JPH0519060A - シンチレータの製造方法 - Google Patents
シンチレータの製造方法Info
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- JPH0519060A JPH0519060A JP3170155A JP17015591A JPH0519060A JP H0519060 A JPH0519060 A JP H0519060A JP 3170155 A JP3170155 A JP 3170155A JP 17015591 A JP17015591 A JP 17015591A JP H0519060 A JPH0519060 A JP H0519060A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 BGO結晶の切込み溝に反射材を高密度に充
填し、小型でエネルギ分解能が高く高感度なシンチレー
タを製造する。 【構成】 Bi4Ge3O12 結晶2のシンチレーション光の出
射面2aから、前記出射面2aに直交し且つ互いに直交
する格子状の切込み溝4および5を形成した後、反射材
粉末6を含有する樹脂溶液を切込み溝4および5に1.5
×1010Pa以下の減圧下で充填し、減圧により脱溶媒して
反射層7を形成する
填し、小型でエネルギ分解能が高く高感度なシンチレー
タを製造する。 【構成】 Bi4Ge3O12 結晶2のシンチレーション光の出
射面2aから、前記出射面2aに直交し且つ互いに直交
する格子状の切込み溝4および5を形成した後、反射材
粉末6を含有する樹脂溶液を切込み溝4および5に1.5
×1010Pa以下の減圧下で充填し、減圧により脱溶媒して
反射層7を形成する
Description
【0001】
【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CT)、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を構成するシンチレータ
の製造方法に関する。
置(X線CT)、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を構成するシンチレータ
の製造方法に関する。
【0002】
【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Bi4Ge3O12 結晶(以下「BGO結
晶」という)を光学的に接合したものがある。BGO結
晶の表面には反射材としてBaSO4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よく伝達
するためである。
にシンチレータとしてBi4Ge3O12 結晶(以下「BGO結
晶」という)を光学的に接合したものがある。BGO結
晶の表面には反射材としてBaSO4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よく伝達
するためである。
【0003】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、一つの光電子増倍管上に複数
のBGO結晶チップを反射材を挟んで並べる構造がとら
れるようになった。しかし、この構造のシンチレータ
は、複数の小さなBGO結晶チップを作成した後に、そ
のチップのひとつひとつにスプレーガン等を用いて反射
材を塗装し、所定の形状に組み上げるといった多くの労
力を必要とし、製造に手間がかかる。
ために次第に小型化され、一つの光電子増倍管上に複数
のBGO結晶チップを反射材を挟んで並べる構造がとら
れるようになった。しかし、この構造のシンチレータ
は、複数の小さなBGO結晶チップを作成した後に、そ
のチップのひとつひとつにスプレーガン等を用いて反射
材を塗装し、所定の形状に組み上げるといった多くの労
力を必要とし、製造に手間がかかる。
【0004】また、このようなシンチレータは、図1に
示すようにブロック状に切り出したBGO結晶2に一定
間隔の切込み溝4・5を縦横に形成しても良い。その切
込み溝4・5に反射材を充填すれば、実質的に複数のB
GO結晶チップに区画されたシンチレータが得られる。
ところが、幅が狭い切込み溝4・5に反射材であるBaSO
4 粉末を入れることは難しい。例えばスプレーガンを用
いた場合、反射材は切込み溝4・5の一部分にしか充填
されず、反射材6としての機能が十分に発揮されなかっ
た。
示すようにブロック状に切り出したBGO結晶2に一定
間隔の切込み溝4・5を縦横に形成しても良い。その切
込み溝4・5に反射材を充填すれば、実質的に複数のB
