition point of the resin constituting the reflective layer is higher than the operating temperature range of the scintillator array. The glass transition point is preferably 70 ° C. or higher.

シンチレータ素子2の厚さTは、0.5〜3mmの範囲であることが好ましく、さらに
1〜2mmの範囲であることがより好ましい。シンチレータ素子2の厚さTが0.5mm
未満であると、シンチレータ素子2を透過するX線成分が増加し、光出力が低下するおそ
れがある。シンチレータ素子2の厚さTが3mmを超えても、それ以上の光出力の改善が
得にくく、製造コストの増加要因となる。図2に示すように、シンチレータ素子2を二次
元的に並べる場合、縦方向および横方向の長さが共に0.5〜2mmの範囲であることが
好ましい。
The thickness T of the scintillator element 2 is preferably in the range of 0.5 to 3 mm, and more preferably in the range of 1 to 2 mm. The thickness T of the scintillator element 2 is 0.5 mm
If it is less than the range, the X-ray component transmitted through the scintillator element 2 increases and the light output may be lowered. Even if the thickness T of the scintillator element 2 exceeds 3 mm, it is difficult to obtain further improvement in light output, which causes an increase in manufacturing cost. As shown in FIG. 2, when the scintillator elements 2 are arranged two-dimensionally, it is preferable that both the lengths in the vertical direction and the horizontal direction are in the range of 0.5 to 2 mm.

反射層部3の幅W(隣り合うシンチレータ素子2間の距離/図1の幅W)は、10〜1
00μmの範囲であることが好ましい。反射層部3の幅Wは、後述する光電変換素子の画
素上にシンチレータ素子2が配置される形状であれば特に限定されるものではない。ただ
し、反射層部3の幅Wが10μm未満の場合、反射層部3の接着層としての機能が低下し
、反射層部3のシンチレータ素子2に対する接着強度が低下しやすい。これによって、シ
ンチレータアレイ1としての強度が低下するおそれがある。反射層部3の幅が100μm
を超えると、シンチレータアレイ1が必要以上に大型化してしまう。反射層部3の幅Wは
20〜80μmの範囲であることがより好ましい。図2に示したシンチレータアレイ1に
おいて、縦方向と横方向で反射層部3の幅Wが同じでなくてもよい。シンチレータ素子の
面積をそれを囲む反射層部の幅で割った値が4500以上である。4500未満では、ク
ロストークが20%を超えて大きくなってしまう。
The width W of the reflective layer portion 3 (distance between adjacent scintillator elements 2 / width W in FIG. 1) is 10 to 1.
A range of 00 μm is preferable. The width W of the reflective layer part 3 is not particularly limited as long as the scintillator element 2 is arranged on a pixel of a photoelectric conversion element described later. However, when the width W of the reflective layer portion 3 is less than 10 μm, the function of the reflective layer portion 3 as an adhesive layer is lowered, and the adhesive strength of the reflective layer portion 3 to the scintillator element 2 is likely to be lowered. As a result, the strength of the scintillator array 1 may be reduced. The width of the reflective layer part 3 is 100 μm
If it exceeds, the scintillator array 1 becomes larger than necessary. The width W of the reflective layer portion 3 is more preferably in the range of 20 to 80 μm. In the scintillator array 1 shown in FIG. 2, the width W of the reflective layer portion 3 may not be the same in the vertical direction and the horizontal direction. A value obtained by dividing the area of the scintillator element by the width of the reflective layer portion surrounding it is 4500 or more. If it is less than 4500, the crosstalk becomes larger than 20%.

次に、実施形態のX線検出器およびX線検査装置について、図面を参照して説明する。
図3および図4は実施形態のX線検出器の構成を示す図である。シンチレータアレイ1は
X線照射面となる面1aを有し、面1aとは反対側の面1bには光電変換素子4が一体的
に設置されている。光電変換素子4としては、例えばフォトダイオードが用いられる。光
電変換素子4は、シンチレータアレイ1を構成するシンチレータ素子2に対応する位置に
配置されている。図4に示すように、シンチレータアレイ1の面1aに表面反射層6を設
けてもよい。これらによって、X線検出器5が構成されている。
Next, an X-ray detector and an X-ray inspection apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
3 and 4 are diagrams showing the configuration of the X-ray detector according to the embodiment. The scintillator array 1 has a surface 1a serving as an X-ray irradiation surface, and a photoelectric conversion element 4 is integrally installed on a surface 1b opposite to the surface 1a. As the photoelectric conversion element 4, for example, a photodiode is used. The photoelectric conversion element 4 is disposed at a position corresponding to the scintillator element 2 constituting the scintillator array 1. As shown in FIG. 4, a surface reflection layer 6 may be provided on the surface 1 a of the scintillator array 1. These components constitute the X-ray detector 5.

