JP2019182672A - Method for producing glass for radiation detection - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a glass for radiation detection having a low pre-dose value.SOLUTION: The present invention provides a method for producing a glass for radiation detection by heating and melting raw materials for molding. The raw materials for AlOused herein are aluminum metaphosphate with an average particle size Dof 50-500 μm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は放射線の線量当量を計測するために好適な放射線検出用ガラスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a radiation detection glass suitable for measuring a dose equivalent of radiation.

放射線検出用ガラスは、放射線被ばく線量を測定するための検出物質として、医療分野、原子力分野等の放射線を取り扱う分野において広く用いられている。なお、ここで放射線とはベータ線、ガンマ線またはエックス線等を指す。一般に放射線検出用ガラスには、銀リン酸系ガラスが用いられている(例えば特許文献1参照)。このガラスに放射線を照射すると、ガラス中に正孔と電子が生成し、生成した正孔と電子がガラス中のAgイオンに捕捉されてAg2+、Agとなる。ガラス中のAg2+、Agを、波長300〜400nmの紫外光により励起すると蛍光を発する(ラジオフォトルミネッセンス現象、以下「RPL現象」と示す。)。 Radiation detection glass is widely used as a detection substance for measuring the radiation exposure dose in fields dealing with radiation, such as the medical field and the nuclear field. Here, radiation refers to beta rays, gamma rays, X-rays, or the like. In general, silver phosphate glass is used for radiation detection glass (see, for example, Patent Document 1). When this glass is irradiated with radiation, holes and electrons are generated in the glass, and the generated holes and electrons are captured by Ag + ions in the glass to become Ag 2+ and Ag 0 . When Ag 2+ and Ag 0 in glass are excited by ultraviolet light having a wavelength of 300 to 400 nm, fluorescence is emitted (radioluminescence phenomenon, hereinafter referred to as “RPL phenomenon”).

RPL現象による蛍光強度は照射された放射線の線量当量(以下、「放射線量」と記す。)に比例するので、蛍光強度を測定する事により放射線量を計測する事が出来る。このガラスの放射線量に対する蛍光検出感度は、ガラスの組成に応じて変化する。RPL現象によってガラス中に生成した蛍光中心は近接配位原子との相互作用により安定化し、室温下では蛍光中心の消失が起こらないため、長期間にわたり放射線量の計測が可能である。また、ガラス中に生成した蛍光中心は加熱処理により消失するため、繰り返して使用することが可能である。   Since the fluorescence intensity due to the RPL phenomenon is proportional to the dose equivalent (hereinafter referred to as “radiation dose”) of the irradiated radiation, the radiation dose can be measured by measuring the fluorescence intensity. The fluorescence detection sensitivity with respect to the radiation dose of the glass varies depending on the composition of the glass. The fluorescence center generated in the glass by the RPL phenomenon is stabilized by the interaction with the coordinating coordination atom, and the disappearance of the fluorescence center does not occur at room temperature. Therefore, the radiation dose can be measured over a long period of time. Moreover, since the fluorescence center produced | generated in glass lose | disappears by heat processing, it can be used repeatedly.

特開2016−145145号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-145145

しかしながら、特許文献1に記載されているガラスは、放射線未照射時にガラス自身が有する蛍光(以下、「プレドーズ」と示す。)が多く、放射線量の計測を阻害するという問題がある。   However, the glass described in Patent Document 1 has a problem that there is a lot of fluorescence (hereinafter referred to as “pre-dose”) that the glass itself has when not irradiated with radiation, which hinders measurement of radiation dose.

以上に鑑み、本発明は、低いプレドーズ値を有する放射線検出用ガラスの製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a method for producing a glass for radiation detection having a low predose value.

