JP6957422B2 - Fluorescent plate and X-ray inspection equipment - Google Patents

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JP6957422B2 JP2018137052A JP2018137052A JP6957422B2 JP 6957422 B2 JP6957422 B2 JP 6957422B2 JP 2018137052 A JP2018137052 A JP 2018137052A JP 2018137052 A JP2018137052 A JP 2018137052A JP 6957422 B2 JP6957422 B2 JP 6957422B2
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Description

本発明は、蛍光板及びX線検査装置に関する。 The present invention relates to a fluorescent plate and the X-ray examination apparatus.

テロ対策のために、航空機内に荷物を持ち込む際には、航空機の安全運行を確保するた
めに、空港内で予め荷物の検査を行っている。この様な手荷物検査装置としては、いくつ
かの方法が知られ、X線の透過を利用した透過X線検査装置、X線のコンプトン散乱を利
用したコンプトン散乱X線検査装置、X線エネルギー差を利用したデュアルエナジー方式
のX線検査装置が一般的に広く使用されており、最近ではX線断層撮影装置(CT)も使
われ始めている。
When bringing luggage into an aircraft as a countermeasure against terrorism, the luggage is inspected in advance at the airport to ensure the safe operation of the aircraft. As such a baggage inspection device, several methods are known, a transmitted X-ray inspection device using X-ray transmission, a Compton scattered X-ray inspection device using X-ray Compton scattering, and an X-ray energy difference. The dual energy type X-ray inspection device used is generally widely used, and recently, an X-ray tomography device (CT) has also begun to be used.

透過X線はX線を通しにくい金属製の物品、例えば銃火器や刃物等の金属製凶器を比較
的容易に発見することができる。一方、プラスチック爆弾や麻薬等の原子番号の小さい元
素によって主として構成される物質は、X線が透過しやすい為、コンプトン散乱を利用し
た検査装置や、高エネルギーX線画像と低エネルギーX線画像の画像処理から得られるX
線エネルギー差を利用した検査装置などで発見が可能となる。
Transmitted X-rays can relatively easily find metal articles that are difficult for X-rays to pass through, such as metal weapons such as firearms and cutlery. On the other hand, substances mainly composed of elements with small atomic numbers such as plastic bombs and drugs easily transmit X-rays, so inspection equipment using Compton scattering and high-energy X-ray images and low-energy X-ray images X obtained from image processing
It can be discovered with an inspection device that uses the difference in linear energy.

上述したようなX線検査装置は、一般に、被検査物を透過したX線をX線検出器に導き
、これら検出X線を蛍光体にて可視光に変換した後、この可視光の強度を光電変換素子や
光電子倍増管で検出し、その強度に応じて荷物内を画像化することによって、検査を実施
するように構成されている。
In general, an X-ray inspection device as described above guides X-rays transmitted through an object to be inspected to an X-ray detector, converts these detected X-rays into visible light with a phosphor, and then determines the intensity of the visible light. It is configured to perform inspection by detecting with a photoelectric conversion element or a photomultiplier tube and imaging the inside of the baggage according to its intensity.

荷物検査の精度を上げるためには、より鮮明な画像を得ることが必要となるが、この為に
は十分な強度の可視光が光電変換素子等の検出器に入力されることが求められる。可視光
の強度を高めるには、荷物等に照射するX線の強度を高めることで得られるが、空港荷物
検査装置のように、公の場所に設置されるX線検査装置において、照射するX線の強度を
高めることは装置の大型化を招くと共に、漏洩X線被曝の危険性も増大してしまう。
In order to improve the accuracy of baggage inspection, it is necessary to obtain a clearer image, and for this purpose, it is required that visible light of sufficient intensity is input to a detector such as a photoelectric conversion element. To increase the intensity of visible light, it is possible to increase the intensity of X-rays to irradiate luggage, etc., but X-rays to be irradiated by an X-ray inspection device installed in a public place such as an airport baggage inspection device Increasing the strength of the line leads to an increase in the size of the device and also increases the risk of exposure to leaked X-rays.

そこで重要となるのが、蛍光板のX線から可視光への変換効率である。X線を可視光に変
換する際、変換効率の高い蛍光体を使用すればX線の強度を高めることなく、高輝度の可
視光を得ることができ、光電変換素子等の検出器に十分な強度の可視光が入力されること
になる。
Therefore, what is important is the conversion efficiency of the fluorescent plate from X-rays to visible light. When converting X-rays to visible light, if a phosphor with high conversion efficiency is used, high-intensity visible light can be obtained without increasing the intensity of X-rays, which is sufficient for a detector such as a photoelectric conversion element. Intense visible light will be input.

ところで、上記のような透過X線検出器では、通常、図1に示すように、 400〜90
0nmに分光感度特性を有する光電変換素子が用いられている。そこで、X線を可視光に
変換する蛍光体としては、400〜900nmに発光波長のピークを有する蛍光体を利用
した方が有利となる。その上で変換効率の高い蛍光体を使用するのが、最も望ましい選択
である。
By the way, in the transmission X-ray detector as described above, usually, as shown in FIG. 1, 400 to 90
A photoelectric conversion element having a spectral sensitivity characteristic at 0 nm is used. Therefore, as a phosphor that converts X-rays into visible light, it is advantageous to use a phosphor having an emission wavelength peak at 400 to 900 nm. On top of that, using a fluorophore with high conversion efficiency is the most desirable choice.

特許第2928677号公報Japanese Patent No. 2928677 特許第5759374号公報Japanese Patent No. 5759374 特許第5241979号公報Japanese Patent No. 5241979

J.Electrochem.Soc.,Vol.136,No.9, PP.2713−2716J. Electrochem. Soc. , Vol. 136, No. 9, PP. 2713-2716

特許文献1によれば、この様な用途に最適な蛍光体として、AS:D(AはGd、
LaおよびYから選ばれた少なくとも1種の元素を示し、DはPrとCeおよびYbから
選ばれた少なくとも1種の元素を示す)、BaFX:Eu、A(XはClおよびBrから
選ばれた少なくとも1種の元素を示し、AはCeおよびYbから選ばれた少なくとも1種
の元素を示す。)等の蛍光体を、透過型X線や、コンプトン散乱X線を可視光に変換する
材料として有効に利用できることが開示されている。またこうしたシステムにおいては、
蛍光板として使用したときに、その塗布量(蛍光体重量)が概ね200mg/cm程度
で高出力が得られることも開示されている。
According to Patent Document 1, as the most suitable phosphor for such applications, A 2 O 2 S: D (A is Gd,
Indicates at least one element selected from La and Y, D indicates at least one element selected from Pr, Ce and Yb), BaFX: Eu, A (X is selected from Cl and Br). Indicates at least one element, and A indicates at least one element selected from Ce and Yb.) As a material for converting a phosphor such as transmitted X-rays or Compton-scattered X-rays into visible light. It is disclosed that it can be used effectively. Also, in such a system,
It is also disclosed that when used as a fluorescent plate, a high output can be obtained when the coating amount (weight of the phosphor) is about 200 mg / cm 2.