表面反射層6は、シンチレータアレイ1の面1aに限られず、光電変換素子4の設置面
である面1bに設けられてもよい。さらに、表面反射層6はシンチレータアレイ1の面1
aおよび面1bの両方に設けられてもよい。シンチレータアレイ1に表面反射層6を設け
ることによって、シンチレータ素子2から放射される可視光の反射効率がさらに向上し、
ひいてはシンチレータアレイ1の光出力を高めることができる。表面反射層6には、反射
粒子と透明樹脂との混合物やラッカー系塗料等が用いられる。反射粒子と透明樹脂との混
合物は、反射層部3と同様な反射粒子の分散状態を有していることが好ましい。表面反射
層6の厚さは50〜250μmの範囲が好ましい。表面反射層6の厚さが50μm未満で
あると、反射効率の向上効果を十分に得ることができない。表面反射層6の厚さが250
μmを超えると、透過するX線量が低下して検出感度が低下する。
The surface reflection layer 6 is not limited to the surface 1 a of the scintillator array 1, and may be provided on the surface 1 b that is an installation surface of the photoelectric conversion element 4. Further, the surface reflection layer 6 is formed on the surface 1 of the scintillator array 1.
It may be provided on both a and the surface 1b. By providing the surface reflection layer 6 on the scintillator array 1, the reflection efficiency of visible light emitted from the scintillator element 2 is further improved,
As a result, the light output of the scintillator array 1 can be increased. For the surface reflective layer 6, a mixture of reflective particles and a transparent resin, a lacquer-based paint, or the like is used. The mixture of the reflective particles and the transparent resin preferably has the same dispersed state of the reflective particles as the reflective layer portion 3. The thickness of the surface reflective layer 6 is preferably in the range of 50 to 250 μm. If the thickness of the surface reflective layer 6 is less than 50 μm, the effect of improving the reflection efficiency cannot be sufficiently obtained. The thickness of the surface reflection layer 6 is 250.
When it exceeds μm, the transmitted X-ray dose decreases and the detection sensitivity decreases.

図5は実施形態のX線検査装置の一例であるX線CT装置10を示している。X線CT
装置10は、実施形態のX線検出器5を備えている。X線検出器5は被検体11の撮像部
位を安置する円筒の内壁面に貼り付けられている。X線検出器5が貼り付けられた円筒の
円弧の略中心には、X線を出射するX線管12が設置されている。X線検出器5とX線管
12との間には被検体11が配置される。X線検出器5のX線照射面側には、図示しない
コリメータが設けられている。
FIG. 5 shows an X-ray CT apparatus 10 which is an example of the X-ray inspection apparatus of the embodiment. X-ray CT
The apparatus 10 includes the X-ray detector 5 according to the embodiment. The X-ray detector 5 is affixed to the inner wall surface of a cylinder that rests the imaging region of the subject 11. An X-ray tube 12 that emits X-rays is installed at substantially the center of the circular arc of the cylinder to which the X-ray detector 5 is attached. A subject 11 is disposed between the X-ray detector 5 and the X-ray tube 12. On the X-ray irradiation surface side of the X-ray detector 5, a collimator (not shown) is provided.

X線検出器5およびX線管12は、被検体11を中心にしてX線による撮影を行いなが
ら回転するように構成されている。被検体11の画像情報が異なる角度から立体的に集め
られる。X線撮影により得られた信号(光電変換素子により変換された電気信号)はコン
ピュータ13で処理され、ディスプレイ14上に被検体画像15として表示される。被検
体画像15は、例えば被検体11の断層像である。図2に示すように、シンチレータ素子
2を二次元的に配置したシンチレータアレイ1を用いることによって、マルチ断層像タイ
プのX線CT装置10を構成することも可能である。この場合、被検体11の断層像が複
数同時に撮影され、例えば撮影結果を立体的に描写することもできる。
The X-ray detector 5 and the X-ray tube 12 are configured to rotate while imaging with X-rays around the subject 11. Image information of the subject 11 is collected three-dimensionally from different angles. A signal obtained by X-ray imaging (electric signal converted by the photoelectric conversion element) is processed by the computer 13 and displayed as a subject image 15 on the display 14. The subject image 15 is a tomographic image of the subject 11, for example. As shown in FIG. 2, a multi-tomographic X-ray CT apparatus 10 can be configured by using a scintillator array 1 in which scintillator elements 2 are two-dimensionally arranged. In this case, a plurality of tomographic images of the subject 11 are simultaneously photographed, and for example, the photographing result can be depicted in three dimensions.

図5に示すX線CT装置10は、実施形態のシンチレータアレイ1を有するX線検出器
5を具備している。前述したように、実施形態のシンチレータアレイ1は反射層部3の構
成等に基づいて、シンチレータ素子2から放射される可視光の反射効率が高いため、優れ
た光出力を有している。このようなシンチレータアレイ1を有するX線検出器5を用いる
ことによって、X線CT装置10による撮影時間を短くすることができる。その結果、被
検体11の被ばく時間を短くすることができ、低被ばく化を実現することが可能になる。
実施形態のX線検査装置(X線CT装置10)は、人体の医療診断用のX線検査に限らず
、動物のX線検査や工業用途のX線検査等に対しても適用可能である。
An X-ray CT apparatus 10 shown in FIG. 5 includes an X-ray detector 5 having the scintillator array 1 of the embodiment. As described above, the scintillator array 1 of the embodiment has an excellent light output because the reflection efficiency of visible light emitted from the scintillator element 2 is high based on the configuration of the reflective layer portion 3 and the like. By using the X-ray detector 5 having such a scintillator array 1, the imaging time by the X-ray CT apparatus 10 can be shortened. As a result, the exposure time of the subject 11 can be shortened, and low exposure can be realized.
The X-ray inspection apparatus (X-ray CT apparatus 10) of the embodiment is applicable not only to an X-ray inspection for medical diagnosis of a human body but also to an X-ray inspection of an animal, an X-ray inspection for industrial use, and the like. .

