JP3938470B2 - 蛍光体及びそれを用いた放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

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Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線、γ線などを検出する放射線検出器、特にＸ線ＣＴ装置やポジトロンカメラなどの放射線検出器に好適な希土類酸化物蛍光体に関する。また本発明は上記蛍光体を用いた放射線検出器及びＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴなどに用いる放射線検出器としては、キセノンのガスチェンバーあるいはＢＧＯ単結晶(ゲルマニウム酸ビスマス)と光電子増倍管を組合わせたもの、ＣｓＩ：Ｔｌ単結晶またはＣｄＷＯ4単結晶とホトダイオードを組み合わせたものが用いられてきた。一般に放射線検出器に用いられるシンチレータ材料に要求される特性としては、短い残光、高い発光効率、大きいＸ線阻止能、化学的安定性などが挙げられる。しかし上述した単結晶の蛍光体は、特性のバラツキがあり、またそれぞれ潮解性、へき開、残光（Ｘ線を断ってからの発光）現象、発光効率等のいずれかに問題があった。
【０００３】
これに対し近年シンチレータとして放射線から光への変換効率の高い希土類系蛍光体が開発され、このような蛍光体とホトダイオードを組合せた放射線検出器が実用化されている。希土類系蛍光体は、希土類酸化物或いは希土類酸硫化物を母材として発光成分である付活剤を添加したもので、希土類酸化物系蛍光体として例えば酸化イットリウムと酸化ガドリニウムを母材としたものや（特公昭６３−５９４３６号、特開平３−５０９９１号等）、希土類酸硫化物系蛍光体としてＰｒやＣｅ付活のもの（特公昭６０−４８５６号）などが提案されている。
【０００４】
これら希土類系蛍光体の中には、かなり発光効率の高いものもあるが、用途によっては更に短い残光時間（Ｘ線を断ってから1/10に減衰するまでの時間）が望まれる。即ち、Ｘ線ＣＴのような用途では、Ｘ線検出に用いられるシンチレータの残光が大きいと情報を含んだ信号が時間軸方向に関して不鮮明になるという問題があり、シンチレータ材料の特性として残光がきわめて少ないことが要求される。しかし上述した従来の希土類系蛍光体では、高い発光効率は得られるものの、残光の点では必ずしも十分な特性が得られていない。
【０００５】
また電子線用蛍光体としてＹＡＧ系（Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12）の蛍光体も知られているが（Applied Physics Letters, 15 July 1967）、これらはＸ線阻止能が低く、Ｘ線検出器としては実用化できない。
また現在Ｘ線ＣＴ等に用いられる放射線検出器の光検出器として利用されているＰＩＮホトダイオードのピーク応答波長は赤色領域にある。光の検出能を高めるためにはこのようなホトダイオードとの波長マッチングのよい蛍光体が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、残光が極めて少なく発光効率の高い蛍光体、特にＸ線ＣＴ等のシンチレータとして有用な蛍光体を提供することを目的とする。また、本発明はこのような蛍光体を用いた検出器効率の高い放射線検出器を提供することを目的とする。更に本発明は、放射線検出器として残光がきわめて少なく、検出器効率の高い放射線検出器を備え、高解像度、高品質の断層像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明者らは、Ｃｅ(セリウム）を発光成分とする希土類酸化物蛍光体について鋭意研究した結果、Ｇｄ3Ａｌ5-yＧａyＯ12を母材とし、Ｃｅを活性剤（発光成分）とすることにより発光効率が高く、残光が極めて低い蛍光体が得られることを見出した。またこの蛍光体の製造方法について研究した結果、原料粉末をフラックス成分と共に焼成してシンチレータ粉末とする際に、フラックス成分としてカリウムを含む化合物を用いたときに特に高い発光効率の蛍光体が得られることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明の蛍光体は一般式（Ｇｄ1-z-xＬzＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12（式中、ＬはＬａ又はＹを表す。またｚは0≦ｚ＜0.2、ｘは0.0005≦ｘ≦0.015、ｙは0＜ｙ＜5の範囲の値である。)で表わされる蛍光体である。
