JP2541636B2 - 熱ルミネセンス材料および核放射線の検出測定方法 - Google Patents
熱ルミネセンス材料および核放射線の検出測定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は熱ルミネセンス材料を使用して核放射線を検
出または測定する方法に関するものである。
出または測定する方法に関するものである。
核放射線は原子核内にその発生源を有する放射線であ
る。このような放射線の例はＸ線、アルファ粒子、中性
子、陽子、電子およびガンマ線による放射である。
る。このような放射線の例はＸ線、アルファ粒子、中性
子、陽子、電子およびガンマ線による放射である。
核放射線検出の際に低窒素含有量のダイアモンドを熱
ルミネセンス材料として使用することは提案されている
（欧州特許公報第0195678号参照）。このようなダイア
モンドの粒子は天然の供給源から入手することができ、
また合成により製造することができる。ダイアモンドは
ヒトの組織と同等な優れた電離放射線検出器であること
が分かっているが、有効原子番号6.8の立方晶窒化ホウ
素はヒトの組織に同等なものに一層近い材料である。
ルミネセンス材料として使用することは提案されている
（欧州特許公報第0195678号参照）。このようなダイア
モンドの粒子は天然の供給源から入手することができ、
また合成により製造することができる。ダイアモンドは
ヒトの組織と同等な優れた電離放射線検出器であること
が分かっているが、有効原子番号6.8の立方晶窒化ホウ
素はヒトの組織に同等なものに一層近い材料である。
また立方晶窒化ホウ素（CBN）は熱ルミネセンス性を
有していることが文献に記載されている。この点に関し
ては「フィジカル・ケミストリィ・オブ・ソリッド」
（1975）第36巻、第89〜93頁に示されているA.Halperin
およびA.Katzirの報文：「エレクトリカル・コンダクテ
ィビティ・アブソープション・アンド・ルミネセンス・
メジャメンツ・イン・キュービック・ボロン・ナイトラ
イド」を参照することができる。
有していることが文献に記載されている。この点に関し
ては「フィジカル・ケミストリィ・オブ・ソリッド」
（1975）第36巻、第89〜93頁に示されているA.Halperin
およびA.Katzirの報文：「エレクトリカル・コンダクテ
ィビティ・アブソープション・アンド・ルミネセンス・
メジャメンツ・イン・キュービック・ボロン・ナイトラ
イド」を参照することができる。
本発明の目的は、熱ルミネッセンス材料として高いガ
ンマ放射線感度および低い光感度を有する立方晶窒化ホ
ウ素を使用して、核放射線を検出または測定する方法を
提供する、ことにある。
ンマ放射線感度および低い光感度を有する立方晶窒化ホ
ウ素を使用して、核放射線を検出または測定する方法を
提供する、ことにある。
熱ルミネセンス材料を使用して核放射線を検出または
測定するに当たり、下記の不純物分布：不純物 含有量（ppm） 炭素 1100未満 酸素 1500未満 ケイ素 100未満 リン 30未満 チタン 30未満 ベリリウム 1未満 を有する立方晶窒化ホウ素（CBN）からなる熱ルミネセ
ンス材料に核放射線を照射し；この照射されたルミネッ
センス材料を周囲温度より高く500℃より低い温度に加
熱して前記材料を発光させ；この熱ルミネセンス応答を
検出または測定することを特徴とする核放射線の検出測
定方法によって、上述の目的を達する。
測定するに当たり、下記の不純物分布：不純物 含有量（ppm） 炭素 1100未満 酸素 1500未満 ケイ素 100未満 リン 30未満 チタン 30未満 ベリリウム 1未満 を有する立方晶窒化ホウ素（CBN）からなる熱ルミネセ
ンス材料に核放射線を照射し；この照射されたルミネッ
センス材料を周囲温度より高く500℃より低い温度に加
熱して前記材料を発光させ；この熱ルミネセンス応答を
検出または測定することを特徴とする核放射線の検出測
定方法によって、上述の目的を達する。
本発明においては、上述の不純物分布を有するCBNが
高いガンマ放射線感度および低い光感度を有する熱ルミ
ネセンス性を示すことを見い出した。
高いガンマ放射線感度および低い光感度を有する熱ルミ
ネセンス性を示すことを見い出した。
CBNは上記以外の不純物を含有していることがある
が、これらの６種の不純物は上記の量より多量に存在し
てはならない。
が、これらの６種の不純物は上記の量より多量に存在し
てはならない。
CBNは代表的な例においては類似の不純物分布を有す
る六方晶窒化ホウ素（HBN）から製造される。
る六方晶窒化ホウ素（HBN）から製造される。
上述の不純物分布を有するCBNは核放射線、特にガン
マ放射線の検出、計数または他の測定に有用である。
マ放射線の検出、計数または他の測定に有用である。
