JPH02266287A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JPH02266287A JPH02266287A JP1086793A JP8679389A JPH02266287A JP H02266287 A JPH02266287 A JP H02266287A JP 1086793 A JP1086793 A JP 1086793A JP 8679389 A JP8679389 A JP 8679389A JP H02266287 A JPH02266287 A JP H02266287A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
-
- G—PHYSICS
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- G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、例えばX線断層撮影装置(X綿CTI 。
陽電子放出核種断層撮影装置(ポジトロンCT)のよう
な放射線医療診断装置や高エネルギ物理学に用いられる
放射線検出器に関するものである。
な放射線医療診断装置や高エネルギ物理学に用いられる
放射線検出器に関するものである。
光電子増倍管とシンチレータとを用いた放射線検出器の
シンチレータは次のような条件を満足するものが要求さ
れる。(1)シンチレータ内で発生した蛍光を最大限に
光電子増倍管へ伝達すること。(2)シンチレータに適
用する反射層は紫外域から可視域にわたって反射率が高
(安定で変質、変色しないこと。このような条件のいく
つかをもつ数種類のシンチレータが実用化されている。 例えば特開昭57−194374号公報にその一例が開
示されている。同公報に示された放射線検出器では、B
i4GeJ+x結晶(以下、rBGo結晶」という)の
反射層としてポリビニールアルコールからなるバインダ
(以下、rPVAバインダ」という)によるBaSO4
が用いられている。
シンチレータは次のような条件を満足するものが要求さ
れる。(1)シンチレータ内で発生した蛍光を最大限に
光電子増倍管へ伝達すること。(2)シンチレータに適
用する反射層は紫外域から可視域にわたって反射率が高
(安定で変質、変色しないこと。このような条件のいく
つかをもつ数種類のシンチレータが実用化されている。 例えば特開昭57−194374号公報にその一例が開
示されている。同公報に示された放射線検出器では、B
i4GeJ+x結晶(以下、rBGo結晶」という)の
反射層としてポリビニールアルコールからなるバインダ
(以下、rPVAバインダ」という)によるBaSO4
が用いられている。
しかしながら、BGO結晶の反射層をPVAバインダに
よるBaSO4で形成すると、放射線検出器を組立ると
きに、一般に用いられているシリコーン系接着剤によっ
て光電子増倍管に接着させる際1反射層中に接着材が浸
透して反射層の反射特性や接着性を低下させるため、反
射率がバラつき易く、また反射層がBGO結晶の表面か
ら剥離し易いという欠点があった。 また反射層の製造方法は、Ba5O<に濃度の異なるP
VA水溶液混入して何回もコーテングして多層反射層を
形成しいるため、工程が煩雑であり価格が上昇するとい
う欠点もあった。 本発明はかかる欠点を解決するためなされたものであり
、シンチレータの必要とする条件を具備するとともに、
反射層の反射特性や接着性の向上を図り、かつ容易に製
造することができる放射線検出器を得ることを目的とす
るものである。
よるBaSO4で形成すると、放射線検出器を組立ると
きに、一般に用いられているシリコーン系接着剤によっ
て光電子増倍管に接着させる際1反射層中に接着材が浸
透して反射層の反射特性や接着性を低下させるため、反
射率がバラつき易く、また反射層がBGO結晶の表面か
ら剥離し易いという欠点があった。 また反射層の製造方法は、Ba5O<に濃度の異なるP
VA水溶液混入して何回もコーテングして多層反射層を
形成しいるため、工程が煩雑であり価格が上昇するとい
う欠点もあった。 本発明はかかる欠点を解決するためなされたものであり
、シンチレータの必要とする条件を具備するとともに、
反射層の反射特性や接着性の向上を図り、かつ容易に製
造することができる放射線検出器を得ることを目的とす
るものである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、放射線検出器の反射層につい
て種々検討した結果1反射剤の平均粒子径が反射層率に
影響するという知見を得て本発明を完成した。 すなわち本発明の放射線検出器は、実施例に対応する第
1図に示すように、光電子増倍管lの入射窓1aに接続
する直方体Bi4Ge30+i結晶2の光電子増倍管l