特許文献2にはGOS(GdS)材料のGdの25パーセント以上がLaやLuと
いった希土類元素で置換され、CeとPrの少なくとも1つがドープされたシンチレータ
材料が開示されている。これらのドープ量としては、GOS材料に対し、100モルpp
m〜1000モルppmのPr3+濃度、且つ0〜50モルppmのCe3+濃度でドー
プされ得ることが例示されている。
Patent Document 2 discloses a scintillator material in which 25% or more of Gd of a GOS (Gd 2 O 2 S) material is replaced with a rare earth element such as La or Lu, and at least one of Ce and Pr is doped. The amount of these dopings is 100 mol pp with respect to the GOS material.
It is exemplified that it can be doped at a Pr3 + concentration of m to 1000 mol ppm and a Ce3 + concentration of 0 to 50 mol ppm.

特許文献3には一般式:(Gd1−X,RE′S:Pr
(式中、RE′はY、LaおよびLuから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、X
は0<X≦0.1を満足する数である)で表わされかつ、セリウム、ジルコニウム、お
よびリンから選ばれる少なくとも1種を共付活剤として含有する酸硫化ガドリニウム蛍光
体粉末からなるセラミックシンチレータ材料の製造方法が開示されている。さらに酸硫化
ガドリニウム蛍光体粉末の平均粒子径が6〜10μmで、Prの含有量は0.001〜
10モル%の範囲、Ce,ZrおよびPから選ばれる共付活剤の含有量が0.0001〜
0.1モル%の範囲であることが開示されている。
Formula Patent Document 3: (Gd 1-X, RE 'X) 2 O 2 S: Pr
(In the formula, RE'represents at least one element selected from Y, La and Lu, and X
Is a number satisfying 0 <X ≦ 0.1), and is a ceramic composed of a gadolinium acid sulfide phosphor powder containing at least one selected from cerium, zirconium, and phosphorus as a scintillator. A method for producing a scintillator material is disclosed. Furthermore, the average particle size of the gadolinium acid sulfide phosphor powder is 6 to 10 μm, and the Pr content is 0.001 to 1.
The content of the co-active agent selected from Ce, Zr and P in the range of 10 mol% is 0.0001 to
It is disclosed to be in the range of 0.1 mol%.

非特許文献1にはGdS:Pr,Ce,Fなる組成のX線用シンチレータ材料が開
示され、Prの含有量が1×10−3原子%で、Ce,Fは発光のアフターグロー(af
terglow)を低減させることが開示されている。
Non-Patent Document 1 discloses an X-ray scintillator material having a composition of Gd 2 O 2 S: Pr, Ce, F, in which the Pr content is 1 × 10 -3 atomic%, and Ce and F are after-emission of light emission. Glow (af)
It is disclosed to reduce tergrow).

近年、可視光を電気信号に変換する光電変換素子を使用した検査装置も使用範囲が広が
ってきており、こうしたシステムに対応できる蛍光板が必要となっている。また検査荷物
の多様化により複雑な形状をより正確に判別することが求められる様になり、従来以上の
検査精度の向上が必要になって来ている。このため高い光出力特性に加えて、アフターグ
ローの少ない特性をあわせ持つ蛍光板が、その重要度を増してきた。
In recent years, the range of use of inspection devices using photoelectric conversion elements that convert visible light into electrical signals has expanded, and a fluorescent plate capable of supporting such a system is required. In addition, due to the diversification of inspection packages, it has become necessary to more accurately discriminate complicated shapes, and it has become necessary to improve the inspection accuracy more than before. Therefore, in addition to high light output characteristics, fluorescent plates having characteristics with less afterglow have become more important.

最近では航空機の利用が手軽になり、旅行者の手荷物や航空貨物が増加し、連続使用で、
なおかつ高速度で検査される様になって来ており、アフターグロー特性の改善がより厳し
く求められる様になっている。見方を変えると蛍光体のアフターグロー特性の為に、検査
速度が制限されるケースもあり、この面からもアフターグローの短い蛍光体が望まれてい
る。
Recently, the use of aircraft has become easier, and the amount of baggage and air cargo for travelers has increased.
Moreover, inspections are being conducted at high speeds, and improvements in afterglow characteristics are being sought after. From a different point of view, there are cases where the inspection speed is limited due to the afterglow characteristics of the phosphor, and from this aspect as well, a phosphor with a short afterglow is desired.

アフターグロー特性とは、蛍光体にX線が照射された場合、蛍光体により吸収されたX線
が可視光に変換され、蛍光体が発光を始めるが、その後X線の照射が遮断された場合、蛍
光体の発光は徐々に低下し、やがて消失してしまう。この時X線の照射が止められた後の
発光のことを、アフターグローと呼んでいる。この様なアフターグローを強く示す蛍光体
を、荷物検査用として用いた場合、検査精度に悪影響を及ぼしてしまう。何故なら、連続
して荷物検査を行う場合に、目的の画像を観察すると、前の画像の残像と重なることによ
り、鮮明な画像が得られなくなる為である。
The afterglow characteristic is that when the phosphor is irradiated with X-rays, the X-rays absorbed by the phosphor are converted into visible light and the phosphor begins to emit light, but then the X-ray irradiation is blocked. , The light emission of the phosphor gradually decreases and eventually disappears. The light emission after the X-ray irradiation is stopped at this time is called afterglow. When such a phosphor that strongly exhibits afterglow is used for baggage inspection, the inspection accuracy is adversely affected. This is because, in the case of continuous baggage inspection, when the target image is observed, it overlaps with the afterimage of the previous image, so that a clear image cannot be obtained.

なお、アフターグローに類似する特性として、残光特性がある。残光特性とは、X線の照
射を遮断後、蛍光体の発光強度が十分の一に低下するまでの時間を求めたものである。例
えば特許文献1においては、蛍光体の残光特性を1ms以下に管理することにより、残像
の対策を行っている。しかしながら近年の検査条件では、残光特性の管理のみでは不十分
であることが明らかとなっている。
As a characteristic similar to afterglow, there is an afterglow characteristic. The afterglow characteristic is a determination of the time required for the emission intensity of the phosphor to decrease to one tenth after blocking the X-ray irradiation. For example, in Patent Document 1, afterimages are taken by controlling the afterimage characteristics of the phosphor to 1 ms or less. However, under recent inspection conditions, it has become clear that management of afterglow characteristics alone is not sufficient.

蛍光体の発光強度が、短時間で十分の一に減少しても、百分の一から千分の一程度まで低
下した後、微弱な光がダラダラと継続する場合がある。荷物検査においては、この様な微
弱な光が残像として影響を与え、問題となる為である。アフターグロー特性は、蛍光体の
発光を限りなくゼロに近くなるところまで観察した特性であり、このアフターグロー特性
を制御することが重要となる。
Even if the emission intensity of the phosphor is reduced to one tenth in a short time, the faint light may continue steadily after being reduced to about one-hundredth to one-thousandth. This is because such faint light affects as an afterimage and becomes a problem in baggage inspection. The afterglow characteristic is a characteristic obtained by observing the emission of the phosphor to a point as close to zero as possible, and it is important to control this afterglow characteristic.