また本発明の蛍光体は、上記一般式で表わされる蛍光体であって微量のカリウムを含有するものである。
更に本発明の蛍光体は、原料粉末を加圧成型後、焼結することによって得られるか、原料粉末をフラックス成分とともに焼成してシンチレータ粉末とし、このシンチレータ粉末を加圧成型後、焼結することによって得られる上記一般式で表わされる蛍光体である。
【０００９】
本発明の蛍光体は、Ｇｄ3Ａｌ5-yＧａyＯ12を母材とし、Ｃｅを活性剤（発光成分）とし、Ｘ線、γ線等の放射線を吸収してＣｅイオンに起因する黄色の発光を示す。この蛍光体は、放射線検出器のシンチレータとして用いた場合、ホトダイオードとのマッチングが比較的良く、現在Ｘ線ＣＴ用シンチレータとして多用されているＣｄＷＯ4の１．６倍以上の光出力を得ることができる。
またＣｅを発光イオンとして用いているので極めて残光が短く、Ｘ線を断ってから約220ns（ナノ秒）で残光10％まで減衰し、約30msでは２×10-5まで減衰する。一般に蛍光体には一次残光と二次残光（長残光成分）があり、Ｘ線ＣＴでは情報を含んだ信号（Ｘ線）が時間軸方向に対し不鮮明になる原因として二次残光が問題となる。この蛍光体では二次残光（30ms後の残光）が２×10-5と極めて低いので、Ｘ線ＣＴ用シンチレータとして非常に優れた特性を有している。
【００１０】
本発明の蛍光体において、Ｇｄ（ガドリニウム）は、その一部をＬａ（ランタン）或いはＹ（イットリウム）で置換することができ、その場合にも残光の極めて低い蛍光体を得ることができる。但し、Ｌａ或いはＹの含有量が増加するに従い発光効率及びＸ線阻止能が低下するので、その含有量（Ｇｄを置換する割合ｚ）は０．２未満、好適には０．１未満とする。Ｌａ或いはＹを含まない場合に発光効率及びＸ線阻止能を最も高くすることができる。
【００１１】
Ａｌ（アルミニウム）及びＧａ（ガリウム）は共に用いることにより、高い発光効率を得ることができる。本発明者らの研究によればＣｅを発光成分とするＧｄ酸化物系蛍光体では、ＹＡＧ系と異なり、Ａｌ及びＧａの一方しか含まない場合、即ちＧｄ3Ａｌ5Ｏ12或いはＧｄ3Ｇａ5Ｏ12を母材とした場合には実用的な発光を示さないのに対し、Ａｌ及びＧａを共存させた場合にはじめて発光し、しかも残光が極めて短いことが見出された。Ａｌの含有量（５−ｙ）及びＧａの含有量（ｙ）は、原子比で（Ｇｄ＋Ｌ＋Ｃｅ）＝３に対し、両者の合計で５であり、０＜ｙ＜５、好適には１．７＜ｙ＜３．３、より好適には２≦ｙ≦３とする。Ａｌ及びＧａの含有量がそれぞれ１．７〜３．３の範囲ではＣｄＷＯ4に対する相対光出力が１．５以上の発光を得ることができる。
【００１２】
Ｃｅ（セリウム）は本発明の蛍光体の活性剤(発光成分)となる元素で、Ｃｅの発光を生じさせるための含有量（ｘ）は0.0005以上、より好ましくは0.001以上とする。また含有量が0.05を超えると、ＣｄＷＯ4の1.5倍の光出力を得ることができないので、高い光出力が必要とされる用途ではＣｅの含有量（ｘ）は0.05以下とする。好ましくは0.02以下、より好ましくは0.015以下とする。
【００１３】
本発明の蛍光体は上述したＧｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅを必須元素とするが、これら元素の他に微量のカリウムを含有していてもよい。微量のカリウムを含有することにより、蛍光体の発光効率をさらに向上させることができる。このような効果を得るためにカリウムの含有量は10wtppm以上である。好適には50〜500wtppm、より好適には100〜250wtppmとする。カリウムを上記範囲で含有する本発明の蛍光体を放射線検出器のシンチレータとして用いた場合、ＣｄＷＯ4の2倍以上の光出力を得ることができる。
【００１４】
また本発明の蛍光体には、上述した元素の他に不可避的に混入する元素を含んでいてもよい。例えば、本発明の蛍光体を製造する原料としてＧｄ2Ｏ3を用いた場合、純度99.99％のＧｄ2Ｏ3には不純物として５wtppm以下のＥｕ2Ｏ3やＴｂ4Ｏ7が含まれており、本発明の蛍光体はこれら不純物を含んだ状態で得られる。このような微量の不純物を含む蛍光体も本発明の蛍光体の範囲に含まれる。
【００１５】
