JP2595027B2 - セラミツクシンチレータの製造方法 - Google Patents
セラミツクシンチレータの製造方法Info
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- JP2595027B2 JP2595027B2 JP63067447A JP6744788A JP2595027B2 JP 2595027 B2 JP2595027 B2 JP 2595027B2 JP 63067447 A JP63067447 A JP 63067447A JP 6744788 A JP6744788 A JP 6744788A JP 2595027 B2 JP2595027 B2 JP 2595027B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射線検出用シンチレータ材料に関する。特
に、Ｘ線CT用シンチレータとして好適な希土類オキシ硫
化物からなるセラミツクシンチレータの製造方法に関す
るものである。
に、Ｘ線CT用シンチレータとして好適な希土類オキシ硫
化物からなるセラミツクシンチレータの製造方法に関す
るものである。
従来、Ｘ線CTなどに用いるｘ線検出器としてはキセノ
ン（Xe）電離箱が用いられてきた。しかし、Xe電離箱で
は装置の小型化が難しいという問題点がある。近年、単
結晶のシンチレータ材やシンチレータ材粉末を樹脂中に
分散固化したものを用いた高精度かつ小型固体検出素子
の検討が盛んである。しかしながら、従来より使用され
ているBGO（ゲルマニウム酸ビスマス）,CsI:Tl,CdWO4な
どの単結晶材料にはいずれも問題がある。BGOは発光効
率が低く高価であり、CdWO4は発光効率が低く、かつ毒
性が強く、劈開性のため加工にも難点がある。また、Cs
I:Tlは潮解性で残光現象があり、実用上問題がある。一
方、粉末樹脂分散固化体では、発光強度が理論値よりか
なり小さい、かつ透光性が小さく厚くできないため、Ｘ
線吸収用鉛ガラス部材を必要とし、素子構造が複雑とな
るなどの問題がある。
ン（Xe）電離箱が用いられてきた。しかし、Xe電離箱で
は装置の小型化が難しいという問題点がある。近年、単
結晶のシンチレータ材やシンチレータ材粉末を樹脂中に
分散固化したものを用いた高精度かつ小型固体検出素子
の検討が盛んである。しかしながら、従来より使用され
ているBGO（ゲルマニウム酸ビスマス）,CsI:Tl,CdWO4な
どの単結晶材料にはいずれも問題がある。BGOは発光効
率が低く高価であり、CdWO4は発光効率が低く、かつ毒
性が強く、劈開性のため加工にも難点がある。また、Cs
I:Tlは潮解性で残光現象があり、実用上問題がある。一
方、粉末樹脂分散固化体では、発光強度が理論値よりか
なり小さい、かつ透光性が小さく厚くできないため、Ｘ
線吸収用鉛ガラス部材を必要とし、素子構造が複雑とな
るなどの問題がある。
最近、このような問題を克服すべく、上記単結晶など
に比べ発光出力が高い希土類オキシ硫化物粉末を焼結し
たセラミツクシンチレータが提案されている（特開昭61
−127670号公報，特開昭58−204088号公報など参照）。
例えば本発明者の一部のものが希土類オキシ硫化物を金
属カプセル内に封入した後、熱間静水圧プレス法（以下
HIP法と称す）で焼結することにより、透光性および発
光出力の高いシンチレータ材料を得ることに成功してい
る（特開昭61−127670号）。
に比べ発光出力が高い希土類オキシ硫化物粉末を焼結し
たセラミツクシンチレータが提案されている（特開昭61
−127670号公報，特開昭58−204088号公報など参照）。
例えば本発明者の一部のものが希土類オキシ硫化物を金
属カプセル内に封入した後、熱間静水圧プレス法（以下
HIP法と称す）で焼結することにより、透光性および発
光出力の高いシンチレータ材料を得ることに成功してい
る（特開昭61−127670号）。
しかしながら、本セラミツクスでは焼結ロツト内およ
びロツト間で出力のばらつきが生じやすいという問題が
ある。特性のばらつきがあると、それらを多素子化して
検出器システムにした時、情報の正確な再現が困難とな
る。特に、均一性は高度の正確さが要求される医療用Ｘ
線CTシステムには不可欠であり、その向上が望まれる。
びロツト間で出力のばらつきが生じやすいという問題が
ある。特性のばらつきがあると、それらを多素子化して
検出器システムにした時、情報の正確な再現が困難とな
る。特に、均一性は高度の正確さが要求される医療用Ｘ
線CTシステムには不可欠であり、その向上が望まれる。
従来、希土類オキシ硫化物をHIP法で焼結する際、HIP
カプセル中での充填かさ密度をあげるために平均粒径40
μｍ程度の原料粉末が用いられている。この原料粉の場
合、その合成時にるつぼ材からのAl2O3の混入が多いた
め、それが最終焼結体に介在物として出現する。この介
在物が発光出力低下や出力ばらつきをもたらす一要因に
なつている。また、粒径の大きい原料粉はその合成コス
トが高いという問題もある。
カプセル中での充填かさ密度をあげるために平均粒径40
