JP2989089B2 - セラミックスシンチレータ材料 - Google Patents
セラミックスシンチレータ材料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線を検出する放射線検
出器に用いられるシンチレータ材料に関するものであ
り、特にＸ線ＣＴ装置に用いられる放射線検出器に適用
されるシンチレータ材料に関するものである。
出器に用いられるシンチレータ材料に関するものであ
り、特にＸ線ＣＴ装置に用いられる放射線検出器に適用
されるシンチレータ材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線診断装置の一つにコンピュータ断層
撮影装置（Ｃomputed Ｔomography：以下ＣＴ装置と称
する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビームＸ線
を照射するＸ線管と多数のＸ線検出素子を併設したＸ線
検出器を被検体の断層面の中央に対向配置して構成さ
れ、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビームＸ線を
照射し、１回照射を行うごとに断層面に対して例えば角
度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収データを
収集した後、このデ−タをコンピュータで解析すること
によって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出し、そ
の吸収率に応じた画像を構成するものである。従来から
このＣＴ装置にはキセノンガス検出器が用いられてい
る。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセノン
ガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加すると
共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離し、
Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出すことができ、そ
れにより画像が構成される。しかし、このキセノンガス
検出器では高圧のキセノンガスをガスチャンバに封入す
るため厚い窓が必要であり、そのためＸ線の利用効率が
悪く感度が低いという問題がある。また、高解像度のＣ
Ｔ装置を得るためには電極板の厚みを極力薄くする必要
があり、そのように電極板を薄くすると外部からの振動
によって電極板が振動しノイズが発生するという問題が
ある。そこでＧｄ2Ｏ2Ｓ：ＰｒなどＲ2Ｏ2Ｓ（希土類オ
キシサルファイド ただし、ＲはＹ，ＬａおよびＧｄか
らなる群の中から選ばれる少なくとも１種の元素を示
す）系のセラミックスシンチレータ材料（例えば、米国
特許４，７３３，０８８）とシリンコンフォトダイオー
ドを組み合せた検出器の開発が進められている（特開昭
６２−５２４８１号）。このセラミックスシンチレータ
材料を用いた検出器では検出素子を小型化し、チャンネ
ル数を増やすことが容易であることから、高解像度のＣ
Ｔ装置を得ることが可能となる。
撮影装置（Ｃomputed Ｔomography：以下ＣＴ装置と称
する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビームＸ線
を照射するＸ線管と多数のＸ線検出素子を併設したＸ線
検出器を被検体の断層面の中央に対向配置して構成さ
れ、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビームＸ線を
照射し、１回照射を行うごとに断層面に対して例えば角
度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収データを
収集した後、このデ−タをコンピュータで解析すること
によって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出し、そ
の吸収率に応じた画像を構成するものである。従来から
このＣＴ装置にはキセノンガス検出器が用いられてい
る。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセノン
ガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加すると
共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離し、
Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出すことができ、そ
れにより画像が構成される。しかし、このキセノンガス
検出器では高圧のキセノンガスをガスチャンバに封入す
るため厚い窓が必要であり、そのためＸ線の利用効率が
悪く感度が低いという問題がある。また、高解像度のＣ
Ｔ装置を得るためには電極板の厚みを極力薄くする必要
があり、そのように電極板を薄くすると外部からの振動
によって電極板が振動しノイズが発生するという問題が
ある。そこでＧｄ2Ｏ2Ｓ：ＰｒなどＲ2Ｏ2Ｓ（希土類オ
キシサルファイド ただし、ＲはＹ，ＬａおよびＧｄか
らなる群の中から選ばれる少なくとも１種の元素を示
す）系のセラミックスシンチレータ材料（例えば、米国
特許４，７３３，０８８）とシリンコンフォトダイオー
ドを組み合せた検出器の開発が進められている（特開昭
６２−５２４８１号）。このセラミックスシンチレータ
材料を用いた検出器では検出素子を小型化し、チャンネ
ル数を増やすことが容易であることから、高解像度のＣ
Ｔ装置を得ることが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｘ線ＣＴ装置
の多数のシンチレータ検出器に用いられるセラミックス
シンチレータ材料に感度分布のばらつきがあると、特に
身体頭頂部の断面を画像処理する場合、アーチファクト
と呼ばれるリング状の虚像が生じやすいという問題があ
った。従って本発明は以上の従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、身体頭頂部の断面を画像処理する場合に
もアーチファクトを生じることがないＸ線ＣＴ装置用シ
