JP2617785B2 - ラジオグラフィー用発光材料 - Google Patents
ラジオグラフィー用発光材料Info
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- G01T1/10—Luminescent dosimeters
- G01T1/11—Thermo-luminescent dosimeters
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- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
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- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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- Luminescent Compositions (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はラジオグラフ画像を記憶することのできる電
子捕獲材料並びにそのような材料を製造および使用する
方法に関する。
子捕獲材料並びにそのような材料を製造および使用する
方法に関する。
つい最近まで、Ｘ線ラジオグラフィーは全面的に光化
学に依存していた。さまざまな物体の各部分の画像は、
写真フィルムを露光し、次に従来の方法でフィルムを現
像することにより得られた。しかしながら、フィルム化
学において使用されるハロゲン化銀は、Ｘ線に対して充
分に感受性を示さないという問題が常に存在していた。
従って、フィルムを適切に露光するために、患者はかな
りの放射線量にさらされていた。最終的には、放射線量
は蛍光強化スクリーンの導入により減少させることがで
き、患者に対するＸ線の照射量を減少させるのに役立っ
た。
学に依存していた。さまざまな物体の各部分の画像は、
写真フィルムを露光し、次に従来の方法でフィルムを現
像することにより得られた。しかしながら、フィルム化
学において使用されるハロゲン化銀は、Ｘ線に対して充
分に感受性を示さないという問題が常に存在していた。
従って、フィルムを適切に露光するために、患者はかな
りの放射線量にさらされていた。最終的には、放射線量
は蛍光強化スクリーンの導入により減少させることがで
き、患者に対するＸ線の照射量を減少させるのに役立っ
た。
多くの改良は電子データー処理に関して為されたもの
で、もはや液体を使用する化学的処理によらず、画像を
形成することが可能になった。デジタル処理は高い解像
性、高い感度、再利用性、容易な記憶のように多くの利
点を提供する。固体状態フィルムの用途により決められ
る感度は、放射線量減少の鍵となるものである。
で、もはや液体を使用する化学的処理によらず、画像を
形成することが可能になった。デジタル処理は高い解像
性、高い感度、再利用性、容易な記憶のように多くの利
点を提供する。固体状態フィルムの用途により決められ
る感度は、放射線量減少の鍵となるものである。
最近、FujiではKoteraの米国特許第4,239,968号およ
び同第4,261,854号に開示された技術を使用し、Ｘ線カ
セット内に光励起性燐光体を採用し初めた。燐光体の露
光後、画像は「暗室」においてレーザースキャナーで読
み取られる。この時、光放射の形で発現した画像は検出
され、デジタル記憶され、またはハードコピーとして印
刷される。デジタルデーターベースを操作することによ
り、画像のコントラストおよび他の特徴は、従来の方法
で変更することができる。
び同第4,261,854号に開示された技術を使用し、Ｘ線カ
セット内に光励起性燐光体を採用し初めた。燐光体の露
光後、画像は「暗室」においてレーザースキャナーで読
み取られる。この時、光放射の形で発現した画像は検出
され、デジタル記憶され、またはハードコピーとして印
刷される。デジタルデーターベースを操作することによ
り、画像のコントラストおよび他の特徴は、従来の方法
で変更することができる。
Gasiot等の米国特許第4,517,463号は、実時間放射線
画像化装置および方法を開示している。Gasiot等の実時
間装置では、貯蔵した発光エネルギーを速やかに放出す
ることが必要である。Gasiot等は、光を速やかに放出す
るために、ユーロピウム化合物およびサマリウム化合物
でドープした硫化カルシウム、硫化スロトンチウム、硫
化マグネシウムおよび硫化バリウムのような燐光体を提
案している。Gasiot等は、セリウムおよびサマリウムで
ドープした硫化バリウムが、塩化フッ化バリウムのよう
に、望ましいものであることを知った。
画像化装置および方法を開示している。Gasiot等の実時
間装置では、貯蔵した発光エネルギーを速やかに放出す
ることが必要である。Gasiot等は、光を速やかに放出す
るために、ユーロピウム化合物およびサマリウム化合物
でドープした硫化カルシウム、硫化スロトンチウム、硫
化マグネシウムおよび硫化バリウムのような燐光体を提
案している。Gasiot等は、セリウムおよびサマリウムで
ドープした硫化バリウムが、塩化フッ化バリウムのよう
に、望ましいものであることを知った。
人間に照射するＸ線量は、これらの技術の利用により
幾分減少させることができる。しかしながら、実際照射
量は充分に減少されていない。なぜならば強い光を有し
且つ感受性の充分な燐光体が開発されていないからであ
る。
幾分減少させることができる。しかしながら、実際照射
量は充分に減少されていない。なぜならば強い光を有し
且つ感受性の充分な燐光体が開発されていないからであ
る。
所望の特別な燐光体は、電子捕獲光学材料の特定な種
族に属する。この材料の種族を明確にするためには、そ
の歴史をひもといてみることが役に立つ。なぜならばこ
れに関する用語には幾分複雑な事情があるからである。
ルミネセンスという用語から始めることは重要であり、
これは固体が種々の条件の下で光りを放つ能力のことで
ある。
族に属する。この材料の種族を明確にするためには、そ
の歴史をひもといてみることが役に立つ。なぜならばこ
れに関する用語には幾分複雑な事情があるからである。
ルミネセンスという用語から始めることは重要であり、
これは固体が種々の条件の下で光りを放つ能力のことで
ある。
ルミネセンスという用語は、遠い昔から知られている
自然現象である。記録された観察報告文献は前世紀にさ
かのぼる。SeebackおよびBecquerelは、特定の材料にお
いて瞬間的な可視残光を観察した。1889年に、Klattお
よびLenardはまた赤外線による幾つかの作用を観察し
た。この時に、「燐光体」および「ルミネセンス」とい
う言葉が現われた。1904年には、Dahmsは「刺激」およ
び「抑制］という言葉を区別した。即ち、これらはそれ
ぞれ残光を誘発することおよび停止することを意味して
いる。その後の研究の殆どは、Lenardによるもので、彼
は陰極線放出に関する研究に対して1905年に物理学部門
でノーベル賞を受賞している。さらに、彼は少なくとも
1918年までさまざまな燐光体について研究を続けた。そ
の後の研究は1926年〜1934年に渡ってUrbachにより行な
われた。これら初期の科学者は、非常にわずかな発光効
果を基本的な現象として観察した。
自然現象である。記録された観察報告文献は前世紀にさ
かのぼる。SeebackおよびBecquerelは、特定の材料にお
いて瞬間的な可視残光を観察した。1889年に、Klattお
よびLenardはまた赤外線による幾つかの作用を観察し
た。この時に、「燐光体」および「ルミネセンス」とい
う言葉が現われた。1904年には、Dahmsは「刺激」およ
び「抑制］という言葉を区別した。即ち、これらはそれ
ぞれ残光を誘発することおよび停止することを意味して
いる。その後の研究の殆どは、Lenardによるもので、彼
は陰極線放出に関する研究に対して1905年に物理学部門
でノーベル賞を受賞している。さらに、彼は少なくとも
1918年までさまざまな燐光体について研究を続けた。そ
の後の研究は1926年〜1934年に渡ってUrbachにより行な
われた。これら初期の科学者は、非常にわずかな発光効
果を基本的な現象として観察した。
1941年には、光を放出する燐光体の開発に関する計画