μｍ程度の原料粉末が用いられている。この原料粉の場
合、その合成時にるつぼ材からのAl2O3の混入が多いた
め、それが最終焼結体に介在物として出現する。この介
在物が発光出力低下や出力ばらつきをもたらす一要因に
なつている。また、粒径の大きい原料粉はその合成コス
トが高いという問題もある。
そのため、高出力かつ均一性に優れたセラミツクシン
チレータを実現するには、原料粉中の不純物の混入を出
来るだけおさえる必要がある。
チレータを実現するには、原料粉中の不純物の混入を出
来るだけおさえる必要がある。
本発明の目的は、上記実情に鑑み、高い発光出力を有
し、かつ出力ばらつきの極めて小さい均一性の優れた希
土類オキシ硫化物のセラミツクシンチレータの製法を提
供することにある。
し、かつ出力ばらつきの極めて小さい均一性の優れた希
土類オキシ硫化物のセラミツクシンチレータの製法を提
供することにある。
上記目的は、希土類オキシ硫化物をHIP法により焼結
するにあたり、当該原料粉に平均粒径10μｍ以下のもの
を用いることにより、達成される。
するにあたり、当該原料粉に平均粒径10μｍ以下のもの
を用いることにより、達成される。
本発明において、上記希土類オキシ硫化物としては、
例えば、特開昭55−62930号公報または特開昭56−15137
6号公報などにより知られる組成のもの、すなわち、組
成式 （Ln1-x-yMxCey）2O2S:（Ｆ） ただし、 LnはCd,La,YおよびLnのなかから選ばれた少なくとも
一種類の元素、 ＭはPrおよびTbのうちの一種または二種の元素、 ｘの量は、３×10-6≦ｘ≦0.2、 ｙの量は、１×10-6≦ｙ≦５×10-3、 Ｆの量は、重量で０〜1000ppm、 で表されるものを用いることができる。
例えば、特開昭55−62930号公報または特開昭56−15137
6号公報などにより知られる組成のもの、すなわち、組
成式 （Ln1-x-yMxCey）2O2S:（Ｆ） ただし、 LnはCd,La,YおよびLnのなかから選ばれた少なくとも
一種類の元素、 ＭはPrおよびTbのうちの一種または二種の元素、 ｘの量は、３×10-6≦ｘ≦0.2、 ｙの量は、１×10-6≦ｙ≦５×10-3、 Ｆの量は、重量で０〜1000ppm、 で表されるものを用いることができる。
本発明においては、これらのうち、特に （Gd1-x-yPrxCey）2O2S:（Ｆ） ただし、 ３×10-6≦ｘ≦0.2、 １×10-6≦ｙ≦５×10-3、 Ｆの量は、重量で２〜1000ppm、 で表される希土類オキシ硫化物がよい。
希土類オキシ硫化物をHIP法により焼結するにあたつ
て、本発明では、該原料粉に平均粒径10μｍ以下のもの
を用いることに特徴がある。
て、本発明では、該原料粉に平均粒径10μｍ以下のもの
を用いることに特徴がある。
平均粒径10μｍ以下の希土類オキシ硫化物粉末を焼結
助剤とともに、金属製カプセルに充填し、それをHIPす
ることによつて、高出力かつ出力ばらつきの小さいセラ
ミツクシンチレータを低コストで作成することができ
る。
助剤とともに、金属製カプセルに充填し、それをHIPす
ることによつて、高出力かつ出力ばらつきの小さいセラ
ミツクシンチレータを低コストで作成することができ
る。
従来、HIP用の原料粉には、平均粒径が数10μｍのも
のが用いられていた。この場合、最終焼結体中に非発光
の異物が多数介在しており、それが発光出力の低下さら
に出力ばらつきをもたらす。この異物はAlの化合物であ
り、その発生源は原料粉そのものにある。すなわち、原
料粉は高温で合成されるため、るつぼ材のAl2O3との反
応が進み、原料粉中に不純物として多量のAl化合物が取
込まれる。
のが用いられていた。この場合、最終焼結体中に非発光
の異物が多数介在しており、それが発光出力の低下さら
に出力ばらつきをもたらす。この異物はAlの化合物であ
り、その発生源は原料粉そのものにある。すなわち、原
料粉は高温で合成されるため、るつぼ材のAl2O3との反
応が進み、原料粉中に不純物として多量のAl化合物が取
込まれる。
これに対して、平均粒径10μｍ以下の原料粉であれ
ば、より低温で合成されるため、るつぼ材のAl2O3との
反応が殆んど進まず、Al不純物の含有量は少ない。した
がつてこれを用いて作成したセラミツクス中には、出力
低下あるいはばらつきをもたらす介在物が低減し、特
性、均一性に優れたセラミツクスを可能とする。また、
本発明により、平均粒径10μｍ以下の原料粉の製造コス
トが安いため、そのぶんコスト的にも有利になり得る。
ば、より低温で合成されるため、るつぼ材のAl2O3との
反応が殆んど進まず、Al不純物の含有量は少ない。した
がつてこれを用いて作成したセラミツクス中には、出力
低下あるいはばらつきをもたらす介在物が低減し、特
性、均一性に優れたセラミツクスを可能とする。また、
本発明により、平均粒径10μｍ以下の原料粉の製造コス
トが安いため、そのぶんコスト的にも有利になり得る。
以下本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例１） 平均粒径の10μｍのシンチレータ粉末 （Gd0.999Pr0.001Ce6X10 -6）2O2S:（Ｆ）に焼結助剤