本発明の蛍光体は、結晶形態は特に限定されず、単結晶であっても多結晶であってもよい。製造の容易さ及び特性のバラツキが少ない点からは多結晶体が好ましい。単結晶とする場合には、J.Appl.Phys.,42巻,3049頁(1971)等に記載されている蛍光体の単結晶化の方法を適用することができる。焼結体は、原料となるシンチレータ粉末に適宜焼結助剤を添加し、温度1400℃〜1700℃、300〜1400気圧の条件で高温圧縮（ホットプレス）するか、同様の条件で熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）によって作ることができる。これにより緻密で透光性の高い焼結体としての蛍光体が得られる。尚、本発明の蛍光体は立方晶であるので屈折率に異方性がなく焼結体を作ると透明なものになる。
【００１６】
また焼結する前の原料となる蛍光体（シンチレータ粉末）は次のようにして作製することができる。例えば、原料粉末としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を化学量論的比率で配合し、必要に応じてフラックス成分とともにアルミナルツボ中で1550℃〜1700℃で数時間焼成する。
フラックス成分は、原料の溶融温度を下げ、結晶化を促進するために添加される。フラックス成分としては、ＹＡＧ系の蛍光体を焼成するときに用いられるＢａＦ2や、カリウム塩などのカリウム化合物を単独或いは混合して用いることができる。このうちＫ2ＳＯ4、ＫＮＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｋ3ＰＯ4などのカリウム化合物が特に好ましい。
【００１７】
本発明者らは、本発明の蛍光体を製造する際に使用するフラックス成分について種々の検討を行った結果、フラックスとしてカリウム化合物を用いて原料を焼成した場合、極めて発光効率の高い蛍光体が得られることを見出した。これはカリウム化合物が焼成時にＧｄ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12相の結晶の結晶化をさらに促進するとともに微量のカリウムが結晶中に取込まれることにより、発光効率を高めるものと推定される。
【００１８】
フラックスとしてのカリウム化合物の使用量は、生成される蛍光体１モルに対し、カリウムとして０．２〜１．８モル、好適には０．４〜１．６モル、より好適には０．８〜１．２モルである。分子中にカリウムを２原子含む化合物、例えば硫酸カリウムでは、その使用量は、生成される蛍光体１モルに対し、０．１〜０．９モル、好適には０．２〜０．８、より好適には０．４〜０．６モルである。
フラックスの量が上述した範囲より少ない場合にも多い場合にも、本来生成されるべき結晶相（Ｇｄ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12相）とは異なる結晶相（異相）、例えばＧｄＡｌＯ3相の結晶の析出量が多くなる傾向が見られる。またフラックスとしてのカリウム化合物を上述の範囲とすることにより、最終的に得られる蛍光体中に微量（500wtppm以下）のカリウムが導入され、高い発光効率の蛍光体が得られる。
【００１９】
このように焼成されたシンチレータ粉末を用いて上述のように焼結体を作製する。このように製造された本発明の蛍光体は、緻密で透光性が高く、特性のバラツキが少なく、光出力の大きな放射線検出器を得ることができる。本発明の蛍光体は、増感紙、蛍光板、シンチレータ等の一般的な蛍光体の用途に用いることができるが、特に高い発光出力と少ない残光が要求されるＸ線ＣＴ用検出器として好適である。
【００２０】
本発明の放射線検出器は、セラミックシンチレータと、このシンチレータの発光を検知するための光検出器とを備え、セラミックシンチレータとして上述した蛍光体を用いたものである。好ましくは光検出器としてPINホトダイオードを用いる。これらホトダイオードは感度が高く、応答時間が短く、かつ波長感度が可視光から近赤外領域にあるので、上述した本発明の蛍光体との波長マッチングが比較的好適である。
【００２１】
また本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、このＸ線源に対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源及びＸ線検出器を保持し、被検体の周りで回転駆動される回転体と、Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づき被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器として上述した蛍光体とホトダイオードを組合せた放射線検出器を用いる。