が、National Defense Committeeにより制定された。
燐光体に関する研究はロチェスター大学で開始され、ま
た他の研究機関もそれに追従した。しかしながら、この
計画は第二次世界大戦のため終結した。次の技術文献は
この研究に関するもので、1946〜1946年に発表された。
が、National Defense Committeeにより制定された。
燐光体に関する研究はロチェスター大学で開始され、ま
た他の研究機関もそれに追従した。しかしながら、この
計画は第二次世界大戦のため終結した。次の技術文献は
この研究に関するもので、1946〜1946年に発表された。
B. Ｏ′Brien、「Development of Infrared Phos
phors」、J.Opt.Soc.of Am.、36巻、1946年７月、369
頁； F. Urbach,et al.、「On Infrared Sensitive P
hosphors」、J.Opt.Soc.of Am.、36巻、1946年７月、3
72頁； G. Fonda、「Preparation and Characteristics
of Zinc Sulfide Phosphors Sensitive to Infra
−Red」、J.Opt.Soc.of Am.、36巻、1946年７月、382
頁； A.L. Smith、「The Preparation of Strontium
Selenide and its Properties as ａ Base Mate
rial for Phosphors Stimulated by Infra−Re
d」、Journal of the Am.Chem.Soc.、69巻、1947
年、1725頁； K.Butler、「Emission Spectra of Silicate Pho
sphors with Manganese Activation」、Journal of
the Electrochemical Society、93巻、５号、1948
年、143頁； 「Preparation and Characteristics of Solid
Luminescent Materials」、編集者G.R. Fonda and
F.Seitz.John Wiley ＆ Sons,Inc.、ニューヨーク、
1948年。
phors」、J.Opt.Soc.of Am.、36巻、1946年７月、369
頁； F. Urbach,et al.、「On Infrared Sensitive P
hosphors」、J.Opt.Soc.of Am.、36巻、1946年７月、3
72頁； G. Fonda、「Preparation and Characteristics
of Zinc Sulfide Phosphors Sensitive to Infra
−Red」、J.Opt.Soc.of Am.、36巻、1946年７月、382
頁； A.L. Smith、「The Preparation of Strontium
Selenide and its Properties as ａ Base Mate
rial for Phosphors Stimulated by Infra−Re
d」、Journal of the Am.Chem.Soc.、69巻、1947
年、1725頁； K.Butler、「Emission Spectra of Silicate Pho
sphors with Manganese Activation」、Journal of
the Electrochemical Society、93巻、５号、1948
年、143頁； 「Preparation and Characteristics of Solid
Luminescent Materials」、編集者G.R. Fonda and
F.Seitz.John Wiley ＆ Sons,Inc.、ニューヨーク、
1948年。
これらの文献は研究された種々の材料に関する初期の
成果を呈示している。数十年の経過と共に、殆どの科学
者はこれらの成果を忘れてしまい、ただ陰極線管および
蛍光灯のスクリーン用陰極ルミネセンスの分野における
研究のみが、興味をもって継続された。
成果を呈示している。数十年の経過と共に、殆どの科学
者はこれらの成果を忘れてしまい、ただ陰極線管および
蛍光灯のスクリーン用陰極ルミネセンスの分野における
研究のみが、興味をもって継続された。
従って、ルミネセンスの分野は広く、外部のエネルギ
ー源により活性化された時、光を発散する特定の物質即
ち材料の能力に関係している。活性化エネルギー源が光
の場合、適切な用語は光ルミネセンスである。
ー源により活性化された時、光を発散する特定の物質即
ち材料の能力に関係している。活性化エネルギー源が光
の場合、適切な用語は光ルミネセンスである。
最も興味のある材料は、放射線により励起されると時
間の長さを変化させる「トラップ」内に電子を貯蔵する
ことのできる材料であり、これはJ.L. Summerdijkおよ
びA. Bril、「Visible Luminescence...Under IR E
xcitation」、International Conference on Lumine
scense、レニングラード、1972年８月、86頁に述べられ
ている。深いトラップの場合、閉じ込められた電子は、
トラックの深さに応じたエネルギーを有する光子により
時間を遅らせて放出させることができる。深いトラップ
の場合、熱の放出は無視することができる。これらの状
況の下で、励起放射線に対応する情報は、後の使用のた
めに記憶することができる。この情報は、赤外線により
活性化され、可視光線の放出の形で再生することができ
る。これら材料は、今までは電子捕獲光学材料と呼ばれ
ている。
間の長さを変化させる「トラップ」内に電子を貯蔵する
ことのできる材料であり、これはJ.L. Summerdijkおよ
びA. Bril、「Visible Luminescence...Under IR E
xcitation」、International Conference on Lumine
scense、レニングラード、1972年８月、86頁に述べられ
ている。深いトラップの場合、閉じ込められた電子は、
トラックの深さに応じたエネルギーを有する光子により
時間を遅らせて放出させることができる。深いトラップ
の場合、熱の放出は無視することができる。これらの状
況の下で、励起放射線に対応する情報は、後の使用のた
めに記憶することができる。この情報は、赤外線により
活性化され、可視光線の放出の形で再生することができ
る。これら材料は、今までは電子捕獲光学材料と呼ばれ
ている。
電子捕獲光学材料の基本原理は、次の通りである。即
ち、ホスト結晶は広いバンドギャップの半導体（II−V
I）化合物で、通常特別な価値を持たない。しかしなが
ら、これらの結晶は多量の不純物でドープされると、新
規なエネルギーレベルおよびバンドを生成することがで
きる。ランタニド（希土類元素）系の不純物は、格子内
に収納され、コミュニケーションバンドおよび捕獲レベ
ルを形成する。新規なコミュニケーションバンドは、非
捕獲電子が相互に作用するエネルギーバンドとして利用
される。ずっと低いエネルギーの捕獲レベルには非コミ
ュニケーション部位が存在する。
ち、ホスト結晶は広いバンドギャップの半導体（II−V
I）化合物で、通常特別な価値を持たない。しかしなが
ら、これらの結晶は多量の不純物でドープされると、新
規なエネルギーレベルおよびバンドを生成することがで
きる。ランタニド（希土類元素）系の不純物は、格子内
に収納され、コミュニケーションバンドおよび捕獲レベ
ルを形成する。新規なコミュニケーションバンドは、非
捕獲電子が相互に作用するエネルギーバンドとして利用
される。ずっと低いエネルギーの捕獲レベルには非コミ
ュニケーション部位が存在する。
潜伏性発光活性を示す材料は、活性化状態で電子を捕
獲する１つ以上の部位をしばしば含んでいる。可視光線
またはＸ線のような望ましい波長の活性化放射線を当て
ると、そのような部位は電子でいっぱいになる。電子は
コミュニケーションバンドを経て活性化状態まで引き上
げられる。なおコミュニケーションバンドでは吸収およ
び再結合のよな変化が起こる。活性化放射線の照射を止
めると、電子はその基底状態より高いエネルギーレベル
で捕獲され、またはその基底状態まで降下する。捕獲さ
れる電子の数は発光材料および使用した各ドーパントに
より大いに左右される。
