JPH03239786A - シンチレータおよびシンチレータを用いた放射線検出器 - Google Patents

シンチレータおよびシンチレータを用いた放射線検出器

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JPH03239786A
JPH03239786A JP3365290A JP3365290A JPH03239786A JP H03239786 A JPH03239786 A JP H03239786A JP 3365290 A JP3365290 A JP 3365290A JP 3365290 A JP3365290 A JP 3365290A JP H03239786 A JPH03239786 A JP H03239786A
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JP
Japan
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scintillator
reflective material
adhesive
crystal
photomultiplier tube
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JP3365290A
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English (en)
Inventor
Takeo Kawanaka
岳穂 川中
Toshihiko Riyuuou
俊彦 流王
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】 本発明は、例えばX線断層撮影装置(X線CTL陽電子
放出11i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ちのである。
【従来の技術】
放射線検出器のひとつに、光電子増倍管にシンチレータ
としてBi4GexO4結晶(以下rBGo結晶」とい
う)を接合したちのがある。BGO結晶の表面には反射
材としてBa5O,粉末が塗布されている。シンチレー
ション光を光電子増倍管に効率良く伝達するためである
。 ポジトロンCT用のBGO結晶は断層像の分解能を向上
するために次第に小型化され、第1図に示すように一つ
の光電子増倍管l上に複数のBGO結晶チップ2121
・・を反射層10を介して連結した構造がとられるよう
になった。このBGO結晶連結体2の表面には、光電子
増倍管1との接合面2aを除いて反射層3が設けられて
いる。 ところが、反射層10の反射材としてBa5O,を用い
ると、BaSO4は粉末であるために各チップ2、・2
□・・・間の接着力がなく、検出器を構成したときにわ
ずかの振動で壊れるという問題があった。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決するためなされたもので、シ
ンチレーション光の伝達効率が高く1反射材の反射特性
や接着性が優れ、製造が容易なシンチレータおよび放射
線検出器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】
上記の課題を解決するために本発明者らは、放射線検出
器の反射層を構成する反射材および接着剤について種々
の検討を行なった。反射材には結晶のシンチレーション
である480n+++付近の1反射能力が大きいことと
、反射材同士やBGO結晶への密着性が高く、その厚さ
はできるだけ薄いことが求められる。反射材を接着する
接着剤としては、反射材をBGO結晶に十分に接着でき
、シンチレーション光を吸収しないことが必要である。 その結果、反射材としてポリテトラフルオロエチレン製
のテープ(テフロンテープ)、接着剤としてはシアナミ
ド系の瞬間接着剤が上記の条件に合致することを見出し
、本発明を完成するに至りた。 即ち2本発明の第1発明であるシンチレータは、実施例
に対応する第1図に示すようにBGO結晶2のシンチレ
ーション光の出射面2a以外の表面に反射層3が設けら
れ、反射層3のうち一面または複数面が波長480nm
における光線反射率が少なくとも90%の反射材薄片1
1およびその反射材薄片11を固定する接着剤で構成さ
れている。 第2発明のシンチレータは、複数のBGO結晶チップ2
121・・が波長480nmにおける光線反射率が少な
くとも90%の反射材薄片11i3よびその反射材薄片
11を固定する接着剤からなる層を介して連結された連
結体である。そのシンチレーション光の出射面2a以外
の表面には反射層3が設けられている。 本発明の第3発明はシンチレータを用いた放射線検出器
であり、光電子増倍管lと、光電子増倍管lの入射窓1
aに接合するBGO結晶2と、該結晶2の光電子増倍管
lとの接合面2a以外の面に設けられた反射層3とを有
している。反射層3のうち−面または複数面が波長48
0n+mにおける光線反射率が少なくとも90%の反射
材薄片11およびその反射材薄片を固定する接着剤で構
成されている。 第4発明のシンチレータを用いた放射線検出器は、光電
子増倍管lと、光電子増倍管lの入射窓laに接合する
BGO結晶2と、結晶2の光電子増倍管lとの接合面1
a以外の面に設けられた反射層3とを有している。BG
O結晶2は複数のBGO結晶チップ2.・21・・を波
長480nmにおける光線反射率が少なくとも90%の
反射材薄片11およびその反射材薄片11を固定する接
