JP2021024924A - Storage phosphor, radiation detection element, personal dosimeter, and imaging plate - Google Patents

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健之 柳田
Takeyuki Yanagida
健之 柳田
範明 河口
Noriaki Kawaguchi
範明 河口
泰輝 小川
Yasuteru Ogawa
泰輝 小川
文耶 中村
Fumiya Nakamura
文耶 中村
康武 早川
Yasutake Hayakawa
康武 早川
大平 晃也
Akinari Ohira
晃也 大平
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Abstract

To provide a novel storage phosphor with good mechanical properties and excellent heat resistance, and a radiation detection element, a personal dosimeter, and an imaging plate that include the storage phosphor.SOLUTION: The storage phosphor comprises a sintered body of sialon and a lanthanoid element. The sialon is one of α-sialon represented by general formula (1): (M)x(Si,Al)12(O,N)16, and β-sialon represented by general formula (2): Si6-zAlzOzN8-z. In the general formula (1), M is one or more elements selected from the group consisting of Li, Mg and Ca and including at least Ca. In the general formula (1), x satisfies 0<x≤2. In the general formula (2), z satisfies 0<z≤4.2.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ストレージ蛍光体、当該ストレージ蛍光体を含む放射線検出素子、当該ストレージ蛍光体を含む個人被曝線量計及び当該ストレージ蛍光体を含むイメージングプレートに関する。 The present invention relates to a storage phosphor, a radiation detection element containing the storage phosphor, a personal exposure dosimeter containing the storage phosphor, and an imaging plate containing the storage phosphor.

本発明におけるストレージ蛍光体とは、放射線照射により何らかの状態変化を起こし、その後、何らかの励起方法で放射線照射量に応じた発光強度で発光させることができる物質を示し、熱蛍光(TL)、光刺激発光(OSL)、ラジオフォトルミネッセンス(RPL)の3種類の原理の発光の内、少なくとも1種類の発光を生じる。これらの発光原理から、ストレージ蛍光体は、放射線検出素子としてのいずれかの用途に用いることができる。本発明における放射線検出素子とは、放射線を検出する機能を持つ物体を表す。ストレージ蛍光体を用いた放射線検出素子には、医療、セキュリティ、放射線防護等の幅広い応用分野がある。例えば、放射線防護分野における個人被曝線量計、医療画像診断におけるイメージングプレート、放射線環境モニタリング等が代表的なストレージ蛍光体を用いた放射線検出素子の例である。既存のストレージ蛍光体としては、TLドシメーターに搭載されるLiF:Mg、Ti、OSLドシメーターに搭載されるAl:C、RPLドシメーターに搭載されるAg添加リン酸塩ガラス及びイメージングプレートに搭載されるBaFBr:Eu等が知られている。 The storage phosphor in the present invention refers to a substance that can undergo some state change by irradiation with radiation and then emit light with an emission intensity according to the irradiation amount by some excitation method, and is photofluorescence (TL) or photostimulation. At least one of the three principles of light emission (OSL) and radiophotoluminescence (RPL) is generated. From these emission principles, the storage phosphor can be used in any application as a radiation detection element. The radiation detection element in the present invention represents an object having a function of detecting radiation. Radiation detection devices using storage phosphors have a wide range of application fields such as medical treatment, security, and radiation protection. For example, personal exposure dosimeters in the field of radiation protection, imaging plates in medical imaging, radiation environment monitoring, etc. are examples of radiation detection elements using typical storage phosphors. Existing storage phosphors include LiF: Mg, Ti mounted on the TL dosimeter, Al 2 O 3 : C mounted on the OSL dosimeter, Ag-added phosphate glass mounted on the RPL dosimeter, and an imaging plate. BaFBr: Eu and the like are known.

一方でサイアロン粉末は良好なフォトルミネッセンス特性を示す蛍光体として、LED等に用いられてきた(例えば、特許文献1)。しかし、サイアロンのストレージ蛍光体としての性能はこれまでに報告されていなかった。その発光原理からわかる通り、ある蛍光体がストレージ蛍光を生じるかどうかは、放射線照射によって電子や正孔が捕獲中心に蓄積されるかどうか、又は放射線照射によって発光中心元素の価数変化か起きるどうかで決まる。そのため、高強度のフォトルミネッセンスを生じる蛍光体は多数存在するが、そのような蛍光体が必ずしも高強度のストレージ蛍光を生じるとは限らない。また、ある蛍光体中の捕獲中心の有無やその量、又は発光中心元素が価数変化を起こすかどうか、を事前に予測するような一般的な手法は現在までに確立されていないため、その蛍光体のストレージ蛍光体としての性能を、実験等を行わずに予測するのは極めて困難である。そのため、サイアロンがストレージ蛍光体として利用できることはこれまでに予想されていなかった。 On the other hand, Sialon powder has been used for LEDs and the like as a phosphor exhibiting good photoluminescence characteristics (for example, Patent Document 1). However, the performance of Sialon as a storage phosphor has not been reported so far. As can be seen from the emission principle, whether or not a certain phosphor produces storage fluorescence is whether or not electrons and holes are accumulated in the capture center by irradiation, or whether or not the valence of the emission center element is changed by irradiation. Determined by. Therefore, there are many phosphors that produce high-intensity photoluminescence, but such phosphors do not always produce high-intensity storage fluorescence. In addition, since a general method for predicting in advance the presence or absence of a capture center in a certain phosphor, its amount, or whether or not a luminescent center element causes a valence change has not been established so far. It is extremely difficult to predict the performance of a fluorescent substance as a storage phosphor without conducting experiments or the like. Therefore, it has not been predicted that Sialon can be used as a storage phosphor.