さらに最近では光電変換素子のシステムに対処するべく、アフターグロー特性を維持しな
がらより高出力な蛍光板が求められており、その要求に対処する必要が出てきた。
より高い光出力を得るやり方として、X線検査装置における照射X線の強度を従来のX線
管電圧80〜120kVから強めることも指向されるようになってきた。このため
X線管電圧が従来の120kVを超える照射X線を用いるX線検査装置に対応し、且つア
フターグローの少ない蛍光板を提供することが必要であった。
More recently, in order to deal with the photoelectric conversion element system, there is a demand for a fluorescent plate having higher output while maintaining the afterglow characteristics, and it has become necessary to deal with the demand.
As a method of obtaining a higher light output, it has become possible to increase the intensity of the irradiated X-ray in the X-ray inspection apparatus from the conventional X-ray tube voltage of 80 to 120 kV. Therefore, it is necessary to provide a fluorescent plate which is compatible with the conventional X-ray inspection apparatus using irradiated X-rays having an X-ray tube voltage exceeding 120 kV and has less afterglow.

本発明は、この様な課題に対処する為になされたもので、近年のX線検査装置の使用環境
や条件に最適な検査精度の高いX線検査装置を提供することを目的としており、十分な検
出感度が得られると共に、アフターグローの問題も無く、明瞭な画像が得られるX線検査
装置を提供することにある。
The present invention has been made to address such a problem, and an object of the present invention is to provide an X-ray inspection apparatus having high inspection accuracy that is optimal for the usage environment and conditions of the X-ray inspection apparatus in recent years. It is an object of the present invention to provide an X-ray inspection apparatus capable of obtaining a clear image without a problem of afterglow while obtaining a high detection sensitivity.

すなわち、本発明のX線検査装置は特にX線管電圧が従来の120kVを超える照射X線
を用いるX線検査装置に適したものであり、X線を可視光に変換する蛍光板と、可視光を
電気信号に変換する光電変換素子を有するX線検出器において、蛍光板に使用する蛍光体
としてプラセオジム付活酸硫化ガドリニウムを用いる。プラセオジウム(Pr)の濃度は
0.01〜0.3重量%、好ましくは0.03〜0.2重量%、さらに好ましくは0.0
4〜0.1重量%、また共付活剤としてのセリウム(Ce)を5〜30ppm、好ましく
は10〜25ppm、さらに好ましくは12〜22ppm含むものとする。
That is, the X-ray inspection device of the present invention is particularly suitable for an X-ray inspection device that uses an irradiation X-ray having an X-ray tube voltage exceeding 120 kV, and has a fluorescent plate that converts X-rays into visible light and visible light. In an X-ray detector having a photoelectric conversion element that converts The concentration of praseodymium (Pr) is 0.01 to 0.3% by weight, preferably 0.03 to 0.2% by weight, more preferably 0.0.
It contains 4 to 0.1% by weight and cerium (Ce) as a co-activator at 5 to 30 ppm, preferably 10 to 25 ppm, more preferably 12 to 22 ppm.

蛍光体の平均粒径(D)は、10〜20μm、好ましくは13〜18μmの範囲であり、
その粒子形状は球状のものがよく、Wadellの球形度(Ψ)において0.8以上、好
ましくは0.85以上のものを用いる。かつ蛍光板の蛍光体重量(CW)は270〜38
0mg/cm、好ましくは300〜350mg/cmとすることを特徴とする。
The average particle size (D) of the phosphor is in the range of 10 to 20 μm, preferably 13 to 18 μm.
The particle shape is preferably spherical, and the sphericity (Ψ) of Wadell is 0.8 or more, preferably 0.85 or more. And the phosphor weight (CW) of the fluorescent screen is 270 to 38.
0 mg / cm 2, preferably characterized in that the 300~350mg / cm 2.

これにより光出力が従来の1.4倍以上にも及び、X線停止20ms後のアフターグロー
が0.06%以下である蛍光板が提供できる。かかるX線蛍光板は、X線管電圧が従来の
80〜120kVを超える照射X線を用いた、透過光検出X線検査装置に特に適したもの
である。
As a result, it is possible to provide a fluorescent plate having an optical output 1.4 times or more that of the conventional one and an afterglow of 0.06% or less after 20 ms of X-ray stop. Such an X-ray fluorescent plate is particularly suitable for a transmitted light detection X-ray inspection apparatus using an irradiation X-ray having an X-ray tube voltage exceeding 80 to 120 kV.

本発明のX線検出器においては、相対光出力が少なくとも110%(対標準蛍光体)以
上で、20ms後のアフターグローが0.06%以下の特性を同時に得ることができ、こ
の様なX線検出器を用いてX線検査装置を構成すれば、比較的低強度のX線によって十分
な検出感度を得ると共に、残像等の無い明瞭な検査画像を得ることができる、低減された
アフターグローを維持し、高速度で連続して検査を行っても、精度の高い検査を可能とす
るものである。本発明のX線検査装置は、空港手荷物検査装置に限らず、各種のセキュリ
ティシステムにも応用が可能である。
In the X-ray detector of the present invention, it is possible to simultaneously obtain the characteristics that the relative light output is at least 110% (against the standard phosphor) and the afterglow after 20 ms is 0.06% or less. If an X-ray inspection device is configured using a line detector, sufficient detection sensitivity can be obtained with relatively low-intensity X-rays, and a clear inspection image without afterimages can be obtained. Reduced afterglow It enables highly accurate inspection even if the inspection is continuously performed at high speed. The X-ray inspection device of the present invention can be applied not only to the airport baggage inspection device but also to various security systems.

X線検出器に用いられるフォトダイオード(PD)の分光感度特性を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the spectral sensitivity characteristic of a photodiode (PD) used for an X-ray detector. X線管電圧160kVにおける蛍光板の光出力を、平均粒径(D)と蛍光体重量(CW)に対して示した図である。It is a figure which showed the light output of the fluorescent screen at the X-ray tube voltage 160kV with respect to the average particle diameter (D) and the weight of a phosphor (CW). 本発明の光出力及びアフターグロー特性を添加Ce濃度に対して示した図である。It is a figure which showed the light output and the afterglow characteristic of this invention with respect to the added Ce concentration. GdS:Pr蛍光体の発光波長特性を示す図である。It is a figure which shows the emission wavelength characteristic of Gd 2 O 2 S: Pr phosphor. 本発明のX線検査装置の一実施例の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of one Example of the X-ray inspection apparatus of this invention. 本発明のX線検出器の一実施例および本発明に用いられる蛍光板の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Example of the X-ray detector of this invention, and the structural example of the fluorescent screen used for this invention.