本発明者等は種々の実験を行った結果、Al原料として用いるメタリン酸アルミニウムの粒子径が放射線検出用ガラスのプレドーズ値に大きく影響を及ぼすことを見出した。具体的には、Al原料として粒子径が大きいメタリン酸アルミニウムを用いて溶融すると融点の高いAlが溶け残りやすく、放射線検出用ガラス中にAlのブツが発生しやすい。発生したAlのブツが多重散乱を引き起し、放射線検出用ガラスのプレドーズ値を上昇させる。また、Al原料として粒子径が小さいメタリン酸アルミニウムを用いて溶融すると、メタリン酸アルミニウムと他の原料(特に炭酸塩原料)とが溶融初期時に反応しやすく、CO等のガスを多量に発生する。発生したガスが溶融雰囲気の酸素分圧を低下させるため、ガラスが還元されAgが発生し、放射線検出用ガラスのプレドーズ値を上昇させていることを突きとめた。なお、本発明において、化学式Al(POで表されるものを総称して「メタリン酸アルミニウム」とする。 As a result of various experiments, the present inventors have found that the particle diameter of aluminum metaphosphate used as the Al 2 O 3 raw material greatly affects the pre-dose value of the radiation detection glass. Specifically, Al 2 O 3 greater aluminum metaphosphate particle size having a high melting point Al 2 O 3 tends undissolved when melted as starting materials, hard spots of Al 2 O 3 is generated in the glass for radiation detection Cheap. The generated Al 2 O 3 bumps cause multiple scattering and raise the pre-dose value of the glass for radiation detection. In addition, when aluminum metaphosphate having a small particle diameter is used as the Al 2 O 3 raw material, aluminum metaphosphate and other raw materials (especially carbonate raw materials) easily react at the initial stage of melting, and a large amount of gas such as CO 2 is used. Occurs. Since the generated gas lowers the oxygen partial pressure of the molten atmosphere, it was found that the glass was reduced and Ag 0 was generated, increasing the pre-dose value of the radiation detection glass. In the present invention, those represented by the chemical formula Al (PO 3 ) 3 are collectively referred to as “aluminum metaphosphate”.

即ち、本発明の放射線検出用ガラスの製造方法は、原料を加熱溶融し、成形して放射線検出用ガラスを製造する方法であって、Al原料として、平均粒子径D50が50〜500μmであるメタリン酸アルミニウムを用いることを特徴とする。このようにメタリン酸アルミニウムの粒子径を制御すると、低いプレドーズ値を有する放射線検出用ガラスを作製しやすくなる。 That is, the method for producing a radiation detection glass of the present invention is a method for producing a radiation detection glass by heating and melting a raw material and molding the raw material, and an average particle diameter D 50 is 50 to 50 as an Al 2 O 3 raw material. It is characterized by using aluminum metaphosphate having a thickness of 500 μm. Controlling the particle diameter of aluminum metaphosphate in this way makes it easy to produce a radiation detection glass having a low pre-dose value.

本発明の放射線検出用ガラスの製造方法は、放射線検出用ガラスが、モル%で、SiO+B 0.1〜30%、SiO 0〜20%、B 0〜10%、P 40〜70%、Al 10〜30%、NaO 10〜35%、AgO 0.01〜2%を含有することが好ましい。 The method of manufacturing the radiation detection glasses of the present invention, the radiation detection glass, in mol%, SiO 2 + B 2 O 3 0.1~30%, SiO 2 0~20%, B 2 O 3 0~10% , P 2 O 5 40~70%, Al 2 O 3 10~30%, Na 2 O 10~35%, preferably contains Ag 2 O 0.01~2%.

本発明によれば、低いプレドーズ値を有する放射線検出用ガラスの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the glass for radiation detection which has a low predose value can be provided.

本発明の放射線検出用ガラスの製造方法は、Al原料として、平均粒子径D50が50〜500μmであるメタリン酸アルミニウムを用いた原料を加熱溶融することを特徴とする。 Method for manufacturing the radiation detection glasses of the present invention, Al as 2 O 3 raw material, the average particle diameter D 50, characterized in that the heating and melting a raw material with aluminum metaphosphate is 50 to 500 [mu] m.

上述した通り、Al原料として、平均粒子径D50が50〜500μmであるメタリン酸アルミニウムを用いると、プレドーズ値を上昇させるAlのブツ及びAgが発生しにくくなり、放射線検出用ガラスのプレドーズ値を低くすることができる。 As described above, when aluminum metaphosphate having an average particle diameter D50 of 50 to 500 μm is used as the Al 2 O 3 raw material, it is difficult to generate Al 2 O 3 flutter and Ag 0 that increase the pre-dose value, and radiation. The pre-dose value of the detection glass can be lowered.

メタリン酸アルミニウムの平均粒子径D50は、50〜500μmであり、70〜450μm、特に100〜400μmであることが好ましい。平均粒子径D50が小さすぎると、溶融雰囲気の酸素分圧が低下しやすいため、ガラスが還元されAgが発生しやすくなる。一方、平均粒子径D50が大きすぎると、ガラス中にAlのブツが発生しやすくなる。 The average particle diameter D 50 of aluminum metaphosphate is 50 to 500 μm, preferably 70 to 450 μm, and particularly preferably 100 to 400 μm. When the average particle diameter D 50 is too small, the oxygen partial pressure of the molten atmosphere tends to deteriorate, Ag 0 glass is reduced is likely to occur. On the other hand, when the average particle diameter D 50 is too large, hard spots of Al 2 O 3 is more likely to occur in the glass.