獲する１つ以上の部位をしばしば含んでいる。可視光線
またはＸ線のような望ましい波長の活性化放射線を当て
ると、そのような部位は電子でいっぱいになる。電子は
コミュニケーションバンドを経て活性化状態まで引き上
げられる。なおコミュニケーションバンドでは吸収およ
び再結合のよな変化が起こる。活性化放射線の照射を止
めると、電子はその基底状態より高いエネルギーレベル
で捕獲され、またはその基底状態まで降下する。捕獲さ
れる電子の数は発光材料および使用した各ドーパントに
より大いに左右される。
捕獲レベルがコミュニケーションバンドのレベルより
充分に低い場合、各レベルにおける電子は相互に分離さ
れ、長時間の間捕獲されたままになり、通常の周囲温度
により影響されない。実際、トラップの深さが充分であ
るならば、また電子が特殊な光エネルギーまたは室温よ
りずっと高い熱エネルギーにより活性化されない限り、
電子は殆ど永久的に捕獲されたままになっている。
充分に低い場合、各レベルにおける電子は相互に分離さ
れ、長時間の間捕獲されたままになり、通常の周囲温度
により影響されない。実際、トラップの深さが充分であ
るならば、また電子が特殊な光エネルギーまたは室温よ
りずっと高い熱エネルギーにより活性化されない限り、
電子は殆ど永久的に捕獲されたままになっている。
電子に光または他の放射線を当てて充分なエネルギー
を付与して、電子をコミュニケーションバンドのレベル
まで再び引き上げることがない限り、電子は捕獲された
ままである。なお、上記コミュニケーションバンドで
は、再結合の形で変化が起こり、電子をトラップから排
出させ、可視光線の光子を放出する。発光材料は、室温
の熱エネルギーが不十分である時、捕獲された電子の大
部分をトラップから放出させないものでなければならな
い。ここで用いられる「光エネルギー」という用語は、
特に断りがなければ可視光線、赤外線、紫外線、Ｘ線、
ガンマー線、ベーターおよびアルファー粒子を指すもの
とする。また、「発光材料」とは上記特徴を示す材料の
ことである。
を付与して、電子をコミュニケーションバンドのレベル
まで再び引き上げることがない限り、電子は捕獲された
ままである。なお、上記コミュニケーションバンドで
は、再結合の形で変化が起こり、電子をトラップから排
出させ、可視光線の光子を放出する。発光材料は、室温
の熱エネルギーが不十分である時、捕獲された電子の大
部分をトラップから放出させないものでなければならな
い。ここで用いられる「光エネルギー」という用語は、
特に断りがなければ可視光線、赤外線、紫外線、Ｘ線、
ガンマー線、ベーターおよびアルファー粒子を指すもの
とする。また、「発光材料」とは上記特徴を示す材料の
ことである。
これまでに様々な発光材料が知られているが、その殆
んどは特性が不充分であった。例えば、発光材料は赤外
線ビーム内のこの材料の位置に可視光線を当てて赤外線
ビームを位置決めするために使用されてきたが、そのよ
うな従来の発光材料では、比較的低いレベルの光を充分
に検出することができない。同じ方法で燐光体をＸ線ラ
ジオグラフィーに用いた場合、非常に高いレベルのＸ線
放射線が必要となり、人間に対する放射線量を減少させ
ることができなかった。
んどは特性が不充分であった。例えば、発光材料は赤外
線ビーム内のこの材料の位置に可視光線を当てて赤外線
ビームを位置決めするために使用されてきたが、そのよ
うな従来の発光材料では、比較的低いレベルの光を充分
に検出することができない。同じ方法で燐光体をＸ線ラ
ジオグラフィーに用いた場合、非常に高いレベルのＸ線
放射線が必要となり、人間に対する放射線量を減少させ
ることができなかった。
そのような材料に当てた光のエネルギーに対する供給
エネルギーの比は、非常に高いことがおおい。即ち、適
量の光エネルギーを提供するためには、多量のエネルギ
ーを材料に供給しなければならない。本願出願人は上記
欠点を回避または最小限に抑える発光材料を開発し、そ
のような材料の実用的用途を拡大した。
エネルギーの比は、非常に高いことがおおい。即ち、適
量の光エネルギーを提供するためには、多量のエネルギ
ーを材料に供給しなければならない。本願出願人は上記
欠点を回避または最小限に抑える発光材料を開発し、そ
のような材料の実用的用途を拡大した。
上記に引用したKoteraおよびGasiot等の特許は、燐光
材料の２つの別々の利点を指摘している。Ｘ線情報記憶
に用いられるハロゲン化フッ化バリウム燐光体は、Gasi
ot等により提案されたSmおよびEuをドープしたSrSまた
はCaSを基材とする燐光体と比較して1000倍以上の感度
を有すると、Koteraは述べており、これに対して、Gasi
ot等はKoteraのハロゲン化フッ化バリウムより読み出し
速度が優れていると述べている。
材料の２つの別々の利点を指摘している。Ｘ線情報記憶
に用いられるハロゲン化フッ化バリウム燐光体は、Gasi
ot等により提案されたSmおよびEuをドープしたSrSまた
はCaSを基材とする燐光体と比較して1000倍以上の感度
を有すると、Koteraは述べており、これに対して、Gasi
ot等はKoteraのハロゲン化フッ化バリウムより読み出し
速度が優れていると述べている。
本願出願人はGasiot等のEuの代わりにCeを使用し且つ
SrS燐光体に他の有益な成分を加えて、所望の感度およ
び所望の読み出し速度を有する組成物およびその製造方
法を開発した。この組成物は、Ｘ線ラジオグラフイー用
の非常に優れた燐光体を生成する。
SrS燐光体に他の有益な成分を加えて、所望の感度およ
び所望の読み出し速度を有する組成物およびその製造方
法を開発した。この組成物は、Ｘ線ラジオグラフイー用
の非常に優れた燐光体を生成する。
KoretaおよびGasiot等の成果と無関係に、本願出願人
は光子利用の特別な新規な燐光体を求めて研究した。こ
の研究中に、核およびＸ線放射線に極端に感受性のある
特別な組成物が見い出された。そのような放射線は電子
トラップを充満させ、この電子トラップは情報を永久的
に保持する。トラップ内の電荷の数は、受けた放射線の
量に比例するので、光照射の全「グレイスケール（gray
scale）」範囲が画像形成に役に立つ。暗室で赤外線
源により走査する時、画像は約495nmの波長の青〜緑の
範囲内のスペクトル状の狭いバンドの形で現われる。実
験によれば、Ｘ線感度はGasiot等によって教示された燐
光体より20倍優れ、且つKoteraの燐光体より10倍優れて
いる。
は光子利用の特別な新規な燐光体を求めて研究した。こ
の研究中に、核およびＸ線放射線に極端に感受性のある
特別な組成物が見い出された。そのような放射線は電子
トラップを充満させ、この電子トラップは情報を永久的
に保持する。トラップ内の電荷の数は、受けた放射線の
量に比例するので、光照射の全「グレイスケール（gray
scale）」範囲が画像形成に役に立つ。暗室で赤外線
源により走査する時、画像は約495nmの波長の青〜緑の
範囲内のスペクトル状の狭いバンドの形で現われる。実
験によれば、Ｘ線感度はGasiot等によって教示された燐
光体より20倍優れ、且つKoteraの燐光体より10倍優れて
いる。
極端に感受性の高い燐光体を有するＸ線プレートの導
入は、ラジオグラフィーに強烈な大きな衝撃を与えるで
あろう。なぜならば特定の検査中に患者が受ける放射線
量が、連続的に特に表示されるからである。コンピュー
ターで性能を高めたラジオグラフィーは、一層感度の高
い燐光体フィルムによりさらに改善させることができ
る。コンピューターで性能を高めたラジオグラフィーは
実時間読み出しを行なうので、不適当なＸ線露光のため
に行なわれる反復試験が不必要になる。高感度の燐光体
は乳房造影法および小児科を含めた低Ｘ線量の用途に適
用でき、且つ必要なＸ線源が少量であるため、携帯用装
置もまた可能である。情報の記憶およびその読み出し
は、デジタルデーターを記憶することによりずっと簡単
に且つ経済的に行なうことができる。燐光体の継続再使
用が可能であるため、Ｘ線写真の撮影費用が低減でき
る。
入は、ラジオグラフィーに強烈な大きな衝撃を与えるで
あろう。なぜならば特定の検査中に患者が受ける放射線
量が、連続的に特に表示されるからである。コンピュー
ターで性能を高めたラジオグラフィーは、一層感度の高
い燐光体フィルムによりさらに改善させることができ
る。コンピューターで性能を高めたラジオグラフィーは
実時間読み出しを行なうので、不適当なＸ線露光のため