本発明のX線検出器およびX線検査装置に用いる蛍光体はプラセオジム付活酸硫化ガドリ
ニウムGdS:Prを用いる。
まずX線による光出力の向上の要求が強いため、X線を可視光に変換させる蛍光板の発
光効率を高める必要がある。その方法として、蛍光体の平均粒径を大きくすることが挙げ
られる。平均粒径を大きくすることで蛍光体層は透明性を持ち、発光した光が減衰するこ
となくフォトダイオード(PD)に到達するため光出力が向上する。ただ平均粒径を大き
くすることには得られる画質が粗くなり、鮮鋭度が低下するというデメリットがある。こ
のため従来は平均粒径が5〜10μmの蛍光体が主に用いられてきた。
As the phosphor used in the X-ray detector and the X-ray inspection apparatus of the present invention, gadolinium sulfide gadolinium sulfide with praseodymium Gd 2 O 2 S: Pr is used.
First, since there is a strong demand for improving the light output by X-rays, it is necessary to increase the luminous efficiency of the fluorescent plate that converts X-rays into visible light. One way to do this is to increase the average particle size of the phosphor. By increasing the average particle size, the phosphor layer becomes transparent, and the emitted light reaches the photodiode (PD) without being attenuated, so that the light output is improved. However, increasing the average particle size has the demerit that the obtained image quality becomes coarse and the sharpness decreases. Therefore, conventionally, a phosphor having an average particle size of 5 to 10 μm has been mainly used.

また、蛍光板の蛍光体層を厚くすることも挙げられ、X線によって発光する蛍光体の量を
増やすことで光出力が向上する。ただし、蛍光体層が極端に厚くなると、X線が透過しに
くくなり、また発光した光もフォトダイオード(PD)まで到達しにくくなるため光出力
は低下し始める。このため従来は蛍光体層の重量が200mg/cm前後の蛍光板が汎
用品となっていた。
Another example is to thicken the phosphor layer of the fluorescent screen, and the light output is improved by increasing the amount of the phosphor emitted by X-rays. However, when the phosphor layer becomes extremely thick, it becomes difficult for X-rays to pass through, and it becomes difficult for the emitted light to reach the photodiode (PD), so that the light output begins to decrease. Therefore, conventionally, a fluorescent plate having a weight of a phosphor layer of about 200 mg / cm 2 has been a general-purpose product.

但し、こうした蛍光体の平均粒径、蛍光体層の厚さは、X線管電圧が80〜120kVの
範囲のX線検査装置において用いられてきた条件であり、現在はX線管電圧を120kV
より大きくすることで、光出力を稼ぐようになってきている。図2は現在試行されている
X線管電圧160kVにおける光出力を、平均粒径(D)と蛍光体重量(CW)に対して
示したもので、Ceを含まない蛍光体を用い、これらの影響を調べたものである。光出力は
従来条件(平均粒径(D)8μm,蛍光体重量(CW)200mg/cm)の蛍光板の
光出力を100として示した。
However, the average particle size of the phosphor and the thickness of the phosphor layer are conditions that have been used in an X-ray inspection apparatus in which the X-ray tube voltage is in the range of 80 to 120 kV, and the X-ray tube voltage is currently 120 kV.
By making it larger, the light output is being earned. FIG. 2 shows the light output at an X-ray tube voltage of 160 kV, which is currently being tried, with respect to the average particle size (D) and the weight of the phosphor (CW). Using a phosphor containing no Ce, these The effect is investigated. As for the light output, the light output of the fluorescent screen under the conventional conditions (average particle size (D) 8 μm, phosphor weight (CW) 200 mg / cm 2 ) was shown as 100.

図2から明らかに、X線管電圧160kVのX線強度では、従来とは異なる条件で光出力
の高い値となっている。平均粒径では10μmを超える領域で高出力が得られている。但
し実際の画像試験では平均粒径が20μmを超えると鮮鋭度の低下が顕著となるため、好
ましい範囲は10〜20μmであり、より好ましくは13〜18μmの範囲であることが
分かった。
As is clear from FIG. 2, at the X-ray intensity of the X-ray tube voltage of 160 kV, the light output is high under conditions different from the conventional ones. High output is obtained in the region where the average particle size exceeds 10 μm. However, in an actual image test, when the average particle size exceeds 20 μm, the sharpness is significantly reduced. Therefore, it was found that the preferable range is 10 to 20 μm, and more preferably the range is 13 to 18 μm.

また蛍光体層厚についても、従来より厚い領域で、高い出力が得られるものの、蛍光体重
量400mg/cm2程度になると低下傾向が認められる。従って、好ましい領域は蛍光
体重量(CW)で270〜380mg/cm、さらに好ましくは300〜350mg/
cmの範囲で高光出力が得られる。このような傾向はX線管電圧が140〜180kV
の範囲でほぼ同様であった。
Further, regarding the thickness of the phosphor layer, although a high output can be obtained in a region thicker than the conventional one, a decreasing tendency is observed when the weight of the phosphor is about 400 mg / cm2. Therefore, the preferred region is 270-380 mg / cm 2 in fluorophore weight (CW), more preferably 300-350 mg / cm / cm.
High light output can be obtained in the range of cm 2. This tendency is that the X-ray tube voltage is 140 to 180 kV.
It was almost the same in the range of.

表1は蛍光体の平均粒径(D)を約15μmとし、蛍光体の粒子の形状を表わす、Wad
ellの球形度(Ψ)変えた蛍光体を用いた蛍光板の、X線による蛍光出力を示したもの
である。蛍光体重量は300mg/cmとし、X線管電圧が160kVのX線強度にて
測定した。光出力は明らかにWadellの球形度(Ψ)の値と共に増加する傾向にある
。好ましい球形度(Ψ)は0.8以上、さらに好ましくは0.85以上である。
Table 1 shows the shape of the phosphor particles, with the average particle size (D) of the phosphor being about 15 μm.
It shows the fluorescence output by X-ray of the fluorescence plate using the phosphor which changed the sphericity (Ψ) of ell. The weight of the phosphor was 300 mg / cm 2 , and the X-ray tube voltage was measured at an X-ray intensity of 160 kV. The light output clearly tends to increase with the value of Wadell's sphericity (Ψ). The preferred sphericity (Ψ) is 0.8 or more, more preferably 0.85 or more.

Figure 0006957422
Figure 0006957422

蛍光板の内部では、蛍光体から放射される光が他の蛍光体の表面で反射し、多重反射を繰
り返して、外部に光が取り出される。光の反射現象が生じると、光のエネルギー効率が低
下する。光のエネルギー効率の低下を抑制するために、蛍光体の粒子形状の球形度(Ψ)
を向上させ、粒子の表面積を小さくすることが出力の増加に影響したものと思われる。
Inside the fluorescent screen, the light radiated from the phosphor is reflected on the surface of the other phosphor, and multiple reflections are repeated to take out the light to the outside. When light reflection occurs, the energy efficiency of light decreases. Sphericity (Ψ) of the particle shape of the phosphor to suppress the decrease in light energy efficiency
It seems that the increase in output was influenced by the improvement of the particle size and the reduction of the surface area of the particles.