非特許文献1には、アルカリ土類金属ハロゲン化物系蛍光体であるBaBrCl:Eu2+が、ストレージ蛍光体としてメディカルイメージングにおいて好適に用い得ることが記載されている。非特許文献2には、無機蛍光体であるAl:Cが、ストレージ蛍光体として個人被曝線量計において好適に用い得ることが記載されている。しかしながら、これら既存のストレージ蛍光体は、機械的特性が十分でないものが多く、良好な機械的特性を備えたストレージ蛍光体の豊富化が望まれている。また、良好な機械的特性を備えたストレージ蛍光体として、希土類添加Siが挙げられるが(例えば、特許文献2)、耐熱性については改善の余地があり、例えばサイアロンと比較すると耐熱性は劣る(非特許文献3)。ストレージ蛍光体は、照射線量の情報を読み出す時や、照射線量の情報を初期化したりする時などに高温で加熱することがあるため、より耐熱性が高い物質からなるストレージ蛍光体の開発が求められていた。 Non-Patent Document 1 describes that BaBrCl: Eu 2+ , which is an alkaline earth metal halide-based phosphor, can be suitably used in medical imaging as a storage phosphor. Non-Patent Document 2 describes that the inorganic phosphor Al 2 O 3 : C can be suitably used as a storage phosphor in a personal exposure dosimeter. However, many of these existing storage phosphors do not have sufficient mechanical properties, and it is desired to enrich the storage phosphors having good mechanical properties. Further, as a storage phosphor having good mechanical properties, rare earth-added Si 3 N 4 can be mentioned (for example, Patent Document 2), but there is room for improvement in heat resistance, for example, heat resistance as compared with Sialon. Is inferior (Non-Patent Document 3). Since the storage phosphor may be heated at a high temperature when reading the irradiation dose information or initializing the irradiation dose information, it is required to develop a storage phosphor made of a substance having higher heat resistance. Was being done.

特開2002−363554号公報JP-A-2002-363554 特開2019−001982号公報JP-A-2019-001982

Paul Leblans, Dirk Vandenbroucke and Peter Willems, "Storage Phosphors for Medical Imaging", Materials, 4 (6), 1034-1086 (2011)Paul Leblans, Dirk Vandenbroucke and Peter Willems, "Storage Phosphors for Medical Imaging", Materials, 4 (6), 1034-1086 (2011) Bhuwan C. Bhatt, "THERMOLUMINESCENCE, OPTICALLY STIMULATED LUMINESCENCE AND RADIOPHOTOLUMINESCENCE DOSIMETRY: AN OVERALL PERSPECTIVE", Radiation Protection and Environment, 34 (1), 6-16 (2011)Bhuwan C. Bhatt, "THERMOLUMINESCENCE, OPTICALLY STIMULATED LUMINESCENCE AND RADIOPHOTOLUMINESCENCE DOSIMETRY: AN OVERALL PERSPECTIVE", Radiation Protection and Environment, 34 (1), 6-16 (2011) 小林和夫, 木村脩七. 非酸化物系セラミックスの酸化. 防食技術, 1983, 32.6:331-338.Kazuo Kobayashi, Osamu Kimura. Oxidation of non-oxide ceramics. Anticorrosion technology, 1983, 32.6: 331-338.

本発明の目的は、ランタノイド元素とサイアロンとを含む焼結体からなる、良好な機械的特性や優れた耐熱性を備えた新規なストレージ蛍光体を提供し、ストレージ蛍光体の選択肢の豊富化に寄与することにある。 An object of the present invention is to provide a novel storage phosphor having good mechanical properties and excellent heat resistance, which is composed of a sintered body containing a lanthanoid element and sialon, and to enrich the selection of storage phosphors. To contribute.

本発明の他の目的は、上記ストレージ蛍光体を含む放射線検出素子、その中でも特に上記ストレージ蛍光体を含む個人被曝線量計及び上記ストレージ蛍光体を含むイメージングプレートを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a radiation detection element containing the storage phosphor, particularly a personal exposure dosimeter containing the storage phosphor and an imaging plate containing the storage phosphor.

本発明は、以下に示すストレージ蛍光体、及びストレージ蛍光体を用いた放射線検出素子、その中でも特に個人被曝線量計及びイメージングプレートを提供する。
[1] ストレージ蛍光体は、ランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなる。サイアロンは、一般式(1):(M)x(Si,Al)12(O,N)16で表されるα型サイアロン、又は一般式(2):Si6−zAl8−zで表されるβ型サイアロンのいずれかである。一般式(1)中のMはLi、Mg、Caからなる群より選ばれる少なくともCaを含む1種以上の元素であり、一般式(1)中のxは0<x≦2である。一般式(2)中のzは0<z≦4.2である。
[2] 前記ランタノイド元素は、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、及びイッテルビウム(Yb)からなる群より選択される少なくとも1種である、[1]に記載のストレージ蛍光体。
[3] 前記ランタノイド元素を有するランタノイド化合物と、前記サイアロンとを含む焼結体からなる、[1]又は[2]に記載のストレージ蛍光体。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載のストレージ蛍光体を含む、放射線検出素子。
[5] [1]〜[3]のいずれかに記載のストレージ蛍光体を含む、個人被曝線量計。
[6] [1]〜[3]のいずれかに記載のストレージ蛍光体を含む、イメージングプレート。
The present invention provides the storage phosphors shown below, and radiation detection elements using the storage phosphors, particularly personal exposure dosimeters and imaging plates.
[1] The storage phosphor is composed of a sintered body containing a lanthanoid element and sialon. The sialon is an α-type sialon represented by the general formula (1): (M) x (Si, Al) 12 (O, N) 16 , or the general formula (2): Si 6-z Al z Oz N 8 It is one of β-type sialons represented by −z. M in the general formula (1) is one or more elements containing at least Ca selected from the group consisting of Li, Mg, and Ca, and x in the general formula (1) is 0 <x ≦ 2. Z in the general formula (2) is 0 <z ≦ 4.2.
[2] The lanthanoid elements include cerium (Ce), placeodim (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), terbium (Tb), dysprosium (Dy), formium (Ho), and erbium ( The storage phosphor according to [1], which is at least one selected from the group consisting of Er), thulium (Tm), and ytterbium (Yb).
[3] The storage phosphor according to [1] or [2], which comprises a sintered body containing the lanthanoid compound having the lanthanoid element and the sialon.
[4] A radiation detection element containing the storage phosphor according to any one of [1] to [3].
[5] A personal dosimeter containing the storage phosphor according to any one of [1] to [3].
[6] An imaging plate containing the storage phosphor according to any one of [1] to [3].

ランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなる、良好な機械的特性や優れた耐熱性を備えた新規なストレージ蛍光体を提供することができ、ストレージ蛍光体の選択肢の豊富化に寄与することができる。また、上記ストレージ蛍光体を含む放射線検出素子、その中でも特に上記ストレージ蛍光体を含む個人被曝線量計及び上記ストレージ蛍光体を含むイメージングプレートを提供することができる。 It is possible to provide a new storage phosphor having good mechanical properties and excellent heat resistance, which is composed of a sintered body containing a lanthanoid element and sialon, and contributes to abundant selection of storage phosphors. be able to. Further, it is possible to provide a radiation detection element containing the storage phosphor, in particular, a personal exposure dosimeter containing the storage phosphor and an imaging plate containing the storage phosphor.