次に、放射線検出用ガラスの製造方法について具体的に説明する。ただし、本発明は、これに制限されるものではない。   Next, the manufacturing method of the glass for radiation detection is demonstrated concretely. However, the present invention is not limited to this.

まず、所望の組成となるように原料粉末を調合する。ここで、原料粉末にはAl原料として平均粒子径D50が50〜500μmであるメタリン酸アルミニウムを使用する。次に調合した原料粉末をガラス溶融坩堝へ投入し、均質なガラスが得られるまで溶融する。次いで、溶融ガラスをカーボン板等の上に流し出し、板状に成形した後、常温まで徐冷することにより、放射線検出用ガラスを得る。徐冷条件としては、例えば、徐冷点より約20℃高い温度から約2℃/分で降温することが好ましい。なお、Al原料として平均粒子径D50が50〜500μmであるメタリン酸アルミニウムのみを使用することが好ましいが、その他のAl原料を20質量%まで使用しても差し支えない。 First, raw material powder is prepared so as to have a desired composition. Here, aluminum metaphosphate having an average particle diameter D50 of 50 to 500 μm is used as the raw material powder as the Al 2 O 3 raw material. Next, the prepared raw material powder is put into a glass melting crucible and melted until a homogeneous glass is obtained. Next, the molten glass is poured onto a carbon plate or the like, formed into a plate shape, and then slowly cooled to room temperature, thereby obtaining a radiation detection glass. As the slow cooling conditions, for example, it is preferable to lower the temperature from about 20 ° C. higher than the slow cooling point at about 2 ° C./min. Although it is preferred that the average particle size D 50 as Al 2 O 3 raw material using only aluminum metaphosphate is 50 to 500 [mu] m, no problem even using other Al 2 O 3 raw material up to 20% by weight.

また、上述した通り溶融時の酸素分圧が低下するとAg成分が還元されやすくなり、ガラス中にAgが発生しやすくなる。そこで、メタリン酸アルミニウムの粒子径を制御することに加えて、溶融温度を1000〜1400℃と低くする方法、溶融雰囲気に酸化性ガスを導入する方法、原料として酸化剤である硝酸塩を使用する方法等を併用すると、さらに溶融時の酸素分圧が低下しにくくなる。なお、酸化性ガスとしては、酸素、オゾン、窒素酸化物(亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素等)等が挙げられる。また、硝酸塩としては、硝酸銀、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム等を用いることができる。 Further, as described above, when the oxygen partial pressure at the time of melting is lowered, the Ag component is easily reduced, and Ag 0 is easily generated in the glass. Therefore, in addition to controlling the particle diameter of aluminum metaphosphate, a method of lowering the melting temperature to 1000 to 1400 ° C., a method of introducing an oxidizing gas into the molten atmosphere, and a method of using nitrate as an oxidant as a raw material When used together, the oxygen partial pressure at the time of melting becomes more difficult to decrease. Examples of the oxidizing gas include oxygen, ozone, and nitrogen oxides (nitrous oxide, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, etc.). Further, as the nitrate, silver nitrate, aluminum nitrate, sodium nitrate or the like can be used.

なお、ガラス溶融坩堝の材質としては、SiO、Al等が挙げられる。なお、一般的なガラス溶融坩堝の材質であるPt、Rhは、ガラスを還元してAg量を増加させ、放射線検出用ガラスのプレドーズ値を上昇させる傾向があるため、放射線検出用ガラスの製造には不適である。 Examples of the material of the glass melting crucible include SiO 2 and Al 2 O 3 . In addition, Pt and Rh, which are general glass melting crucible materials, tend to reduce the glass to increase the amount of Ag 0 and increase the pre-dose value of the radiation detection glass. Not suitable for.

次に、放射線検出用ガラスを用いて蛍光強度測定を行った後、再生する一連の流れについて説明する。   Next, a series of flows to be regenerated after measuring fluorescence intensity using radiation detection glass will be described.

(自然放射線による蛍光中心の消失)
まず、得られた放射線検出用ガラスの両面を光学研磨面(鏡面)となるように研磨した後、熱処理し、自然放射線によって形成された蛍光中心を消失させる。
(Disappearance of fluorescent center by natural radiation)
First, both surfaces of the obtained radiation detection glass are polished so as to be optically polished surfaces (mirror surfaces), and then heat-treated, so that the fluorescence centers formed by natural radiation disappear.