Wadellの球形度(Ψ)(以下、「球形度」ともいう)は蛍光体の粒子形状が球形で
あるか否かを判断する指標で、三次元的な尺度である。このような指標としては、粒子の
SEM像、投影像などに基づく、アスペクト比、円形度(投影面積の等しい円の周長/粒
子の周長)などが用いられている。これらはいずれも二次元的な尺度で、厳密には
球状の尺度ではない。例えば、コイン状の粒子の場合、円形度では0.9以上の高い値が
出ても、Wadellの球形度では0.6にも満たない値となる。
Wadell's sphericity (Ψ) (hereinafter, also referred to as "sphericity") is an index for determining whether or not the particle shape of a phosphor is spherical, and is a three-dimensional scale. As such an index, an aspect ratio, a circularity (perimeter of a circle having the same projected area / perimeter of a particle) based on an SEM image of a particle, a projected image, or the like is used. All of these are two-dimensional scales, not strictly spherical scales. For example, in the case of coin-shaped particles, even if a high value of 0.9 or more is obtained in the circularity, the value is less than 0.6 in the sphericity of Wadell.

後述の製造方法を用いて蛍光体を作製することにより球形度を高めることができる。蛍光
体の製造では、蛍光体の構成元素を含む数種類の原料や合成反応を促進するフラックス(
融剤)が用いられる。フラックスとして、希土類酸硫化物ではアルカリ金属燐酸塩が一般
に用いられ、その種類、量を変えることにより粒子の形状を変更できる。球形度1は真球
を意味するが、現実には球形度0.96以上の蛍光体を得ることは難しく、またコスト高
となる、従って本発明の蛍光体の好ましい球形度としては、0.8以上0.96以下、さ
らに好ましくは0.85以上0.96以下のものである。
The sphericity can be increased by producing a phosphor by using the production method described later. In the production of phosphors, several types of raw materials containing the constituent elements of the phosphor and fluxes that promote synthetic reactions (
Flux) is used. Alkali metal phosphate is generally used as the flux for rare earth acid sulfides, and the shape of the particles can be changed by changing the type and amount. Sphericity 1 means a true sphere, but in reality, it is difficult to obtain a phosphor having a sphericity of 0.96 or more, and the cost is high. Therefore, the preferable sphericity of the phosphor of the present invention is 0. It is 8 or more and 0.96 or less, more preferably 0.85 or more and 0.96 or less.

Wadellの球形度(Ψ)は、実際の粒子の表面積とその粒子と同じ体積を有する
球の表面積の比として次式(A1)により定義される。
Ψ=(粒子と同じ体積を有する球の表面積)/(実際の粒子の表面積) (A1)
The sphericity (Ψ) of Wadell is defined by the following equation (A1) as the ratio of the surface area of an actual particle to the surface area of a sphere having the same volume as the particle.
Ψ = (surface area of a sphere having the same volume as a particle) / (actual surface area of a particle) (A1)

通常、任意の体積を有する粒子において、最も小さい表面積を有する粒子は球形の粒子
である。従って、Wadellの球形度(Ψ)は通常の粒子では1以下であり、粒子形状
が球形でない場合は球形に近いほど1に近い。
Usually, among particles having an arbitrary volume, the particles having the smallest surface area are spherical particles. Therefore, the sphericity (Ψ) of Wadell is 1 or less for ordinary particles, and when the particle shape is not spherical, the closer it is to a sphere, the closer it is to 1.

Wadellの球形度(Ψ)は、次の方法で求められる。まず、粉末の蛍光体の粒度分
布をコールターカウンター法で測定する。コールターカウンター法は、粒子の体積に応じ
た電圧変化から粒度を規定する方法である。コールターカウンター法により得られる粒度
分布において、ある粒径Diにおける個数頻度をNiとする。粒径Diは、コールターカ
ウンター法により粒度が規定された実際の粒子と同体積の球形粒子の直径である。
The sphericity (Ψ) of Wadell is obtained by the following method. First, the particle size distribution of the powder phosphor is measured by the Coulter counter method. The Coulter counter method is a method of defining the particle size from the voltage change according to the volume of the particles. In the particle size distribution obtained by the Coulter counter method, the number frequency at a certain particle size Di is Ni. The particle size Di is the diameter of spherical particles having the same volume as the actual particles whose particle size is defined by the Coulter counter method.

個数頻度Niおよび粒径Diを用いて粉末蛍光体の比表面積(S)を計算する。比表面
積は粉体の表面積をその重量で割った値であり、単位重量当たりの表面積として定義され
る。粒径Diの粒子の重量は、(4π/3)×(Di/2)×Ni×ρ(ρは粉体の密
度)である。粉体の重量は、粒径毎の粒子の重量の和であり、下記式(A2)で表される

粉体の重量=Σ{(4π/3)×(Di/2)×Ni×ρ} (A2)
The specific surface area (S) of the powder phosphor is calculated using the number frequency Ni and the particle size Di. The specific surface area is the surface area of the powder divided by its weight and is defined as the surface area per unit weight. The weight of the particles having a particle size Di is (4π / 3) × (Di / 2) 3 × Ni × ρ (ρ is the density of the powder). The weight of the powder is the sum of the weights of the particles for each particle size, and is represented by the following formula (A2).
Powder weight = Σ {(4π / 3) x (Di / 2) 3 x Ni x ρ} (A2)

粒径Diの粒子の表面積は、4π×(Di/2)×Niである。実際の粒子形状が球
形でない場合、実際の粒子の比表面積は、粒子の表面積をWadell球形度(Ψ)で割
った値({4π×(Di/2)×Ni}/Ψ)であり、粉体の比表面積(S)は、粒径
毎の粒子の比表面積の和であり、下記式(A3)で表される。実際にはWadell球形
度(Ψ)が粒径毎に異なる値であることも考えられるが、粉体全体として球形からのずれ
として平均的な値であると解釈することができる。
S=[Σ{4π×(Di/2)×Ni}/Ψ]/[Σ{(4π/3)×(Di/2)
×Ni×ρ}]
=(6/ρ/Ψ)×{Σ(Di×Ni)}/{Σ(Di×Ni)} (A3)
The surface area of the particles having a particle size Di is 4π × (Di / 2) 2 × Ni. When the actual particle shape is not spherical, the specific surface area of the actual particle is the value obtained by dividing the surface area of the particle by the Wadell spherical degree (Ψ) ({4π × (Di / 2) 2 × Ni} / Ψ). The specific surface area (S) of the powder is the sum of the specific surface areas of the particles for each particle size, and is represented by the following formula (A3). Actually, it is possible that the Wadel sphericity (Ψ) is a value different for each particle size, but it can be interpreted as an average value as the deviation from the sphere of the powder as a whole.
S = [Σ {4π × (Di / 2) 2 × Ni} / Ψ] / [Σ {(4π / 3) × (Di / 2)
3 x Ni x ρ}]
= (6 / ρ / Ψ) × {Σ (Di 2 × Ni)} / {Σ (Di 3 × Ni)} (A3)

粉体の粒径を測定する方法としては、通気法(ブレーン法、フィッシャー法等)が知ら
れている。通気法では、両端が開放した金属製のチューブに粉体を詰め、その粉体層に空
気を通過させて、空気の通過割合から粒径を規定する。通気法により規定された粒径を比
表面積径(d)ともいう。比表面積径(d)と比表面積(S)とは下記式(A4)の関係
がある。
S=6/ρ/d (A4)
As a method for measuring the particle size of powder, a ventilation method (Brain method, Fisher method, etc.) is known. In the ventilation method, powder is packed in a metal tube having both ends open, air is passed through the powder layer, and the particle size is defined from the air passing ratio. The particle size defined by the ventilation method is also referred to as the specific surface area diameter (d). The specific surface area diameter (d) and the specific surface area (S) have a relationship of the following formula (A4).
S = 6 / ρ / d (A4)