としてLi2GeF6を0.1wt％添加し、これを純鉄製のカプセ
ルの中に入れ、直接加圧充填する。この時の圧力は350k
g/cm2であつた。このカプセルを加熱脱気しながら真空
封止した後、HIP装置に入れ、1300℃,1000気圧のアルゴ
ンガス中で３時間HIP処理を施した。得られた焼結体は
クラツクやミクロな欠陥のない極めて緻密なものであつ
た。それらの試料のＸ線照射による発光出力およびその
出力の焼結ロツト内とロツト間ばらつきの値を従来の平
均粒径40μｍ程度の原料粉を用いて作成した試料のそれ
と比較して第１表に示す。なお、発光出力は同一組成の
粉末を用いて作成した粉末樹脂中分散固化体のそれに対
する出力比として表わす。
としてLi2GeF6を0.1wt％添加し、これを純鉄製のカプセ
ルの中に入れ、直接加圧充填する。この時の圧力は350k
g/cm2であつた。このカプセルを加熱脱気しながら真空
封止した後、HIP装置に入れ、1300℃,1000気圧のアルゴ
ンガス中で３時間HIP処理を施した。得られた焼結体は
クラツクやミクロな欠陥のない極めて緻密なものであつ
た。それらの試料のＸ線照射による発光出力およびその
出力の焼結ロツト内とロツト間ばらつきの値を従来の平
均粒径40μｍ程度の原料粉を用いて作成した試料のそれ
と比較して第１表に示す。なお、発光出力は同一組成の
粉末を用いて作成した粉末樹脂中分散固化体のそれに対
する出力比として表わす。
第１表から明らかなように、本発明によれば、発光出
力が向上するとともに、出力ばらつきがロツト内とロツ
ト間いずれも小さくなり、均一性に優れたセラミツクシ
ンチレータ材を提供することができる。
力が向上するとともに、出力ばらつきがロツト内とロツ
ト間いずれも小さくなり、均一性に優れたセラミツクシ
ンチレータ材を提供することができる。
（実施例２） 平均粒径５μｍのシンチレータ粉末 （Gd0.999Pr0.001Ce6X10 -6）2O2S:（Ｆ）に焼結助剤
としてLi2GeF6を0.1wt％添加し、これを実施例１と同じ
ように鉄製カプセルに加圧充填する。この時の圧力は40
0kg/cm2であつた。これを加熱脱気しながら真空封止
後、実施例１と同条件でHIP処理をおこなつた。得られ
た焼結体は欠陥のない極めて緻密なものであつた。それ
らの発光出力および出力ばらつきの値を従来法による試
料と比較して第２表に示す。
としてLi2GeF6を0.1wt％添加し、これを実施例１と同じ
ように鉄製カプセルに加圧充填する。この時の圧力は40
0kg/cm2であつた。これを加熱脱気しながら真空封止
後、実施例１と同条件でHIP処理をおこなつた。得られ
た焼結体は欠陥のない極めて緻密なものであつた。それ
らの発光出力および出力ばらつきの値を従来法による試
料と比較して第２表に示す。
第２表から明らかなように、本発明によると、従来法
に比べて、高出力でかつ均一性に優れたセラミツクシン
チレータ材を実現することができる。
に比べて、高出力でかつ均一性に優れたセラミツクシン
チレータ材を実現することができる。
以上の実施例では、原料粉として（Gd0.999Pr0.001Ce
6X10 -6）2O2S:（Ｆ）の組成を用いた場合について述べ
たが別にこれに限るわけでなく、他の組成でも良い。
6X10 -6）2O2S:（Ｆ）の組成を用いた場合について述べ
たが別にこれに限るわけでなく、他の組成でも良い。
以上述べてきたように、希土類オキシ硫化物を熱間静
水圧プレス法により焼結するにあたり、当該原料粉に平
均粒径10μｍ以下のものを用いることを特徴とする本発
明に係るセラミツクシンチレータの製法は、高出力かつ
出力ばらつきが小さい均一性に優れた希土類オキシ硫化
物のセラミツクシンチレータを実現することができる。
加えて、本発明により低コスト化も図ることができる。
したがつて、本発明により作製されたセラミツクシンチ
レータは、Ｘ線CT用など放射線検出用素子材料として好
適であり、医療分野は無論のこと、その工業上の効果は
大である。
水圧プレス法により焼結するにあたり、当該原料粉に平
均粒径10μｍ以下のものを用いることを特徴とする本発
明に係るセラミツクシンチレータの製法は、高出力かつ
出力ばらつきが小さい均一性に優れた希土類オキシ硫化
物のセラミツクシンチレータを実現することができる。
加えて、本発明により低コスト化も図ることができる。
したがつて、本発明により作製されたセラミツクシンチ
レータは、Ｘ線CT用など放射線検出用素子材料として好
適であり、医療分野は無論のこと、その工業上の効果は