このＸ線検出器を用いることにより、高い検出効率でＸ線を検出することができるので、従来のシンチレータ（例えば、ＣｄＷＯ4）を用いたＸ線ＣＴ装置に比べ感度を２倍程度に向上することができ、また残光が極めて少ないため、高画質、高分解能の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の放射線検出器を備えたＸ線ＣＴ装置を実施例により説明する。
図１は、本発明のＸ線ＣＴ装置の概略を示す図で、この装置はスキャナガントリ部１０と画像再構成部２０とを備え、スキャナガントリ部１０には、被検体が搬入される開口部１４を備えた回転円板１１と、この回転円板１１に搭載されたＸ線管１２と、Ｘ線管１２に取り付けられ、Ｘ線束の放射方向を制御するコリメータ１３と、Ｘ線管１２と対向して回転円板１１に搭載されたＸ線検出器１５と、Ｘ線検出器１５で検出されたＸ線を所定の信号に変換する検出器回路１６と、回転円板１１の回転及びＸ線束の幅を制御するスキャン制御回路１７とが備えられている。
【００２３】
画像再構成部２０は、被検者氏名、検査日時、検査条件などを入力する入力装置２１、検出器回路１６から送出される計測データＳ1を演算処理してＣＴ画像再構成を行う画像演算回路２２、画像演算回路２２で作成されたＣＴ画像に、入力装置２１から入力された被検者氏名、検査日時、検査条件などの情報を付加する画像情報付加部２３と、画像情報を付加されたＣＴ画像信号Ｓ2の表示ゲインを調整してディスプレイモニター３０へ出力するディスプレイ回路２４とを備えている。
【００２４】
このＸ線ＣＴ装置では、スキャナガントリ部１０の開口部１４に、設置された寝台（図示せず）に被検者を寝かせた状態で、Ｘ線管１２からＸ線が照射される。このＸ線はコリメータ１３により指向性を得、Ｘ線検出器１５により検出されるが、この際、回転円板１１を被検者の周りに回転させることにより、Ｘ線を照射する方向を変えながら、Ｘ線を検出する。フルスキャンの場合には、回転円板の1回転（３６０度）を１スキャンとする、１スキャン分の測定データから１断面の画像を再構成する。画像再構成部２０で作成された断層像はディスプレイモニター３０に表示される。
【００２５】
ここでＸ線検出器１５はシンチレータとホトダイオードとを組合わせたシンチレータ素子を多数（例えば９６０個）円弧状に配列したもので、個々のシンチレータ素子は図２に示すようにシンチレータ151とPINホトダイオード152とを組み合わせた構造を有し、ホトダイオード152のｐ層側は検出回路１６に接続されている。また素子はホトダイオード152のｐ層を除く全体が、シンチレータ151の発光を外部に逃さないために遮蔽153で覆われている。遮蔽153はＸ線を透過し、光を反射する材料、例えばアルミニウムからなる。
【００２６】
シンチレータ151は、Ｘ線管12から照射され被検体を透過したＸ線を吸収し発光する蛍光体で、上述した本発明に蛍光体を用いる。このシンチレータ151は、従来のシンチレータに比べ高い発光出力を有し、しかもPINホトダイオード152の感度波長に比較的近い波長に発光ピークを有するので、高い効率でPINホトダイオード152により光電変換される。
【００２７】
このような構成において、断層像の撮影の際には、Ｘ線管１２からはファンビーム状のＸ線が連続して照射され、Ｘ線管は約１秒〜４秒間に１回転する。この間に被検体を透過してきたＸ線を検出器回路１６側で数百回のオン−オフを行い、Ｘ線を検出している。そのため検出器１５としては高出力で残光が短いものが要求される。本発明のＸ線ＣＴ装置では高出力かつ残光が少ないものを用いているので高画質のＣＴ画像を得ることができる。また、高い光出力であるので画質が同じであれば、Ｘ線量を少なくすることができ、被検体へのＸ線被曝量を低減することも可能である。
【００２８】
尚、図ではＸ線管を用いたＸ線ＣＴ装置について説明したが、Ｘ線源としてはＸ線管のみならずＸ線をビーム走査するビーム方式のＸ線装置であってもよい。
【実施例】
【００２９】
［実施例１］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成分としてＢａＦ2を加え、これらの混合物をアルミナルツボに詰め、ルツボのふたをした後、1600℃で３時間焼成した。焼成物からフラックス成分を除くため２規定のＨＮＯ3水溶液で１時間処理した。さらに水洗したのち乾燥してシンチレータ粉末を得た。
このようにして得たシンチレータ粉末を加圧成型したのち、1700℃、500気圧でホットプレスを行ない焼結体を作製した。