従って、Wadellの球形度(Ψ)は、下記式(A5)で表され、粒度分布から計算
される比表面積と通気法の粒径から計算される比表面積とを比較することにより算出する
ことができる。粒度分布の粒径は通常粒径範囲として表わされるが、本実施形態では粒径
Diを粒径範囲の中間値とし、精度をあげるために粒径範囲を0.2μm毎にする。粒度
分布を対数正規確率紙にプロットすると2本の直線で近似できる。従って、その2本の正
規確率分布から0.2μm毎の個数頻度データを容易に得ることができる。
Ψ=d×{Σ(Di×Ni)}/{Σ(Di×Ni)} (A5)
Therefore, the sphericity (Ψ) of Wadell is expressed by the following formula (A5) and can be calculated by comparing the specific surface area calculated from the particle size distribution with the specific surface area calculated from the particle size of the aeration method. can. The particle size of the particle size distribution is usually expressed as a particle size range, but in the present embodiment, the particle size Di is set as an intermediate value of the particle size range, and the particle size range is set to every 0.2 μm in order to improve accuracy. If the particle size distribution is plotted on lognormal probability paper, it can be approximated by two straight lines. Therefore, the number frequency data for every 0.2 μm can be easily obtained from the two normal probability distributions.
Ψ = d × {Σ (Di 2 × Ni)} / {Σ (Di 3 × Ni)} (A5)

蛍光体のアフターグローは例えばCeを添加することで制御することができる。図3は本
発明のGd2O2S:Pr蛍光体を使用した蛍光板を、X線検出器およびX線検査装置に
使用した場合の光出力及びアフターグロー特性を示している。蛍光体の平均粒径を約15
μmとし、蛍光体重量は300mg/cmとし、X線管電圧が160kVのX線強度に
て測定したものである。
The afterglow of the phosphor can be controlled by adding, for example, Ce. FIG. 3 shows the light output and afterglow characteristics when the fluorescent plate using the Gd2O2S: Pr phosphor of the present invention is used in an X-ray detector and an X-ray inspection apparatus. The average particle size of the phosphor is about 15
It was measured at μm, the weight of the phosphor was 300 mg / cm 2 , and the X-ray tube voltage was 160 kV.

図4に示されるGdS:Pr蛍光体の発光スペクトルは、発光波長のピークが51
2nm、670nm、770nm付近であり、かつ発光効率(X線を可視光に変換する効
率)が非常に高い。したがって、X線検出器において、400〜900nmに受光感度の
ピークを有するシリコンホトダイオード(Si−PD)を用いた場合、蛍光板との相性が
よく高出力で検出を行うことができる。またGdS:Prに加えるCe共付活剤は
、発光波長に影響を与えることは無く、Ce添加しても発光ピーク波長は変わらない。
The emission spectrum of the Gd 2 O 2 S: Pr phosphor shown in FIG. 4 has a peak emission wavelength of 51.
It is around 2 nm, 670 nm, and 770 nm, and its luminous efficiency (efficiency of converting X-rays into visible light) is very high. Therefore, when a silicon photodiode (Si-PD) having a light receiving sensitivity peak at 400 to 900 nm is used in the X-ray detector, it is compatible with the fluorescent screen and can be detected with high output. Further, the Ce co-couple activator added to Gd 2 O 2 S: Pr does not affect the emission wavelength, and the emission peak wavelength does not change even if Ce is added.

一方の蛍光体のアフターグロー特性は20ms後の光出力が0.06%以下であることが
望ましい。0.06%以下であれば、通常の条件で連続してX線の検出を行っても、残像
の残らない鮮明な画像を得ることができる。この特性であれば、現在の検査装置を使用し
てどの様な速度で行っても、残像の無い鮮明な画像を得ることができる。図4の本発明の
蛍光体は、X線の照射を止めた20msec後の光出力は、0.06%と非常に低い値を
示しており、優れたアフターグロー特性を示している。このため、この様な蛍光体を有す
る蛍光板を用いて、連続してX線の検出を行う場合に、残像の残らない鮮明な画像を得る
ことができる。
As for the afterglow characteristics of one of the phosphors, it is desirable that the light output after 20 ms is 0.06% or less. If it is 0.06% or less, a clear image without an afterimage can be obtained even if X-rays are continuously detected under normal conditions. With this characteristic, it is possible to obtain a clear image without an afterimage at any speed using the current inspection equipment. In the phosphor of the present invention shown in FIG. 4, the light output 20 msec after the X-ray irradiation was stopped showed a very low value of 0.06%, showing excellent afterglow characteristics. Therefore, when a fluorescent plate having such a phosphor is used to continuously detect X-rays, a clear image without an afterimage can be obtained.

本発明のこのような光出力及びアフターグロー特性は、GdS:Pr蛍光体におい
て、Prの濃度を最適化すると共に、Ceを共付活することで得られる。Pr濃度に対し
て光出力は0.05〜0.1重量%の範囲でピークを示した後徐々に低下していく。実用
上0.01〜0.3重量%が好ましく、0.03〜0.2重量%がより好ましく、0.0
4〜0.1重量%がさらに好ましい濃度範囲である。またCeにおいては、その添加がア
フターグローの低減に有効である反面光出力の低下を引起すため、過剰の添加は好ましく
ない。実用上Ce濃度が5〜30ppm、好ましくは10〜25ppm、さらに好ましく
は12〜22ppm含むものとする。
Such light output and afterglow characteristics of the present invention can be obtained by optimizing the concentration of Pr and co-activating Ce in the Gd 2 O 2 S: Pr phosphor. The light output peaks in the range of 0.05 to 0.1% by weight with respect to the Pr concentration, and then gradually decreases. Practically, 0.01 to 0.3% by weight is preferable, 0.03 to 0.2% by weight is more preferable, and 0.0
A more preferred concentration range is 4 to 0.1% by weight. Further, in Ce, the addition is effective in reducing the afterglow, but causes a decrease in the light output, so an excessive addition is not preferable. Practically, the Ce concentration is 5 to 30 ppm, preferably 10 to 25 ppm, and more preferably 12 to 22 ppm.