GO結晶チップに区画されたシンチレータが得られる。
ところが、幅が狭い切込み溝4・5に反射材であるBaSO
4 粉末を入れることは難しい。例えばスプレーガンを用
いた場合、反射材は切込み溝4・5の一部分にしか充填
されず、反射材6としての機能が十分に発揮されなかっ
た。
【0005】欧州特許第 0146255号明細書には、シンチ
レータブロックの縦横に切込みを入れ、この切込みおよ
び隣り合ったブロック間に反射材成分と樹脂からなる反
射材粉末を含有する樹脂溶液を入れる方法が開示されて
いる。この方法では、樹脂成分を多くして反射材粉末を
含有する樹脂溶液の流動性を高め、切込みに充填させて
いる。しかし、米国特許第 4,543,485号明細書に示され
ているように、樹脂比率の高い反射材は光線を透過し易
く、シンチレータ内で発生したシンチレーション光が樹
脂を通じて隣接するチップやブロックの外部へ漏れ、反
射層としての特性が不十分である。シンチレーション光
の漏洩は、エネルギ分解能や感度の低下を招く。また、
脱溶媒の際に加熱を行なうと、BGO結晶からなるシン
チレータの場合、透明なシンチレータが濁り、シンチレ
ーション光の発光量が減少するなどの悪影響を与えるこ
とがある。
レータブロックの縦横に切込みを入れ、この切込みおよ
び隣り合ったブロック間に反射材成分と樹脂からなる反
射材粉末を含有する樹脂溶液を入れる方法が開示されて
いる。この方法では、樹脂成分を多くして反射材粉末を
含有する樹脂溶液の流動性を高め、切込みに充填させて
いる。しかし、米国特許第 4,543,485号明細書に示され
ているように、樹脂比率の高い反射材は光線を透過し易
く、シンチレータ内で発生したシンチレーション光が樹
脂を通じて隣接するチップやブロックの外部へ漏れ、反
射層としての特性が不十分である。シンチレーション光
の漏洩は、エネルギ分解能や感度の低下を招く。また、
脱溶媒の際に加熱を行なうと、BGO結晶からなるシン
チレータの場合、透明なシンチレータが濁り、シンチレ
ーション光の発光量が減少するなどの悪影響を与えるこ
とがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、BGO結晶の切込み溝に
反射材を高密度に充填し、小型でエネルギ分解能が高く
高感度なシンチレータが得られるシンチレータの製造方
法を提供することを目的とする。
解決するためなされたもので、BGO結晶の切込み溝に
反射材を高密度に充填し、小型でエネルギ分解能が高く
高感度なシンチレータが得られるシンチレータの製造方
法を提供することを目的とする。
【0007】
【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、鋭意研究を重ねた結果、反射材6を
含む樹脂溶液の溶媒比率を高めて流動性を確保し、切込
み溝4・5に充填しながら溶媒を減圧除去すると反射材
6が密に充填されるという知見を得、本発明を完成する
に至った。
めに本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、反射材6を
含む樹脂溶液の溶媒比率を高めて流動性を確保し、切込
み溝4・5に充填しながら溶媒を減圧除去すると反射材
6が密に充填されるという知見を得、本発明を完成する
に至った。
【0008】即ち、本発明のシンチレータの製造方法
は、図1に示すように、Bi4Ge3O12 結晶2のシンチレー
ション光の出射面2aから、前記出射面2aに直交し且
つ互いに直交する格子状の切込み溝4および5を形成し
た後、反射材粉末6を含有する樹脂溶液を切込み溝4お
よび5に1.5 ×1010Pa以下の減圧下で充填し、減圧によ
り脱溶媒して反射層7を形成する工程を含んでいる。
は、図1に示すように、Bi4Ge3O12 結晶2のシンチレー
ション光の出射面2aから、前記出射面2aに直交し且
つ互いに直交する格子状の切込み溝4および5を形成し
た後、反射材粉末6を含有する樹脂溶液を切込み溝4お
よび5に1.5 ×1010Pa以下の減圧下で充填し、減圧によ
り脱溶媒して反射層7を形成する工程を含んでいる。
【0009】反射材粉末6は、例えば、BaSO4 、TiO2、
Al2O3 およびMgO の粉末を使用する。
Al2O3 およびMgO の粉末を使用する。
【0010】樹脂溶液は、高分子系バインダを溶媒に溶
解したものである。高分子系バインダとしては、例え
ば、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、シリコーン
樹脂およびエポキシ樹脂が使用可能である。なかでもア
クリル樹脂とポリビニルアルコールとを併用することが
望ましい。アクリル樹脂量は、反射材粉末100重量部