本発明は、他の面において、密着形態（coherent fro
m）に接合されているCBN物質または安定な容器内に動か
ないように保持されているCBN物質を含有し、核放射線
の検出、係数または他の測定に用いられる物体を提供す
る。
m）に接合されているCBN物質または安定な容器内に動か
ないように保持されているCBN物質を含有し、核放射線
の検出、係数または他の測定に用いられる物体を提供す
る。
本発明は、さらに他の面において、CBN物質をケイ素
およびガラスのような第２相物質と接触させる工程と、
このCBN物質および第２相物質に成形体の製造に適した
高い温度および圧力の条件を作用させて、密着形態に結
合されているCBN物質を含有しかつ均一に分散されてい
る第２相物質を含有する成形体を生成する工程と、所要
に応じて密着形態のものから実質的にすべての第２相物
質を除去する工程とを含む結合したCBN物質の製造方法
を提供する。
およびガラスのような第２相物質と接触させる工程と、
このCBN物質および第２相物質に成形体の製造に適した
高い温度および圧力の条件を作用させて、密着形態に結
合されているCBN物質を含有しかつ均一に分散されてい
る第２相物質を含有する成形体を生成する工程と、所要
に応じて密着形態のものから実質的にすべての第２相物
質を除去する工程とを含む結合したCBN物質の製造方法
を提供する。
特に適当なCBNの例は下記の不純物分布を有する：不純物 含有量（ppm） 炭素 1000 酸素 1500 未満 ケイ素 10 リン 10 チタン 0.3 ベリリウム 0.1未満 CBNは出発原料としてHBNを使用する従来技術において
知られている方法によって製造することができる。例え
ば、米国特許第2,947,617号明細書に記載されている方
法では、HBNに約50,000気圧以上の圧力および約1200℃
以上の温度を、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉛、
アンモチン、錫および上述の金属の窒化物からなる群か
ら選択した１種以上の触媒の存在下に作用させ、その際
に前記圧力および温度を前記選択した触媒がHBNのCBNへ
の転化を触媒する作用をする範囲内で選択する。本願発
明であるこのHBNは代表的な例においてはCBNと類似の不
純物分布を有する。CBNは上述の触媒、特に窒化カルシ
ウムと窒化マグネシウムとの混合物のようなアルカリ土
類金属窒化物を使用して製造することができる。この触
媒を使用して製造した粒子は普通白色である。窒化リチ
ウムと窒化カルシウムとの混合物（橙色粒子を生成す
る）または窒化リチウムと二ホウ化マグネシウムとの混
合物（黒色粉末を生成する）のような他の触媒も使用す
ることができる。
知られている方法によって製造することができる。例え
ば、米国特許第2,947,617号明細書に記載されている方
法では、HBNに約50,000気圧以上の圧力および約1200℃
以上の温度を、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉛、
アンモチン、錫および上述の金属の窒化物からなる群か
ら選択した１種以上の触媒の存在下に作用させ、その際
に前記圧力および温度を前記選択した触媒がHBNのCBNへ
の転化を触媒する作用をする範囲内で選択する。本願発
明であるこのHBNは代表的な例においてはCBNと類似の不
純物分布を有する。CBNは上述の触媒、特に窒化カルシ
ウムと窒化マグネシウムとの混合物のようなアルカリ土
類金属窒化物を使用して製造することができる。この触
媒を使用して製造した粒子は普通白色である。窒化リチ
ウムと窒化カルシウムとの混合物（橙色粒子を生成す
る）または窒化リチウムと二ホウ化マグネシウムとの混
合物（黒色粉末を生成する）のような他の触媒も使用す
ることができる。
結合した密着形態のCBN物体は、適当な検出デバイス
または装置に容易に取り付けることができる大きさにす
ることができる。
または装置に容易に取り付けることができる大きさにす
ることができる。
CBNに核放射線を照射すると、電子またはホール（hol
e）がCBNの結晶構造中の格子の不完全な部分に捕捉され
る。そこで、CBNを加熱するとこれらの電子またはホー
ルの少くともいくつかは捕捉位置から釈放され、安定な
エネルギー状態に戻り、光を放出する、すなわち発光す
る。この性質は核放射線、特にガンマ放射線の検出およ
び／または測定に利用することができる。CBNを発光さ
せるのに必要な温度は周囲温度より高く500℃より低
い。好ましい温度は200〜500℃で、さらに好ましくは25
0〜400℃である。
e）がCBNの結晶構造中の格子の不完全な部分に捕捉され
る。そこで、CBNを加熱するとこれらの電子またはホー