本明細書において、下記の用語の意味は下記のとおりである。
(1)「ストレージ蛍光体」とは、照射した放射線のエネルギーを蓄積し、その後、照射量に応じた強度で発光する材料をいう。
(2)「放射線」とは、X線、ガンマ線、アルファ線、ベータ線、中性子線等をいう。
(3)「ランタノイド元素」とは、通常、原子番号57から71、すなわちランタン(La)からルテチウム(Lu)までの15の元素の総称であるが、本明細書においては安定同位体のない原子番号61のプロメチウム(Pm)元素を除いた14の元素の総称を意味する。
(4)「良好な焼結性」とは、より低い焼結温度でも緻密な焼結体ができやすい性質、又は同じ焼結温度でもより緻密な焼結体ができやすい性質をいう。
(5)「A〜B」(A、Bは数値である。)とは、A以上B以下を意味する。
(6)「放射線検出素子」とは、放射線を検出する機能を有する物体である。ストレージ蛍光体を用いた放射線検出素子の例としては、例えば「個人被曝線量計」、「イメージングプレート」がある。ストレージ蛍光体は照射された放射線のエネルギーを蓄積する性質を有し、検出部は無電源で動作するため、これらの放射線検出素子に適している。
(7)「個人被曝線量計」とは、例えば原子力発電所等における放射線作業従事者が携帯使用する、携帯時に照射された放射線の量を測定する素子である。
(8)「イメージングプレート」とは、放射線画像検出器の一種であり、例えば、プラスチック等の支持板上にストレージ蛍光体が塗布された形態であり得る。
(9)「セラミックス」とは、無機化合物の焼結物、又は無機化合物の成形体の焼結物をいう。
In the present specification, the meanings of the following terms are as follows.
(1) “Storage phosphor” refers to a material that stores the energy of irradiated radiation and then emits light with an intensity corresponding to the irradiation amount.
(2) "Radiation" refers to X-rays, gamma rays, alpha rays, beta rays, neutron rays and the like.
(3) The "lanthanoid element" is usually a general term for 15 elements having atomic numbers 57 to 71, that is, lanthanum (La) to lutetium (Lu), but in the present specification, an atom having no stable isotope. It is a general term for 14 elements excluding the promethium (Pm) element of No. 61.
(4) “Good sinterability” refers to the property that a dense sintered body is easily formed even at a lower sintering temperature, or the property that a denser sintered body is easily formed even at the same sintering temperature.
(5) “A to B” (A and B are numerical values) mean A or more and B or less.
(6) A "radiation detection element" is an object having a function of detecting radiation. Examples of radiation detection elements using storage phosphors include, for example, "personal exposure dosimeter" and "imaging plate". The storage phosphor has a property of accumulating the energy of the irradiated radiation, and the detection unit operates without a power source, so that it is suitable for these radiation detection elements.
(7) The "individual radiation dose meter" is an element that is carried by a radiation worker in a nuclear power plant or the like and that measures the amount of radiation emitted during carrying.
(8) The "imaging plate" is a kind of radiographic image detector, and may be, for example, a form in which a storage phosphor is coated on a support plate such as plastic.
(9) “Ceramics” refers to a sintered product of an inorganic compound or a sintered product of a molded product of an inorganic compound.

<ストレージ蛍光体>
ストレージ蛍光体は、ランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなる。以下、ランタノイド元素及びサイアロン、並びに任意で含み得る他の成分(不純物)について説明する。
<Storage phosphor>
The storage phosphor consists of a sintered body containing a lanthanoid element and sialon. Hereinafter, the lanthanoid element and sialon, and other components (impurities) that may be optionally contained will be described.

(ランタノイド元素)
ランタノイド元素は、付活剤としての役割を担う。ストレージ蛍光体は、ランタノイド元素を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上を含んでいてもよい。ストレージ蛍光体がランタノイド元素を含むことにより、当該ストレージ蛍光体は、放射線照射によるランタノイド元素イオンの電子軌道遷移に伴う蛍光を発することができる。
(Lanthanoid element)
The lanthanoid element plays a role as an activator. The storage phosphor may contain only one type of lanthanoid element, or may contain two or more types. When the storage phosphor contains a lanthanoid element, the storage phosphor can emit fluorescence associated with the electron orbital transition of the lanthanoid element ion by irradiation.

ランタノイド元素は、上記14の元素の中から選択される少なくとも1種であることが好ましい。すなわち、本発明に係るストレージ蛍光体は、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及びLuからなる群より選択される少なくとも1種であるランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなることが好ましく、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb及びTmからなる群より選択される少なくとも1種であるランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなることが更に好ましい。 The lanthanoid element is preferably at least one selected from the above 14 elements. That is, the storage phosphor according to the present invention is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. It is preferably composed of a sintered body containing a certain lanthanoid element and sialon, and is baked containing sialon and at least one lanthanoid element selected from the group consisting of Ce, Nd, Sm, Eu, Tb and Tm. It is more preferably composed of a body.

ランタノイド元素は、例えば金属ランタノイドや、ランタノイド酸化物等のランタノイド化合物としてストレージ蛍光体に含有させることができる。良好な焼結性を有するストレージ蛍光体を得る観点から、ストレージ蛍光体は、ランタノイド元素を有するランタノイド化合物を含むことが好ましい。すなわち、本発明に係るストレージ蛍光体は、ランタノイド元素を有するランタノイド化合物と、サイアロンとを含む焼結体からなる、ストレージ蛍光体であることが好ましい。 The lanthanoid element can be contained in the storage phosphor as a lanthanoid compound such as a metal lanthanoid or a lanthanoid oxide. From the viewpoint of obtaining a storage phosphor having good sinterability, the storage phosphor preferably contains a lanthanoid compound having a lanthanoid element. That is, the storage phosphor according to the present invention is preferably a storage phosphor composed of a sintered body containing a lanthanoid compound having a lanthanoid element and sialon.