実施形態のシンチレータアレイ1は、例えば以下のようにして製造される。以下に実施
形態のシンチレータアレイ1を効率よく製造する方法について述べる。実施形態のシンチ
レータアレイ1の製造方法は、これに限定されるものではない。シンチレータアレイ1は
前述した構成を具備するものであればよく、その製造方法に限定されるものではない。
The scintillator array 1 of the embodiment is manufactured as follows, for example. A method for efficiently manufacturing the scintillator array 1 of the embodiment will be described below. The manufacturing method of the scintillator array 1 of embodiment is not limited to this. The scintillator array 1 only needs to have the above-described configuration, and is not limited to the manufacturing method.

まず、平均粒径が2μm以下の酸化チタン粒子を用意する。酸化チタン粒子は0.2〜
0.3μmの範囲にピークが存在する粒度分布を有することが好ましい。また、酸化チタ
ン粒子はルチル型構造のものであることが好ましい。
First, titanium oxide particles having an average particle size of 2 μm or less are prepared. Titanium oxide particles are 0.2 ~
It is preferable to have a particle size distribution with a peak in the range of 0.3 μm. The titanium oxide particles preferably have a rutile structure.

次に、第二金属酸化物となる金属酸化物を用意する。第二金属酸化物を金属酸化物粒子
として添加する場合は、平均粒径2μm以下の金属酸化物を用いることが好ましい。また
、酸化チタン粒子に表面被膜を設ける場合は、表面処理工程を行う。表面処理工程は、塩
素法、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)
法、物理気相成長(Physical Vapor Deposition:PVD)法
、コロイド法などが挙げられる。また、表面処理工程前の酸化チタン粒子の質量と表面処
理後の表面被膜付き酸化チタン粒子の質量を比較することにより、表面被膜になった第二
金属酸化物量を求めることができる。また、X線回折(X−Ray Diffracti
on:XRD)分析により、酸化チタンのピークと第二金属酸化物のピークのピーク比か
らも酸化チタンと第二金属酸化物の質量比を求めることができる。また、蛍光X線分析(
X−ray Fluorescence:XRF)による分析も可能である。
Next, a metal oxide to be a second metal oxide is prepared. When adding a 2nd metal oxide as a metal oxide particle, it is preferable to use a metal oxide with an average particle diameter of 2 micrometers or less. Moreover, when providing a surface film in a titanium oxide particle, a surface treatment process is performed. Surface treatment process is chlorine method, chemical vapor deposition (CVD)
Method, physical vapor deposition (PVD) method, colloid method and the like. Moreover, the amount of the 2nd metal oxide used as the surface film can be calculated | required by comparing the mass of the titanium oxide particle before a surface treatment process, and the mass of the titanium oxide particle with a surface film after a surface treatment. Also, X-ray diffraction (X-Ray Diffracti
on: XRD) analysis can also determine the mass ratio of titanium oxide to the second metal oxide from the peak ratio of the titanium oxide peak to the second metal oxide peak. In addition, X-ray fluorescence analysis (
Analysis by X-ray Fluorescence (XRF) is also possible.

次に、酸化チタン粒子と第二金属酸化物の合計を100質量部としたとき、質量比で酸
化チタン粒子を70〜84質量部、第二金属酸化物を30〜16質量部とする。第二金属
酸化物を金属酸化物粒子のみで添加する場合は、酸化チタン粒子の質量と第二金属酸化物
粒子の質量を目的とする比率になるように配合する。また、表面被膜付き酸化チタン粒子
と第二金属酸化物粒子の両方を存在させる場合は、予め表面被膜付き酸化チタン粒子にお
ける第二金属酸化物被膜量を求めておき、不足分を第二金属酸化物粒子として配合する。
また、表面被膜付き酸化チタン粒子のみで対応する場合は、表面被膜付き酸化チタン粒子
のみ用意する。
Next, when the total of the titanium oxide particles and the second metal oxide is 100 parts by mass, the titanium oxide particles are 70 to 84 parts by mass and the second metal oxide is 30 to 16 parts by mass. When adding a 2nd metal oxide only by a metal oxide particle, it mix | blends so that the mass of a titanium oxide particle and the mass of a 2nd metal oxide particle may become the target ratio. In addition, when both the surface-coated titanium oxide particles and the second metal oxide particles are present, the amount of the second metal oxide film in the surface-coated titanium oxide particles is obtained in advance, and the deficiency is second metal oxidized. Formulated as product particles.
Moreover, when it respond | corresponds only by the titanium oxide particle with a surface coating, only the titanium oxide particle with a surface coating is prepared.