ルの少くともいくつかは捕捉位置から釈放され、安定な
エネルギー状態に戻り、光を放出する、すなわち発光す
る。この性質は核放射線、特にガンマ放射線の検出およ
び／または測定に利用することができる。CBNを発光さ
せるのに必要な温度は周囲温度より高く500℃より低
い。好ましい温度は200〜500℃で、さらに好ましくは25
0〜400℃である。
結合した密着形態のCBN物体は、既知の標準CBN成形体
製造条件を使用して製造することができる。この方法に
とって重要なのは、成形体製造時に核放射線を照射した
際に第２相物質が有意に放射性にならないことである。
適当な第２相物質の例はケイ素およびガラスである。
製造条件を使用して製造することができる。この方法に
とって重要なのは、成形体製造時に核放射線を照射した
際に第２相物質が有意に放射性にならないことである。
適当な第２相物質の例はケイ素およびガラスである。
結合した密着形態のCBN物体は普通ディスク形態に製
造され、この形態で使用することができる。あるいはま
た、ディスクを既知技術により種々の形状を有する多数
の他の物体に切断することができる。
造され、この形態で使用することができる。あるいはま
た、ディスクを既知技術により種々の形状を有する多数
の他の物体に切断することができる。
CBN物体が適当な容器内に動かないように保持されて
いるCBN粒子物質を含有している場合には、CBN粒子は普
通個々の未結合状態にある。適当な容器の１例はCBN粒
子を収容する空所を形成するようクリップ止めまたは他
の方法で互に取り付けて一体にすることができる２個の
協働する部品から構成することができる。この空所は粒
子がほとんどあるいは全く動くことができなくなる程度
まで充填する必要がある。このように充填された容器の
一つの用途は放射線療法における検出器としてである。
この容器は放射線を透過し、かつ放射線照射後に加熱し
た際に発光しない材料で作る必要がある。また、この容
器はガラス瓶とすることができる。
いるCBN粒子物質を含有している場合には、CBN粒子は普
通個々の未結合状態にある。適当な容器の１例はCBN粒
子を収容する空所を形成するようクリップ止めまたは他
の方法で互に取り付けて一体にすることができる２個の
協働する部品から構成することができる。この空所は粒
子がほとんどあるいは全く動くことができなくなる程度
まで充填する必要がある。このように充填された容器の
一つの用途は放射線療法における検出器としてである。
この容器は放射線を透過し、かつ放射線照射後に加熱し
た際に発光しない材料で作る必要がある。また、この容
器はガラス瓶とすることができる。
次に本発明を実施例および比較例について説明する。
実施例１および比較例１〜５ 出発物質として種々のHBN源を使用し、米国特許第2,9
47,617号明細書の実施例１に記載されている方法によ
り、CBN粒子を製造した。この際、触媒としてマグネシ
ウムを使用し、３容量部のHBN粉末と１容量部のマグネ
シウム粒との混合物に、80,000気圧の圧力および1700℃
の温度という条件を約３分間作用させた。このようにし
て生成したCBN粒子にガンマ線を照射し、次いで加熱
し、熱ルミネセンス応答を測定した。特に、各CBN材料
のガンマ放射線感度ならびに各CBN材料の光感度を測定
した。これらの結果を第１表に示す。本発明における不
純物分布を有するCBN粒子（実施例１）は、すべての他
のCBN粒子（比較例１〜５）と比較した場合に、高ガン
マ放射線感度と低光感度との望ましい組合せを有してい
ることが分った。
47,617号明細書の実施例１に記載されている方法によ
り、CBN粒子を製造した。この際、触媒としてマグネシ
ウムを使用し、３容量部のHBN粉末と１容量部のマグネ
シウム粒との混合物に、80,000気圧の圧力および1700℃
の温度という条件を約３分間作用させた。このようにし
て生成したCBN粒子にガンマ線を照射し、次いで加熱
し、熱ルミネセンス応答を測定した。特に、各CBN材料
のガンマ放射線感度ならびに各CBN材料の光感度を測定
した。これらの結果を第１表に示す。本発明における不
純物分布を有するCBN粒子（実施例１）は、すべての他
のCBN粒子（比較例１〜５）と比較した場合に、高ガン
マ放射線感度と低光感度との望ましい組合せを有してい
ることが分った。
上述の実施例および比較例において、CBN中にベリリ
ウムは検出できなかった、すなわちCBN中のベリリウム
は0.1ppm未満であった。
ウムは検出できなかった、すなわちCBN中のベリリウム
は0.1ppm未満であった。
さらに、上述の実施例および比較例において、出発物
質であるHBNは生成したCBNと本質的に同じ不純物（炭
素、酸素、ケイ素、リン、チタンおよびベリリウム）分
布を有していた。
質であるHBNは生成したCBNと本質的に同じ不純物（炭