(サイアロン)
サイアロンは、ベアリング、タービンブレード、切削工具に広く応用されており、高い機械的特性、耐熱衝撃性を有する。サイアロンは、通常焼結体(サイアロンセラミックス)としてストレージ蛍光体に含まれる。したがって、ストレージ蛍光体がサイアロンを含むことにより、機械的特性及び耐熱衝撃性に優れた、ストレージ蛍光体が得られる。加えて、サイアロンは、希少な元素を含まないことから、資源的観点からも好適である。
(Sialon)
Sialon is widely applied to bearings, turbine blades and cutting tools, and has high mechanical properties and thermal shock resistance. Sialon is usually contained in the storage phosphor as a sintered body (Sialon ceramics). Therefore, when the storage phosphor contains Sialon, a storage phosphor having excellent mechanical properties and thermal shock resistance can be obtained. In addition, Sialon is suitable from the viewpoint of resources because it does not contain rare elements.

サイアロンは、一般式(1):(M)x(Si,Al)12(O,N)16で表されるα型サイアロン、又は一般式(2):Si6−zAl8−zで表されるβ型サイアロンのいずれかである。一般式(1)中のMはLi、Mg、Caからなる群より選ばれる少なくともCaを含む1種以上の元素であり、一般式(1)中のxは0<x≦2である。一般式(2)中のzは0<z≦4.2である。 The sialon is an α-type sialon represented by the general formula (1): (M) x (Si, Al) 12 (O, N) 16 , or the general formula (2): Si 6-z Al z Oz N 8 It is one of β-type sialons represented by −z. M in the general formula (1) is one or more elements containing at least Ca selected from the group consisting of Li, Mg, and Ca, and x in the general formula (1) is 0 <x ≦ 2. Z in the general formula (2) is 0 <z ≦ 4.2.

(任意で含みうる他の成分)
ストレージ蛍光体は、ランタノイド元素及びサイアロン以外の他の成分(不純物)を更に含んでもよい。他の成分としては、生産プロセス上、意図せずに含有される不可避不純物や、意図的に添加される添加剤等が挙げられる。不可避不純物や添加剤は、酸素(O)、炭素(C)、マグネシウム(Mg)等の不純物元素を含むものであってもよい。
(Other ingredients that can be optionally included)
The storage phosphor may further contain other components (impurities) other than the lanthanoid element and sialon. Examples of other components include unavoidable impurities that are unintentionally contained in the production process, additives that are intentionally added, and the like. The unavoidable impurities and additives may contain impurity elements such as oxygen (O), carbon (C), and magnesium (Mg).

上記添加剤としては、良好な焼結性を有するストレージ蛍光体を得るための焼結助剤が挙げられる。ストレージ蛍光体は、1種又は2種以上の焼結助剤を含むことができる。焼結助剤としては、MgO、Y等の公知の焼結助剤が挙げられる。 Examples of the additive include a sintering aid for obtaining a storage phosphor having good sinterability. The storage phosphor can contain one or more sintering aids. The sintering aid, MgO, a known sintering aid such as Y 2 O 3 and the like.

<ストレージ蛍光体の製造方法>
本開示に係るストレージ蛍光体の製造方法は、以下の工程(1)〜(3)を含む。以下、工程(1)〜(3)について説明する。
(1)ランタノイド元素を有するランタノイド化合物とサイアロンとを混合し、ランタノイド化合物とサイアロンとを含む混合物を得る工程(第1工程)、
(2)上記工程にて得られた混合物を成形して、混合物の成形体を得る工程(第2工程)、及び、
(3)上記工程にて得られた成形体を焼結し、成形体の焼結体(ストレージ蛍光体)を得る工程(第3工程)。
<Manufacturing method of storage phosphor>
The method for producing a storage phosphor according to the present disclosure includes the following steps (1) to (3). Hereinafter, steps (1) to (3) will be described.
(1) A step of mixing a lanthanoid compound having a lanthanoid element and Sialon to obtain a mixture containing the lanthanoid compound and Sialon (first step).
(2) A step of molding the mixture obtained in the above step to obtain a molded product of the mixture (second step), and
(3) A step (third step) of sintering the molded product obtained in the above step to obtain a sintered body (storage phosphor) of the molded product.

《第1工程》
本工程は、ランタノイド元素を有するランタノイド化合物と、サイアロンとを混合することによって、ランタノイド化合物とサイアロンとを含む混合物を得る工程である。ランタノイド化合物とサイアロンとを含む混合物は、粉末状であってもよい(以下、ランタノイド化合物とサイアロンとを含む粉末状の混合物を、「原料粉末」とも記載する)。
ランタノイド元素の例示としては、ストレージ蛍光体の説明において挙げたランタノイド元素の例示が適用される。
<< First step >>
This step is a step of obtaining a mixture containing a lanthanoid compound and sialon by mixing a lanthanoid compound having a lanthanoid element and sialon. The mixture containing the lanthanoid compound and sialon may be in the form of powder (hereinafter, the powdery mixture containing the lanthanoid compound and sialon is also referred to as "raw material powder").
As an example of the lanthanoid element, the example of the lanthanoid element mentioned in the description of the storage phosphor is applied.

(混合物中のランタノイド化合物の含有量)
上記混合物中に含まれるランタノイド化合物の含有量は、上記混合物中に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して例えば0.01質量部〜20質量部であってよい。
(Content of lanthanoid compound in the mixture)
The content of the lanthanoid compound contained in the mixture may be, for example, 0.01 part by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and Sialon contained in the mixture.

(任意で含みうる他の成分の添加量)
原料粉末は、ランタノイド化合物及びサイアロン以外の他の成分(不純物)を更に含んでもよい。他の成分としては、生産プロセス上、意図せずに含有される不可避不純物や、意図的に添加される添加剤等が挙げられる。上記添加剤としては、良好な焼結性を有するストレージ蛍光体を得るための焼結助剤が挙げられる。ストレージ蛍光体は、1種又は2種以上の焼結助剤を含むことができる。焼結助剤としては、MgO、Y等の公知の焼結助剤が挙げられる。原料粉末への焼結助剤の添加量は、原料粉末に含まれるランタノイド化合物及びサイアロンの合計量100質量部に対して、例えば25質量部以下であってよい。
(Additional amount of other components that can be optionally contained)
The raw material powder may further contain components (impurities) other than the lanthanoid compound and sialon. Examples of other components include unavoidable impurities that are unintentionally contained in the production process, additives that are intentionally added, and the like. Examples of the additive include a sintering aid for obtaining a storage phosphor having good sinterability. The storage phosphor can contain one or more sintering aids. The sintering aid, MgO, a known sintering aid such as Y 2 O 3 and the like. The amount of the sintering aid added to the raw material powder may be, for example, 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and sialon contained in the raw material powder.