に対して8重量部以下、好ましくは1〜4重量部混合す
ることが好ましい。8重量部以上の場合はシンチレーシ
ョン光が樹脂を通じて外部へ漏れ易くなりエネルギ分解
能や感度が低下する。ポリビニルアルコール量は、反射
材粉末100重量部に対して0.3重量部以下、好まし
くは0.1〜0.2重量部混合することが好ましい。
0.3重量部以上の場合、反射層7が吸湿性をもち、耐
久性が乏しくなる。
解したものである。高分子系バインダとしては、例え
ば、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、シリコーン
樹脂およびエポキシ樹脂が使用可能である。なかでもア
クリル樹脂とポリビニルアルコールとを併用することが
望ましい。アクリル樹脂量は、反射材粉末100重量部
に対して8重量部以下、好ましくは1〜4重量部混合す
ることが好ましい。8重量部以上の場合はシンチレーシ
ョン光が樹脂を通じて外部へ漏れ易くなりエネルギ分解
能や感度が低下する。ポリビニルアルコール量は、反射
材粉末100重量部に対して0.3重量部以下、好まし
くは0.1〜0.2重量部混合することが好ましい。
0.3重量部以上の場合、反射層7が吸湿性をもち、耐
久性が乏しくなる。
【0011】溶媒は、減圧により蒸発可能なものを使用
する。水をはじめ、例えば、メチルアルコールやエチル
アルコール等のアルコール類、アセトンやメチルイソブ
チルケトン等のケトン類、エステル類が使用可能であ
る。
する。水をはじめ、例えば、メチルアルコールやエチル
アルコール等のアルコール類、アセトンやメチルイソブ
チルケトン等のケトン類、エステル類が使用可能であ
る。
【0012】反射材粉末6を含有する樹脂溶液の充填作
業は、真空度が 1.5×104Pa 以下、好ましくは 1.0×10
4Pa 以下の減圧下で行なう。真空度が 1.5×104Pa 以上
の場合は脱溶媒の速度が低下して反射材粉末6の充填密
度が低くなり、反射層7の光線反射率が低下してしま
う。
業は、真空度が 1.5×104Pa 以下、好ましくは 1.0×10
4Pa 以下の減圧下で行なう。真空度が 1.5×104Pa 以上
の場合は脱溶媒の速度が低下して反射材粉末6の充填密
度が低くなり、反射層7の光線反射率が低下してしま
う。
【0013】充填作業時の温度は20〜30℃程度に設定す
る。温度が30℃以上になると、溶媒が低圧下で沸騰して
急激に揮散する恐れがある。この場合、充填中の樹脂溶
液の粘度が上昇して流動性が低下し、充填作業が阻害さ
れることに加え、乾燥後の反射層7に空隙が生じて反射
材粉末6の充填密度が低下し、十分な光線反射率が得ら
れなくなる。
る。温度が30℃以上になると、溶媒が低圧下で沸騰して
急激に揮散する恐れがある。この場合、充填中の樹脂溶
液の粘度が上昇して流動性が低下し、充填作業が阻害さ
れることに加え、乾燥後の反射層7に空隙が生じて反射
材粉末6の充填密度が低下し、十分な光線反射率が得ら
れなくなる。
【0014】
【作用】反射材粉末6を含有する樹脂溶液は、反射材粉
末6と高分子系バインダと溶媒とを混合することによ
り、粘度が調節されて流動性が確保されている。BGO
結晶2の切込み溝4・5に入れられた樹脂溶液は、狭い
切込み溝4・5内を流動してその深部まで隙間なく充填
される。充填作業は減圧下で行なわれ、反射材粉末6を
含有する樹脂溶液は流動しながら溶媒が蒸発するため、
反射材粉末6の充填密度が高く、光線反射率が高い反射
層7が形成される。例えば反射層7の光線反射率は波長
480nm において90%以上になる。また脱溶媒の際に加熱
を行なう必要がなく、シンチレータの特性に悪影響を与
えることがない。
末6と高分子系バインダと溶媒とを混合することによ
り、粘度が調節されて流動性が確保されている。BGO
結晶2の切込み溝4・5に入れられた樹脂溶液は、狭い
切込み溝4・5内を流動してその深部まで隙間なく充填
される。充填作業は減圧下で行なわれ、反射材粉末6を
含有する樹脂溶液は流動しながら溶媒が蒸発するため、
反射材粉末6の充填密度が高く、光線反射率が高い反射
層7が形成される。例えば反射層7の光線反射率は波長
480nm において90%以上になる。また脱溶媒の際に加熱
を行なう必要がなく、シンチレータの特性に悪影響を与
えることがない。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例として図1に示すシン
チレータを製造する例を説明する。
チレータを製造する例を説明する。
【0016】内周切断器を用いて30×30×15mmのBGO
結晶2を切り出し、全ての面にGC#600 の砥粒で研磨加
工を施す。さらに30×30mmの面のうちの一面2aを鏡面