との接続面以外の面に設けられた反射層3が、平均粒子
径0.8μI以上の反射剤と高分子系バインダとからな
る。 高分子系バインダとしてアクリル樹脂を用いることが好
ましい。また反射層3の厚さは50μ後以上が好ましい
。
て種々検討した結果1反射剤の平均粒子径が反射層率に
影響するという知見を得て本発明を完成した。 すなわち本発明の放射線検出器は、実施例に対応する第
1図に示すように、光電子増倍管lの入射窓1aに接続
する直方体Bi4Ge30+i結晶2の光電子増倍管l
との接続面以外の面に設けられた反射層3が、平均粒子
径0.8μI以上の反射剤と高分子系バインダとからな
る。 高分子系バインダとしてアクリル樹脂を用いることが好
ましい。また反射層3の厚さは50μ後以上が好ましい
。
上記の構成で反射層3の反射剤の平均粒子径を0゜8μ
−以上としたために反射率が優れており、すなわち光電
子増倍管に達する光子数が多いことによりエネルギ分解
能が良くなる。反射剤の平均粒子径を0.8μm以下に
すると、後述のようにエネルギ分解能が増大し、放射線
検出器としての感度が悪くなる。 反射層を形成するためのバインダとして高分子系バイン
ダ、特にアクリル樹脂を用いるとシリコーン系接着剤の
影響を受けな(することができ、反射層の反射特性、密
着性を向上させる。また反射層の厚さが50μ1以上で
あるため、充分に小さなエネルギ分解能が得られる。反
射層の厚さが50μm以下であるとシンチレーション光
が反射層からもれることにより充分に小さなエネルギ分
解能が得られなくなる。 このように本発明の放射線検出器のエネルギ分解能は、
16%以下の値で充分な感度を示す。
−以上としたために反射率が優れており、すなわち光電
子増倍管に達する光子数が多いことによりエネルギ分解
能が良くなる。反射剤の平均粒子径を0.8μm以下に
すると、後述のようにエネルギ分解能が増大し、放射線
検出器としての感度が悪くなる。 反射層を形成するためのバインダとして高分子系バイン
ダ、特にアクリル樹脂を用いるとシリコーン系接着剤の
影響を受けな(することができ、反射層の反射特性、密
着性を向上させる。また反射層の厚さが50μ1以上で
あるため、充分に小さなエネルギ分解能が得られる。反
射層の厚さが50μm以下であるとシンチレーション光
が反射層からもれることにより充分に小さなエネルギ分
解能が得られなくなる。 このように本発明の放射線検出器のエネルギ分解能は、
16%以下の値で充分な感度を示す。
【実施例]
以下1本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明を適用する放射線検出器の実施例を示す
斜視図である。同図において、】は光電子増倍管、2は
光電子増倍管lの入射窓1aに接続された直方体のBi
4Ge3O12結晶(以下、BGO結晶という)、3は
BGO結晶2の光電子増倍管1との接続面以外の面に設
けられた反射層である。この反射層3は反射剤と高分子
系バインダとからなる。 反射剤は例えばBa5O<、Ti1t、^1*Os、M
gO等公知のものが使用されている。そしてこれらの反
射剤の平均粒子径は0.8μm以下であるとシンチレー
ション時のエネルギ分解能を増大させるために、08μ
後以上が適当であり、好ましくは08〜25μ−が良い
。 高分子系バインダとしてはアクリル樹脂系の合成塗料を
使用すると、BGO結晶2のシンチレーション発光量も
低下させず、密着性もすぐれ割れなどの発生もない。ま
たエポキシ系樹脂にみられる塗膜の色の変化もない。さ
らにシリコン系の接着剤等を使用してBGO結晶2を光
電子増倍管1に接着するときに、接着剤が浸透せず反射
層3の剥離等のトラブルも生じない。 このアクリル樹脂としては公知のものが用いられる。例
えばポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポ
リアクリル酸ブチルのようなポリアクリル酸エステル系
及びこれとアクリルニ)・リル、酢酸ビニール、塩化ビ
ニール等の共重合タイプのエマルジョン系、溶剤系のも
のがあげられる。 また、反射層3の厚さは、50μ■以下であると充分な
エネルギ分解能低下が得られないことから50μ後以上
の厚さ、好ましくは50μff1〜200μmがよい。 本発明の実験例は、以下のとおりである。 5 X IOX 25mmの大きさに切断したBGO結
晶2の大きさ5XlOmmの面を鏡面加工し、他の5面
を粗面加工した後、反射剤粉末I Kg、水500g、
2.6%PVA水溶液60gよりなる分散液と、アクリ
ル系樹脂にッペイホームペイント:日本ペイント(株)
商品名)を容積比で1対lに混合しこれを粗面加工した
5面にスプレーガンにより塗装し、乾燥してBGO結晶
2の粗面加工した5面に反射層3を得た。この際、バイ
ンダとしてアクリル系樹脂を使用しているため、1回の