良好な焼結性を有するストレージ蛍光体を得るために、原料粉末の粒径や粒子形状を調整してもよい。調整方法としては、粉砕や造粒等が挙げられる。粉砕方法や造粒方法は任意の方法であってよい。 The particle size and particle shape of the raw material powder may be adjusted in order to obtain a storage phosphor having good sinterability. Examples of the adjusting method include crushing and granulation. The crushing method and the granulating method may be any method.

《第2工程》
本工程は、第1工程にて得られた混合物を成形して、成形体を得る工程である。ランタノイド化合物とサイアロンとの混合物を成形することにより、後述する第3工程において焼結性を向上させることができる。
<< Second step >>
This step is a step of molding the mixture obtained in the first step to obtain a molded product. By molding a mixture of the lanthanoid compound and Sialon, the sinterability can be improved in the third step described later.

成形体は、例えば、機械プレス、水圧プレス、油圧プレス、冷間等方圧プレス(CIP)等により、第1工程にて粉砕された原料をプレス成形(加圧成形)することによって得ることができる。成形方法はプレス成形に限定されるものではなく、射出成型やテープ成形等の一般的な成形法を用いてもよい。 The molded product can be obtained by press molding (press molding) the raw material crushed in the first step by, for example, a mechanical press, a hydraulic press, a hydraulic press, a cold isotropic press (CIP), or the like. it can. The molding method is not limited to press molding, and general molding methods such as injection molding and tape molding may be used.

プレス成形におけるプレス条件は特に限定されないが、金型を用いた機械プレス成形の場合、例えば、約150〜200kgf/cmの条件で行うことができる。CIPの場合、例えば、1000〜2000kgf/cmの条件で行うことができる。以上の方法により、成形体を得ることができる。 The press conditions in the press molding are not particularly limited, but in the case of mechanical press molding using a mold, for example, the conditions can be about 150 to 200 kgf / cm 2. In the case of CIP, for example, it can be carried out under the condition of 1000 to 2000 kgf / cm 2. A molded product can be obtained by the above method.

《第3工程》
本工程は、第2工程にて得られた成形体を焼結する工程である。焼結方法は、常圧焼結、ガス圧焼結、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧焼結、パルス通電加圧焼結等の任意の焼結方法であってよい。焼結雰囲気は、サイアロンに含まれる珪素の酸化を防ぐ観点から、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
<< Third step >>
This step is a step of sintering the molded product obtained in the second step. The sintering method may be any sintering method such as normal pressure sintering, gas pressure sintering, hot press sintering, hot hydrostatic pressure pressure sintering, and pulse energization pressure sintering. The sintering atmosphere is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon from the viewpoint of preventing the oxidation of silicon contained in Sialon.

ガス圧焼結の条件は、成形体の組成及び使用する焼結装置に応じて適切に設定されることが好ましい。ガス圧焼結の条件は、例えば、50〜300MPaの窒素雰囲気中、焼結温度1700〜1800℃、焼結時間0.5〜2時間である。 The conditions for gas pressure sintering are preferably set appropriately according to the composition of the molded product and the sintering apparatus used. The conditions for gas pressure sintering are, for example, a sintering temperature of 1700 to 1800 ° C. and a sintering time of 0.5 to 2 hours in a nitrogen atmosphere of 50 to 300 MPa.

常圧焼結の条件は、成形体の組成及び使用する焼結装置に応じて適切に設定されることが好ましい。常圧焼結の条件は、例えば、0.2〜5MPa(例えば0.8MPa)の窒素雰囲気中、焼結温度1700〜1800℃、焼結時間1〜10時間(例えば約6時間)である。 The conditions for atmospheric sintering are preferably set appropriately according to the composition of the molded product and the sintering apparatus used. The conditions for atmospheric sintering are, for example, a sintering temperature of 1700 to 1800 ° C. and a sintering time of 1 to 10 hours (for example, about 6 hours) in a nitrogen atmosphere of 0.2 to 5 MPa (for example, 0.8 MPa).

焼結によって得られた焼結体(すなわち、ストレージ蛍光体)に対して加工処理を施してもよい。加工処理としては、切断処理や、研磨処理等の形状調整処理が挙げられる。以上の方法により、ランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなる、ストレージ蛍光体を製造することができる。 The sintered body obtained by sintering (that is, the storage phosphor) may be processed. Examples of the processing process include a cutting process and a shape adjusting process such as a polishing process. By the above method, a storage phosphor composed of a sintered body containing a lanthanoid element and sialon can be produced.

<ストレージ蛍光体の用途>
ストレージ蛍光体は、照射された放射線量に応じて蛍光量が変化するため、蛍光量を測定することにより、照射された放射線量を検出することができる。蛍光の原理としては、例えばTL、OSL、RPLがある。本発明に係るストレージ蛍光体は、例えば以下に示す放射線検出素子、その中でも特に個人被曝線量計及びイメージングプレートに好適に用い得る。
<Use of storage phosphor>
Since the fluorescence amount of the storage phosphor changes according to the irradiated radiation amount, the irradiated radiation amount can be detected by measuring the fluorescence amount. The principle of fluorescence includes, for example, TL, OSL, and RPL. The storage phosphor according to the present invention can be suitably used, for example, in the following radiation detection elements, particularly personal exposure dosimeters and imaging plates.

<放射線検出素子>
本発明に係るストレージ蛍光体は、放射線検出素子に含まれてもよい。本発明に係るストレージ蛍光体は、放射線検出能を有し、任意の従来公知技術を用いた放射線検出素子において、好適に用いることができる。放射線検出素子の中でも個人被曝線量計及びイメージングプレートには特に好適に用い得る。
<Radiation detection element>
The storage phosphor according to the present invention may be included in the radiation detection element. The storage phosphor according to the present invention has a radiation detection ability and can be suitably used in a radiation detection element using any conventionally known technique. Among the radiation detection elements, it can be particularly preferably used for personal dosimeters and imaging plates.