反射層部3内での酸化チタン粒子などの凝集を防ぐために、超音波振動機等で酸化チタ
ン粒子の凝集体を予め粉砕しておくことが好ましい。また、酸化チタン粒子中の不純物成
分量は1質量%以下であることが好ましい。次に、樹脂を用意する。樹脂は前述に記載の
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、二液型エポキシ
樹脂であることがより好ましい。
In order to prevent aggregation of titanium oxide particles and the like in the reflective layer portion 3, it is preferable to previously pulverize the aggregates of titanium oxide particles with an ultrasonic vibrator or the like. Moreover, it is preferable that the impurity component amount in a titanium oxide particle is 1 mass% or less. Next, a resin is prepared. The resin is preferably a resin such as the epoxy resin and silicone resin described above. The epoxy resin is more preferably a two-pack type epoxy resin.

酸化チタン粒子などの反射粒子とエポキシ樹脂などの樹脂とを混合する。二液型エポキ
シ樹脂の場合は、エポキシ樹脂本剤と酸化チタン粒子などの反射粒子を混合する。反射粒
子(酸化チタン粒子、第二金属酸化物粒子または表面被膜付き酸化チタン粒子)は樹脂中
に均一分散していることが好ましい。均一分散のためには、三本ロールを使用して混合す
ることが好ましい。三本ロールは3本のロールを使って混合する混合機である。3本のロ
ールを同時に動かして混合するため、混合方向が複数方向になり、混合工程中に凝集体が
形成しにくくなる。三本ロールを使用した混合工程は10時間以上行うことが好ましい。
また、必要に応じて、有機溶媒を混合して透明樹脂の粘性を低下させて混合することも効
果的である。反射粒子を透明樹脂と混合するにあたり、全ての反射粒子を一気に混合する
のではなく、少しずつ(例えば3分の1ずつ)混合することが好ましい。
Reflective particles such as titanium oxide particles and a resin such as an epoxy resin are mixed. In the case of a two-component epoxy resin, the epoxy resin main agent and reflective particles such as titanium oxide particles are mixed. The reflective particles (titanium oxide particles, second metal oxide particles, or titanium oxide particles with a surface coating) are preferably dispersed uniformly in the resin. For uniform dispersion, it is preferable to mix using three rolls. The three-roll is a mixer that uses three rolls for mixing. Since the three rolls are moved and mixed at the same time, the mixing direction becomes a plurality of directions, and it becomes difficult to form aggregates during the mixing process. The mixing step using three rolls is preferably performed for 10 hours or more.
Moreover, it is also effective to mix the organic resin by reducing the viscosity of the transparent resin as necessary. When mixing the reflective particles with the transparent resin, it is preferable not to mix all the reflective particles at once, but to mix them little by little (for example, one third).

以下に、実施形態のシンチレータアレイの製造法について図6を参照して説明する。
前記反射粒子を混合した樹脂(樹脂混合物)を所定の寸法に硬化させて反射層ブロック1
6を作成する。反射層ブロック16を一定の深さまで溝加工して、溝切り反射層ブロック
(1)17を形成する。焼結体から切り出した複数のシンチレータピース19を作成し、
各シンチレータピースの反射層部と接する面を鏡面仕上げとした後、溝切り反射層ブロッ
ク17の溝部(1)18にはめ込み接着して一体化20する。一体化20された後、面積
の大きい上下面を研磨(1)21し、反射層部がシンチレータアレイ1の表裏を貫通する
形状を有するように加工する。さらに、反射層部に垂直な方向に切断加工を行い、シンチ
レータ素子と反射層とが交互に配列した複数のピースを作成する。そして、溝切り反射層
ブロック(2)を形成し、前記のシンチレータ素子と反射層とが交互に配列した複数のピ
ースの反射層部と接する面を鏡面仕上げとした後、溝切り反射層ブロック(2)23の溝
部(2)24にはめ込み接着して一体化(2)25する。さらに、研磨(2)26し、反
射層部がシンチレータアレイ1の表裏を貫通する形状を有するように加工する。
Below, the manufacturing method of the scintillator array of embodiment is demonstrated with reference to FIG.
A resin layer (resin mixture) in which the reflective particles are mixed is cured to a predetermined size to form a reflective layer block 1
6 is created. The reflective layer block 16 is grooved to a certain depth to form a grooved reflective layer block (1) 17. Create a plurality of scintillator pieces 19 cut out from the sintered body,
After the surface of each scintillator piece in contact with the reflective layer portion is mirror-finished, it is fitted into the groove portion (1) 18 of the grooved reflective layer block 17 and bonded and integrated 20. After being integrated 20, the upper and lower surfaces having a large area are polished (1) 21 and processed so that the reflective layer has a shape penetrating the front and back of the scintillator array 1. Further, cutting is performed in a direction perpendicular to the reflective layer portion to create a plurality of pieces in which scintillator elements and reflective layers are alternately arranged. Then, a grooved reflective layer block (2) is formed, and the surface in contact with the reflective layer portions of the plurality of pieces in which the scintillator elements and the reflective layers are alternately arranged is mirror finished, and then the grooved reflective layer block ( 2) Fit into the groove part (2) 24 of 23 and bond and integrate (2) 25. Furthermore, it grind | polishes (2) 26 and processes it so that a reflection layer part may have the shape which penetrates the front and back of the scintillator array 1. FIG.

