JP2023168392A - セラミックシンチレータアレイ、およびそれを用いた放射線検出器、放射線検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のシンチレータアレイは、種々の試行を通し、透明樹脂のガラス転移点が使用温度より低い温度範囲のものを、選択すると、シンチレータアレイの反りが発生したとしても、柔軟性から、検出器のフォトダーオードアレイに密着させることが出来、接着層を均一化できることを見出した。これによって画素間での光のクロストークを抑制でき、検出感度の低下を低減させられる利点がある。
図1は実施形態のセラミックシンチレータアレイを示す平面図である。これらの図において、1はシンチレータアレイ、2はシンチレータセグメント、3は反射層である。シンチレータアレイ1は複数のシンチレータセグメント2を有している。隣接するシンチレータセグメント2間には、反射層3が介在している。反射層3は隣接するシンチレータセグメント2に対してそれぞれ接着されている。複数のシンチレータセグメント2は、それらに接着された反射層3で一体化されている。すなわち、シンチレータアレイ1は複数のシンチレータセグメント2を反射層3で一体化した構造を有している。また、個々のシンチレータセグメント全体を覆うように反射層が形成される場合もある(図1では省略されている)。
一般式:RE2O2S:Pr …(1)
(式中、REはY、Gd、La、およびLuからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を示す)
で表される組成を有する希土類酸硫化物蛍光体セラミックス(シンチレータ材料)で構成されることが好ましい。
一般式:(Gd1-x,REx)2O2S:Pr …(2)
(式中、REはY、La、およびLuからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を示し、Xは0≦X≦0.1を満足する数(原子比)である)
で実質的に表される希土類酸硫化物蛍光体セラミックスを、シンチレータセグメント2に使用することが望ましい。
実施形態の放射線検出器は、上述した実施形態のセラミックシンチレータアレイ1を、入射した放射線に応じて光を放射する蛍光発生手段として具備し、さらに蛍光発生手段からの光を受け、光の出力を電気的出力に変換する光電変換手段を具備する。図3は実施形態の放射線検出器の一例であるX線検出器を示している。図3に示すX線線検出器6は、蛍光発生手段としてセラミックシンチレータアレイ1と、光電変換手段としてフォトダイオードのような光電変換素子7とを具備している。
実施形態の放射線検査装置は、被検査体に向けて放射線を照射する放射線源と、被検査体を透過した放射線を検出する放射線検出器とを具備する。放射線検出器には、上述した実施形態の放射線検出器が用いられる。図4は実施形態の放射線検査装置の一例であるX線CT装置10を示している。図4において、10はX線CT装置、11は被検体、12はX線管、13はコンピュータ、14はディスプレイ、15は被検体画像である。X線CT装置10は、実施形態のX線検出器6を備えている。X線検出器6は、例えば被検体11の撮像部位が配置される円筒の内壁面に貼り付けられている。X線検出器6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6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6のX線入射面側には、図示しないコリメータが設けられている。
Gd2O2S:Pr(Pr濃度=0.05モル%)の組成を有する蛍光体粉末をラバープレスにより仮成形し、この仮成形体をTa製のカプセル中に脱気密封した後、これをHIP処理装置にセットした。HIP処理装置にアルゴンガスを加圧媒体として封入し、圧力147MPa、温度1425℃の条件で3時間処理した。このようにして、直径約80mm×高さ約120mmの円柱状の焼結体を作製した。この焼結体から、種々のサイズのGOSセラミック板を切り出し、実施例および比較例に供した。
(実施例1)
(実施例2)
(実施例3)
(実施例4)
(実施例5)
(比較例1)
(比較例2)
(比較例3)
次にフォトダイオード上に接着剤を塗布し,実施例1~5及び比較例1~3によって得られたシンチレータアレイを貼り合わせ、接着層の厚みを測定した結果を表2に示した。貼り合わせる際にシンチレータに荷重をかけることで反りを矯正しつつ貼り付けた。
2 シンチレータセグメント
3 シンチレータセグメント間の反射層
4 X線入射面側のシンチレータアレイに付設される反射層
5 接着層
6 X線検出器
7 光電変換素子
Claims (10)
- 複数のシンチレータセグメントと、
前記複数のシンチレータセグメントのうち隣り合うシンチレータセグメントの間に設けられ、ガラス転移点が-20℃以上60℃以下である第一の反射層と、
を有する、セラミックスシンチレータアレイ。 - 前記請求第1項記載のセラミックスシンチレータアレイにおいて、さらにX線入射面を覆うように付設された第二の反射層を有することを特徴とするセラミックスシンチレータアレイ。
- 前記請求第1項、第2項に記載のセラミックスシンチレータアレイにおいて、前記第一の反射層と、X線入射面を覆うように付設された第二の反射層とは少なくともエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートのいずれか一つを含み、気泡もしくは顔料として酸化チタン、酸化アルミナ、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムのいずれか一つを含むことを特徴とするセラミックスシンチレータアレイ。
- 前記請求第2項、第3項記載のセラミックスシンチレータアレイにおいて、X線入射面の前記第二の反射層は第一の接着層を介して付設されていることを特徴とするセラミックスシンチレータアレイ。
- 前記請求第4項記載のセラミックスシンチレータアレイにおいて、前記第一の接着層は酸化チタン,酸化ジルコニウム,酸化アルミニウム,酸化シリコンのいずれか一つを含むことを特徴とするセラミックスシンチレータアレイ。
- 前記請求第1項~第5項のいずれか1項に記載のセラミックスシンチレータアレイにおいて、希土類酸硫化物蛍光体は、
一般式:RE2O2S:Pr
(ここで、REはY、Gd、La、およびLuからなる群より選ばれる少なくとも1つである)で表され、RE2O2Sに対するPrの含有量が0.001モル%以上10モル%以下である組成を有することを特徴とするセラミックスシンチレータアレイ。 - 前記請求第1項~第6項のいずれか1項に記載のセラミックスシンチレータアレイにおいて、前記複数のシンチレータセグメントは希土類酸硫化物蛍光体の焼結体を含むことを特徴とするセラミックスシンチレータアレイ。
- 前記請求第1項~第7項のいずれか1項に記載のセラミックスシンチレータアレイを具備する放射線検出器。
- 前記請求第8項記載の放射線検出器において、前記放射線検出器は光電変換素子を有し、前記セラミックスシンチレータアレイと前記光電変換素子は第二の接着層を介して付設され、前記第二の接着層の最大厚みは40μm未満であることを特徴とする、放射線検出器。
- 前記請求第8項、第9項記載の放射線検出器を具備する放射線検査装置。
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