<個人被曝線量計>
本発明に係るストレージ蛍光体は、個人被曝線量計に含まれてもよい。ストレージ蛍光体を含んだ個人被曝線量計に関連する公知技術としては、例えばフィルター技術が挙げられる。フィルター技術は、ストレージ蛍光体を含んだ個人被曝線量計において、フィルターを用いないオープンウィンドウ、単数又は複数のプラスチックフィルター付きウィンドウ、単数又は複数の金属薄板フィルター付きウィンドウを備える個人被曝線量計を用いるものであり、ストレージ蛍光体に照射される放射線のエネルギーを変化させ、それぞれの測定結果の比較から、照射された放射線のエネルギー情報を得る手法である。本発明に係るストレージ蛍光体は、例えばこのような公知技術を用いた個人被曝線量計において、好適に用いることができる。
<Personal dose meter>
The storage phosphor according to the present invention may be included in a personal dosimeter. Known techniques related to personal exposure dosimeters containing storage phosphors include, for example, filter techniques. Filter technology is a personal dosimeter containing a storage phosphor that uses an open window without a filter, a window with a single or multiple plastic filters, and a personal dosimeter with a single or multiple thin metal filter windows. This is a method of changing the energy of the radiation emitted to the storage phosphor and obtaining the energy information of the irradiated radiation from the comparison of the measurement results. The storage phosphor according to the present invention can be suitably used, for example, in a personal exposure dosimeter using such a known technique.

<イメージングプレート>
本発明に係るストレージ蛍光体は、イメージングプレートに含まれてもよい。イメージングプレートの構成は、例えば平坦なプラスチック基板上に形成されたストレージ蛍光体層と、当該ストレージ蛍光体表面に汚れや傷を防止する透明保護層とを備える、従来公知の構成であってもよい。このような構成のイメージングプレートとは、プラスチック基板の柔軟性によって物理的衝撃を緩和し、透明保護層により発光を取り出しながら汚れ、傷を防止することができる。本発明に係るストレージ蛍光体は、例えばこのような従来公知の公知技術を用いたイメージングプレートにおいて、好適に用いることができる。
<Imaging plate>
The storage phosphor according to the present invention may be contained in an imaging plate. The configuration of the imaging plate may be a conventionally known configuration including, for example, a storage phosphor layer formed on a flat plastic substrate and a transparent protective layer for preventing stains and scratches on the surface of the storage phosphor. .. In the imaging plate having such a configuration, the flexibility of the plastic substrate cushions the physical impact, and the transparent protective layer can take out light emission and prevent stains and scratches. The storage phosphor according to the present invention can be suitably used, for example, in an imaging plate using such a conventionally known known technique.

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1〜77>
(1)ストレージ蛍光体(焼結体)の製造
ランタノイド化合物(ランタノイド元素供給源)として株式会社高純度化学研究所製の各種ランタノイド酸化物(CeO、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、いずれも純度99.9質量%、粉末状)を用意した。サイアロンとして、株式会社燃焼合成社製のα型サイアロンを用意した。各ランタノイド化合物と、サイアロンとを混合し、粉末状の混合物(原料粉末)を得た。当該原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量は、当該原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して0.01質量部、0.5質量部、1質量部、5質量部、10質量部、15質量部、あるいは20質量部とした。各原料粉末に対して、粒径10mmの窒化珪素ボールを原料粉末と同じ体積になるように加え、更にエタノールを全体で原料粉末の約1.5倍の体積となるように加え、ボールミルにより60時間混合した。得られた各スラリーをエバポレーターで乾燥後、乳鉢と乳棒を用いて粉砕した。その後、目開き425μmのふるいを通して分級することによって、粉砕された各原料を得た。ついで、当該粉砕された各原料を、200kgf/cmの条件でプレス成形して、円柱形状(直径10mm×高さ4mm)の成形体を得た。得られた成形体を、窒素雰囲気中、0.9MPa、1700℃、4時間の条件で常圧焼結して、実施例1〜77に係るストレージ蛍光体(焼結体)を得た。
<Examples 1 to 77>
(1) Production of storage phosphor (sintered body) Various lanthanoid oxides (CeO 2 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm) manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd. as lanthanoid compounds (lanthanoid element supply sources) 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 , all with a purity of 99.9% by mass and in powder form. ) Was prepared. As a sialon, an α-type sialon manufactured by Combustion Synthesis Co., Ltd. was prepared. Each lanthanoid compound was mixed with Sialon to obtain a powdery mixture (raw material powder). The content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder is 0.01 part by mass, 0.5 part by mass, 1 part by mass, and 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and Sialon contained in the raw material powder. It was set to 10 parts by mass, 15 parts by mass, or 20 parts by mass. To each raw material powder, silicon nitride balls having a particle size of 10 mm were added so as to have the same volume as the raw material powder, and ethanol was further added so as to have a total volume of about 1.5 times that of the raw material powder. Time mixed. Each of the obtained slurries was dried by an evaporator and then pulverized using a mortar and a pestle. Then, each pulverized raw material was obtained by classifying through a sieve having an opening of 425 μm. Then, each of the crushed raw materials was press-molded under the condition of 200 kgf / cm 2 to obtain a molded product having a cylindrical shape (diameter 10 mm × height 4 mm). The obtained molded product was sintered under normal pressure under the conditions of 0.9 MPa, 1700 ° C., and 4 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a storage phosphor (sintered product) according to Examples 1 to 77.

各実施例の相違点は、原料粉末中に含まれるランタノイド化合物の種類と、原料粉末中に含まれるランタノイド化合物の含有量である。各実施例における、原料粉末中に含まれるランタノイド化合物の種類、及び原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対する、原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量(質量部)は、表1に示されるとおりである。 The difference between the examples is the type of the lanthanoid compound contained in the raw material powder and the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder. In each example, the type of the lanthanoid compound contained in the raw material powder and the content (parts by mass) of the lanthanoid compound contained in the raw material powder with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and Sialon contained in the raw material powder. , As shown in Table 1.

<実施例78〜81>
焼結助剤であるYの含有量が、原料粉末に含まれるランタノイド化合物及びサイアロンの合計量100質量部に対して、5質量部(実施例78)、10質量部(実施例79)、20質量部(実施例80)及び25質量部(実施例81)となるように、原料粉末にYを更に添加したことを除いては、実施例32と同様の条件でストレージ蛍光体を作製し、実施例78〜81に係るストレージ蛍光体を得た。
<Examples 78 to 81>
The content of Y 2 O 3 which is a sintering aid is 5 parts by mass (Example 78) and 10 parts by mass (Example 79) with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and sialon contained in the raw material powder. ), so that 20 parts by weight (example 80) and 25 parts by weight (example 81), except further that the addition of Y 2 O 3 raw material powder, storage under the same conditions as in example 32 A phosphor was prepared to obtain a storage phosphor according to Examples 78 to 81.