着剤からなる層を介して連結された連結体である。 反射材薄片としては例えばポリテトラフルオロエチレン
テープを用いることが望ましい。反射材薄片11の固定
にはシアナミド系の接着剤が好適である。シアナミド系
の接着剤は、例えば東亜合成化学■製のアロンアルファ
(商標)が使用可能である。 なお、反射材薄片の厚さは少なくとも200 umであ
ることが望ましい。20111 g+++未満の場合は
十分な遮光効果が得られない。また、波長480na+
における光線反射率が90%未満のときは光電子増倍管
lへのシンチレーション光の伝達が不十分になり、検出
装置の精度が低下する。
【作用】
第1発明のシンチレータは1反射層3の反射材として波
長480nmにおける光線反射率が90%以上の反射材
薄片を用いており、反射層3が脱落することがない。こ
のシンチレータを用いた第3発明の放射線検出器は、B
GO結晶2内で発生したシンチレーション光が最大限に
光電子増倍管1へ伝達され、光電子増倍管lに達する光
子数が多く、エネルギ分解能が優れている。 また、第2発明のシンチレータおよびそのシンチレータ
を用いた第4発明の放射線検出器は、BGO結晶のチッ
プ21・21・・が反射材薄片11と接着剤とによって
連結されており、前述した作用に加え、それらの連結構
造が崩れることはない。
【実施例】
以下、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シンチレータおよび放射線検
出器の実施例を示す斜視図である。同図において、lは
光電子増倍管、2は光電子増倍管1の入射窓1aに光学
的に接合された直方体のBGO結晶である。BGO結晶
2は、薄板状のBGO結晶チップ21・21・・を、テ
フロンテープおよびシアナミド系接着剤からなる反射層
11を介して交互に重ね合わせて連結したものである。 BGO結晶2の光電子増倍管1との接合面2a。 即ちシンチレーション光の出射面を除く五つの面には、
反射層3がシアナミド系の接着剤で接着されている。 本発明の実験例は以下の通りである。 内周切断器を用いて5 X 12X 30mmに切り出
したBGO結晶の全ての面(6面)にGC#1000の
砥粒で研磨加工を施す、さらに5 X 12mmの面の
うち光電子増倍管lと接合する出射面2aを除いて鏡面
に仕上げ、BGO結晶チップを得る。 得られたチップの12X3011111の面に1反射材
11としてテフロンテープをシアナミド系の接着剤で接
着してシンチレータを作成し、そのエネルギー分解能お
よび発光量を第2図に示す測定系を使用して測定した。 また、比較のため同サイズのチップにBa5O,粉末を
塗布したシンチレータを作成し同様の測定を行なった。 この測定系は、シンチレータ2にγI!4を照射して発
生した光を光電子増倍管lで受けて前置増幅器5と増幅
器6で増幅した後、計数器(マルチチャンネルアナライ
ザ)7で発生した光子数を計数するものである。なお符
号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γ1i14の数を縦軸にとって、入射した7411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。 第4図にテフロンテープと 1BsO4扮末反射材との
エネルギー分解能および発光量を示す。この結果によれ
ば、エネルギー分解能、発光量ともテフロンテープを用
いたシンチレータの方が優れていた。 次に反射層の厚さを変えたときのシンチレーション光の
漏れを第5図に示す試験装置を用いて測定し、テフロン
テープ11の必要な厚さを検討した。この試験装置は第
2図に示した測定系を用い、BGO結晶2のかわりに、
二片のBGO結晶チップ21・22を連結したBGO結
晶ブロックを光電子増倍管l (浜松ホトニクス社製、
R−13061に接合したものである。BGO結晶チッ
プ21・22同士は反射層23を介して貼り合わされ、
光電子増倍管lへの接合面以外の外周にも反射層が設け
られている。チップ21と光電子増倍管lとの間は、黒
色の遮光紙24で遮蔽されている。 γ線源(Cs−137)から鉛の遮蔽ブロック25の孔
を通してBGO結晶チップ21のみにγ線4を入射させ
ると、チップ21に発生したシンチレーション光は反射
層23およびチップ22を経て光電子増倍管lで検出さ
れる。チップ21と光電子増倍管1間は遮光されており
、チップ21のシンチレーション光が光電子増倍管lに
直接入射することはない。このときの発光光子の数をマ
ルチチャンネルアナライザ7によりlロロ〜1000チ
ャンネルまで60秒間積算する(第6図参照)。 反射層23に反射材としtテフロンテープ、Ba5O,
粉末を用いたところ、第1表の結果が得られた。 第  1  表 上記の結果によれば、テフロンテープの厚さが200μ
m以上であれば、従来から用いられてきたBaSO4粉
末の反射材400μm相当の遮光効果があることがわか
る。 上記の各測定で用いたBGO結晶のチップ2122・・
を8個用意し、第1図のように厚さ40(lIImのテ
フロンテープとシアナミド系の接着剤(東亜合成化学■
製、アロンアルファ)からなる反射層11を介して貼り
合わせて43X 12X 30mmのBGO結晶ブロッ
ク2を作成する。その鏡面加工された五つの面にBaS
O4扮末I Kg、水5(l[)g、2.6%ポリビニ
ルアルコール水溶液60gよりなる分散液と、アクリル
系樹脂(日本ペイント■製、ニラペイホームペイント)
とをl:1の容積比で混合した混合液をスプレーガンで
塗装し、厚さ4001の反射層3を設け、44X 12
.5X 30n+gのBGO結晶ブロック2を作成した