【００３０】
このような方法でＣｅ濃度（ｘ）の異なる（Ｇｄ1-xＣｅx）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有するセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）を作製した。これとホトダイオードを組合せた検出器を作り、Ｘ線源（120kV、0．5mA）から15cm離れたところに検出器を置き、その光出力を測定した。図３に結果を示す。縦軸は光出力であり、横軸はＣｅ濃度（ｘ）である。ただし、光出力はＣｄＷＯ4の値を１として示した。
【００３１】
図３から明らかなようにＣｅ濃度（ｘ）が0.0005〜0.015の範囲でＣｄＷＯ4の１．５倍以上の高い光出力を示し、特にＣｅ濃度（ｘ）が0.002のとき、光出力はＣｄＷＯ4の光出力１に対して2.0であった。
【００３２】
［実施例２］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成分としてＢａＦ2を加え、実施例１と同様に処理してＣｅ濃度（ｘ）の異なる（Ｇｄ1-xＣｅx）3Ａｌ2Ｇａ3Ｏ12の組成を有するセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）を作製した。これとホトダイオードを組み合わせて検出器を作り、実施例１と同様に光出力を測定した。結果を図４に示す。縦軸は光出力であり、横軸はＣｅ濃度（ｘ）である。
図４から明らかなように、この実施例でもＣｅ濃度（ｘ）が0.0005〜0.015の範囲でＣｄＷＯ4の１．５倍以上の高い光出力を示し、特にＣｅ濃度（ｘ）が0.002のとき、光出力はＣｄＷＯ4の光出力１に対して1.9であった。
【００３３】
［実施例３］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成分としてＢａＦ2を加え、実施例１と同様に処理してＡｌ及びＧａ濃度（ｙ）の異なる（Ｇｄ0.998Ｃｅ0.002）3Ａｌ5-yＧａyＯ12の組成を有するセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）を作製した。これとホトダイオードを組み合わせて検出器を作り、実施例１と同様に光出力を測定した。結果を図５に示す。縦軸は光出力であり、横軸はＧａ濃度（ｙ）である。
図５から明らかなようにＡｌ及びＧａの一方しか含まない場合には殆ど発光が見られないが、両者を共存させることにより発光を示すようになり、特にＧａ濃度（ｙ）が２〜３の範囲で高い光出力（ＣｄＷＯ4の２倍）を示した。
【００３４】
［比較例１］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成分としてＢａＦ2を加え、実施例１と同様に処理して（Ｇｄ0.898Ｌａ0.1Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有するセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）を作製した。これとホトダイオードを組み合わせて検出器を作り、実施例１と同様に光出力を測定した。その結果、対ＣｄＷＯ4光出力は０．８であり、Ｌａを加えない場合に比べかなり低かった。
【００３５】
［比較例２］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成分としてＢａＦ2を加え、実施例１と同様に処理して（Ｇｄ0.898Ｙ0.1Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有するセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）を作製した。これとホトダイオードを組み合わせて検出器を作り、実施例１と同様に光出力を測定した。その結果、対ＣｄＷＯ4光出力は１．３６であり、Ｙを加えない場合に比べ低かった。
【００３６】
［実施例４］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、これらを化学量論的比率で混合し、更にフラックス成分として硫酸カリウムを加え、これらの混合物をアルミナルツボに詰め、ルツボのふたをした後、1600℃で２時間焼成した。フラックスの量は生成される蛍光体１モルに対し０．５モルとした。得られた焼成物からフラックス成分を除くため十分に水洗したのち乾燥してシンチレータ粉末を得た。
