JP6740943B2 - 放射線変換パネルおよびタルボ撮影装置 - Google Patents
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Description
前記シンチレータパネルと前記光電変換パネルの間に光透過性材料からなる層が配置されていることを特徴とする放射線変換パネル。
[2]前記光電変換パネルが複数の光電変換パネルを接合して構成されること特徴とする[1]に記載の放射線変換パネル。
[3]前記シンチレータの区画化構造がスリット形状であることを特徴とする[1]または[2]に記載の放射線変換パネル。
[4]前記[1]〜[3]のいずれかに放射線変換パネルを用いることを特徴としたタルボ撮影装置。
区画化構造を有するシンチレータパネルと光電変換パネルが対向して配置されてなり、前記シンチレータの巾が、前記光電変換パネル中に存在する非受光部の巾よりも小さいことを特徴とする放射線変換パネルにおいて、
前記シンチレータパネルと前記光電変換パネルの間に光透過性材料からなる層が配置されていることを特徴とする。
区画化構造を有するシンチレータパネルは、放射線透過性を有する平板状の基板と、該基板上に設けた格子形状の単位の区画を有する隔壁構造部と、前記各区画に蛍光体を充填したシンチレータ層とを備る。
放射線透過性を有する基板は、シンチレータを担持可能な板状体であり、各種のガラス、高分子材料、金属等を用いることができる。
すなわち、放射線透過性を有する平板状の基板上に顔料又はセラミックス粉と低融点ガラス粉との混合物であるガラスペーストをスクリーン印刷により所定厚さで塗工を行い、それを乾燥して隔壁構造の底部を形成する(第1工程)。その後、前記ガラスペーストを縦横の画素単位の所定のピッチと所定の大きさの開口と所定厚さに格子形状に、画素数で決まる大きさの格子形状のパターンを用いてスクリーン印刷による塗布を行い、続いて乾燥も行う。それを複数回繰り返して所定高さの隔壁とする。その後、550℃の空気中で焼成を行い、基板上に底部と隔壁で仕切られた空間の各区画を有する隔壁構造部が形成される(第3工程)。そしてその隔壁構造部に、蛍光体を充填してシンチレータ層が形成され、区画化構造を有するシンチレータパネルが作製される(第4工程)。
図5にスリット状シンチレータの拡大図を示す。図5に示されるように、一対のシンチレータ層と非シンチレータ層の積層方向の厚さ(以下、積層ピッチ)、およびシンチレータ層と非シンチレータ層の積層方向の厚さの比率(以下、duty比)はタルボ干渉条件より導かれ、積層ピッチは0.2〜200μmであることが好ましく、1.0〜100μmであることがより好ましく、2.0〜20μmであることが更に好ましい。duty比は30/70〜70/30であることが好ましい。積層ピッチの繰り返し積層数は、充分な面積の診断画像を得るために1,000〜500,000層であることが好ましい。
基本組成式(I):MIX・aMIIX'2・bMIIIX''3:zAで表わされる金属ハロゲン化物系蛍光体が挙げられる。
Aは、Y、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Na、Mg、Cu、Ag(銀)、TlおよびBi(ビスマス)からなる群より選択される少なくとも1種の元素を表す。
a、bおよびzはそれぞれ独立に、0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<z<1.0の範囲内の数値を表わす。
基本組成式(II):MIIFX:zLnで表わされる希土類付活金属フッ化ハロゲン化物系蛍光体も挙げられる。
上記基本組成式(II)において、MIIは少なくとも1種のアルカリ土類金属元素を、Lnはランタノイドに属する少なくとも1種の元素を、Xは、少なくとも1種のハロゲン元素を、それぞれ表す。またzは、0<z≦0.2である。
また、
基本組成式(III):Ln2O2S:zAで表される希土類酸硫化物系蛍光体も挙げられる。
基本組成式(IV):MIIS:zAで表される金属硫化物系蛍光体も挙げられる。
上記基本組成式(IV)において、MIIは2価の陽イオンになり得る元素、すなわちアルカリ土類金属、Zn(亜鉛)、Sr(ストロンチウム)、Ga(ガリウム)等からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、Aは、Y、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Na、Mg、Cu、Ag(銀)、TlおよびBi(ビスマス)からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、それぞれ表す。またzは、0<z<1である。
基本組成式(V):MIIa(AG)b:zAで表される金属オキソ酸塩系蛍光体も挙げられる。
また、
基本組成式(VI):MaOb:zAで表わされる金属酸化物系蛍光体が挙げられる。
また他に、
基本組成式(VII):LnOX:zAで表わされる金属酸ハロゲン化物系蛍光体が挙げられる。
シンチレータ粒子の平均粒子径は、シンチレータ層の積層方向の厚さに応じて選択され、シンチレータ層の積層方向の厚さに対して100%以下が好ましく、90%以下が更に好ましい。シンチレータ粒子の平均粒子径が上記範囲を超えると積層ピッチの乱れが大きくなりタルボ干渉機能が低下する。
シンチレータ層には上記シンチレータ粒子を2種類以上含有しても良く、異なるシンチレータ粒子を含有するシンチレータ層を2種類以上組み合わせても良い。
ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)を始めとするポリエステル、ナイロンを始めとする脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド(アラミド)、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、セルロースジアセテート(DAC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)を始めとするセルロース、エポキシ、ビスマレイミド、ポリ乳酸、ポリフェニレンサルファイドやポリエーテルスルホンを始めとする含硫黄ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタンなどポリマー;