前記研磨はシンチレータの片面および両面のいずれに対して行ってもよい。シンチレータ
の研磨は、#800より細かい番手の研磨紙、バフ研磨、ダイヤモンド砥石による研磨の
いずれかの方法で研磨加工される。研磨紙を使用する場合は、#1000以下の研磨紙が
好ましい。#2000以下の研磨紙がさらに好ましい。また、シンチレータの二乗平均平
方根粗さRqがRq5μm以下となるように行うことが好ましい。
The polishing may be performed on one side or both sides of the scintillator. The scintillator is polished by any of polishing paper, buffing, and polishing with a diamond grindstone that is finer than # 800. When abrasive paper is used, abrasive paper of # 1000 or less is preferable. A polishing paper of # 2000 or less is more preferable. Moreover, it is preferable to carry out so that the root mean square roughness Rq of the scintillator is Rq 5 μm or less.

前記研磨後には、研磨加工によるダメージ層を除去するために、エッチング処理を行なう
。このエッチング処理は、水、硫酸、過酸化水素水の混合液で行うことが好ましい。 こ
の混合液は、より好ましくは水:硫酸:過酸化水素水=10:2:1の体積比の割合で混
合されている。
After the polishing, an etching process is performed to remove a damaged layer due to polishing. This etching treatment is preferably performed with a mixed solution of water, sulfuric acid, and hydrogen peroxide. This mixed solution is more preferably mixed at a volume ratio of water: sulfuric acid: hydrogen peroxide = 10: 2: 1.

(実施例1〜3、比較例1〜4)
シンチレータとして、酸硫化ガドリニウム焼結体(GdS:Pra、a=0.0
1)からなる板材(幅30mm×長さ80mm×厚さ0.5mm)を用意した。次に、前
記焼結体からシンチレータピース個々のサイズが幅30.0mm×長さ1.3mm×厚さ
0.5mm、となるようにダイサーにて加工を行った。ダイサー加工後、歪取り熱処理を
行った。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-4)
As a scintillator, a gadolinium oxysulfide sintered body (Gd 2 O 2 S: Pra, a = 0.0
A plate material (width 30 mm × length 80 mm × thickness 0.5 mm) comprising 1) was prepared. Next, it processed with the dicer so that the size of each scintillator piece from the said sintered compact might become width 30.0mm x length 1.3mm x thickness 0.5mm. After the dicer processing, a strain relief heat treatment was performed.

次に、反射粒子として酸化チタン粒子を用意した。酸化チタン粒子としては、平均粒径が
0.2μm、粒度分布のピークが0.22μmのものを用意した。また、酸化チタン粒子
はルチル型のものを用意した。
Next, titanium oxide particles were prepared as reflective particles. Titanium oxide particles having an average particle size of 0.2 μm and a particle size distribution peak of 0.22 μm were prepared. In addition, the rutile type titanium oxide particles were prepared.

次に、第二金属酸化物として、酸化アルミニウム(Al)粒子、酸化ジルコニウ
ム(ZrO)粒子、酸化タンタル(Ta)粒子、酸化ケイ素(SiO2)粒子を
用意した。また、第二金属酸化物粒子は、いずれも平均粒径0.3μmのものを用意した
。酸化チタン粒子と第二金属酸化物粒子を混合した。混合粉を超音波振動機にかけて凝集
体を十分粉砕した。
Next, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) particles, zirconium oxide (ZrO 2 ) particles, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) particles, and silicon oxide (SiO 2) particles were prepared as the second metal oxide. The second metal oxide particles were prepared with an average particle size of 0.3 μm. Titanium oxide particles and second metal oxide particles were mixed. The mixed powder was subjected to an ultrasonic vibrator to sufficiently pulverize the aggregate.

次に、二液型のエポキシ樹脂を用意し、混合粉を添加し、三本ロール混合機で20〜5
0時間の混合工程を行った。得られた樹脂混合物の粘度は0.5〜2.5Pa・sの範囲
内になるように調整した。なお、樹脂混合物において、エポキシ樹脂を100質量部とし
たとき、反射粒子(酸化チタン粒子と第二金属酸化物粒子の合計)の質量を1.5質量部
とした。
Next, a two-pack type epoxy resin is prepared, mixed powder is added, and it is 20-5 with a three roll mixer.
A 0 hour mixing step was performed. The viscosity of the obtained resin mixture was adjusted to be in the range of 0.5 to 2.5 Pa · s. In the resin mixture, when the epoxy resin was 100 parts by mass, the mass of the reflective particles (the total of the titanium oxide particles and the second metal oxide particles) was 1.5 parts by mass.