ンチレータ材料を提供することを目的とする。
の多数のシンチレータ検出器に用いられるセラミックス
シンチレータ材料に感度分布のばらつきがあると、特に
身体頭頂部の断面を画像処理する場合、アーチファクト
と呼ばれるリング状の虚像が生じやすいという問題があ
った。従って本発明は以上の従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、身体頭頂部の断面を画像処理する場合に
もアーチファクトを生じることがないＸ線ＣＴ装置用シ
ンチレータ材料を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、以上の目的
を達成するため種々検討した結果、感度分布のばらつき
は、シンチレータ材料中に不純物として入っているホウ
素含有率の不均一により生じ、感度分布のばらつき低減
には、シンチレータ材料中のホウ素含有率を一定レベル
以下に抑えることが有効であることを見出し本発明を創
出するに至った。すなわち、本発明は、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：
Ｐｒ系原料粉を合成するフラックスの一つとしてホウ素
化合物を用いたセラミックスシンチレータ材料であっ
て、焼結体中のホウ素含有率が１０ｐｐｍを越え３００
ｐｐｍ以下であることを特徴としている。上述のＧｄ２
Ｏ２Ｓ：Ｐｒ系などの希土類オキシサルファイドのセラ
ミックスシンチレータ材料は、その原料粉を製造する際
に、結晶性を高め、輝度を向上させ、粉体の粒度分布を
整えるためにホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウムなどの
ホウ素化合物をフラックスとして用いるものである。し
かしこの結果、原料粉中にはホウ素が残存しやすく、小
粒径粉ほどホウ素含有率が高くなっている。そして、こ
の原料粉を用いて焼結体を形成するとホウ素のほとんど
は、焼結後の材料中にそのまま不純物として残ってしま
う。このホウ素が必要以上に残存すると感度分布のばら
つきを大きくする要因となるのだが、そのメカニズム
は、まだ不明確である。しかし、感度の低下した部分の
ホウ素含有率が高くなっている事実より、ホウ素の存在
による発光効率の低下、または光吸収の増加が原因であ
ると予想している。本発明は、前記Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ
を代表とするＲ２Ｏ２Ｓ系の材料を対象とし、さらに前
記米国特許４７３３０８８号に開示されるＬｉ２ＧｅＦ
６、ＬｉＦ等の焼結助剤を含んでもよい。また、製造に
あたっては従来公知の焼結方法（例えば特開平１−２２
１４８５号）を採用することができる。
を達成するため種々検討した結果、感度分布のばらつき
は、シンチレータ材料中に不純物として入っているホウ
素含有率の不均一により生じ、感度分布のばらつき低減
には、シンチレータ材料中のホウ素含有率を一定レベル
以下に抑えることが有効であることを見出し本発明を創
出するに至った。すなわち、本発明は、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：
Ｐｒ系原料粉を合成するフラックスの一つとしてホウ素
化合物を用いたセラミックスシンチレータ材料であっ
て、焼結体中のホウ素含有率が１０ｐｐｍを越え３００
ｐｐｍ以下であることを特徴としている。上述のＧｄ２
Ｏ２Ｓ：Ｐｒ系などの希土類オキシサルファイドのセラ
ミックスシンチレータ材料は、その原料粉を製造する際
に、結晶性を高め、輝度を向上させ、粉体の粒度分布を
整えるためにホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウムなどの
ホウ素化合物をフラックスとして用いるものである。し
かしこの結果、原料粉中にはホウ素が残存しやすく、小
粒径粉ほどホウ素含有率が高くなっている。そして、こ
の原料粉を用いて焼結体を形成するとホウ素のほとんど
は、焼結後の材料中にそのまま不純物として残ってしま
う。このホウ素が必要以上に残存すると感度分布のばら
つきを大きくする要因となるのだが、そのメカニズム
は、まだ不明確である。しかし、感度の低下した部分の
ホウ素含有率が高くなっている事実より、ホウ素の存在
による発光効率の低下、または光吸収の増加が原因であ
ると予想している。本発明は、前記Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ
を代表とするＲ２Ｏ２Ｓ系の材料を対象とし、さらに前
記米国特許４７３３０８８号に開示されるＬｉ２ＧｅＦ
６、ＬｉＦ等の焼結助剤を含んでもよい。また、製造に
あたっては従来公知の焼結方法（例えば特開平１−２２
１４８５号）を採用することができる。
【０００５】
【作用】一般にシンチレータ材料においては、その感度
分布には材料側面からの光の漏れに起因して、側面がな
だらかに下がったいわゆる「肩落ち」と呼ばれる現象が
生じる。この「肩落ち」は材料の光吸収係数が大きくな
ると小さくなる。しかし、アーチファクトが生じるかど
うかは、各素子ごとの感度分布のばらつきの大きさに起
因し、光吸収係数が小さく肩落ちが大きい素子を用いる
場合であっても、全ての素子が同じ感度分布であればア
ーチファクトは生じない。いずれにしても感度分布のば
らつきの少ない材料であることが望ましい。本発明にお
けるホウ素の働きは、原料粉体中においては、原料粉の
結晶性を高め、輝度を向上させ、粉体の粒度分布を整え
るという効果を発揮するものであるが、一方で焼結後の
焼結体中に多く残ってしまうと発光効率の低下等の悪影
響を及ぼす不純物となる。このようなことから、本発明
のセラミックスシンチレータ材料では、焼結体中のホウ
素含有率を１０ｐｐｍを越え３００ｐｐｍ以下にするこ
とにより、感度分布のばらつきの少ないシンチレータ材
料が得られ、その結果として各素子ごとの感度分布のば
らつきが小さくなり、身体頭頂部の断面を画像処理する
場合にもアーチファクトを生じないようにすることが可
能となった。
分布には材料側面からの光の漏れに起因して、側面がな
だらかに下がったいわゆる「肩落ち」と呼ばれる現象が
生じる。この「肩落ち」は材料の光吸収係数が大きくな
ると小さくなる。しかし、アーチファクトが生じるかど
うかは、各素子ごとの感度分布のばらつきの大きさに起