塗装により反射層3を得ることができた。 このBGO結晶2の鏡面加工した面を第1図に示すよう
に光電子増倍管lに接続し、シンチレタのエネルギ分解
能を第2図に示す測定系を使用して測定した。すなわち
第2図に示すように、BGO結晶2にγ線4を照射して
発生した光を光電子増倍管1で受けて前置増幅器5と増
幅器6で増幅した後、計数器7で発生した光子数を計数
した。なお同図の8は電源である。 ここでエネルギ分解能は第3図に示すように、γ線4の
入射によって生じたパルス波高値を横軸にとり、入射し
たγ線4の数を縦軸にとって、入射したγ線1個に対し
て生じたパルス波高値をプロットし、得られたピークに
おけるパルス波高値Eとそのピークの半値幅ΔEより次
式によって算出される。 エネルギ分解能=ΔE/E (%) エネルギ分解能が小さいほどγ線検出器としての分解能
が高いものとして取扱われる。 このエネルギ分解能を、種々の反射剤を使用し反射剤の
平均粒子径を変えて測定した結果を第4図に示す。第4
図から明らかなように、反射剤の平均粒子径が0.8μ
後以上であるとエネルギ分解能は発光効果が良好な16
%以下の値を示し、かつ安定している。 また平均粒子径が1μmのBa5o4を使用して、反射
層3の厚さを変えてエネルギ分解能を測定した結果を第
5図に示す。同図から明らかなように、反射層3の厚さ
が50μm以下であると、エネルギ分解能は大きくなる
が、反射層3の厚さが50μ後以上であると16%以下
の安定した値になる。 そして、これらの反射層3はいずれも剥離を生ぜず、ま
た割れも認められなかった。 このようにして得られた反射層3を有するBGO結晶2
どうじを、反射層3を介して組立てに普通に使われてい
るシリコーン系接着剤KE420(信越化学工業(株)
製品名)を用いて接着し放射線検出器を作成したが、反
射層3の剥離やエネルギ分解能の増加は生じなかった。 比較のためにPVAバインダを用いて反射層3を形成し
て密着性を調べた結果、反射層3は剥離し易く、反射層
3をシリコーン系接着剤で上記例と同様に接着した結果
、BGO結晶2と反射層3の間で剥離が生じた。
斜視図である。同図において、】は光電子増倍管、2は
光電子増倍管lの入射窓1aに接続された直方体のBi
4Ge3O12結晶(以下、BGO結晶という)、3は
BGO結晶2の光電子増倍管1との接続面以外の面に設
けられた反射層である。この反射層3は反射剤と高分子
系バインダとからなる。 反射剤は例えばBa5O<、Ti1t、^1*Os、M
gO等公知のものが使用されている。そしてこれらの反
射剤の平均粒子径は0.8μm以下であるとシンチレー
ション時のエネルギ分解能を増大させるために、08μ
後以上が適当であり、好ましくは08〜25μ−が良い
。 高分子系バインダとしてはアクリル樹脂系の合成塗料を
使用すると、BGO結晶2のシンチレーション発光量も
低下させず、密着性もすぐれ割れなどの発生もない。ま
たエポキシ系樹脂にみられる塗膜の色の変化もない。さ
らにシリコン系の接着剤等を使用してBGO結晶2を光
電子増倍管1に接着するときに、接着剤が浸透せず反射
層3の剥離等のトラブルも生じない。 このアクリル樹脂としては公知のものが用いられる。例
えばポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポ
リアクリル酸ブチルのようなポリアクリル酸エステル系
及びこれとアクリルニ)・リル、酢酸ビニール、塩化ビ
ニール等の共重合タイプのエマルジョン系、溶剤系のも
のがあげられる。 また、反射層3の厚さは、50μ■以下であると充分な
エネルギ分解能低下が得られないことから50μ後以上
の厚さ、好ましくは50μff1〜200μmがよい。 本発明の実験例は、以下のとおりである。 5 X IOX 25mmの大きさに切断したBGO結
晶2の大きさ5XlOmmの面を鏡面加工し、他の5面
を粗面加工した後、反射剤粉末I Kg、水500g、
2.6%PVA水溶液60gよりなる分散液と、アクリ
ル系樹脂にッペイホームペイント:日本ペイント(株)
商品名)を容積比で1対lに混合しこれを粗面加工した
5面にスプレーガンにより塗装し、乾燥してBGO結晶
2の粗面加工した5面に反射層3を得た。この際、バイ
ンダとしてアクリル系樹脂を使用しているため、1回の
塗装により反射層3を得ることができた。 このBGO結晶2の鏡面加工した面を第1図に示すよう
に光電子増倍管lに接続し、シンチレタのエネルギ分解
能を第2図に示す測定系を使用して測定した。すなわち
第2図に示すように、BGO結晶2にγ線4を照射して
発生した光を光電子増倍管1で受けて前置増幅器5と増
幅器6で増幅した後、計数器7で発生した光子数を計数
した。なお同図の8は電源である。 ここでエネルギ分解能は第3図に示すように、γ線4の
入射によって生じたパルス波高値を横軸にとり、入射し
たγ線4の数を縦軸にとって、入射したγ線1個に対し