(放射線量の測定)
続いて、放射線検出用ガラスが受けた放射線量を測定する。具体的には、放射線検出用ガラスに放射線が照射されると、ガラス中にAg2+、Agが形成される。その後、下記の熱処理条件で熱処理し蛍光強度を安定化した後、紫外光を照射して蛍光強度を測定する。この蛍光強度から放射線量を算出する。
(Measurement of radiation dose)
Subsequently, the radiation dose received by the radiation detection glass is measured. Specifically, when radiation is applied to the radiation detection glass, Ag 2+ and Ag 0 are formed in the glass. Thereafter, heat treatment is performed under the following heat treatment conditions to stabilize the fluorescence intensity, and then ultraviolet light is irradiated to measure the fluorescence intensity. The radiation dose is calculated from this fluorescence intensity.

熱処理温度は、(ガラス転移点/4)〜(ガラス転移点/2.5)、特に(ガラス転移点/3.5)〜(ガラス転移点/2.7)であることが好ましい。熱処理温度が低すぎると、蛍光強度が安定化しにくく、放射線量測定値の再現性が低くなり易い。一方、熱処理温度が高すぎると、長期保管時に蛍光強度が低下し易く、放射線量測定値の再現性が低くなり易い。具体的には、熱処理温度は、105〜200℃、特に110〜180℃であることが好ましい。また、熱処理時間は、10〜120分、特に20〜70分であることが好ましい。熱処理時間が短過ぎると、ガラス内部にまで熱が伝わりにくいため、蛍光強度が安定化しにくく、放射線量測定値の再現性が低くなり易い。一方、熱処理時間が長過ぎると、長期保管時に蛍光強度が低下し易く、放射線量測定値の再現性が低くなり易い。   The heat treatment temperature is preferably (glass transition point / 4) to (glass transition point / 2.5), particularly preferably (glass transition point / 3.5) to (glass transition point / 2.7). If the heat treatment temperature is too low, the fluorescence intensity is difficult to stabilize and the reproducibility of the radiation dose measurement value tends to be low. On the other hand, if the heat treatment temperature is too high, the fluorescence intensity tends to decrease during long-term storage, and the reproducibility of the radiation dose measurement values tends to be low. Specifically, the heat treatment temperature is preferably 105 to 200 ° C, particularly 110 to 180 ° C. Moreover, it is preferable that the heat processing time is 10 to 120 minutes, especially 20 to 70 minutes. If the heat treatment time is too short, heat is not easily transmitted to the inside of the glass, so that the fluorescence intensity is difficult to stabilize and the reproducibility of the radiation dose measurement value tends to be low. On the other hand, if the heat treatment time is too long, the fluorescence intensity tends to decrease during long-term storage, and the reproducibility of the radiation dose measurement value tends to be low.

(ガラスの再生)
蛍光強度測定後のガラスを下記の熱処理条件で熱処理することにより、ガラスを再生(再利用)することができる。
(Regeneration of glass)
By heat-treating the glass after the fluorescence intensity measurement under the following heat treatment conditions, the glass can be regenerated (reused).

熱処理温度は、(ガラス転移点−80℃)〜(ガラス転移点−10℃)、(ガラス転移点−55℃)〜(ガラス転移点−15℃)、(ガラス転移点−40℃)〜(ガラス転移点−15℃)、特に(ガラス転移点−25℃)〜(ガラス転移点−20℃)であることが好ましい。熱処理温度が低すぎると、ガラス中に形成された蛍光中心を十分に消失させにくく、ガラスを再生し難くなる。一方、熱処理温度が高すぎると、ガラス表面の銀イオン濃度が高まりガラスが変質しやすくなるため、ガラスを再生し難くなる。具体的には、熱処理温度は、420〜500℃、430〜490℃、440〜480℃、特に450〜470℃であることが好ましい。また、熱処理時間は、20〜150分、30〜120分、40〜90分、特に50〜70分であることが好ましい。熱処理時間が短過ぎると、ガラス内部にまで熱が伝わりにくいため、ガラス中に形成された蛍光中心を十分に消失させにくく、ガラスを再生し難くなる。一方、熱処理時間が長過ぎると、ガラス表面の銀イオン濃度が高まりガラスが変質しやすくなるため、ガラスを再生し難くなる。なお、ガラスを再生することにより、繰り返し使用することが可能になる。使用回数が多いほど、コストダウンに繋がることは言うまでもない。なお、自然放射線によって形成された蛍光中心を消失させる際の熱処理条件も上記と同様にすることが好ましい。   The heat treatment temperatures are (glass transition point-80 ° C) to (glass transition point-10 ° C), (glass transition point-55 ° C) to (glass transition point-15 ° C), (glass transition point-40 ° C) to ( It is preferable that they are (glass transition point -15 degreeC), especially (glass transition point -25 degreeC)-(glass transition point -20 degreeC). When the heat treatment temperature is too low, the fluorescent centers formed in the glass are not easily lost, and it is difficult to regenerate the glass. On the other hand, if the heat treatment temperature is too high, the silver ion concentration on the glass surface increases and the glass tends to be altered, making it difficult to regenerate the glass. Specifically, the heat treatment temperature is preferably 420 to 500 ° C, 430 to 490 ° C, 440 to 480 ° C, particularly 450 to 470 ° C. The heat treatment time is preferably 20 to 150 minutes, 30 to 120 minutes, 40 to 90 minutes, particularly 50 to 70 minutes. If the heat treatment time is too short, heat is not easily transmitted to the inside of the glass, so that the fluorescence centers formed in the glass are not easily lost and the glass is difficult to regenerate. On the other hand, if the heat treatment time is too long, the concentration of silver ions on the glass surface increases and the glass tends to be altered, making it difficult to regenerate the glass. In addition, it becomes possible to use repeatedly by reproducing | regenerating glass. It goes without saying that the more the number of uses, the lower the cost. In addition, it is preferable that the heat treatment conditions for erasing the fluorescent center formed by natural radiation are the same as described above.