ガラス繊維など(特に、これら繊維を含む繊維強化樹脂シート)
キトサンやセルロースなどを含むバイオナノファイバーなどを使用できる。
可塑剤の例としては、燐酸トリフェニル、燐酸トリクレジル、燐酸ジフェニルなどの燐酸エステル; フタル酸ジエチル、フタル酸ジメトキシエチル等のフタル酸エステル; グリコール酸エチルフタリルエチル、グリコール酸ブチルフタリルブチルなどのグリコール酸エステル; そして、トリエチレングリコールとアジピン酸とのポリエステル、ジエチレングリコールとコハク酸とのポリエステルなどのポリエチレングリコールと脂肪族二塩基酸とのポリエステルなどを挙げることができる。硬化剤は、熱硬化性樹脂の硬化剤として公知のものを使用できる。
シンチレータ層と非シンチレータ層を繰り返し積層する方法としては特に制約は無いが、個別に形成しておいたシンチレータ層および非シンチレータ層をそれぞれ複数枚のシートに分割した上で、交互に繰り返し積層しても良い。
シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体が巻取り可能なフィルム形状であれば、コアに巻取ることによって効率的に積層することが可能となる。巻取りコアとしては筒状でも平板でもよい。さらに効率的には、上記方法によって作製したシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を加圧、加熱などによって接合(一体化)してから複数枚のシートに分割し繰り返し積層しても良い。
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を所望の寸法になるように加圧する方法には特に制約は無いが、積層体が所望の寸法以上に圧縮されないように、予め、金属等のスペーサを設けた状態で加圧することが好ましい。その際の圧力としては1MPa〜10GPaが好ましい。圧力が前記範囲の下限値よりも低いと、積層体に含まれる樹脂成分を所定の寸法に変形させることが出来ない恐れがある。圧力が前記範囲の上限値よりも高いと、スペーサが変形してしまう場合があり、積層体を所望の寸法以上に圧縮してしまう恐れがある。
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を加熱する条件としては、樹脂の種類にもよるが、熱可塑性樹脂ではガラス転移点以上、熱硬化性樹脂では硬化温度以上の温度で、いずれも0.5〜24時間程度加熱することが好ましい。加熱温度としては、一般的に40℃〜250℃であることが好ましい。温度が前記範囲の下限値よりも低いと、樹脂の融着あるいは硬化反応が不充分な場合があり、接合不良や、もしくは圧縮を解除すると元の寸法に戻ってしまう恐れがある。温度が前記範囲の上限値よりも高いと、樹脂が変質し光学特性を損ねる恐れが生じる。積層体を加圧しながら加熱する方法には、特に制約は無いが、発熱体が装着されたプレス機を用いても良いし、積層体を所定の寸法になるように箱型の治具に封じ込めた状態でオーブン加熱しても良いし、箱型の治具に発熱体が装着されていても良い。
(積層体の実測体積-積層体の理論体積)÷積層体の理論体積×100
積層体の面積が一定であれば、空隙率は、積層体の実測厚さと、積層体の理論厚さ(重量÷密度÷面積)を用いて次式より算出される。
(積層体の実測厚さ-積層体の理論厚さ)÷積層体の理論厚さ×100
シンチレータ層の加熱後の空隙率は30vol%以下であることが好ましい。上記範囲を超えるとシンチレータの充填率が低下し輝度が低下する。
本発明に係る放射線検出器に含まれる光電変換パネルは、シンチレータ層で発生した発光光を吸収して、電荷の形に変換することで電気信号に変換して、発光光に含まれる情報を電気信号として放射線検出器の外部に出力する機能を有している。光電変換パネルは、そのような機能を果たせるものであれば特に制限されず、従来公知のものとすることができる。
光電変換素子の一例として、特開2015−230175号公報に記載に平面受光素子なども採用可能である。たとえな、絶縁性基板に複数の受光素子を二次元状に配置した構成を有するものであってもよい。具体的には、AeroDR(コニカミノルタ(株)製)、PaxScan(バリアン(株)製FPD:2520)等に内蔵されている。
タイリングによる光電変換パネルの繋ぎ目は非受光部となる。
本発明では、区画化シンチレータと光電変換パネルとの間に、光透過性材料層を設ける。この材料層によって、シンチレータでの発光が拡散して光電変換素子での受光が可能となる。
光透過性材料層が、区画化シンチレータの表面と光電変換パネルの表面とにそれぞれ密接する状態に形成される。
熱硬化樹脂としては、例えば、アクリル系やエポキシ系、シリコーン系等を主成分とする樹脂が挙げられる。なかでもアクリル系及びシリコン系等を主成分とする樹脂が低温熱硬化の観点より好ましい。市販品では、例えば、東レダウコーニング(株)製 メチルシリコーン系 JCR6122等が挙げられる。
ホットメルトシートの場合、シンチレータ層と光電変換素子の間にホットメルトシートを挿入し、減圧下で、加熱することによって、光透過性材料層が形成される。
感圧性接着シートは、ラミネーション装置等により貼り合せる。
Claims (4)
- 区画化構造を有するシンチレータパネルと光電変換パネルが対向して配置されてなり、
格子形状の単位の区画を有する隔壁構造部と、前記各区画に蛍光体を充填したシンチレータ層とを備えてなる、区画化構造を有するシンチレータにおける、放射線に対して垂直な方向での最短の長さをシンチレータの巾としたときに、
前記シンチレータの巾が前記光電変換パネル中に存在する非受光部の巾よりも小さく、
前記シンチレータパネルと前記光電変換パネルの間に光透過性材料からなる層が配置されていることを特徴とする放射線変換パネル。 - 前記光電変換パネルが複数の光電変換パネルを接合して構成されること特徴とする請求項1に記載の放射線変換パネル。
- 前記シンチレータの区画化構造がスリット形状であることを特徴とする請求項1または2に記載の放射線変換パネル。
- 請求項1〜3のいずれかの放射線変換パネルを用いることを特徴としたタルボ撮影装置。
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