(2)ストレージ蛍光体の発光性能の評価
各実施例に係るストレージ蛍光体について、放射線照射後、熱刺激により十分に高い強度で発光するかどうか(以下、「発光性能」とも記載する)を調べることで、ストレージ蛍光体として機能するかどうかを評価した。具体的な評価方法は以下のとおりである。
(2) Evaluation of Emission Performance of Storage Fluorescent Body Whether or not the storage phosphor according to each example emits light with sufficiently high intensity by thermal stimulation after irradiation is examined (hereinafter, also referred to as "emission performance"). Therefore, it was evaluated whether or not it functions as a storage phosphor. The specific evaluation method is as follows.

放射線源としてX線発生器(Spellman社製、Monoblock XRB80P & N200X4550)を用い、管電圧を40kV、管電流を5.2mAとし、空気吸収線量で10Gy(グレイ)に相当する量のX線をストレージ蛍光体に照射した。 An X-ray generator (Monoblock XRB80P & N200X4550 manufactured by Spellman) is used as a radiation source, the tube voltage is 40 kV, the tube current is 5.2 mA, and the amount of X-rays equivalent to 10 Gy (gray) in air absorbed dose is stored. The phosphor was irradiated.

放射線を照射したサンプル(ストレージ蛍光体)について、熱ルミネセンス測定装置(nanoGray社製、TL−2000)を用いて温度を上昇させながら熱蛍光(TL)強度を測定した。TL強度を測定した際の印加温度範囲は50℃から490℃とし、昇温速度は1℃/秒として、印加温度と発光強度によるグラフ(グローカーブ)を測定した。このようにして得られるグローカーブの測定結果は、横軸が印加温度(℃)、縦軸が電荷(nC)を表す。縦軸の単位であるnCはナノクーロンを表し、10のマイナス9乗クーロンの意味である。1クーロンは、1秒間に1アンペアの電流によって運ばれる電荷(電気量)であり、本測定装置の受光器である光電子増倍管で測定される電流値に依存する。この電流値はストレージ蛍光体の熱蛍光(TL)強度に加えて、バックグラウンドノイズの量に応じても上昇するため、得られた測定結果から、試料のない状態で測定した結果をバックグラウンドノイズの量として差し引くことで、バックグラウンドノイズの影響を取り除き、横軸が印加温度(℃)、縦軸がTL強度(nC)のグローカーブのグラフとした。更に、このようにして得られたグローカーブの縦軸の値を印加温度50℃から490℃の範囲で合計することでTL強度の積算値とした。得られたTL強度の積算値は、実施例1〜77については表1に示され、実施例78〜81については表2に示されている。積算値の値が高いほど、発光性能が優れていることを示す。 The thermal fluorescence (TL) intensity of the irradiated sample (storage phosphor) was measured using a thermoluminescence measuring device (manufactured by nanoGray, TL-2000) while raising the temperature. The applied temperature range when the TL intensity was measured was 50 ° C. to 490 ° C., the temperature rising rate was 1 ° C./sec, and the graph (glow curve) based on the applied temperature and the emission intensity was measured. In the measurement result of the glow curve obtained in this way, the horizontal axis represents the applied temperature (° C.) and the vertical axis represents the electric charge (nC). The unit on the vertical axis, nC, represents nanocoulomb and means 10 minus 9 coulomb. One coulomb is an electric charge (electric energy) carried by a current of 1 ampere per second, and depends on the current value measured by a photomultiplier tube, which is a receiver of this measuring device. This current value increases according to the amount of background noise in addition to the thermal fluorescence (TL) intensity of the storage phosphor. Therefore, from the obtained measurement results, the result of measurement without a sample is the background noise. By subtracting the amount of background noise, the influence of background noise was removed, and the horizontal axis was the applied temperature (° C.) and the vertical axis was the TL intensity (nC) glow curve graph. Further, the values on the vertical axis of the glow curve thus obtained were summed in the range of the applied temperature of 50 ° C. to 490 ° C. to obtain the integrated value of the TL intensity. The integrated values of the obtained TL intensities are shown in Table 1 for Examples 1 to 77 and Table 2 for Examples 78 to 81. The higher the integrated value, the better the light emission performance.

Figure 2021024924
Figure 2021024924

Figure 2021024924
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(3)ストレージ蛍光体の機械強度の評価
各実施例に係るストレージ蛍光体について、ストレージ蛍光体として十分な機械的強度を有するかどうかを評価した。具体的な評価方法としては、各実施例に係るストレージ蛍光体を紙にこすりつけ、ストレージ蛍光体が崩れるかどうかを観察した。各実施例に係るストレージ蛍光体は、紙にこすりつけられても崩れなかったか、或いは崩れたとしても極めて微細な崩れであった。これにより、本願に係るストレージ蛍光体が良好な機械的特性を有することが示された。
(3) Evaluation of Mechanical Strength of Storage Fluorescent Material It was evaluated whether or not the storage phosphor according to each example had sufficient mechanical strength as the storage phosphor. As a specific evaluation method, the storage phosphor according to each example was rubbed against paper, and it was observed whether the storage phosphor collapsed. The storage phosphor according to each embodiment did not collapse even when rubbed against paper, or even if it collapsed, it was extremely finely collapsed. This indicates that the storage phosphor according to the present application has good mechanical properties.

<考察>
表1の各実施例の結果から、ランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなるストレージ蛍光体は、ストレージ蛍光体として十分な発光性能を有することが理解できる。また、上述の通り各実施例に係るストレージ蛍光体は、十分な機械的強度を有していた。また、各実施例に係るストレージ蛍光体はサイアロンを含むため、優れた耐熱性を有するものである(非特許文献3)。すなわち、本願に係るストレージ蛍光体は良好な機械的特性や優れた耐熱性(非特許文献3)を備えた新規なストレージ蛍光体であり、ストレージ蛍光体の豊富化が達成された。
<Discussion>
From the results of each example in Table 1, it can be understood that the storage phosphor composed of a sintered body containing a lanthanoid element and sialon has sufficient luminescence performance as a storage phosphor. Further, as described above, the storage phosphor according to each example had sufficient mechanical strength. Further, since the storage phosphor according to each example contains sialon, it has excellent heat resistance (Non-Patent Document 3). That is, the storage phosphor according to the present application is a novel storage phosphor having good mechanical properties and excellent heat resistance (Non-Patent Document 3), and abundance of storage phosphors has been achieved.