因し、光吸収係数が小さく肩落ちが大きい素子を用いる
場合であっても、全ての素子が同じ感度分布であればア
ーチファクトは生じない。いずれにしても感度分布のば
らつきの少ない材料であることが望ましい。本発明にお
けるホウ素の働きは、原料粉体中においては、原料粉の
結晶性を高め、輝度を向上させ、粉体の粒度分布を整え
るという効果を発揮するものであるが、一方で焼結後の
焼結体中に多く残ってしまうと発光効率の低下等の悪影
響を及ぼす不純物となる。このようなことから、本発明
のセラミックスシンチレータ材料では、焼結体中のホウ
素含有率を１０ｐｐｍを越え３００ｐｐｍ以下にするこ
とにより、感度分布のばらつきの少ないシンチレータ材
料が得られ、その結果として各素子ごとの感度分布のば
らつきが小さくなり、身体頭頂部の断面を画像処理する
場合にもアーチファクトを生じないようにすることが可
能となった。
【０００６】
【実施例】次に本発明のシンチレータ材料の実施例につ
き説明する。 （実施例１）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6Ｏ12を０.３５
ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を１０ｇ，Ｎａ
ＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２ｇ，Ｓを１０５
ｇ乾式混合した。次に，５００ｃｃの純水にＣｅ（ＮＯ
3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その溶液２ｍｌをピ
ペットで先の素原料に添加した。この素原料をアルミナ
ルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、１２５０℃で２
１ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物を純水中に１ｈ
放置し、原料をほぐした。この原料を、純水で良く洗浄
し、次に攪拌器を用い、４Ｎの塩酸で２ｈ、９０℃の温
水で１ｈの洗浄を行った。こうして、平均粒径４４μｍ
のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が
えられた。この原料粉の不純物をＩＣＰ（誘導結合プラ
ズマ発光分光分析）により分析したところ、ホウ素含有
率８０ｐｐｍ、アルミニウム含有率６６０ｐｐｍ、ナト
リウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１
０ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬ
ｉ2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、６
０ｐｐｍであった。
き説明する。 （実施例１）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6Ｏ12を０.３５
ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を１０ｇ，Ｎａ
ＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２ｇ，Ｓを１０５
ｇ乾式混合した。次に，５００ｃｃの純水にＣｅ（ＮＯ
3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その溶液２ｍｌをピ
ペットで先の素原料に添加した。この素原料をアルミナ
ルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、１２５０℃で２
１ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物を純水中に１ｈ
放置し、原料をほぐした。この原料を、純水で良く洗浄
し、次に攪拌器を用い、４Ｎの塩酸で２ｈ、９０℃の温
水で１ｈの洗浄を行った。こうして、平均粒径４４μｍ
のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が
えられた。この原料粉の不純物をＩＣＰ（誘導結合プラ
ズマ発光分光分析）により分析したところ、ホウ素含有
率８０ｐｐｍ、アルミニウム含有率６６０ｐｐｍ、ナト
リウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１
０ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬ
ｉ2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、６
０ｐｐｍであった。
【０００７】（実施例２）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、４Ｎの塩酸で２
ｈ、９０℃の温水で１ｈの洗浄を行った。こうして、平
均粒径４１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）シンチ
レータ原料粉が得られた。この原料粉の不純物をＩＣＰ
により分析したところ、ホウ素含有率１６０ｐｐｍ、ア
ルミニウム含有率５４０ｐｐｍ、ナトリウム、カリウ
ム、リチウム、リン含有率はいずれも１０ｐｐｍ未満で
あった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ2ＧｅＦ6を
０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充填、真空封止
した。これを１３００℃、１０００ａｔｍ、２ｈの条件
で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、３０×２０×ｔ
１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１００℃、１ｈの
熱処理を行いセラミックスシンチレータ材料を得た。な
お、この焼結体中のホウ素含有率は、１４０ｐｐｍであ
った。
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、４Ｎの塩酸で２
ｈ、９０℃の温水で１ｈの洗浄を行った。こうして、平