このようにして得たシンチレータ粉末を加圧成型したのち、1500℃、300気圧でホットプレスを行ない（Ｇｄ0.998Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有する焼結体を作製した。
【００３７】
この焼結体を用いて作製したセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）とホトダイオードを組合せた検出器を作り、Ｘ線源（120kV、0．5mA）から15cm離れたところに検出器を置き、その光出力を測定した。図６に結果を示す。縦軸は光出力であり、ＣｄＷＯ4の値を１として示した。尚、図６には実施例３で得られた同組成のシンチレータ（フラックス成分としてBaF2を使用）を用いた検出器の光出力の結果を併せて示す。
【００３８】
［実施例５、６］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、フラックス成分を硝酸カリウム（実施例５）または炭酸カリウム（実施例６）に変えて、実施例４と同様に（Ｇｄ0.998Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有する焼結体を作製した。尚、硝酸カリウムは、生成される蛍光体１モルに対し１モル、炭酸カリウムは０．５モル用いた。
これら焼結体についても実施例４と同様に検出器を作り、光出力を測定した。結果を図６に示す。
【００３９】
［比較例３］
原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、フラックス成分を用いることなく、実施例４と同様に（Ｇｄ0.998Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有する焼結体を作製した。この焼結体についても実施例４と同様に検出器を作り、光出力を測定した。結果を図６に示す。
図６から明らかなようにフラックスを用いて焼成した後、焼結体を製造することにより高い光出力が得られ、特にフラックス成分としてカリウム塩を用いた場合には、YAG系蛍光体等の一般的なフラックスであるＢａＦ2を用いた場合に比べ高い光出力（ＣｄＷＯ4の約２．２倍）を示した。
【００４０】
［実施例７］
フラックス成分として硫酸カリウムを用い、その添加量を変え、その他は実施例４と同様にして（Ｇｄ0.998Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有する焼結体を作製した。得られた焼結体についてカリウム含有量を分析すると共に、実施例４と同様に検出器を作り、光出力を測定した。結果を図７に示す。尚、図中折れ線上の各点に付された数字はカリウム含有量（wtppm）を表わす。
図７からも明らかなように蛍光体に含まれるカリウム含有量はフラックスの添加量にほぼ比例して増加し、その含有量が100〜200wtppmの範囲では対ＣｄＷＯ4光出力が１．５以上の高い光出力を示した。特にカリウム含有量150wtppm近傍では対ＣｄＷＯ4光出力が２以上の極めて高い光出力を示した。
【００４１】
［実施例８］
フラックス成分として硝酸カリウムを用い、その添加量を変え、その他は実施例４と同様にして（Ｇｄ0.998Ｃｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12の組成を有する焼結体を作製した。得られた焼結体についてカリウム含有量を分析すると共に、実施例４と同様に検出器を作り、光出力を測定した。結果を図８に示す。尚、図中折れ線上の各点に付された数字はカリウム含有量（wtppm）を表わす。
図８からも明らかなようにフラックス成分として硝酸カリウムを用いた場合にも硫酸カリウムを用いた場合と同様にカリウム含有量が100wtppm以上で高い光出力を示し、特にカリウム含有量130〜150wtppm近傍では対ＣｄＷＯ4光出力が約２以上の極めて高い光出力を示した。
【００４２】
【産業上の利用可能性】