表1において、原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量が、原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して0.5〜15質量部である実施例2〜6、9〜13、16〜20、23〜27、30〜34、37〜41、44〜48、51〜55、58〜62、65〜69、72〜76、に係るストレージ蛍光体は、優れた発光性能を有することが示されており、原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量が、原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して1〜10質量部である実施例3、18、19、31、32及び40に係るストレージ蛍光体は、特に優れた発光性能を有することが示されている。なお、このように原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量に応じてTL強度の積算値が変化する原因は明らかではないが、ランタノイド元素の添加によって生じるサイアロンの焼結性の変化が影響している可能性がある。 In Table 1, Examples 2 to 6 in which the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder is 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and Sialon contained in the raw material powder. The storage phosphors according to 9 to 13, 16 to 20, 23 to 27, 30 to 34, 37 to 41, 44 to 48, 51 to 55, 58 to 62, 65 to 69, 72 to 76 have excellent light emission. Examples showing that the raw material powder has performance, the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and Sialon contained in the raw material powder. The storage phosphors according to 3, 18, 19, 31, 32 and 40 have been shown to have particularly excellent luminescence performance. It is not clear why the integrated value of TL strength changes depending on the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder, but the change in the sinterability of sialon caused by the addition of the lanthanoid element has an effect. There may be.

また、表1より、ランタノイド化合物ごとに、TL強度の積算値が最大となる最適な含有量が異なることが示された。具体的には、ランタノイド化合物がNd、Tb、及びHoの場合には、原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量が、原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して10質量部である際にTL強度の積算値が最大となった。ランタノイド化合物がSm、及びEuの場合には原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量が、原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して5質量部である際にTL強度の積算値が最大となった。ランタノイド化合物がCeO、Pr、Dy、Er、Tm、及びYbの場合には原料粉末に含まれるランタノイド化合物の含有量が、原料粉末に含まれるランタノイド化合物とサイアロンとの合計量100質量部に対して1質量部である際にTL強度の積算値が最大となった。 In addition, Table 1 shows that the optimum content at which the integrated value of TL intensity is maximized differs for each lanthanoid compound. Specifically, when the lanthanoid compound is Nd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , and Ho 2 O 3 , the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder is the same as that of the lanthanoid compound and sialon contained in the raw material powder. The integrated value of the TL strength became the maximum when the total amount was 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass. When the lanthanoid compound is Sm 2 O 3 and Eu 2 O 3 , the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder is 5% by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and sialon contained in the raw material powder. The integrated value of the TL strength became the maximum when it was a part. When the lanthanoid compound is CeO 2 , Pr 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , and Yb 2 O 3 , the content of the lanthanoid compound contained in the raw material powder is the raw material powder. The integrated value of the TL intensity became the maximum when the total amount of the contained lanthanoid compound and sialon was 1 part by mass with respect to 100 parts by mass.

表2に示すように、実施例78〜81のTL強度の積算値はそれぞれ210、206、198及び188(nC)であった。実施例78〜81においてはTL強度の積算値は大幅には低下しなかった。このことより、本発明におけるストレージ蛍光体の製造方法において、原料粉末に含まれるランタノイド化合物及びサイアロンの合計量100質量部に対して、従来公知の焼結助剤は25質量部以下含有されていてもよいし、10質量部以下含有されていてもよいし、5質量部以下含有されていてもよいことが示された。 As shown in Table 2, the integrated values of the TL intensities of Examples 78 to 81 were 210, 206, 198 and 188 (nC), respectively. In Examples 78 to 81, the integrated value of TL intensity did not decrease significantly. From this, in the method for producing a storage phosphor in the present invention, a conventionally known sintering aid is contained in an amount of 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the lanthanoid compound and sialon contained in the raw material powder. It was shown that it may be contained in an amount of 10 parts by mass or less, or may be contained in an amount of 5 parts by mass or less.

本発明に係るストレージ蛍光体は、アルカリ土類金属ハロゲン化物系蛍光体であるBaBrCl:Eu2+や、無機蛍光体であるAl:Cに代わる、良好な機械的特性及び優れた耐熱性を有し得る新たなストレージ蛍光体として期待される。 The storage phosphor according to the present invention has good mechanical properties and excellent heat resistance in place of BaBrCl: Eu 2+ , which is an alkaline earth metal halide-based phosphor, and Al 2 O 3 : C, which is an inorganic phosphor. It is expected as a new storage phosphor that can have.

Claims (6)

ランタノイド元素と、サイアロンとを含む焼結体からなり、
前記サイアロンは、下記一般式(1):
(M)x(Si,Al)12(O,N)16 (1)
[式中、MはLi、Mg、Caからなる群より選ばれる少なくともCaを含む1種以上の元素であり、0<x≦2である]
で表されるα型サイアロン、又は下記一般式(2):
Si6−zAl8−z (2)
[式中、0<z≦4.2である]
で表されるβ型サイアロンのいずれかである、ストレージ蛍光体。
Consists of a sintered body containing lanthanoid elements and sialon,
The Sialon has the following general formula (1):
(M) x (Si, Al) 12 (O, N) 16 (1)
[In the formula, M is one or more elements containing at least Ca selected from the group consisting of Li, Mg, and Ca, and 0 <x≤2].
Α-type sialon represented by, or the following general formula (2):
Si 6-z Al z Oz N 8-z (2)
[In the formula, 0 <z ≦ 4.2]
A storage fluorophore that is one of the β-type sialons represented by.
前記ランタノイド元素は、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、及びイッテルビウムからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のストレージ蛍光体。 The storage phosphor according to claim 1, wherein the lanthanoid element is at least one selected from the group consisting of cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, and ytterbium. 前記ランタノイド元素を有するランタノイド化合物と、前記サイアロンとを含む焼結体からなる、請求項1又は2に記載のストレージ蛍光体。 The storage phosphor according to claim 1 or 2, which comprises a sintered body containing the lanthanoid compound having the lanthanoid element and the sialon. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のストレージ蛍光体を含む、放射線検出素子。 A radiation detection element comprising the storage phosphor according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のストレージ蛍光体を含む、個人被曝線量計。 A personal dosimeter containing the storage phosphor according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のストレージ蛍光体を含む、イメージングプレート。 An imaging plate comprising the storage phosphor according to any one of claims 1 to 3.
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