均粒径４１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）シンチ
レータ原料粉が得られた。この原料粉の不純物をＩＣＰ
により分析したところ、ホウ素含有率１６０ｐｐｍ、ア
ルミニウム含有率５４０ｐｐｍ、ナトリウム、カリウ
ム、リチウム、リン含有率はいずれも１０ｐｐｍ未満で
あった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ2ＧｅＦ6を
０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充填、真空封止
した。これを１３００℃、１０００ａｔｍ、２ｈの条件
で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、３０×２０×ｔ
１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１００℃、１ｈの
熱処理を行いセラミックスシンチレータ材料を得た。な
お、この焼結体中のホウ素含有率は、１４０ｐｐｍであ
った。
【０００８】（実施例３）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、２Ｎの塩酸で２
ｈ洗浄、９０℃の温水で１ｈｒの洗浄を行った。こうし
て、平均粒径４２μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）
シンチレータ原料粉が得られた。この原料粉の不純物を
ＩＣＰにより分析したところ、ホウ素含有率２９０ｐｐ
ｍ、アルミニウム含有率５８０ｐｐｍ、ナトリウム、カ
リウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０ｐｐｍ未
満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ2ＧｅＦ6
を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充填、真空封
止した。これを１３００℃、１０００ａｔｍ、２ｈの条
件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、３０×２０×
ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１００℃、１ｈ
の熱処理を行いセラミックスシンチレータ材料を得た。
なお、この焼結体中のホウ素含有率は、２５０ｐｐｍで
あった。
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、２Ｎの塩酸で２
ｈ洗浄、９０℃の温水で１ｈｒの洗浄を行った。こうし
て、平均粒径４２μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）
シンチレータ原料粉が得られた。この原料粉の不純物を
ＩＣＰにより分析したところ、ホウ素含有率２９０ｐｐ
ｍ、アルミニウム含有率５８０ｐｐｍ、ナトリウム、カ
リウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０ｐｐｍ未
満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ2ＧｅＦ6
を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充填、真空封
止した。これを１３００℃、１０００ａｔｍ、２ｈの条
件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、３０×２０×
ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１００℃、１ｈ
の熱処理を行いセラミックスシンチレータ材料を得た。
なお、この焼結体中のホウ素含有率は、２５０ｐｐｍで
あった。
【０００９】（比較例１）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、０．１５Ｎの塩
酸で２ｈ洗浄、９０℃の温水で１ｈｒの洗浄を行った。
こうして、平均粒径４３μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃ
ｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が得られた。この原料粉の
不純物をＩＣＰにより分析したところ、ホウ素含有率３
６０ｐｐｍ、アルミニウム含有率６９０ｐｐｍ、ナトリ
ウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０
ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ
2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、３
３０ｐｐｍであった。
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、０．１５Ｎの塩
酸で２ｈ洗浄、９０℃の温水で１ｈｒの洗浄を行った。
こうして、平均粒径４３μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃ
ｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が得られた。この原料粉の
不純物をＩＣＰにより分析したところ、ホウ素含有率３
６０ｐｐｍ、アルミニウム含有率６９０ｐｐｍ、ナトリ
ウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０
ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ
2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、３
３０ｐｐｍであった。
【００１０】（比較例２）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、０．１５Ｎの塩
酸で２ｈ洗浄、９０℃の温水で１ｈｒの洗浄を行った。
こうして、平均粒径４１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃ
ｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が得られた。この原料粉の
不純物をＩＣＰにより分析したところ、ホウ素含有率４
２０ｐｐｍ、アルミニウム含有率５５０ｐｐｍ、ナトリ
ウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０
ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ
2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、３
７０ｐｐｍであった。
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、０．１５Ｎの塩
酸で２ｈ洗浄、９０℃の温水で１ｈｒの洗浄を行った。
こうして、平均粒径４１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃ
ｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が得られた。この原料粉の
不純物をＩＣＰにより分析したところ、ホウ素含有率４
２０ｐｐｍ、アルミニウム含有率５５０ｐｐｍ、ナトリ
ウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０
ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ
2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、３
７０ｐｐｍであった。
【００１１】（比較例３）Ｇｄ2Ｏ3を３３３ｇ，Ｐｒ6
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、９０℃の温水で
１ｈｒの洗浄を行った。こうして、平均粒径４０μｍの
Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が得
られた。この原料粉の不純物ＩＣＰ（誘導結合プラズマ
発光分光分析）により分析したところ、ホウ素含有率５
４０ｐｐｍ、アルミニウム含有率６００ｐｐｍ、ナトリ
ウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０
ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ
2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、５
００ｐｐｍであった。
Ｏ12を０.３５ｇ，Ｎａ2ＣＯ3を９６ｇ，Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7を
１０ｇ，ＮａＢＦ4を３ｇ，Ｋ3ＰＯ4・３Ｈ2Ｏを３２
ｇ，Ｓを１０５ｇ乾式混合した。次に、５００ｃｃの純
水にＣｅ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏを１．３ｇ溶かし、その
溶液２ｍｌをピペットで先の素原料に添加した。この素
原料をアルミナルツボに入れ、アルミナの蓋をした後、
１３００℃で１０ｈ焼成した。冷却後、ルツボと焼成物
を純水中に１ｈ放置し、原料をほぐした。この原料を、
純水で良く洗浄し、次に攪拌器を用い、９０℃の温水で
１ｈｒの洗浄を行った。こうして、平均粒径４０μｍの
Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）シンチレータ原料粉が得
られた。この原料粉の不純物ＩＣＰ（誘導結合プラズマ
発光分光分析）により分析したところ、ホウ素含有率５
４０ｐｐｍ、アルミニウム含有率６００ｐｐｍ、ナトリ
ウム、カリウム、リチウム、リン含有率はいずれも１０
ｐｐｍ未満であった。この原料粉に焼結助剤としてＬｉ
2ＧｅＦ6を０．１ｗｔ％添加し、軟鋼製カプセルに充
填、真空封止した。これを１３００℃、１０００ａｔ
ｍ、２ｈの条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）焼結し、
３０×２０×ｔ１．２ｍｍに加工後、Ａｒガス中で１１
００℃、１ｈの熱処理を行いセラミックスシンチレータ
材料を得た。なお、この焼結体中のホウ素含有率は、５
００ｐｐｍであった。
【００１２】以上の各実施例及び比較例のシンチレータ
材料につき感度分布を測定した。感度分布の測定は以下
のようにして行った。 （感度分布の測定）感度分布の測定装置は、Ｘ線ＣＴ装
置を用いた。Ｘ線源からでたＸ線（１２０ＫＶ、３００
ｍＡ）１を、図１に示すスリット幅２ｍｍのコリメータ
２を通し、１６チャンネルのシリコンフォトダイオード
（ＳＰＤ）３上におかれた試料４に照射し、このＳＰＤ
３と試料４を走査することにより、試料４の長手方向の
感度分布を測定した。なお、試料４上面には、蛍光反射
板を取り付け、測定領域は、試料４の長手方向の中心２
０ｍｍの区間とした。以上の感度分布の測定結果を図２
から図７に示す。図５〜図７に示すようにホウ素が３０
０ｐｐｍを越える各比較例のシンチレータ材料では、感
度分布のばらつきが大きく、１６チャンネルの感度分布
ばらつきは２％を越えている。これに対し、ホウ素が３
００ｐｐｍ以下の各実施例のシンチレータ材料では、明
らかに感度分布のばらつきが小さくなっていることがわ
かる。
材料につき感度分布を測定した。感度分布の測定は以下
のようにして行った。 （感度分布の測定）感度分布の測定装置は、Ｘ線ＣＴ装
置を用いた。Ｘ線源からでたＸ線（１２０ＫＶ、３００
ｍＡ）１を、図１に示すスリット幅２ｍｍのコリメータ
２を通し、１６チャンネルのシリコンフォトダイオード
（ＳＰＤ）３上におかれた試料４に照射し、このＳＰＤ
３と試料４を走査することにより、試料４の長手方向の
感度分布を測定した。なお、試料４上面には、蛍光反射
板を取り付け、測定領域は、試料４の長手方向の中心２
０ｍｍの区間とした。以上の感度分布の測定結果を図２
から図７に示す。図５〜図７に示すようにホウ素が３０
０ｐｐｍを越える各比較例のシンチレータ材料では、感
度分布のばらつきが大きく、１６チャンネルの感度分布
ばらつきは２％を越えている。これに対し、ホウ素が３
００ｐｐｍ以下の各実施例のシンチレータ材料では、明