に行なわれる反復試験が不必要になる。高感度の燐光体
は乳房造影法および小児科を含めた低Ｘ線量の用途に適
用でき、且つ必要なＸ線源が少量であるため、携帯用装
置もまた可能である。情報の記憶およびその読み出し
は、デジタルデーターを記憶することによりずっと簡単
に且つ経済的に行なうことができる。燐光体の継続再使
用が可能であるため、Ｘ線写真の撮影費用が低減でき
る。
新規な赤外線感受性燐光「フィルム」は微細な粉末を
シート状に積層することにより形成することができる。
使用される微結晶は、特殊な不純物をドープした周期律
表のII〜VI族の元素から生成される。本願出願人はSm元
素およびCe元素でドープしたSrSを採用した。セリウム
化合物は新規なバンドを形成し、Smは励起した電子を高
いエネルギー状態に永久的に保持する。さらに、CsIの
導入により、幾つかの改良的が見られた。赤外線を当て
ると、495nmの波長を有する青緑光線が放出され、この
時、電子は基底状態に戻る。本発明の新規な材料は、す
でに公知のものよりも10倍以上明るい光を放出すること
ができる。
シート状に積層することにより形成することができる。
使用される微結晶は、特殊な不純物をドープした周期律
表のII〜VI族の元素から生成される。本願出願人はSm元
素およびCe元素でドープしたSrSを採用した。セリウム
化合物は新規なバンドを形成し、Smは励起した電子を高
いエネルギー状態に永久的に保持する。さらに、CsIの
導入により、幾つかの改良的が見られた。赤外線を当て
ると、495nmの波長を有する青緑光線が放出され、この
時、電子は基底状態に戻る。本発明の新規な材料は、す
でに公知のものよりも10倍以上明るい光を放出すること
ができる。
簡単な固体型の走査赤外線レーザーを使用すると、ト
ラップが「直ちに」または少なくともナノセコンド以内
で空になる。このことは逐一情報を明確に読み出しする
ことを可能にする。光電子増倍管のようなセンサーを接
続した場合、上記材料の感度は高くなる。Ｘ線画像はほ
んのわずかな放射量で目視により簡単に見ることができ
る。高感度走査装置によれば、人のＸ線照射量は20分の
１に減少させることができる。
ラップが「直ちに」または少なくともナノセコンド以内
で空になる。このことは逐一情報を明確に読み出しする
ことを可能にする。光電子増倍管のようなセンサーを接
続した場合、上記材料の感度は高くなる。Ｘ線画像はほ
んのわずかな放射量で目視により簡単に見ることができ
る。高感度走査装置によれば、人のＸ線照射量は20分の
１に減少させることができる。
本願出願人は、電子捕獲材料がセリウム化合物を含む
と、画像用の高エネルギー放射線感度が著しく高くなる
という意外な結果を見い出した。また、本願出願人は、
CsIを添加すると光の強度がかなり高まることを見いだ
した。
と、画像用の高エネルギー放射線感度が著しく高くなる
という意外な結果を見い出した。また、本願出願人は、
CsIを添加すると光の強度がかなり高まることを見いだ
した。
実験によれば、電子捕獲材料に加えられたバリウム
は、Ｘ線感度に適度の効果のみを与えることが分かっ
た。ユーロピウムのような他のドーパントを含む燐光体
はＸ線に対して感応しないので、感度の増加は、重金属
を加えても簡単には達成できないが、セリウムの独特な
作用により可能である。
は、Ｘ線感度に適度の効果のみを与えることが分かっ
た。ユーロピウムのような他のドーパントを含む燐光体
はＸ線に対して感応しないので、感度の増加は、重金属
を加えても簡単には達成できないが、セリウムの独特な
作用により可能である。
今のところ、セリウムの独特な作用について正確な説
明はできないけれども、実験的な解釈によれば、セリウ
ム化合物は多数の高いエネルギーバンドを形成し、これ
らバンドにおいて、多数の電子がＸ線光子の衝突により
エネルギーを高めるためであると思われる。このドーパ
ントは吸収されたＸ線光子１個当たりの光出力を数10倍
向上させる。
明はできないけれども、実験的な解釈によれば、セリウ
ム化合物は多数の高いエネルギーバンドを形成し、これ
らバンドにおいて、多数の電子がＸ線光子の衝突により
エネルギーを高めるためであると思われる。このドーパ
ントは吸収されたＸ線光子１個当たりの光出力を数10倍
向上させる。
本発明の第１の目的は、Ｘ線のような高エネルギー放
射線に対して少なくとも10倍高めた感度を有する新規な
発光材料を提供することである。
射線に対して少なくとも10倍高めた感度を有する新規な
発光材料を提供することである。
本発明の特殊な目的は、充分な電子トラップの深さお
よび電子トラップの充分な密度を有し、画像記憶材料と
して有用な放射線感受性発光材料を提供することであ
る。
よび電子トラップの充分な密度を有し、画像記憶材料と
して有用な放射線感受性発光材料を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、赤外線にさらされた時、画像を
再生する際に青緑光線を放出する発光材料を提供するこ
とである。
再生する際に青緑光線を放出する発光材料を提供するこ
とである。
本発明のさらに他の目的は、放射線画像材料を製造す
る新規な且つ改良された方法を提供することである。
る新規な且つ改良された方法を提供することである。
本発明の上記目的および他の目的は下記の説明に従っ
て明らかになるであろう。これら目的は基材、第一ドー
パント、第２ドーパントおよび可融性塩から本質的に成
る高性能電子捕獲放射線感受性発光材料により達成され
る。さらに詳しくは、放射線感受性発光材料は、各アル
カリ土類金属の硫化物から選ばれた基材と、サマリウム
の第一ドーパントと、酸化セリウム、フッ化セリウム、
塩化セリウムおよび硫化セリウムから選ばれた第二ドー
パントと、可融性塩、好ましくはフッ化リチウムとから
成るものである。性能の改善は、ハロゲン化セシウムを
最後に添加することにより達成される。
て明らかになるであろう。これら目的は基材、第一ドー
パント、第２ドーパントおよび可融性塩から本質的に成
る高性能電子捕獲放射線感受性発光材料により達成され
る。さらに詳しくは、放射線感受性発光材料は、各アル
カリ土類金属の硫化物から選ばれた基材と、サマリウム
の第一ドーパントと、酸化セリウム、フッ化セリウム、
塩化セリウムおよび硫化セリウムから選ばれた第二ドー
パントと、可融性塩、好ましくはフッ化リチウムとから
成るものである。性能の改善は、ハロゲン化セシウムを
最後に添加することにより達成される。
本発明はさらに基質上に配置された上記放射線感受性
発光材料から成る。所望ならば、上記材料は透明なバイ
ンダーの使用により基質上に塗布することができる。透
明なバインダーと発光材料との混合物は、この材料の放
射線／光学的性質に殆ど影響を及ぼさない。本願におけ
る「基材、第一ドーパント、第２ドーパントおよび可融
性塩から本質的に成る」という表現は、これら材料のみ
を含むこと、または透明なバインダーとの組み合わせを
含むことと解釈すべきである。
発光材料から成る。所望ならば、上記材料は透明なバイ
ンダーの使用により基質上に塗布することができる。透
明なバインダーと発光材料との混合物は、この材料の放
射線／光学的性質に殆ど影響を及ぼさない。本願におけ
る「基材、第一ドーパント、第２ドーパントおよび可融
性塩から本質的に成る」という表現は、これら材料のみ
を含むこと、または透明なバインダーとの組み合わせを
含むことと解釈すべきである。
また、本発明は電子ビーム析出、スパッター、化学蒸
着等によりサファイアまたはアルミナのような望ましい
基質上に薄いフィルム付着し、且つ500〜900℃のような
適度な温度まで加熱して得られる放射線感受性発光材料
から成る。このように開発された表面結晶は、大きな解
像度と共に放射線感応発光性を示す。この明細書におい
て、「基材、第一ドーパント、第二ドーパントおよび可
融性塩から本質的に成る」という表現は、これら材料の
みを含む場合または異なる基質上に表面微結晶の形で材
料を組み合わせる場合を意味する。
着等によりサファイアまたはアルミナのような望ましい
基質上に薄いフィルム付着し、且つ500〜900℃のような
適度な温度まで加熱して得られる放射線感受性発光材料
から成る。このように開発された表面結晶は、大きな解
像度と共に放射線感応発光性を示す。この明細書におい
て、「基材、第一ドーパント、第二ドーパントおよび可
融性塩から本質的に成る」という表現は、これら材料の
みを含む場合または異なる基質上に表面微結晶の形で材