大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 裕之 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 山田 敞馗 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 戸田 堯三 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 佃 康夫 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属 株式会社磁性材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−113388（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191084（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−151376（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6590（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−4856（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】希土類オキシ硫化物の粉体を熱間静水圧プ
レス法により焼結するセラミツクシンチレータの製造方
法において、前記粉体として平均粒径10μｍ以下のもの
を用いることを特徴とするセラミツクシンチレータの製
造方法。 - 【請求項２】前記希土類オキシ硫化物として組成式 （Gd1-x-yPrxCey）2O2S:（Ｆ） （ここで、x,y量はそれぞれ３×10-6≦ｘ≦0.2,1×10-6
≦ｙ≦５×10-3,Fの量は２〜1000ppmである。）で表さ
れるものを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067447A JP2595027B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | セラミツクシンチレータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067447A JP2595027B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | セラミツクシンチレータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242687A JPH01242687A (ja) | 1989-09-27 |
| JP2595027B2 true JP2595027B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=13345189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63067447A Expired - Lifetime JP2595027B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | セラミツクシンチレータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595027B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9599724B2 (en) * | 2013-05-08 | 2017-03-21 | Koninklijke Philips N.V. | Gamma radiation detection device |
| EP3492556A4 (en) | 2016-07-27 | 2019-10-02 | Mitsubishi Chemical Corporation | SINTER PHOSPHOR, LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHTING DEVICE AND VEHICLE LAMP LAMP |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151376A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-24 | Hitachi Ltd | Radiation detector |
| JPS61127670A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | 日立金属株式会社 | 焼結体の製造方法 |
| JPS62190281A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Toshiba Corp | 放射線検出器用シンチレ−タ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63067447A patent/JP2595027B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01242687A (ja) | 1989-09-27 |
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