次に、本発明で製造する放射線検出用ガラスについて説明する。   Next, the radiation detection glass produced in the present invention will be described.

放射線検出用ガラスは、モル%で、SiO+B 0.1〜30%、SiO 0〜20%、B 0〜10%、P 40〜70%、Al 10〜30%、NaO 10〜35%、AgO 0.01〜2%を含有することが好ましい。 The glass for radiation detection is mol%, SiO 2 + B 2 O 3 0.1-30%, SiO 2 0-20%, B 2 O 3 0-10%, P 2 O 5 40-70%, Al 2. O 3 10~30%, Na 2 O 10~35%, preferably contains Ag 2 O 0.01~2%.

ガラス組成を上記のように限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、特に断りのない限り、「%」は「モル%」を意味する。   The reason for limiting the glass composition as described above is shown below. In the description of the content of each component, “%” means “mol%” unless otherwise specified.

SiO及びBは、ガラスの耐候性を高めるために重要な成分であり、また蛍光検出感度を高める成分である。SiO+Bの含有量は0.1〜30%、0.2〜28%、0.3〜25%、0.5〜19%、0.7〜17%、1〜15%、特に1.5〜10%であることが好ましい。SiO+Bの含有量が少なすぎると、耐候性が著しく低下し易い。一方、SiO+Bの含有量が多過ぎると、ガラス化し難くなることに加えて、逆に耐候性が低下し易くなる。なお、「SiO+B」は、SiO及びBの含有量の合量を意味する。 SiO 2 and B 2 O 3 are important components for increasing the weather resistance of the glass, and are components for increasing the fluorescence detection sensitivity. The content of SiO 2 + B 2 O 3 is 0.1-30%, 0.2-28%, 0.3-25%, 0.5-19%, 0.7-17%, 1-15%, In particular, it is preferably 1.5 to 10%. When the content of SiO 2 + B 2 O 3 is too small, easy to weather resistance is significantly reduced. On the other hand, when the content of SiO 2 + B 2 O 3 is too large, in addition to being difficult to vitrify, weather resistance tends to decrease conversely. “SiO 2 + B 2 O 3 ” means the total content of SiO 2 and B 2 O 3 .

SiO及びBの含有量の好ましい範囲は以下の通りである。 Preferable ranges of the contents of SiO 2 and B 2 O 3 are as follows.

SiOは、ガラスの耐候性を高めるために重要な成分であり、また蛍光検出感度、ガラスの機械的強度を高める成分である。SiOの含有量は0〜20%、0.1〜20%、0.2〜19%、0.3〜18%、0.5〜17%、0.7〜16%、1〜15%、特に1.5〜10%であることが好ましい。SiOの含有量が多過ぎると、溶融性が低下しガラス化し難くなることに加えて、クリストバライト等の失透結晶が析出し易くなる。 SiO 2 is an important component for increasing the weather resistance of glass, and is a component for increasing fluorescence detection sensitivity and mechanical strength of glass. The content of SiO 2 is 0-20%, 0.1-20%, 0.2-19%, 0.3-18%, 0.5-17%, 0.7-16%, 1-15% In particular, it is preferably 1.5 to 10%. When the content of SiO 2 is too large, in addition to meltability it becomes difficult to vitrify reduced devitrification crystals cristobalite tends to precipitate.