素、酸素、ケイ素、リン、チタンおよびベリリウム）分
布を有していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レクス・ジェイムス・ケディ 南アフリカ国トランスバール リボニア ベバン ロード３ (72)発明者 レスリィ・ケイ・ヘッジス 南アフリカ国トランスバール ブラッケ ンハースト デルフィニウム ストリー ト オリオール ミュース４
Claims (5)
- 【請求項１】熱ルミネセンス材料を使用して核放射線を
検出または測定するに当たり、下記の不純物分布：不純物 含有量（ppm） 炭素 1100未満 酸素 1500未満 ケイ素 100未満 リン 30未満 チタン 30未満 ベリリウム 1未満 を有する立方晶窒化ホウ素からなる熱ルミネセンス材料
に核放射線を照射し、 この照射されたルミネッセンス材料を周囲温度より高く
500℃より低い温度に加熱して前記材料を発光させ、 この熱ルミネセンス応答を検出または測定する ことを特徴とする核放射線の検出測定方法。 - 【請求項２】前記立方晶窒化ホウ素が下記の不純物分
布：不純物 含有量（ppm） 炭素 1000 酸素 1500 未満 ケイ素 10 リン 10 チタン 0.3 ベリリウム 0.1未満 を有する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記材料を200〜500℃の範囲内の温度に加
熱する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】前記材料を250〜400℃の範囲内の温度に加
熱する請求項１記載の方法。 - 【請求項５】検出または測定される放射線がガンマ放射
線である請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA877791 | 1987-10-16 | ||
| ZA87/7791 | 1987-10-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139687A JPH01139687A (ja) | 1989-06-01 |
| JP2541636B2 true JP2541636B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=25579034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258406A Expired - Lifetime JP2541636B2 (ja) | 1987-10-16 | 1988-10-15 | 熱ルミネセンス材料および核放射線の検出測定方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130549A (ja) |
| EP (1) | EP0312392B1 (ja) |
| JP (1) | JP2541636B2 (ja) |
| KR (1) | KR960002001B1 (ja) |
| AT (1) | ATE84563T1 (ja) |
| AU (1) | AU604982B2 (ja) |
| DE (1) | DE3877501T2 (ja) |
| ES (1) | ES2037236T3 (ja) |
| IL (1) | IL88009A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334840A (en) * | 1992-07-31 | 1994-08-02 | Aerotest Operations | Neutron detector and method |
| KR100421231B1 (ko) * | 2001-05-03 | 2004-03-10 | 한국원자력연구소 | 인화합물이 혼합된 ＣａＳＯ4계열 ＴＬ소자 및 그 제조방법 |
| CN101362591B (zh) * | 2003-08-20 | 2011-06-15 | 昭和电工株式会社 | 立方氮化硼、制造立方氮化硼的方法、含有立方氮化硼的砂轮、和烧结立方氮化硼压制体 |
| CN101102863B (zh) * | 2005-04-14 | 2011-03-30 | 住友电工硬质合金株式会社 | Cbn烧结体以及使用该烧结体的切削工具 |
| JP6452873B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2019-01-16 | 株式会社トクヤマ | 窒化硼素粉末及びその製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1310262A (ja) * | 1961-12-15 | 1963-03-06 | ||
