JP6774188B2 - シンチレータプレート、放射線検出器及び放射線計測システム - Google Patents
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Description
図1に本実施形態の放射線検出器100の模式図を示す。放射線検出器100は、放射線106(106a、106b)をシンチレーション光に変換するシンチレータプレート101と、シンチレータプレートからのシンチレーション光を検出する検出部103とを備える。シンチレータプレート101は、複数のシンチレータ結晶体102(102a〜102e)を有する。シンチレータ結晶体102(102a〜102e)のそれぞれは、図2に示す複数の第1の相202と第1の相の周りに位置する第2の相203とを備え、第1の相202の延伸方向にシンチレーション光が導波される。また、図1において、隣り合うシンチレータ結晶体同士の間には、接着層109(109a〜109d)が設けられている。シンチレータ結晶体の中心軸は、各シンチレータ結晶体102(102a〜102e)について、それぞれ符号107(107a〜107e)で表す。尚、見易さのために、図1では、中心軸を放射線入射方向側(紙面上方向)に延長した延長線の一部も符号107(中心軸)として示している。
以下、本実施形態の具体的な例を挙げて説明をする。
本実施例は、シンチレータ結晶体の製造方法の具体例、及び、製造したシンチレータ結晶体の接着界面を傾けてタイリングさせた場合のX線の撮像結果について説明をする。
本実施例は、実施例1の放射線検出器を、放射線計測システムとしてのX線トールボット干渉計の検出器として用いた具体例について説明をする。
101 シンチレータプレート
102 シンチレータ結晶体
103 検出部
104 基板
105 受光素子
106 放射線
107 中心軸
108 発光
109 接着層
201 シンチレータ結晶体
202 第1の相
203 第2の相
204 第1の相の周期
205 第1の相の直径
206 シンチレーション光
207 シンチレータ結晶体の厚さ
208 第1の面
209 第2の面
300 放射線
301 シンチレータ結晶体
302 接着層
303 発光点
304a シンチレータ結晶体301aを導波する発光
304b シンチレータ結晶体301bを導波する発光
304c 接着層302を導波する発光
304d シンチレータ結晶体301bを導波する発光
305 シンチレータ結晶体の中心軸
d 発光304bと発光304dのずれ量
θs シンチレータ結晶体301から接着層302への入射角
θa 接着層302からシンチレータ結晶体301への入射角
T 接着層厚さ
ns 第1の相の屈折率
na 接着層の屈折率
60 X線源
61 X線
62 被検体
63 X線回折格子
64 X線検出器
65 演算装置
Claims (26)
- シンチレータプレートと、
前記シンチレータプレートからの光を検出する検出部とを備える放射線検出器であって、
前記シンチレータプレートは、
複数の第1の相と、前記第1の相の周りに位置する第2の相とを有するシンチレータ結晶体を複数有し、
前記第1の相と前記第2の相とはシンチレーション光に対する屈折率が異なり、
前記シンチレータ結晶体同士が接着層を介して接合されており、且つ、
前記シンチレータ結晶体の中心軸の延長線の少なくとも一部が、前記接着層を通過し、
前記シンチレータ結晶体の屈折率が、前記接着層の屈折率よりも高く、
前記検出部は受光素子を有し、下記式で表されるdが前記受光素子の画素サイズよりも小さいことを特徴とする、放射線検出器、
d=T/cosθ a ×sin(θ a −θ s )
ここで、Tは前記接着層の厚さ、θ a は前記接着層から前記シンチレータ結晶体への前記シンチレーション光の入射角、θ s は前記シンチレータ結晶体から前記接着層への前記シンチレーション光の入射角。 - 前記シンチレータ結晶体の中心軸が、前記複数の第1の相のそれぞれの中心軸の重心となる軸である、請求項1に記載の放射線検出器。
- シンチレータプレートと、
前記シンチレータプレートからの光を検出する検出部とを備える放射線検出器であって、
前記シンチレータプレートは、第1の面と第2の面とを有し、
複数の第1の相と、前記第1の相の周りに位置する第2の相とを有するシンチレータ結晶体を複数有し、
前記第1の相と前記第2の相とはシンチレーション光に対する屈折率が異なり、前記シンチレータ結晶体同士が接着層を介して接合されており、且つ、
前記接着層が、前記第1の面と前記第2の面とを結ぶ垂線に対して傾いており、
前記シンチレータ結晶体の屈折率が、前記接着層の屈折率よりも高く、
前記検出部は受光素子を有し、下記式で表されるdが前記受光素子の画素サイズよりも小さいことを特徴とする、放射線検出器、
d=T/cosθ a ×sin(θ a −θ s )
ここで、Tは前記接着層の厚さ、θ a は前記接着層から前記シンチレータ結晶体への前記シンチレーション光の入射角、θ s は前記シンチレータ結晶体から前記接着層への前記シンチレーション光の入射角。
- 前記第1の面に入射する放射線が、前記接着層を透過して、前記第2の面側に配置される前記シンチレータ結晶体に入射する、請求項3に記載の放射線検出器。
- 前記放射線の入射方向と、前記接着層を含む平面方向とのなす角が、90°未満である、請求項4に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相が、柱状である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相が、円柱状である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相が、放射線の入射により前記シンチレーション光を発生する、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相の屈折率nsは前記第2の相の屈折率に対して高屈折率であり、前記シンチレータ結晶体が屈折率naの接着層を介して接合され、前記接着層のシンチレータ結晶体の中心軸に対する傾きθtが、θt>cos−1(na/ns)の関係を満たす、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記シンチレータ結晶体が、第1の面と第2の面とを有し、
前記第1の相が、前記第1の面から前記第2の面へ延伸する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記第1の面が、放射線の入射面である、請求項10に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相の直径が、300nm以上である、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相の直径が、2μm以下である、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相の周期が、前記シンチレーション光の波長よりも大きい、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相の直径が、前記シンチレーション光の波長よりも大きい、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相及び前記第2の相のうち、屈折率の低い方の相の屈折率を、屈折率の高い方の相の屈折率で除する値が、0.95以下である、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相を形成する第1の材料と、前記第2の相を形成する第2の材料とは共晶体を形成することが可能な組み合わせである、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の相がGdを含有するペロブスカイト型酸化物材料であり、
前記第1の相が発光中心として希土類元素を0.001mol%以上含有し、
前記第2の相がアルミナである、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記Gdを含有するペロブスカイト型酸化物材料が、GdAlO3である、請求項18に記載の放射線検出器。
- 前記希土類元素がTb、Eu、Ceのうち少なくとも一つである、請求項18に記載の放射線検出器。
- 前記接着層が、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、塩化ビニリデン樹脂、及びポリカーボネートからなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1乃至20のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第2の相が、前記複数の第1の相のそれぞれの周りに位置する、請求項1乃至21のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記検出部が、基板と、複数の受光素子を有する、請求項22に記載の放射線検出器。
- 前記受光素子が、CCDイメージセンサー、及びCMOSイメージセンサーの少なくとも一方である、請求項23に記載の放射線検出器。
- 前記受光素子の画素サイズが、20μm以下である、請求項23又は24に記載の放射線検出器。
- 放射線源からの放射線を回折して干渉パターンを形成する回折格子と、
前記干渉パターンを検出する放射線検出器と、を備え、
前記放射線検出器は、請求項1乃至25のいずれか1項に記載の放射線検出器であることを特徴とする、放射線計測システム。
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