前記反射粒子を混合した樹脂(樹脂混合物)を所定の寸法(幅30mm×長さ80mm×
厚さ0.8mm)に硬化させて反射層ブロックを作成する。反射層ブロックを一定の深さ
まで溝加工して、溝切り反射層ブロックを形成した。
Resin mixed with the reflective particles (resin mixture) is a predetermined dimension (width 30 mm × length 80 mm ×
A reflective layer block is prepared by curing to a thickness of 0.8 mm. The reflective layer block was grooved to a certain depth to form a grooved reflective layer block.

前記の通り作成した複数のシンチレータピースの反射層と接する面を#2000の研磨紙
で研磨して、鏡面仕上げにした後、所定のエッチング条件(エッチング液;水:硫酸:過
酸化水素水=10:2:1、エッチング温度=35℃、エッチング時間=5分)にてエッチ
ング処理を行って、実施例および比較例にかかるシンチレータアレイを作製した。
実施例1〜7および比較例1〜3の作成条件を表1に示す。なお、シンチレータ素子の面
積をそれを囲む反射層部の幅で割った値はいずれも4500以上とした。
The surface in contact with the reflective layer of the plurality of scintillator pieces prepared as described above is polished with # 2000 polishing paper to give a mirror finish, and then is subjected to predetermined etching conditions (etching solution; water: sulfuric acid: hydrogen peroxide solution = 10). : 2: 1, etching temperature = 35 ° C., etching time = 5 minutes), and scintillator arrays according to Examples and Comparative Examples were manufactured.
Table 1 shows the production conditions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3. Note that the value obtained by dividing the area of the scintillator element by the width of the reflective layer portion surrounding it was 4500 or more.

Figure 2017015627
Figure 2017015627

実施例1〜3および比較例1〜4にかかるシンチレータアレイに対し、外形寸法、30℃
80%RHに120時間保持した後の外形寸法変化、温度50℃で保持した時の外形寸法
、幅0.1mmのスリットをシンチレータ素子上に設置しスリットを通過した120kV
のX線にて素子を発光させたときの隣接素子の出力比を測定した。それらの測定結果を表
2に示す。
For scintillator arrays according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, the external dimensions, 30 ° C.
Change in external dimensions after holding at 80% RH for 120 hours, external dimensions when held at a temperature of 50 ° C., and a slit with a width of 0.1 mm placed on the scintillator element and passed through the slit of 120 kV
The output ratio of adjacent elements was measured when the elements were made to emit light by X-rays. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2017015627
Figure 2017015627

表2から分かる通り、実施例にかかるシンチレータアレイは 光出力のクロストークが
少なく、外形寸法のばらつきも少くなっている。
As can be seen from Table 2, the scintillator array according to the example has little crosstalk of the light output, and the variation in the external dimensions is also small.

以上のように、実施形態にかかるシンチレータアレイは光出力のクロストークが少なく
、外形寸法のばらつきも少なく、従来品である比較例より優れている。そのため、優れた
シンチレータアレイとすることができる。従って、実施形態のシンチレータアレイを用い
たX線検出器およびX線検査装置において、信頼性を高くすることがわかる。
As described above, the scintillator array according to the embodiment has less crosstalk of light output and less variation in external dimensions, and is superior to the comparative example which is a conventional product. Therefore, an excellent scintillator array can be obtained. Therefore, it can be seen that the X-ray detector and the X-ray inspection apparatus using the scintillator array of the embodiment have high reliability.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示
したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は
、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、
発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範
囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
As mentioned above, although several embodiment of this invention was illustrated, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and without departing from the spirit of the invention,
Various omissions, replacements, changes, etc. can be made. These embodiments and their variations are
The invention is included in the scope and gist of the invention, and is included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1……シンチレータアレイ
1a……シンチレータアレイのX線照射面
1b……シンチレータアレイのX線照射面の反対側の面
2……シンチレータ素子、T:素子の厚さ
3……反射層部、W:反射層部の幅
4……光電変換素子
5……X線検出器
6……表面反射層
10……X線CT装置
11……被検体
12……X線管
13……コンピュータ
14……ディスプレイ
15……被検体画像
16……反射層ブロック
17……溝切り反射層ブロック(1)
18……溝部(1)
19……シンチレータピース
20……一体化(1)
21……研磨(1)
22……切断
23……溝切り反射層ブロック(2)
24……溝部(2)
25……一体化(2)
26……研磨(2)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scintillator array 1a ... X-ray irradiation surface of scintillator array 1b ... Surface on the opposite side of X-ray irradiation surface of scintillator array 2 ... Scintillator element, T: Thickness of element 3 ... Reflection layer part, W : Reflection layer width 4 ... photoelectric conversion element 5 ... X-ray detector 6 ... surface reflection layer 10 ... X-ray CT apparatus 11 ... subject 12 ... X-ray tube 13 ... computer 14 ... Display 15 …… Subject image 16 …… Reflection layer block 17 …… Grooving reflection layer block (1)
18 …… Groove (1)
19 …… Scintillator piece 20 …… Integration (1)
21 …… Polishing (1)
22 …… Cut 23 …… Grooving reflective layer block (2)
24 …… Groove (2)
25 …… Integration (2)
26 ... Polishing (2)