本発明によれば（Ｇｄ1-z-xＬzＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12の組成を有し、残光が極めて小さく、かつ発光効率の高い蛍光体が提供される。また本発明によれば上記組成の透光性の高い焼結体を得ることができ、これとシリコンホトダイオードとを組合せた放射線検出器とすることにより、光出力が従来のものと比べて大幅に増加した放射線検出器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例の構成を示す図、図２は本発明の放射線検出器（Ｘ線検出器）の一実施例の構成を示す図、図３は本発明の蛍光体におけるＣｅ濃度と検出器の光出力の関係を示す図、図４は本発明の蛍光体におけるＣｅ濃度と検出器の光出力の関係を示す図、図５は本発明の蛍光体におけるＧａ濃度と検出器の光出力の関係を示す図、図６は本発明の蛍光体を製造する際に添加するフラックス成分の種類を変えた場合の検出器の光出力を示す図、図７はフラックス成分（硫酸カリウム）の添加量を変えた場合の検出器の光出力の変化を示す図、図８はフラックス成分（硝酸カリウム）の添加量を変えた場合の検出器の光出力の変化を示す図である。

Claims (12)

  1. セリウムを発光成分とする放射線検出器用蛍光体であって、
    一般式（Ｇｄ1-z-xＬzＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12（式中、ＬはＬａ又はＹを表す。またｚは0≦ｚ＜0.2、ｘは0.0005≦ｘ≦0.015、ｙは0＜ｙ＜5の範囲の値である。）で表わされる蛍光体。
  2. セリウムを発光成分とする放射線検出器用蛍光体であって、
    一般式（Ｇｄ1-xＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12（式中、ｘは0.0005≦ｘ≦0.015、ｙは0＜ｙ＜5の範囲の値である。）で表わされる蛍光体。
  3. セリウムを発光成分とする放射線検出器用蛍光体であって、
    一般式（Ｇｄ1-z-xＬzＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12（式中、ＬはＬａ又はＹを表す。またｚは0＜ｚ＜0.2、ｘは0.0005≦ｘ≦0.015、ｙは0＜ｙ＜5の範囲の値である。）で表わされる蛍光体。
  4. 原料粉末を加圧成型後、焼結することによって得られ、一般式（Ｇｄ1-z-xＬzＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12（式中、ＬはＬａ又はＹを表す。またｚは0＜ｚ＜0.2、ｘは0.0005≦ｘ≦0.015、ｙは0＜ｙ＜5の範囲の値である。）で表わされる、セリウムを発光成分とする放射線検出器用蛍光体。
  5. 原料粉末をフラックス成分とともに焼成してシンチレータ粉末とし、このシンチレータ粉末を加圧成型後、焼結することによって得られ、一般式（Ｇｄ1-z-xＬzＣｅx）3Ａｌ5-yＧａyＯ12（式中、ＬはＬａ又はＹを表す。またｚは0≦ｚ＜0.2、ｘは0.0005≦ｘ≦0.015、ｙは0＜ｙ＜5の範囲の値である。）で表わされる、セリウムを発光成分とする放射線検出器用蛍光体。
  6. 前記フラックス成分がカリウム化合物である請求項５記載の放射線検出器用蛍光体。
  7. 前記カリウム化合物が硫酸カリウム、硝酸カリウムおよび炭酸カリウムから選択される１種以上のカリウム塩である請求項６記載の放射線検出器用蛍光体。
  8. １０wtppm以上のカリウムを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の放射線検出器用蛍光体。
  9. ５０〜５００wtppmのカリウムを含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の放射線検出器用蛍光体。
  10. セラミックシンチレータと、このシンチレータの発光を検知するための光検出器とを備えた放射線検出器において、前記セラミックシンチレータとして、請求項１ないし９いずれか１項記載の蛍光体を用いたことを特徴とする放射線検出器。
  11. 前記光検出器が、ホトダイオードである請求項１０記載の放射線検出器。
  12. Ｘ線源と、このＸ線源に対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源及びＸ線検出器を保持し、被検体の周りを回転駆動される回転円板と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づき前記被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器として請求項１０又は１１記載の放射線検出器を用いたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
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