て生じたパルス波高値をプロットし、得られたピークに
おけるパルス波高値Eとそのピークの半値幅ΔEより次
式によって算出される。 エネルギ分解能=ΔE/E (%) エネルギ分解能が小さいほどγ線検出器としての分解能
が高いものとして取扱われる。 このエネルギ分解能を、種々の反射剤を使用し反射剤の
平均粒子径を変えて測定した結果を第4図に示す。第4
図から明らかなように、反射剤の平均粒子径が0.8μ
後以上であるとエネルギ分解能は発光効果が良好な16
%以下の値を示し、かつ安定している。 また平均粒子径が1μmのBa5o4を使用して、反射
層3の厚さを変えてエネルギ分解能を測定した結果を第
5図に示す。同図から明らかなように、反射層3の厚さ
が50μm以下であると、エネルギ分解能は大きくなる
が、反射層3の厚さが50μ後以上であると16%以下
の安定した値になる。 そして、これらの反射層3はいずれも剥離を生ぜず、ま
た割れも認められなかった。 このようにして得られた反射層3を有するBGO結晶2
どうじを、反射層3を介して組立てに普通に使われてい
るシリコーン系接着剤KE420(信越化学工業(株)
製品名)を用いて接着し放射線検出器を作成したが、反
射層3の剥離やエネルギ分解能の増加は生じなかった。 比較のためにPVAバインダを用いて反射層3を形成し
て密着性を調べた結果、反射層3は剥離し易く、反射層
3をシリコーン系接着剤で上記例と同様に接着した結果
、BGO結晶2と反射層3の間で剥離が生じた。
以上説明したように、本発明を適用した放射線検出器は
、光電子増倍管の入射窓に接続するBi4GeJ+x結
晶の光電子増倍管との接続面以外の面に設けられた反射
層を形成する反射剤の平均粒子径が0.8μ後以上とす
ることによりエネルギ分解能を小さくして安定させるこ
とができるから、高精度で放射線を検出することができ
る。 反射層の厚さを50μ後以上にすることによりエネ・ル
ギ分解能を小さくして安定させてから、放射線の検出精
度を向上させることができる。また反射層を形成するた
めのバインダとして高分子系バインダ、特にアクリル樹
脂を用いるとシリコーン系接着剤の影響を受けなくする
ことができ、反射層の反射特性、密着性を向上させるこ
とができると共に、1回の処理で反射層を形成すること
ができ製作工程の煩雑さも解消することができる。
、光電子増倍管の入射窓に接続するBi4GeJ+x結
晶の光電子増倍管との接続面以外の面に設けられた反射
層を形成する反射剤の平均粒子径が0.8μ後以上とす
ることによりエネルギ分解能を小さくして安定させるこ
とができるから、高精度で放射線を検出することができ
る。 反射層の厚さを50μ後以上にすることによりエネ・ル
ギ分解能を小さくして安定させてから、放射線の検出精
度を向上させることができる。また反射層を形成するた
めのバインダとして高分子系バインダ、特にアクリル樹
脂を用いるとシリコーン系接着剤の影響を受けなくする
ことができ、反射層の反射特性、密着性を向上させるこ
とができると共に、1回の処理で反射層を形成すること
ができ製作工程の煩雑さも解消することができる。
第1図は本発明の実施例を示す斜視図、第2図は測定系
を示すブロック図、第3図は入射したγ線の数とγ線に
よって生じたパルス波高値を示す特性図、第4図は上記
実施例による反射剤の平均粒径とエネルギ分解能の関係
を示す特性図、第 5図は上記実施例による反射層の厚さとエネルギ分解能
の関係を示す特性図である。 ・・・光電子増倍管 2・・・BGO結晶 3・・・反射層 第4図 第3図 7線によって生し゛たハ0心スのtL嵩儂第 5図 反射層厚さ (μm)
を示すブロック図、第3図は入射したγ線の数とγ線に
よって生じたパルス波高値を示す特性図、第4図は上記
実施例による反射剤の平均粒径とエネルギ分解能の関係
を示す特性図、第 5図は上記実施例による反射層の厚さとエネルギ分解能
の関係を示す特性図である。 ・・・光電子増倍管 2・・・BGO結晶 3・・・反射層 第4図 第3図 7線によって生し゛たハ0心スのtL嵩儂第 5図 反射層厚さ (μm)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光電子増倍管と、光電子増倍管の入射窓に接続する
Bi_4Ge_3O_1_2結晶と、該結晶の光電子増
倍管との接続面以外の面に設けられた反射剤およびバイ
ンダからなる反射層とを有する放射線検出器において、 上記反射剤の平均粒子径が0.8μm以上であり、上記
バインダが高分子系バインダであることを特徴とする放
射線検出器。 2、高分子系バインダがアクリル樹脂である請求項1記
載の放射線検出器。 3、反射層の厚さが50μ後以上である請求項1又は2
記載の放射線検出器。
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