Claims (19)

希土類酸硫化物、ガーネット、複合硫化物のいずれか一種の蛍光体の焼結体である複数の
セラミックシンチレータ素子と、前記複数のシンチレータ素子を一体化するように、前記
複数のシンチレータ素子の間に設けられた反射層部と、を具備するシンチレータアレイで
あり、シンチレータ素子の面積をそれを囲む反射層部の幅で割った値が4500以上であ
り、入射したX線により発光した光が隣接する前記シンチレータ素子へ光が漏れる(クロ
ストーク)ことが、幅0.1mmのスリットをシンチレータ素子上に設置し、スリットを
通過した120kVのX線にて素子を発光させたときの、隣接素子の出力比が20%以下
であることを特徴とするセラミックシンチレータアレイ。
A plurality of ceramic scintillator elements that are sintered bodies of phosphors of any one of rare earth oxysulfides, garnets, and composite sulfides, and the plurality of scintillator elements are integrated between the plurality of scintillator elements. A value obtained by dividing the area of the scintillator element by the width of the reflective layer portion surrounding the scintillator element, and the light emitted from the incident X-rays is adjacent to the scintillator array. When light leaks to the scintillator element (crosstalk), an output of an adjacent element when a slit having a width of 0.1 mm is installed on the scintillator element and the element is caused to emit light by 120 kV X-rays passing through the slit. A ceramic scintillator array having a ratio of 20% or less.
前記シンチレータアレイは、前記シンチレータ素子の反射層と接する面を鏡面仕上げとし
たことを特徴とする請求項1に記載のセラミックシンチレータアレイ。
2. The ceramic scintillator array according to claim 1, wherein the scintillator array has a mirror-finished surface in contact with the reflective layer of the scintillator element.
前記シンチレータアレイは、前記シンチレータ素子の反射層と接する面を#800より細
かい番手の研磨紙、バフ研磨、ダイヤモンド砥石による研磨の少なくともいずれか一種の
方法で研磨加工したことを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれか1項に記載のセラ
ミックシンチレータアレイ。
2. The scintillator array, wherein the surface of the scintillator element that contacts the reflective layer is polished by at least one of polishing paper with a finer count than # 800, buffing, or polishing with a diamond grindstone. The ceramic scintillator array according to any one of claims 2 to 3.
前記シンチレータアレイは、前記シンチレータ素子の反射層と接する面の二乗平均平方根
表面粗さRqが5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項
に記載のセラミックシンチレータアレイ。
4. The ceramic scintillator array according to claim 1, wherein the scintillator array has a root mean square surface roughness Rq of 5 μm or less of a surface in contact with the reflective layer of the scintillator element. 5. .
前記シンチレータアレイは、外形寸法ばらつきが外形寸法の±0.03%以下であること
を特徴とする請求項1に記載のセラミックシンチレータアレイ。
The ceramic scintillator array according to claim 1, wherein the scintillator array has an outer dimension variation of ± 0.03% or less of the outer dimension.
前記シンチレータアレイは、温度による寸法変化率が2.5μm/℃以下であることを特
徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のセラミックシンチレータアレイ。
The ceramic scintillator array according to any one of claims 1 to 5, wherein the scintillator array has a dimensional change rate with temperature of 2.5 µm / ° C or less.
前記シンチレータアレイは、高温(25℃以上)多湿(湿度80%RH以上)の環境で輸送
や保管されても時間による寸法の変化率が0.2μm/時間以下であることを特徴とする
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のセラミックシンチレータアレイ。
The dimensional change rate with time is 0.2 μm / hour or less even if the scintillator array is transported or stored in a high temperature (25 ° C. or higher) and high humidity (humidity 80% RH or higher) environment. The ceramic scintillator array according to any one of claims 1 to 6.
前記シンチレータアレイは、反射層部を構成する樹脂のガラス転移点を使用温度範囲より
高い温度としたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のセラミッ
クシンチレータアレイ。
The ceramic scintillator array according to any one of claims 1 to 7, wherein the scintillator array has a glass transition point of a resin constituting the reflection layer portion higher than a use temperature range.
前記シンチレータアレイは、反射層部を構成する樹脂のガラス転移点を70℃以上とした
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のセラミックシンチレータ
アレイ。
The ceramic scintillator array according to any one of claims 1 to 8, wherein the scintillator array has a glass transition point of a resin constituting the reflective layer portion of 70 ° C or higher.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシンチレータアレイの製造法において、希土類酸
硫化物、ガーネット、複合硫化物のいずれかの蛍光体の焼結体であるセラミックシンチレ
ータを複数のピース状に加工し、反射層で構成されたブロックを溝加工した後、前記シン
チレータの複数のピースを前記反射層の溝に挿入して接着することを特徴とするセラミッ
クシンチレータアレイの製造方法。