は、ガラスの耐候性を高めるために重要な成分であり、また蛍光検出感度を高める成分である。Bの含有量は0〜10%、0.1〜10%、0.1〜9%、0.5〜8%、0.7〜7%、1〜6%、特に1.5〜5%であることが好ましい。Bの含有量が多過ぎると、分相によってガラス化し難くなることに加えて、逆に耐候性が低下し易くなる。 B 2 O 3 is an important component for increasing the weather resistance of the glass and is a component for increasing the fluorescence detection sensitivity. The content of B 2 O 3 is 0 to 10%, 0.1 to 10%, 0.1 to 9%, 0.5 to 8%, 0.7 to 7%, 1 to 6%, particularly 1.5. It is preferably ˜5%. When the content of B 2 O 3 is too large, in addition to being difficult to vitrification by phase separation, the weather resistance tends to decrease conversely.

は、ガラスの骨格を形成する主成分である。Pの含有量は40〜70%、45〜67%、47〜65%、50〜63%、特に55〜63%であることが好ましい。Pの含有量が少な過ぎると、蛍光検出感度の低下が起こり易く、またガラスが分相、失透し易くなる。一方、Pの含有量が多過ぎると、溶融性が低下しガラス化し難くなる。 P 2 O 5 is a main component forming a glass skeleton. The content of P 2 O 5 is preferably 40 to 70%, 45 to 67%, 47 to 65%, 50 to 63%, particularly 55 to 63%. When the content of P 2 O 5 is too small, the fluorescence detection sensitivity is likely to decrease, and the glass is likely to undergo phase separation and devitrification. On the other hand, when the content of P 2 O 5 is too large, the melting property becomes difficult to vitrify reduced.

Alは、ガラスの耐候性を高める成分であると共に、分相、失透を抑制する成分である。Alの含有量は10〜30%、11〜28%、13〜26%、14〜24%、特に15〜23%であることが好ましい。Alの含有量が少な過ぎると、耐候性が低下し易くなる。一方、Alの含有量が多過ぎると、溶融性が低下しガラス化し難くなる。 Al 2 O 3 is a component that enhances the weather resistance of glass and a component that suppresses phase separation and devitrification. The content of Al 2 O 3 is preferably 10 to 30%, 11 to 28%, 13 to 26%, 14 to 24%, particularly preferably 15 to 23%. When the content of Al 2 O 3 is too small, the weather resistance tends to decrease. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is too large, the melting property becomes difficult to vitrify reduced.

/(SiO+B+Al)は1.5以上、1.6以上、特に1.7以上であることが好ましい。P/(SiO+B+Al)が小さ過ぎると分相や失透が起り易くなって、ガラス化し難くなる。また、P/(SiO+B+Al)の上限は特に限定されないが、P/(SiO+B+Al)が大き過ぎるとガラス化し難くなったり、耐候性が低下し易くなるため、5以下、4.5以下、特に4以下であることが好ましい。なお、「P/(SiO+B+Al)」はPの含有量をSiO、B及びAlの合量で除した値を指す。 P 2 O 5 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is preferably 1.5 or more, 1.6 or more, and particularly preferably 1.7 or more. If P 2 O 5 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is too small, phase separation or devitrification is likely to occur, and vitrification becomes difficult. The upper limit of P 2 O 5 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3) is not particularly limited, P 2 O 5 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3) is too large vitrification Since it becomes difficult and the weather resistance tends to decrease, it is preferably 5 or less, 4.5 or less, particularly 4 or less. “P 2 O 5 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 )” is a value obtained by dividing the content of P 2 O 5 by the total amount of SiO 2 , B 2 O 3 and Al 2 O 3. Point to.

/(B+Al)は1.5以上、1.6以上、特に1.7以上であることが好ましい。P/(B+Al)が小さ過ぎると分相や失透が起り易くなって、ガラス化し難くなる。また、P/(B+Al)の上限は特に限定されないが、現実的には、5以下、4.5以下、特に4以下であることが好ましい。なお、「P/(B+Al)」はPの含有量をB及びAlの合量で除した値を指す。 P 2 O 5 / (B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is preferably 1.5 or more, 1.6 or more, and particularly preferably 1.7 or more. If P 2 O 5 / (B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is too small, phase separation and devitrification are likely to occur, and vitrification becomes difficult. In addition, the upper limit of P 2 O 5 / (B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is not particularly limited, but practically, it is preferably 5 or less, 4.5 or less, particularly 4 or less. “P 2 O 5 / (B 2 O 3 + Al 2 O 3 )” indicates a value obtained by dividing the content of P 2 O 5 by the total amount of B 2 O 3 and Al 2 O 3 .

NaOはガラス融液の粘度を下げて、溶融性を顕著に高める成分であると共に、蛍光検出感度を高める成分である。NaOの含有量は10〜35%、11〜33%、13〜30%、14〜28%、特に15〜25%であることが好ましい。NaOの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下し易くなることに加えて、蛍光検出感度が低下しやすくなる。一方、NaOの含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。 Na 2 O is a component that lowers the viscosity of the glass melt and remarkably increases the meltability, and also increases the fluorescence detection sensitivity. The content of Na 2 O is preferably 10 to 35%, 11 to 33%, 13 to 30%, 14 to 28%, particularly preferably 15 to 25%. When the content of Na 2 O is too small, in addition to the meltability being easily lowered, the fluorescence detection sensitivity is liable to be lowered. On the other hand, when the content of Na 2 O is too large, the weather resistance tends to decrease.