料を組み合わせる場合を意味する。
本発明の方法は、硫化ストロンチウムのような基材、
サマリウムの第一ドーパント、およびセリウム化合物の
第二ドーパントを混合することから成る。混合後、得ら
れた混合物を融解するのに充分な温度まで加熱して、各
ドーパントを拡散させる。この第一加熱段階は、炉の中
で不活性雰囲気の下で且つ950℃以上の温度で行なわれ
る。
サマリウムの第一ドーパント、およびセリウム化合物の
第二ドーパントを混合することから成る。混合後、得ら
れた混合物を融解するのに充分な温度まで加熱して、各
ドーパントを拡散させる。この第一加熱段階は、炉の中
で不活性雰囲気の下で且つ950℃以上の温度で行なわれ
る。
さらに本発明の方法は、得られた固体物質を粉末に粉
砕し、その後、ヨウ化セシウムを加え、得られた粉末
を、第一温度以下で且つ粉末の結晶欠陥を補修するのに
充分な第二温度まで再加熱し、これにより粉末を塊に溶
解することなしに、電子捕獲放射線感受性材料を生じ
る。粉砕段階では、通常100ミクロン未満の粒径を有す
る粉末を生成する。この方法は上記光学材料を透明なバ
インダーと混合し、これを基質に塗布する段階をさらに
含むことができる。
砕し、その後、ヨウ化セシウムを加え、得られた粉末
を、第一温度以下で且つ粉末の結晶欠陥を補修するのに
充分な第二温度まで再加熱し、これにより粉末を塊に溶
解することなしに、電子捕獲放射線感受性材料を生じ
る。粉砕段階では、通常100ミクロン未満の粒径を有す
る粉末を生成する。この方法は上記光学材料を透明なバ
インダーと混合し、これを基質に塗布する段階をさらに
含むことができる。
本発明のもう１つの方法は、原融解材料のチャンクを
生成し、蒸着またはスパッター等によりこのチャンクを
薄いフィルムの形で滑らかな別の基質上に付着させ、得
られたフィルムを第一温度より低くいが表面結晶化フィ
ルムを形成するのに充分高い第二温度まで再加熱し、こ
れにより高い解像度を有する放射線感受性電子捕獲材料
を生成することから成る。フィルムの厚さは２〜100ミ
クロンの範囲内である。
生成し、蒸着またはスパッター等によりこのチャンクを
薄いフィルムの形で滑らかな別の基質上に付着させ、得
られたフィルムを第一温度より低くいが表面結晶化フィ
ルムを形成するのに充分高い第二温度まで再加熱し、こ
れにより高い解像度を有する放射線感受性電子捕獲材料
を生成することから成る。フィルムの厚さは２〜100ミ
クロンの範囲内である。
本発明の上記および他の特徴は、添付図面に従う次の
詳細な記載から理解できるであろう。
詳細な記載から理解できるであろう。
第１図は本発明の操作原理を示している。使用される
基礎多結晶発光材料は、基底状態の電子で充満している
原子価バンドＧを有する。この材料においては、放射線
によって高エネルギー粒子、即ち光子が生じる。光子は
原子価バンドＧ内の所定の電子を活性化するように作用
する。第１図の左側に示された電子は最初原子価バンド
Ｇ内にあり、放射線にさらされる。ここで、各電子は光
子を吸収し、コミュニケーションバンドＥまで上昇し、
さらにセリウム化合物のドーパントにより形成された高
位のバンドＣまで上昇する。
基礎多結晶発光材料は、基底状態の電子で充満している
原子価バンドＧを有する。この材料においては、放射線
によって高エネルギー粒子、即ち光子が生じる。光子は
原子価バンドＧ内の所定の電子を活性化するように作用
する。第１図の左側に示された電子は最初原子価バンド
Ｇ内にあり、放射線にさらされる。ここで、各電子は光
子を吸収し、コミュニケーションバンドＥまで上昇し、
さらにセリウム化合物のドーパントにより形成された高
位のバンドＣまで上昇する。
短時間のうちに、電子は基底状態に戻るはずである
が、捕獲されない電子は蛍光の形で光を放出し、一方残
りの電子は捕獲レベルＴ内に捕獲される。これはすべて
材料の組成および有効な捕獲部位の数によって左右され
る。捕獲レベルＴ内の電子は他の電子から分離され、捕
獲され、且つ放射線画像を保持する。
が、捕獲されない電子は蛍光の形で光を放出し、一方残
りの電子は捕獲レベルＴ内に捕獲される。これはすべて
材料の組成および有効な捕獲部位の数によって左右され
る。捕獲レベルＴ内の電子は他の電子から分離され、捕
獲され、且つ放射線画像を保持する。
放射線画像の読み出しは赤外線スキャナーにより行な
われる。この赤外線スキャナーは充分な追加の外部エネ
ルギーを付与して、電子をコミュニケーションバンドＥ
まで引き上げる。この場合、電子は再結合し、このバン
ドから青緑の光を放出する。第１図の右側に示されてい
るように、捕獲された電子は赤外線電極エネルギーによ
り励起され、電子をコミュニケーションバンドＥまで戻
し、ここで電子は相互に作用し、バンドＧまで落下し、
可視光線の光子を放出し、放射線画像を再生する。
われる。この赤外線スキャナーは充分な追加の外部エネ
ルギーを付与して、電子をコミュニケーションバンドＥ
まで引き上げる。この場合、電子は再結合し、このバン
ドから青緑の光を放出する。第１図の右側に示されてい
るように、捕獲された電子は赤外線電極エネルギーによ
り励起され、電子をコミュニケーションバンドＥまで戻
し、ここで電子は相互に作用し、バンドＧまで落下し、
可視光線の光子を放出し、放射線画像を再生する。
本発明の材料は第１図に例示されている原理に従って
作用し、これにより放射線誘導画像は電子捕獲の現象に
より「記憶」され、この画像は赤外線の照射により解除
されて、電子をトラップの上方に押し上げ、電子を原子
価バンドに戻す。捕獲部位の数、トラップの深さ、コミ
ュニケーションバンド内で起こる変化の可能性、Ｘ線吸
収の程度はすべて使用する材料の組成によって決まる。
作用し、これにより放射線誘導画像は電子捕獲の現象に
より「記憶」され、この画像は赤外線の照射により解除
されて、電子をトラップの上方に押し上げ、電子を原子
価バンドに戻す。捕獲部位の数、トラップの深さ、コミ
ュニケーションバンド内で起こる変化の可能性、Ｘ線吸
収の程度はすべて使用する材料の組成によって決まる。
すでに述べたように、本発明の放射線感受性発光材料
は、基材、第一ドーパント、第二ドーパントおよび可融
性塩の組成物から成っている。
は、基材、第一ドーパント、第二ドーパントおよび可融
性塩の組成物から成っている。
基材は各アルカリ土類金属の群から選ばれる。硫化ス
トロンチウムは好ましいものである。なぜならば硫化ス
トロンチウムを含む材料中で、効果的な光の捕獲および
放出が行なわれ、また硫化ストロンチウムはＸ線のよう
な高いエネルギー放射線の大部分を吸収するのに充分高
いＺ（原子番号）を有するからである。第一ドーパント
は捕獲部位を形成するサマリウム金属である。第二ドー
パントは酸化セリウム、フッ化セリウム、塩化セリウム
および硫化セリウムの群から選ばれる。
トロンチウムは好ましいものである。なぜならば硫化ス
トロンチウムを含む材料中で、効果的な光の捕獲および
放出が行なわれ、また硫化ストロンチウムはＸ線のよう
な高いエネルギー放射線の大部分を吸収するのに充分高
いＺ（原子番号）を有するからである。第一ドーパント
は捕獲部位を形成するサマリウム金属である。第二ドー
パントは酸化セリウム、フッ化セリウム、塩化セリウム
および硫化セリウムの群から選ばれる。
ユーロピウム化合物の光放出効率は幾分良好である
が、そのＸ線感度はセリウムのそれのほんの1/1000〜1/
100に過ぎないので、ユーロピウムの使用は放射線照射
量を減少させるには実用的であるとは言えない。このこ
とは第４図に示されており、この図にセリウムおよびユ
ーロピウムをドープした燐光物質のトラップ飽和状態が
比較されている。
が、そのＸ線感度はセリウムのそれのほんの1/1000〜1/
100に過ぎないので、ユーロピウムの使用は放射線照射
量を減少させるには実用的であるとは言えない。このこ
とは第４図に示されており、この図にセリウムおよびユ
ーロピウムをドープした燐光物質のトラップ飽和状態が
比較されている。
第１熱処理後、混合物にハロゲン化セシウムを添加す
ることは、光照射強度25〜50％改善させる。
ることは、光照射強度25〜50％改善させる。
実施例 青緑の光を照射する放射線感受性発光材料は、次の組
成を有する混合物から製造する。
成を有する混合物から製造する。
硫化ストロンチウム 80部 サマリウム 150ppm 硫化セリウム 1200ppm フッ化リチウム 10部 硫酸バリウム 10部 上記において且つこの明細書において用いられている