10. The method of manufacturing a scintillator array according to claim 1, wherein a ceramic scintillator that is a sintered body of a phosphor of any one of a rare earth oxysulfide, a garnet, and a composite sulfide is formed into a plurality of pieces. A method of manufacturing a ceramic scintillator array, comprising: processing and grooving a block composed of a reflective layer; and inserting and bonding a plurality of pieces of the scintillator into the groove of the reflective layer.
前記シンチレータアレイの製造方法において、前記シンチレータのピースから作成される
シンチレータ素子の反射層と接する面を鏡面仕上げすることを特徴とする請求項10に記
載のセラミックシンチレータアレイの製造方法。
11. The method of manufacturing a ceramic scintillator array according to claim 10, wherein in the method of manufacturing a scintillator array, a surface of the scintillator element formed from the scintillator piece is mirror-finished.
前記シンチレータアレイの製造方法において、前記シンチレータのピースから作成される
シンチレータ素子の反射層と接する面を#800より細かい番手の研磨紙、バフ研磨、ダ
イヤモンド砥石による研磨のいずれかの方法で研磨加工することを特徴とする請求項11
に記載のセラミックシンチレータアレイの製造方法。
In the method of manufacturing the scintillator array, the surface in contact with the reflective layer of the scintillator element formed from the scintillator piece is polished by any one of # 800 finer polishing paper, buffing, or polishing with a diamond grindstone. 12. The method of claim 11, wherein
The manufacturing method of the ceramic scintillator array of description.
前記シンチレータアレイは、前記シンチレータ素子の反射層と接する面の二乗平均平方根
表面粗さRqを5μm以下と加工することを特徴とする請求項10乃至請求項12のいず
れか1項に記載のセラミックシンチレータアレイの製造方法。
The ceramic scintillator according to any one of claims 10 to 12, wherein the scintillator array is processed so that a root mean square surface roughness Rq of a surface in contact with the reflective layer of the scintillator element is 5 µm or less. Array manufacturing method.
前記シンチレータアレイの製造方法において、前記シンチレータのピースから作成される
シンチレータ素子の反射層と接する面をプラズマ処理またはコロナ放電処理の少なくとも
いずれか一方を行なうことを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載のセラ
ミックシンチレータアレイの製造方法。
14. The method of manufacturing a scintillator array, wherein at least one of plasma treatment and corona discharge treatment is performed on a surface of the scintillator element formed from the scintillator piece in contact with a reflective layer. A method for producing a ceramic scintillator array according to claim 1.
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のセラミックシンチレータアレイを具備し、
入射した放射線に応じて前記セラミックシンチレータアレイを発光させる蛍光発生手段と
、前記蛍光発生手段からの光を受け、前記光の出力を電気的出力に変換する光電変換手段
とを具備することを特徴とする放射線検出器。
A ceramic scintillator array according to any one of claims 1 to 9,
Fluorescence generating means for emitting light from the ceramic scintillator array in response to incident radiation, and photoelectric conversion means for receiving light from the fluorescence generating means and converting the output of the light into an electrical output Radiation detector.
前記蛍光発生手段は、前記セラミックシンチレータ材料からなるシンチレータプレートを
スライスまたは溝きりの少なくともいずれか一方の加工をして作製した素子を縦横方向に
複数集積して構成したシンチレータアレイを有することを特徴とする請求項15に記載の
放射線検出器。
The fluorescence generating means has a scintillator array configured by stacking a plurality of elements in vertical and horizontal directions, which are produced by processing a scintillator plate made of the ceramic scintillator material by at least one of slicing and grooving. The radiation detector according to claim 15.
前記蛍光発生手段は複数のチャンネルを備え、前記複数のチャンネルはそれぞれ前記シン
チレータ材料をスライスして作製した複数のセグメントを、それぞれ前記複数のチャンネ
ルの配列方向と略直交する方向に集積した構成を有することを特徴とする請求項15乃至
請求項16のいずれか1項に記載の放射線検出器。
The fluorescence generating means includes a plurality of channels, and each of the plurality of channels has a configuration in which a plurality of segments prepared by slicing the scintillator material are integrated in a direction substantially perpendicular to the arrangement direction of the plurality of channels. The radiation detector according to claim 15, wherein the radiation detector is a radiation detector.
被検査体に向けて放射線を照射する放射線源と、前記被検査体を透過した放射線を検出
する、請求項15乃至請求項17のいずれか1項に記載の放射線検出器とを具備すること
を特徴とする放射線検査装置。
A radiation source for irradiating radiation toward the object to be inspected and a radiation detector according to any one of claims 15 to 17 for detecting the radiation transmitted through the object to be inspected. Characteristic radiological examination apparatus.
前記放射線検査装置はX線断層写真撮影装置であることを特徴とする請求項18記載の放
射線検査装置。
The radiation inspection apparatus according to claim 18, wherein the radiation inspection apparatus is an X-ray tomography apparatus.
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