| US3192015A (en) * | 1963-04-01 | 1965-06-29 | Gen Electric | Growth of large cubic form of boron nitride crystals |
| JPS53102900A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Hitachi Ltd | Preparation of cubic bn |
| US4551195A (en) * | 1984-09-25 | 1985-11-05 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Method for growing boron nitride crystals of cubic system |
| JPH064915B2 (ja) * | 1985-08-14 | 1994-01-19 | 日本電気株式会社 | 立方晶窒化ホウ素の合成方法 |
| DE3674329D1 (de) * | 1985-09-24 | 1990-10-25 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zur synthese von bornitrid des kubischen systems. |
| EP0240913B1 (en) * | 1986-04-09 | 1991-11-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing sintered compact of cubic boron nitride |
-
1988
- 1988-10-11 IL IL8888009A patent/IL88009A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-10-14 AT AT88309661T patent/ATE84563T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-10-14 ES ES198888309661T patent/ES2037236T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-14 DE DE8888309661T patent/DE3877501T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-14 KR KR1019880013435A patent/KR960002001B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-10-14 EP EP88309661A patent/EP0312392B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-14 AU AU23773/88A patent/AU604982B2/en not_active Ceased
- 1988-10-15 JP JP63258406A patent/JP2541636B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-14 US US07/494,945 patent/US5130549A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2037236T3 (es) | 1993-06-16 |
| US5130549A (en) | 1992-07-14 |
| AU2377388A (en) | 1989-04-20 |
| AU604982B2 (en) | 1991-01-03 |
| KR960002001B1 (ko) | 1996-02-09 |
| EP0312392B1 (en) | 1993-01-13 |
| EP0312392A1 (en) | 1989-04-19 |
| IL88009A0 (en) | 1989-06-30 |
| DE3877501D1 (en) | 1993-02-25 |
| DE3877501T2 (de) | 1993-05-19 |
| IL88009A (en) | 1992-12-01 |
| JPH01139687A (ja) | 1989-06-01 |
| ATE84563T1 (de) | 1993-01-15 |
| KR890007085A (ko) | 1989-06-17 |
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