ように、「部」、「pph」および「ppm」は、特に断りが
なければ、重量に基ずくものである。
ように、「部」、「pph」および「ppm」は、特に断りが
なければ、重量に基ずくものである。
硫酸バリウムは放射効率をほんのわずか改善するに過
ぎないので、この硫酸バリウムの使用は任意である。従
って、硫酸バリウムは０〜10pphの量で用いられる。
ぎないので、この硫酸バリウムの使用は任意である。従
って、硫酸バリウムは０〜10pphの量で用いられる。
混合物は粉砕され且つ均質化され、次に炉内のグラフ
ァイト製のるつぼに入れる。なお、この炉は乾燥窒素ガ
ス（液体窒素から供給）またはアルゴンのような乾燥不
活性ガスで吹き付けられ、清浄化されたものである。そ
の後、混合物は950〜1300℃（好ましくは1150℃）で30
分〜１時間加熱され、融解塊を生成する。加熱時間を長
くとれば、融解塊は950℃のような低い温度で生成する
ことができる。2000℃の高い温度が採用される場合、融
解塊は短い時間で生成することができる。高い温度で長
時間加熱される場合、融解塩の量が減少し、または排除
される。
ァイト製のるつぼに入れる。なお、この炉は乾燥窒素ガ
ス（液体窒素から供給）またはアルゴンのような乾燥不
活性ガスで吹き付けられ、清浄化されたものである。そ
の後、混合物は950〜1300℃（好ましくは1150℃）で30
分〜１時間加熱され、融解塊を生成する。加熱時間を長
くとれば、融解塊は950℃のような低い温度で生成する
ことができる。2000℃の高い温度が採用される場合、融
解塊は短い時間で生成することができる。高い温度で長
時間加熱される場合、融解塩の量が減少し、または排除
される。
冷却後、融解した塊は標準的な技術を用いて５〜100
ミクロンの粒径を有する細かい粉末に粉砕される。粉砕
後、全組成の100部当たり１部のヨウ化セシウムが粉末
材料に加えられ、次にこの粉末材料は、窒素または他の
不活性雰囲気の炉内のグラファイトまたはアルミナ製の
るつぼ中で約300〜700℃まで加熱される。この第２加熱
は上記材料の融解温度（約700℃）以下であり、上記材
料はこの温度に10〜60分（好ましくは30分）間保持され
る。この第２加熱段階はヨウ化セシウムを緊密に結合さ
せ、内部応力を除去し、且つ粉砕段階で微結晶に与えた
損傷を補修する。
ミクロンの粒径を有する細かい粉末に粉砕される。粉砕
後、全組成の100部当たり１部のヨウ化セシウムが粉末
材料に加えられ、次にこの粉末材料は、窒素または他の
不活性雰囲気の炉内のグラファイトまたはアルミナ製の
るつぼ中で約300〜700℃まで加熱される。この第２加熱
は上記材料の融解温度（約700℃）以下であり、上記材
料はこの温度に10〜60分（好ましくは30分）間保持され
る。この第２加熱段階はヨウ化セシウムを緊密に結合さ
せ、内部応力を除去し、且つ粉砕段階で微結晶に与えた
損傷を補修する。
ハロゲン化セシウムの使用は任意である。しかしなが
らハロゲン化セシウムは発光効率をかなり改善させるも
のである。
らハロゲン化セシウムは発光効率をかなり改善させるも
のである。
第２加熱後、上記粉末材料は冷却され、次に望ましい
バインダーまたはアクリル、ポリエチレンまたは他の有
機重合体のようなビヒクルと混合される。上記材料は、
バインダーと混合した後、被膜として基質に塗布され
る。Ｘ線の場合、基質上における放射線感受性発光材料
の被膜の厚さは、100〜500ミクロンであることが好まし
い。上記材料の用途によるけれども、基質は透明なプラ
スチック、酸化アルミニウム、ガラス、紙または他の固
体物質である。
バインダーまたはアクリル、ポリエチレンまたは他の有
機重合体のようなビヒクルと混合される。上記材料は、
バインダーと混合した後、被膜として基質に塗布され
る。Ｘ線の場合、基質上における放射線感受性発光材料
の被膜の厚さは、100〜500ミクロンであることが好まし
い。上記材料の用途によるけれども、基質は透明なプラ
スチック、酸化アルミニウム、ガラス、紙または他の固
体物質である。
次に、上記粒体を高温度で特定の基質に融着すること
について説明する。この融着において、酸化アルミニウ
ム（アルミナ）およびその微結晶、即ちサファイアは特
に重要である。例えば、感光性粒子をサファイア基質上
に分散し、次にこの基質を乾燥雰囲気中で約1000℃まで
加熱することは、上記光学材料の効率をさらに改善し、
且つバインダーを使用せずに、そのような基質に粒子を
融着することができる。逆に、融着が石英基質上で行な
われる場合、光学特性は破壊される。一般に、ケイ素を
含む基質は約800℃以上で材料の能力を破壊する傾向が
ある。
について説明する。この融着において、酸化アルミニウ
ム（アルミナ）およびその微結晶、即ちサファイアは特
に重要である。例えば、感光性粒子をサファイア基質上
に分散し、次にこの基質を乾燥雰囲気中で約1000℃まで
加熱することは、上記光学材料の効率をさらに改善し、
且つバインダーを使用せずに、そのような基質に粒子を
融着することができる。逆に、融着が石英基質上で行な
われる場合、光学特性は破壊される。一般に、ケイ素を
含む基質は約800℃以上で材料の能力を破壊する傾向が
ある。
薄いフィルムを形成する場合、粉砕操作は採用しな
い。薄いフィルムはアルファー粒子、ベーター粒子およ
び、高エネルギーＸ線より透過度の低い低エネルギーＸ
線の検出の際に特に有用なものである。なお、原融解材
料は付着用の源としてチャンクの形で用いられ、加熱ま
たはその後500〜800度で表面結晶化されたサファイア基
質上に、例えば、蒸着またはスパッターにより付着さ
れ、0.5ミクロン以上の厚さを有するフィルムを形成す
る。
い。薄いフィルムはアルファー粒子、ベーター粒子およ
び、高エネルギーＸ線より透過度の低い低エネルギーＸ
線の検出の際に特に有用なものである。なお、原融解材
料は付着用の源としてチャンクの形で用いられ、加熱ま
たはその後500〜800度で表面結晶化されたサファイア基
質上に、例えば、蒸着またはスパッターにより付着さ
れ、0.5ミクロン以上の厚さを有するフィルムを形成す
る。
上記混合物中のドーパント硫化セリウムは、コミュニ
ケーションバンドＥおよび上方バンドＣを形成するため
に用いられる。サマリウムは電子捕獲レベルＴを形成す
るために用いられる。好ましくは、サマリウムは150ppm
の量で使用されるが、所定の用途により異なり、50〜50
0ppmの範囲内で使用することもできる。例えば、長期の
記憶が必要でないＸ線の場合、サマリウムの濃度はかな
り増加させることができる。セリウム化合物の濃度は20
0〜2000ppm、好ましくは1000〜1500ppm、最も好ましく
は1200ppmである。セリウム濃度は、0.1〜5pphであり、
0.5〜2pphが好ましく、約1pphが最適である。
ケーションバンドＥおよび上方バンドＣを形成するため
に用いられる。サマリウムは電子捕獲レベルＴを形成す
るために用いられる。好ましくは、サマリウムは150ppm
の量で使用されるが、所定の用途により異なり、50〜50
0ppmの範囲内で使用することもできる。例えば、長期の
記憶が必要でないＸ線の場合、サマリウムの濃度はかな
り増加させることができる。セリウム化合物の濃度は20
0〜2000ppm、好ましくは1000〜1500ppm、最も好ましく
は1200ppmである。セリウム濃度は、0.1〜5pphであり、
0.5〜2pphが好ましく、約1pphが最適である。
上記方法により得られる混合物は、コミュニケーショ
ンバンド以下の約1.2ボルトの電子トラップの深さを決
定するものであり、第２図に示されている出力スペクト
ルを有する。なお、第２図は、この出力力スペクトルの
中心周波数が、青緑光線に対応する約495ナノメートル
の波長を有することを例示している。
ンバンド以下の約1.2ボルトの電子トラップの深さを決
定するものであり、第２図に示されている出力スペクト
ルを有する。なお、第２図は、この出力力スペクトルの
中心周波数が、青緑光線に対応する約495ナノメートル
の波長を有することを例示している。
第５図は装置10を示しており、この装置10は基質12お
よびその上に付着された発光材料から成る。例示されて
いるように、装置10は縦断面図で示されるシートであ
り、基質12およびこの基質12に透明なバインダーと共に
塗布された放射線感受性発光材料14を有している。基質
12は紙、酸化アルミニウム、PVCのようなプラスチック