特許文献1では、使用可能な蛍光体として、例えばGdS:TbやBaFCl:E
uなどの蛍光体も挙げられているが、Tb付活蛍光体の場合、20msec後のアフター
グロー特性が0.06%以下の特性を得ることが難しく、本発明の目的には適さない。ま
たBaFCl:Eu蛍光体は、アフターグロー特性のみを満足することは可能であるが、
輝度を含めた総合特性で比較すると、GdS:PrまたはGdS:Pr、C
eより劣るため、この蛍光体を単独で使用することはできない。
In Patent Document 1, examples of usable phosphors include Gd 2 O 2 S: Tb and BaFCl: E.
Fluorescent materials such as u are also mentioned, but in the case of an active fluorescent material with Tb, it is difficult to obtain a characteristic of afterglow characteristics of 0.06% or less after 20 msec, which is not suitable for the object of the present invention. Further, although the BaFCl: Eu phosphor can satisfy only the afterglow characteristics,
Comparing the overall characteristics including brightness, Gd 2 O 2 S: Pr or Gd 2 O 2 S: Pr, C
Since it is inferior to e, this fluorophore cannot be used alone.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
図5は、本発明のX線検査装置を空港荷物検査装置に適用した一実施例の構成を模式的に
示す図である。同図において、1はX線照射手段例えばX線管であり、このX線管1から
射出されたX線Aは、コンベアなどで移動する被検査物2、例えば荷物に対して走査照射
される。なお、被検査物である荷物は、X線の検出感度に応じた速度で移動する。
荷物を透過したX線Bは、X線検出器3によって検出される。これらX線検出器によって
検出された透過X線は、連続的な強度値として測定され、このX線強度に応じて液晶ディ
スプレー等の表示装置4上に荷物内部の状態が画像化される。そして、この画像によって
荷物内部の検査が行われる。
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment in which the X-ray inspection device of the present invention is applied to an airport cargo inspection device. In the figure, reference numeral 1 denotes an X-ray irradiation means, for example, an X-ray tube, and X-ray A emitted from the X-ray tube 1 is scanned and irradiated to an object 2 to be inspected, for example, a luggage moving on a conveyor or the like. .. The baggage to be inspected moves at a speed according to the detection sensitivity of X-rays.
The X-ray B that has passed through the luggage is detected by the X-ray detector 3. The transmitted X-rays detected by these X-ray detectors are measured as continuous intensity values, and the state inside the luggage is imaged on a display device 4 such as a liquid crystal display according to the X-ray intensity. Then, the inside of the cargo is inspected by this image.

上記したX線検出器は、図6に示すような構成を有している。
検出器本体のX線入射面の内側には、蛍光発生手段として、発光方向を検出器本体5の内
側に向けた蛍光板が設置されている。X線入射面の反対側には、光電変換手段としてフォ
トダイオード(PD)が設置されている。このPDとしては、 400〜900nmに受
光感度を有するものが使用される。まずX線入射面の内側に配置された蛍光板にX線が照
射され、PDに向けて発光される。そして、これら可視光がPDによって検知され、X線
の強度が求められる。
The above-mentioned X-ray detector has a configuration as shown in FIG.
Inside the X-ray incident surface of the detector main body, a fluorescent plate whose emission direction is directed to the inside of the detector main body 5 is installed as a fluorescence generating means. A photodiode (PD) is installed as a photoelectric conversion means on the opposite side of the X-ray incident surface. As this PD, one having a light receiving sensitivity at 400 to 900 nm is used. First, the fluorescent plate arranged inside the X-ray incident surface is irradiated with X-rays and emitted toward the PD. Then, these visible lights are detected by PD, and the intensity of X-rays is obtained.

実施例1における蛍光板はGdS:Pr,Ce蛍光体を用いたものである。
この蛍光体は以下の工程を経て製造される。まず酸化プラセオジウムと酸化セリウムを、
PrとCeを重量部で目的の比率(99.3:0.7)で硝酸に溶解し、両者の混合溶液
を作製する。次にこの溶液を、例えば所定量のシュウ酸ジメチル溶液と反応させ、Prと
Ceの共沈シュウ酸塩を得る。この共沈シュウ酸塩を大気中、1000℃以下の温度で数
時間焼成し、PrとCeの混合酸化物を得る。こうして、PrとCeが微小な単位まで均
一に分散された混合粉末が得られる。
The fluorescent plate in Example 1 uses a Gd 2 O 2 S: Pr, Ce phosphor.
This phosphor is produced through the following steps. First, praseodymium oxide and cerium oxide,
Pr and Ce are dissolved in nitric acid at a desired ratio (99.3: 0.7) by weight to prepare a mixed solution of both. This solution is then reacted with, for example, a predetermined amount of dimethyl oxalate solution to give a co-precipitated oxalate of Pr and Ce. This co-precipitated oxalate is calcined in the air at a temperature of 1000 ° C. or lower for several hours to obtain a mixed oxide of Pr and Ce. In this way, a mixed powder in which Pr and Ce are uniformly dispersed to minute units is obtained.

次に、蛍光体を合成する工程として、GdS母体に対するPr添加量が0.07重
量%(同時にCe添加量が0.0005重量%)となる割合で、原料の酸化ガドリニウム
、付活剤混合酸化物(Pr,Ce)、イオウ、更にフラックス材料(アルカリ金属炭酸塩
、アルカリ金属燐酸塩、アルカリ金属ハロゲン化物等)を粉末の状態で十分混合し、容器
に入れて1000〜1400℃の温度で数時間焼成する。イオウやフラックス材料の量、
種類を変えることにより、蛍光体の平均粒径、粒子形状を制御することが出来る。こうし
て得られた蛍光体焼成物を、洗浄、分散、篩別等の工程を経て、蛍光体完成品とする。
Next, as a step of synthesizing the phosphor , the raw material gadolinium oxide was added at a ratio of the amount of Pr added to the Gd 2 O 2 S matrix being 0.07% by weight (at the same time, the amount of Ce added was 0.0005% by weight). Active agent mixed oxide (Pr, Ce), sulfur, and flux material (alkali metal carbonate, alkali metal phosphate, alkali metal halide, etc.) are thoroughly mixed in a powder state and placed in a container at 1000 to 1400 ° C. Bake at the temperature of for several hours. Amount of sulfur and flux material,
By changing the type, the average particle size and particle shape of the phosphor can be controlled. The fired fluorescent material thus obtained is subjected to steps such as washing, dispersion, and sieving to obtain a finished fluorescent material.

次に比較例として、従来の製造方法による蛍光体も同時に合成した。PrやCeの添加量
は本発明と同様のGdS蛍光体を製造した。比較例の製造方法では、付活剤のみの
混合酸化物は作製せず、出発原料として、酸化ガドリニウム、酸化プラセオジウム、酸化
セリウム、硫黄、更にフラックス剤をそれぞれ所定量混合し、粉末の状態で十分混合し、
原料混合粉末を得た。次に焼成工程以降は本発明と全く同じ方法で、蛍光体の完成品を得
た。続いて、入射側の蛍光板を作成した。蛍光板は、図6に示す様に、プラスチックフィ
ルムや不織布の支持体上に、本発明または比較例の蛍光体を、バインダーおよび有機溶剤
と共に混合したスラリーを塗布することによって、蛍光体層を形成した。
Next, as a comparative example, a phosphor produced by a conventional production method was also synthesized at the same time. A Gd 2 O 2 S phosphor similar to that of the present invention was produced in the amount of Pr and Ce added. In the production method of the comparative example, a mixed oxide containing only an activator is not produced, but a predetermined amount of gadolinium oxide, praseodymium oxide, cerium oxide, sulfur, and a flux agent are mixed as starting materials, and the powder state is sufficient. Mix and
Raw material mixed powder was obtained. Next, after the firing step, a finished phosphor was obtained by the same method as in the present invention. Subsequently, a fluorescent plate on the incident side was prepared. As shown in FIG. 6, the fluorescent plate formed a phosphor layer by applying a slurry in which the phosphor of the present invention or the comparative example was mixed with a binder and an organic solvent on a support of a plastic film or a non-woven fabric. ..