らかに感度分布のばらつきが小さくなっていることがわ
かる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明のセラミックスシ
ンチレータ材料によれば、原料粉を合成する際には粒度
分布を整える等の効果を示し、焼結後は材料内の均一性
を高め、感度分布のばらつきを小さく抑えるという効果
を発揮する。その結果、これをＸ線ＣＴに用いれば、身
体頭頂部の断面を画像処理する場合にもアーチファクト
を生じないようにすることが可能となる。
ンチレータ材料によれば、原料粉を合成する際には粒度
分布を整える等の効果を示し、焼結後は材料内の均一性
を高め、感度分布のばらつきを小さく抑えるという効果
を発揮する。その結果、これをＸ線ＣＴに用いれば、身
体頭頂部の断面を画像処理する場合にもアーチファクト
を生じないようにすることが可能となる。
【図１】本発明実施例で使用した感度分布の測定装置を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】本発明実施例１のシンチレータ材料の感度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明実施例２のシンチレータ材料の感度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明実施例３のシンチレータ材料の感度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明比較例１のシンチレータ材料の感度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明比較例２のシンチレータ材料の感度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図７】本発明比較例３のシンチレータ材料の感度分布
を示す図である。
を示す図である。
１ Ｘ線 ２ コリメータ ３ シリコンフォトダイオード ４ 試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 修一 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 審査官 柳 和子 (56)参考文献 特開 昭62−190281（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 11/00 - 11/89 G01T 1/202
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｇｄ ２ Ｏ ２ Ｓ：Ｐｒ系原料粉を合成する
フラックスの一つとしてホウ素化合物を用いたセラミッ
クスシンチレータ材料であって、焼結体中のホウ素含有
率が１０ｐｐｍを越え３００ｐｐｍ以下であることを特
徴とするセラミックスシンチレータ材料。 - 【請求項２】 Ｇｄ ２ Ｏ ２ Ｓ：Ｐｒ系原料粉を合成する
フラックスの一つとしてホウ素化合物を用いたセラミッ
クスシンチレータ材料であって、焼結体中のホウ素含有
率が５０ｐｐｍを越え２５０ｐｐｍ以下であることを特
徴とするセラミックスシンチレータ材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18964693A JP2989089B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | セラミックスシンチレータ材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18964693A JP2989089B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | セラミックスシンチレータ材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741760A JPH0741760A (ja) | 1995-02-10 |
| JP2989089B2 true JP2989089B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16244800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18964693A Expired - Fee Related JP2989089B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | セラミックスシンチレータ材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989089B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4429444B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2010-03-10 | 株式会社日立メディコ | シンチレータ、それを用いた放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置 |
| JP5115860B2 (ja) * | 2009-02-12 | 2013-01-09 | 日立金属株式会社 | シンチレータ材粉末の製造方法 |
| CN106459758A (zh) | 2014-05-01 | 2017-02-22 | 东北泰克诺亚奇股份有限公司 | 发光体及辐射探测器 |
| WO2017078051A1 (ja) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | 株式会社 東芝 | シンチレータ、シンチレータアレイ、放射線検出器、および放射線検査装置 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP18964693A patent/JP2989089B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0741760A (ja) | 1995-02-10 |
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