または他の固体物質である。次に、そのようなシート
は、例えば、従来の写真フィルムの代わりに再使用可能
なＸ線「フィルム」として用いることができる。基質は
透明でも、不透明でも良い。Ｘ線の用途の場合、反射性
の背面が望ましく、これは薄いアルミニウム被膜を形成
することにより得られる。材料14上には平坦な面16が設
けられている。任意の透明な被膜18は材料14および基質
12を収納している。
よびその上に付着された発光材料から成る。例示されて
いるように、装置10は縦断面図で示されるシートであ
り、基質12およびこの基質12に透明なバインダーと共に
塗布された放射線感受性発光材料14を有している。基質
12は紙、酸化アルミニウム、PVCのようなプラスチック
または他の固体物質である。次に、そのようなシート
は、例えば、従来の写真フィルムの代わりに再使用可能
なＸ線「フィルム」として用いることができる。基質は
透明でも、不透明でも良い。Ｘ線の用途の場合、反射性
の背面が望ましく、これは薄いアルミニウム被膜を形成
することにより得られる。材料14上には平坦な面16が設
けられている。任意の透明な被膜18は材料14および基質
12を収納している。
第５図のシート即ち装置10は、通常高エネルギー粒子
即ち光子の特別な分布を記録する際に有用である。使用
に際し、発光材料14が赤外線源にさらされ、パッケージ
型シート10を放電し、この結果、すべての電子がトラッ
プから放出される。シートが可視光線から（例えば、薄
いアルミニウム被覆プラスチックにより）遮蔽される
時、背後からの光により妨害されることなく、シートは
高エネルギー粒子即ち光子を容易に記録する。高エネル
ギー放射線の検出は、空間で、地上放射源の周囲で、Ｘ
線内で、またはラドンの検出のように最低の基底状態で
行なわれる。
即ち光子の特別な分布を記録する際に有用である。使用
に際し、発光材料14が赤外線源にさらされ、パッケージ
型シート10を放電し、この結果、すべての電子がトラッ
プから放出される。シートが可視光線から（例えば、薄
いアルミニウム被覆プラスチックにより）遮蔽される
時、背後からの光により妨害されることなく、シートは
高エネルギー粒子即ち光子を容易に記録する。高エネル
ギー放射線の検出は、空間で、地上放射源の周囲で、Ｘ
線内で、またはラドンの検出のように最低の基底状態で
行なわれる。
記録された立体分布を再生する場合、材料14は赤外線
ビームに照射され、原放射線に比例して青緑光線を放出
する。第３図は燐光体を「読み出す」ために用いられる
赤外線スペクトルを示している。赤外線「読み出し」源
は広範囲に及んでおり、一度にシート全体を照射し、ま
たは赤外線ビームのように強力に一点に集中させること
もできる。前者の場合、シートに記録された立体情報が
そのまま出現し、写真フィルム上に記録される。後者の
場合、検出器で走査することにより、高速読み出しが可
能である。青緑の放射は容易に検出され、電気信号に変
換され、デジタルデーター記憶法のような多数の方法で
記録される。種々のデーター処理方法は当業者にとって
周知である。
ビームに照射され、原放射線に比例して青緑光線を放出
する。第３図は燐光体を「読み出す」ために用いられる
赤外線スペクトルを示している。赤外線「読み出し」源
は広範囲に及んでおり、一度にシート全体を照射し、ま
たは赤外線ビームのように強力に一点に集中させること
もできる。前者の場合、シートに記録された立体情報が
そのまま出現し、写真フィルム上に記録される。後者の
場合、検出器で走査することにより、高速読み出しが可
能である。青緑の放射は容易に検出され、電気信号に変
換され、デジタルデーター記憶法のような多数の方法で
記録される。種々のデーター処理方法は当業者にとって
周知である。
上記において述べたように、放射線感受性材料用基質
はサファイアまたはセラミックの形の酸化アルミニウム
である。上記材料がそのような基質に融着される時、有
機バインダーの使用を回避することができる。このこと
は特定の用途の場合に望ましい。例えば、有機バインダ
ーの減成を心配することなしに、全体が固体状態の再使
用Ｘ線画像形成用プレートを使用することが可能であ
る。言い換えると、上記材料は粉末の形（厚いフィル
ム）または微結晶の形（薄いフィルム）で使用すること
ができる。
はサファイアまたはセラミックの形の酸化アルミニウム
である。上記材料がそのような基質に融着される時、有
機バインダーの使用を回避することができる。このこと
は特定の用途の場合に望ましい。例えば、有機バインダ
ーの減成を心配することなしに、全体が固体状態の再使
用Ｘ線画像形成用プレートを使用することが可能であ
る。言い換えると、上記材料は粉末の形（厚いフィル
ム）または微結晶の形（薄いフィルム）で使用すること
ができる。
上記においては、さまざまな特別な事例について詳細
に説明したが、これらは単に例示的なものである。種々
の変更および応用は当業者にとって明らかである。従っ
て、本発明の範囲は特許請求の範囲により決定されるべ
きである。
に説明したが、これらは単に例示的なものである。種々
の変更および応用は当業者にとって明らかである。従っ
て、本発明の範囲は特許請求の範囲により決定されるべ
きである。
第１図は本発明の操作の簡略的な原理を例示する概略図
である。 第２図は赤外線により質問された時の放射線感受性光学
材料からの光のスペクトルである。 第３図は質問光線用の赤外線波長の範囲を示すグラフで
ある。 第４図はセリウム化合物を含む組成物およびヨーロピウ
ム化合物を含む他の組成物に関する感度の概略的範囲を
示している。 第５図は基質上に付着した発光材料の断面図を示してい
る。 10……装置 12……基質 14……発光材料 18……透明被膜
である。 第２図は赤外線により質問された時の放射線感受性光学
材料からの光のスペクトルである。 第３図は質問光線用の赤外線波長の範囲を示すグラフで
ある。 第４図はセリウム化合物を含む組成物およびヨーロピウ
ム化合物を含む他の組成物に関する感度の概略的範囲を
示している。 第５図は基質上に付着した発光材料の断面図を示してい
る。 10……装置 12……基質 14……発光材料 18……透明被膜
Claims (9)
- 【請求項１】各アルカリ土類金属硫化物の群から選ばれ
た基材と、 サマリウムの第一ドーパントと、 酸化セリウム、フッ化セリウム、塩化セリウムおよび硫
化セリウムの群から選ばれた第二ドーパントから成る電
子捕獲放射線感受性発光材料。 - 【請求項２】50〜500ppm（重量）のサマリウムが存在す
る請求項１記載の発光材料。 - 【請求項３】上記第二ドーパントが硫化セリウムから成
り、且つ1000〜1500ppm（重量）の硫化セリウムが存在
する請求項１記載の発光材料。 - 【請求項４】10pph（重量）以下の量で硫化バリウムを
さらに含む請求項１記載の発光材料。 - 【請求項５】ハロゲン化セシウムをさらに含む請求項１
記載の発光材料。 - 【請求項６】0.5〜2pph（重量）のヨウ化セシウムが存
在する請求項５記載の発光材料。 - 【請求項７】各アルカリ土類金属硫化物の群から選ばれ
た基材、10pph（重量）の可融性塩、サマリウムの第一
ドーパントおよび酸化セリウム、フッ化セリウム、塩化
セリウムおよび硫化セリウムの群から選ばれた第二ドー
パントを混合し； 得られた混合物を融解するのに充分な第一温度まで上記
混合物を加熱し； 得られた融解混合物を粉末状に粉砕し； 上記第一温度より低いが、粉末の結晶縁端部を補修する
と共に、粉末を塊状に融解することなしに電子捕獲放射
線感受性光学材料を生成するのに充分高い第二温度まで
上記粉末を再加熱することから成る放射線感受性発光材
料の製造方法。 - 【請求項８】粉砕段階より後で再加熱より前にハロゲン
化セシウムを加えることをさらに含む請求項７記載の方
法。 - 【請求項９】各アルカリ土類金属硫化物の群から選ばれ
た基材、10pph（重量）以内の可融性塩、サマリウムの
第一ドーパント、および酸化セリウム、フッ化セリウ
ム、塩化セリウムおよび硫化セリウムの群から選ばれた
第二ドーパントを混合し； 得られた混合物を融解するのに充分な第一温度まで上記
混合物を加熱して結晶形となし； 蒸発またはスパッターのような物理的付着法を用いて、
この材料を基質上に配置し； 配置した上記材料を加熱して、基質表面上で結晶化する
ことから成る、サファイアの基質上に放射線感受性発光