同様にして、実施例2以下に、本発明の種々蛍光体を、蛍光板に適用した時のX線検出器
の特性を、比較例の蛍光体による蛍光板を用いた場合と対比して表2に示す。これらの実
施例では、蛍光体の種類および蛍光体重量を変更したのみで、蛍光板の製造方法、X線検
出器の構成等は実施例1と同じものを用いた。
なお、光出力に関しては、110%を超えれば良く、20ms後のアフターグローは0.
06%以下であればよい。
Similarly, in Example 2 and below, the characteristics of the X-ray detector when the various phosphors of the present invention are applied to the fluorescent plate are shown in Table 2 in comparison with the case where the fluorescent plate made of the fluorescent material of the comparative example is used. show. In these examples, only the type of phosphor and the weight of the phosphor were changed, and the same method as in Example 1 was used, such as the method for manufacturing the fluorescent plate and the configuration of the X-ray detector.
The light output may exceed 110%, and the afterglow after 20 ms is 0.
It may be 06% or less.

Figure 0006957422
Figure 0006957422

表2はGdS:Pr蛍光体において、平均粒径、蛍光体重量、及びCe濃度を
変化させた時の検出器の相対光出力と、アフターグロー特性をそれぞれ表す。表2から平
均粒径を大きくするとともに、相対光出力は高くなることがわかる。一方、Ce濃度を増
加させたときは、相対光出力は低くなり、アフターグロー特性は小さくなることがわかる
。相対光出力は高ければ高いほど良いのが当然であるが、比較標準蛍光体(比較例1)に
対して少なくとも110%以上が必要である。この値より低くなると、限界以上にX線強
度を強くするか、X線強度を変えない場合には、正確に画像を分析するだけの光出力が得
られなくなる。一方、アフターグローは低ければ低い方が残像のないX線画像が得られる
が、Ce濃度を高くすると必要とする光出力が得られなくなるため、少なくとも0.06
%以下であれば十分である。
Table 2 shows the relative light output of the detector and the afterglow characteristics when the average particle size, the weight of the phosphor, and the Ce concentration are changed in the Gd 2 O 2 S: Pr phosphor. From Table 2, it can be seen that the relative light output increases as the average particle size increases. On the other hand, it can be seen that when the Ce concentration is increased, the relative light output becomes lower and the afterglow characteristic becomes smaller. Naturally, the higher the relative light output, the better, but at least 110% or more of the comparative standard phosphor (Comparative Example 1) is required. If it is lower than this value, if the X-ray intensity is increased beyond the limit or the X-ray intensity is not changed, it becomes impossible to obtain an optical output sufficient for accurately analyzing the image. On the other hand, if the afterglow is low, an X-ray image without an afterimage can be obtained, but if the Ce density is high, the required light output cannot be obtained, so at least 0.06.
% Or less is sufficient.

本発明の蛍光板を用いることにより、より高速処理される方向にある荷物検査において、
鮮明な画像が提供できる。また、その蛍光板を用いたX線検査装置は、空港手荷物検査装
置に限らず、各種のセキュリティシステムにも応用が可能である。
By using the fluorescent plate of the present invention, in baggage inspection in the direction of higher speed processing,
A clear image can be provided. Further, the X-ray inspection device using the fluorescent plate can be applied not only to the airport baggage inspection device but also to various security systems.

1 X線管
A 照射X線
2 被検査物
B 透過X線
3 X線検出器
4 表示装置
5 検出器
1 X-ray tube A Irradiated X-ray
2 Inspected object B Transmitted X-ray 3 X-ray detector 4 Display device 5 Detector

Claims (7)

X線を可視光に変換する、一つの蛍光板であって、
支持体と、
前記支持体上に塗布され、プラセオジムおよびセリウム付活酸硫化ガドリニウム蛍光体を含む蛍光体層と、
を具備し、
前記蛍光体は、前記蛍光体の全量に対して0.01〜0.3重量%の濃度を有するプラセオジムと、前記蛍光体の全量に対して5〜30ppmの濃度を有するセリウムと、を含有し、
前記プラセオジムおよび前記セリウムは、Gd S母体結晶中に共付活され、
前記蛍光体の平均粒径は、10〜20μmであり、
前記蛍光体の塗布重量は、300〜380mg/cmである、光板。
A fluorescent plate that converts X-rays into visible light.
With the support
A phosphor layer coated on the support and containing praseodymium and a gadolinium sulfide phosphor with cerium.
Equipped with
The fluorescent substance contains praseodymium having a concentration of 0.01 to 0.3% by weight based on the total amount of the fluorescent substance, and cerium having a concentration of 5 to 30 ppm based on the total amount of the fluorescent substance. ,
The praseodymium and the cerium are co-activated in the Gd 2 O 2 S matrix crystal and are co-activated.
The average particle size of the phosphor is 10 to 20 μm.
The coating weight of the phosphor is 300 ~380mg / cm 2, fluorescent plate.
前記プラセオジムの濃度は、前記蛍光体の全量に対して0.03〜0.2重量%であり、
前記セリウムの濃度は、前記蛍光体の全量に対して10〜25ppmである、請求項1に記載の蛍光板。
The concentration of the praseodymium is 0.03 to 0.2% by weight based on the total amount of the phosphor.
The concentration of the cerium, Ru 10~25ppm der relative to the total amount of the phosphor, fluorescent screen according to claim 1.
前記平均粒径は、13〜18μmである、請求項1または請求項2に記載の蛍光板。 The fluorescent plate according to claim 1 or 2, wherein the average particle size is 13 to 18 μm. 前記蛍光体におけるWadellの球形度は、0.8〜0.96である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の蛍光板。 The fluorescent plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the sphericity of Wadell in the phosphor is 0.8 to 0.96. 前記塗布重量は、349〜380mg/cmThe coating weight is 349 to 380 mg / cm. 2 である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の蛍光板。The fluorescent plate according to any one of claims 1 to 4. 被検査物に対してX線を照射するX線照射手段と、
前記被検査物からの透過X線を検出するX線検出手段と、
前記X線検出手段により測定した前記透過X線の強度に基づいて前記被検査物内部を画像化する手段と、
を具備し、
前記X線検出手段は、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の蛍光板を備える、X線検査装置。
X-ray irradiation means for irradiating the object to be inspected with X-rays,
And X-ray detector for detecting transmitted X-rays from the object to be inspected,
A means for imaging the inside of the object to be inspected based on the intensity of the transmitted X-ray measured by the X-ray detection means, and a means for imaging the inside of the object to be inspected.
Equipped with
The X-ray detection means is an X-ray inspection apparatus including the fluorescent screen according to any one of claims 1 to 4.
前記X線検出手段は、前記可視光を電気信号に変換するフォトダイオードをさらに備える、請求項6に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 6, wherein the X-ray detection means further includes a photodiode that converts the visible light into an electric signal.
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