。その鏡面加工面を光電子増倍管lに接合すれば本発明
の放射線検出器が完成する。 このBGO結晶ブロック2は各BGO結晶チップ212
1・・が貼り合わされているため、形状が充分に保持さ
れている。そのため、通常のハンドリングによる光電子
増倍管lへの接合、組み立ては従来品と比較して容易で
あった。 なお上記した実施例ではBGO結晶外周の反射材3とし
てBa5O<を使用したが、テフロンテープを用いても
良い;
【発明の効果】
以上説明したように、本発明を適用するシンチレータは
、BGO結晶の反射材としてポリテトラフルオロエチレ
ン製のテープを用いており、発生したシンチレーション
光の伝達効率が高い。そのため、このシンチレータを用
いた放射線検出器は、エネルギ分解能を小さくして安定
させることができ、高精度で放射線を検出することがで
きる。またBGO結晶のチップは互いに接着されている
ために、光電子増倍管への組立てが容易である。
【図面の簡単な説明】
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綿の数とγ線に
よって生じたパルス波高値を示す特性図、第4図は反射
材の発光量とエネルギ分解能の関係を示す特性図、第5
図は遮光性試験装置の概略図、第6図は光子数の測定結
果を示す図である。 l・・・光電子増倍管   2・・・BGO結晶212
□・・・BGO結晶チップ 3・・・反射層      4・・・γ線11・・・テ
フロンテープ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.Bi_4Ge_3O_1_2結晶のシンチレーショ
    ン光の出射面以外の表面に反射層が設けられ、前記反射
    層のうち一面または複数面が波長480nmにおける光
    線反射率が少なくとも90%の反射材薄片およびその反
    射材薄片を固定する接着剤で構成されていることを特徴
    とするシンチレータ。
  2. 2.複数のBi_4Ge_3O_1_2結晶チップが波
    長480nmにおける光線反射率が少なくとも90%の
    反射材薄片およびその反射材薄片を固定する接着剤から
    なる層を介して連結され、シンチレーシヨン光の出射面
    以外の表面に反射層が設けられていることを特徴とする
    シンチレータ。
  3. 3.前記反射材薄片がポリテトラフルオロエチレンテー
    プであることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項記載のシンチレータ。
  4. 4.前記反射材薄片の厚さが少なくとも200nmであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
    記載のシンチレータ。
  5. 5.前記接着剤がシアナミド系の接着剤であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のシン
    チレータ。
  6. 6.光電子増倍管と、光電子増倍管の入射窓に接合する
    Bi_4Ge_3O_1_2結晶と、該結晶の光電子増
    倍管との接合面以外の面に設けられた反射層とを有する
    放射線検出器において、前記反射層のうち一面または複
    数面が波長480nmにおける光線反射率が少なくとも
    90%の反射材薄片およびその反射材薄片を固定する接
    着剤で構成されていることを特徴とするシンチレータを
    用いた放射線検出器。
  7. 7.光電子増倍管と、光電子増倍管の入射窓に接合する
    Bi_4Ge_3O_1_2結晶と、該結晶の光電子増
    倍管との接合面以外の面に設けられた反射層とを有する
    放射線検出器において.前記Bi_4Ge_3O_1_
    2結晶が複数のBi_4Ge_3O_1_2結晶チップ
    を波長480nmにおける光線反射率が少なくとも90
    %の反射材薄片およびその反射材薄片を固定する接着剤
    からなる層を介して連結された連結体であることを特徴
    とするシンチレータを用いた放射線検出器。
  8.  8.前記反射材薄片がポリテトラフルオロエチレンテ
    ープであることを特徴とする特許請求の範囲第6項また
    は第7項記載のシンチレータを用いた放射線検出器。
  9.  9.前記反射材薄片の厚さが少なくとも200μmで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第6項または第7
    項記載のシンチレータを用いた放射線検出器。
  10.  10.前記接着剤がシアナミド系の接着剤であること
    を特徴とする特許請求の範囲第6項または第7項記載の
    シンチレータを用いた放射線検出器。
JP3365290A 1990-02-16 1990-02-16 シンチレータおよびシンチレータを用いた放射線検出器 Pending JPH03239786A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009025258A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Toshiba Corp 放射線検出器
JP2012013460A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Horiba Ltd 放射線検出器

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