AgOはRPL現象によって蛍光中心を形成するための重要な成分である。AgOの含有量は、0.01〜2%、0.01〜1%、特に0.01〜0.5%であることが好ましい。AgOの含有量が少な過ぎると蛍光検出感度が低下し易くなる。一方、AgOの含有量が多過ぎると耐候性が低下し易くなる。 Ag 2 O is an important component for forming a fluorescence center by the RPL phenomenon. The content of Ag 2 O is preferably 0.01 to 2%, 0.01 to 1%, and particularly preferably 0.01 to 0.5%. When the content of Ag 2 O is too small fluorescence detection sensitivity is liable to decrease. On the other hand, the weather resistance tends to decrease when the content of Ag 2 O is too large.

本発明における放射線検出用ガラスは、上記成分以外にも例えば以下の成分を含有することができる。   The glass for radiation detection in the present invention may contain, for example, the following components in addition to the above components.

MgOはガラスの耐候性を高める成分である。MgOの含有量は0〜10%、0〜7%、特に0〜4%であることが好ましい。MgOの含有量が多過ぎると、液相温度が上昇して、リン酸マグネシウム等の失透結晶が析出し易くなる。   MgO is a component that enhances the weather resistance of glass. The content of MgO is preferably 0 to 10%, 0 to 7%, particularly preferably 0 to 4%. When there is too much content of MgO, liquidus temperature will rise and devitrification crystals, such as magnesium phosphate, will precipitate easily.

ZnOはガラスの分相、失透を抑制する成分である。ZnOの含有量は0〜10%、0〜7%、特に0〜4%であることが好ましい。ZnOの含有量が多過ぎると、耐候性、蛍光検出感度が低下し易くなる。   ZnO is a component that suppresses phase separation and devitrification of glass. The content of ZnO is preferably 0 to 10%, 0 to 7%, particularly preferably 0 to 4%. When there is too much content of ZnO, a weather resistance and fluorescence detection sensitivity will fall easily.

CaO、SrO及びBaOはガラスの耐候性を高める成分である。CaO+SrO+BaOの含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。CaO+SrO+BaOの含有量が多すぎると蛍光検出感度が低下し易くなり、また液相温度が低下して、リン酸塩等の失透結晶が析出し易くなる。   CaO, SrO and BaO are components that enhance the weather resistance of the glass. The content of CaO + SrO + BaO is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%. If the content of CaO + SrO + BaO is too large, the fluorescence detection sensitivity tends to be lowered, and the liquidus temperature is lowered, so that devitrified crystals such as phosphates are likely to precipitate.

なお、CaO、SrO及びBaOの含有量の好ましい範囲は以下の通りである。   In addition, the preferable range of content of CaO, SrO, and BaO is as follows.

CaOの含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。   The content of CaO is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%.

SrOの含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。   The SrO content is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%.

BaOの含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。   The content of BaO is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%.

放射線検出用ガラスのガラス転移点は600℃以下、550℃以下、特に530℃以下であることが好ましい。ガラス転移点が高すぎると、上述した熱処理温度が高くなるため、熱処理時にB、P、NaOが蒸発し組成ズレが起こりやすくなり、所望の特性が得にくくなる。ガラス転移点の下限は特に限定されないが、現実的には300℃以上である。 The glass transition point of the glass for radiation detection is preferably 600 ° C. or lower, 550 ° C. or lower, and particularly preferably 530 ° C. or lower. If the glass transition point is too high, the above-described heat treatment temperature becomes high, so that B 2 O 3 , P 2 O 5 , and Na 2 O evaporate during the heat treatment, and composition deviation tends to occur, making it difficult to obtain desired characteristics. The lower limit of the glass transition point is not particularly limited, but is practically 300 ° C. or higher.

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples. The following examples are merely illustrative. The present invention is not limited to the following examples.

表1は、本発明の実施例(No.1〜5)及び比較例(No.6、7)を示している。   Table 1 shows examples (Nos. 1 to 5) and comparative examples (Nos. 6 and 7) of the present invention.