材料を設ける方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/127,118 US4855603A (en) | 1985-10-10 | 1987-12-01 | Photoluminescent materials for radiography |
| US127,118 | 1987-12-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02692A JPH02692A (ja) | 1990-01-05 |
| JP2617785B2 true JP2617785B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63305130A Expired - Fee Related JP2617785B2 (ja) | 1987-12-01 | 1988-12-01 | ラジオグラフィー用発光材料 |
Country Status (5)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0318813B1 (ja) |
| JP (1) | JP2617785B2 (ja) |
| AT (1) | ATE81524T1 (ja) |
| DE (1) | DE3875323T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002518793A (ja) * | 1998-06-12 | 2002-06-25 | ビン チュー， | 燃料セル |
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| US4992302A (en) * | 1985-10-10 | 1991-02-12 | Quantex Corporation | Process for making photoluminescent materials |
| US5124558A (en) * | 1985-10-10 | 1992-06-23 | Quantex Corporation | Imaging system for mamography employing electron trapping materials |
| US4983834A (en) * | 1985-10-10 | 1991-01-08 | Quantex Corporation | Large area particle detector system |
| US5007037A (en) * | 1986-06-05 | 1991-04-09 | Quantex Corporation | Optical disk drive system utilizing electron trapping media for data storage |
| US5030834A (en) * | 1987-12-01 | 1991-07-09 | Quantex Corporation | Fiber optic dosimeter system using electron trapping materials |
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| US6572095B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-06-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of and system for conveying sheet to be scanned |
| US7180068B1 (en) * | 2004-06-09 | 2007-02-20 | Radiation Monitoring Devices, Inc. | Scintillation materials with reduced afterglow and method of preparation |
| US7759645B1 (en) | 2004-06-09 | 2010-07-20 | Charles Brecher | Scintillation materials with reduced afterglow and method of preparation |
| JP4923232B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2012-04-25 | 国立大学法人東北大学 | 太陽電池パネル |
| US8703015B2 (en) * | 2010-12-27 | 2014-04-22 | National Chiao Tung University | Yellow fluorosulfide phosphors for light-emitting diode and preparation method thereof |
| EP4416552A1 (en) * | 2021-10-11 | 2024-08-21 | ISP Investments LLC | Radiation sensitive compositions comprising a combination of metals or metalloid compounds |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB492735A (en) * | 1935-12-23 | 1938-09-26 | Jakob Nussbaum | Improvements in luminous compositions and methods of manufacturing the same |
| US2527365A (en) * | 1945-05-22 | 1950-10-24 | Rca Corp | Doubly activated infrared phosphors |
| US2468452A (en) * | 1946-03-29 | 1949-04-26 | Rca Corp | Cathode-ray indicator system |
| US2468714A (en) * | 1946-04-17 | 1949-04-26 | Rca Corp | Radar indicator |
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1987
- 1987-12-01 US US07/127,118 patent/US4855603A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-11-23 EP EP88119481A patent/EP0318813B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-23 DE DE8888119481T patent/DE3875323T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-23 AT AT88119481T patent/ATE81524T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-12-01 JP JP63305130A patent/JP2617785B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002518793A (ja) * | 1998-06-12 | 2002-06-25 | ビン チュー， | 燃料セル |
Also Published As
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|---|---|
| DE3875323T2 (de) | 1993-03-11 |
| EP0318813B1 (en) | 1992-10-14 |
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| ATE81524T1 (de) | 1992-10-15 |
| US4855603A (en) | 1989-08-08 |
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