まず、モル%で、SiO 2%、P 55%、Al 13%、NaO 29.9%、AgO 0.1%の組成になるように調合したガラスバッチをシリカガラス坩堝に投入し、1200℃で4時間溶融した。ここで、Al原料としては、表1に記載の平均粒子径D50を有するメタリン酸アルミニウムを用いた。また、その他の成分の原料は、通常のガラスに使用される高純度原料を選定した。なお、平均粒子径D50は、レーザー回折法により求めた。次いで、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、板形状に成形した後、徐冷点より20℃程度高い温度から2℃/分で常温まで徐冷し、放射線検出用ガラスを得た。得られた各試料について、ブツ、プレドーズ値を評価した。 First, in mol%, SiO 2 2%, P 2 O 5 55%, Al 2 O 3 13%, Na 2 O 29.9%, the glass batch which is prepared to have the Ag 2 O 0.1% of the composition Was put into a silica glass crucible and melted at 1200 ° C. for 4 hours. Here, as the Al 2 O 3 raw material, aluminum metaphosphate having an average particle diameter D 50 described in Table 1 was used. Moreover, the raw material of other components selected the high purity raw material used for normal glass. The average particle diameter D 50 was determined by laser diffraction method. Next, the molten glass was poured onto a carbon plate and formed into a plate shape, and then slowly cooled from a temperature about 20 ° C. higher than the annealing point to room temperature at 2 ° C./min to obtain a radiation detection glass. About each obtained sample, the roughness and the pre-dose value were evaluated.

ブツは次のようにして評価した。得られた試料を光学顕微鏡にて観察を行った。ブツが観察されなかったものを「○」、ブツが観察されたものを「×」とした。   Evaluation was made as follows. The obtained sample was observed with an optical microscope. The case where no irregularities were observed was indicated by “◯”, and the case where irregularities were observed was denoted by “X”.

プレドーズ値の評価には、両面を光学研磨面(鏡面)となるように研磨した試料を使用した。試料を400℃で1時間熱処理する事で、自然放射線によって形成された蛍光中心を消失させた後、試料の光学研磨面に紫外光を照射して測定した蛍光強度をプレドーズ値とした。   For evaluation of the pre-dose value, a sample whose both surfaces were polished so as to be an optically polished surface (mirror surface) was used. The sample was heat treated at 400 ° C. for 1 hour so that the fluorescence center formed by natural radiation disappeared, and then the fluorescence intensity measured by irradiating the sample with optical light with ultraviolet light was defined as a pre-dose value.

表1から明らかなように、本発明の実施例であるNo.1〜5の試料は、ブツが確認されず、プレドーズ値も48〜65と低かった。一方、比較例であるNo.6の試料は、プレドーズ値が168と高かった。No.7の試料は、ブツが存在しており、プレドーズ値も172と高かった。   As is apparent from Table 1, No. 1 as an example of the present invention. In the samples 1 to 5, no irregularity was confirmed, and the pre-dose value was 48 to 65, which was low. On the other hand, No. which is a comparative example. Sample 6 had a high pre-dose value of 168. No. Sample No. 7 had bumps and had a high pre-dose value of 172.

本発明の放射線検出用ガラスの製造方法は、放射線の個人被ばく線量計、環境中の放射線計測、放射線治療時の患者の被ばく量モニタリング等に用いる放射線検出用ガラスの製造方法として好適である。なお、ここで放射線とはベータ線、ガンマ線またはエックス線等を指す。
The method for producing glass for radiation detection according to the present invention is suitable as a method for producing glass for radiation detection used for personal exposure dosimeters of radiation, radiation measurement in the environment, monitoring of patient exposure during radiation therapy, and the like. Here, radiation refers to beta rays, gamma rays, X-rays, or the like.

Claims (2)

原料を加熱溶融し、成形して放射線検出用ガラスを製造する方法であって、
Al原料として、平均粒子径D50が50〜500μmであるメタリン酸アルミニウムを用いることを特徴とする放射線検出用ガラスの製造方法。
A method for producing a glass for radiation detection by heating and melting a raw material,
Al as 2 O 3 raw material, manufacturing method of the glass for radiation detection, characterized in that the average particle diameter D 50 used aluminum metaphosphate is 50 to 500 [mu] m.
放射線検出用ガラスが、モル%で、SiO+B 0.1〜30%、SiO 0〜20%、B 0〜10%、P 40〜70%、Al 10〜30%、NaO 10〜35%、AgO 0.01〜2%を含有することを特徴とする請求項1に記載の放射線検出用ガラスの製造方法。 The glass for radiation detection is mol%, SiO 2 + B 2 O 3 0.1-30%, SiO 2 0-20%, B 2 O 3 0-10%, P 2 O 5 40-70%, Al 2. O 3 10~30%, Na 2 O 10~35%, the manufacturing method of the radiation detecting glass according to claim 1, characterized by containing Ag 2 O 0.01~2%.
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