に仕上げ、シンチレータの出射面とする。マルチバンド
ソーを用い、鏡面加工された出射面2aから、その面と
垂直に、幅0.5mm 、深さ12mmの切込み溝4を5mm間隔で
5本形成する。さらにBGO結晶2をマルチバンドソー
に対して90度回転させ、同様に出射面2aから、先に形
成した切込み溝4と直交する切込み溝5を5本形成す
る。BGO結晶2には格子状の切込み溝4・5が形成さ
れる。
結晶2を切り出し、全ての面にGC#600 の砥粒で研磨加
工を施す。さらに30×30mmの面のうちの一面2aを鏡面
に仕上げ、シンチレータの出射面とする。マルチバンド
ソーを用い、鏡面加工された出射面2aから、その面と
垂直に、幅0.5mm 、深さ12mmの切込み溝4を5mm間隔で
5本形成する。さらにBGO結晶2をマルチバンドソー
に対して90度回転させ、同様に出射面2aから、先に形
成した切込み溝4と直交する切込み溝5を5本形成す
る。BGO結晶2には格子状の切込み溝4・5が形成さ
れる。
【0017】次にBGO結晶2の切込み溝4・5に反射
材粉末6を含有する樹脂溶液を充填する。反射材粉末6
を含有する樹脂溶液は、BaSO4 粉末1Kg、水500gおよび
2.6%のポリビニルアルコール水溶液60g を分散させた分
散液と、アクリル系樹脂(日本ペイント(株)製、ニッ
ペイホームペイント)とを容積比3:1で混合した樹脂
溶液を使用する。
材粉末6を含有する樹脂溶液を充填する。反射材粉末6
を含有する樹脂溶液は、BaSO4 粉末1Kg、水500gおよび
2.6%のポリビニルアルコール水溶液60g を分散させた分
散液と、アクリル系樹脂(日本ペイント(株)製、ニッ
ペイホームペイント)とを容積比3:1で混合した樹脂
溶液を使用する。
【0018】内のりが約30×30mm、高さ15〜50mmの型枠
に、BGO結晶2をその出射面2aを上方に向けて装着
する。型枠内に先に調製した樹脂溶液を注入した後、B
GO結晶2を型枠ごと減圧装置に入れ、減圧装置内を真
空引きして 1.0×1010Pa以下に減圧する。樹脂溶液は流
動性を有しており、狭い切込み溝4・5内部をその深部
まで流動するとともに、減圧によって溶媒成分が気化
し、真空脱泡される。樹脂溶液の流動性が失われたら減
圧を一旦中止して、減圧装置内に五酸化リン等の乾燥剤
を入れ、再度1.0 ×1010Pa以下に減圧し、脱溶媒を十分
に行なって乾燥させる。これらの操作により、切込み溝
4・5には反射材粉末6が密に充填された反射層7が形
成される。反射層7形成後、減圧装置からBGO結晶2
を取り出し、型枠を外す。一連の作業の間、BGO結晶
2周囲の温度は25℃程度にしておく。
に、BGO結晶2をその出射面2aを上方に向けて装着
する。型枠内に先に調製した樹脂溶液を注入した後、B
GO結晶2を型枠ごと減圧装置に入れ、減圧装置内を真
空引きして 1.0×1010Pa以下に減圧する。樹脂溶液は流
動性を有しており、狭い切込み溝4・5内部をその深部
まで流動するとともに、減圧によって溶媒成分が気化
し、真空脱泡される。樹脂溶液の流動性が失われたら減
圧を一旦中止して、減圧装置内に五酸化リン等の乾燥剤
を入れ、再度1.0 ×1010Pa以下に減圧し、脱溶媒を十分
に行なって乾燥させる。これらの操作により、切込み溝
4・5には反射材粉末6が密に充填された反射層7が形
成される。反射層7形成後、減圧装置からBGO結晶2
を取り出し、型枠を外す。一連の作業の間、BGO結晶
2周囲の温度は25℃程度にしておく。
【0019】反射層7が形成されたBGO結晶2の粗面
加工された五つの面に、BaSO4 粉末1Kg、水500gおよび
2.6%のポリビニルアルコール水溶液60g を分散させた分
散液と、アクリル系樹脂(日本ペイント(株)製、ニッ
ペイホームペイント)とを容積比1:1で混合した樹脂
溶液をスプレーガンで塗装して厚さ 400μmの反射層9
を設けると、図1に示すシンチレータが完成する。な
お、出射面2aに付着した樹脂溶液(反射層)は取り除
いておく。
加工された五つの面に、BaSO4 粉末1Kg、水500gおよび
2.6%のポリビニルアルコール水溶液60g を分散させた分
散液と、アクリル系樹脂(日本ペイント(株)製、ニッ
ペイホームペイント)とを容積比1:1で混合した樹脂
溶液をスプレーガンで塗装して厚さ 400μmの反射層9
を設けると、図1に示すシンチレータが完成する。な
お、出射面2aに付着した樹脂溶液(反射層)は取り除
いておく。
【0020】シンチレータ2の出射面2aを図2に示す
ように光電子増倍管10の入射面10aに光学的に接合
すれば、放射線検出器が完成する。この放射線検出器
は、シンチレータ2内で発生したシンチレーション光が
損失なく最大限に光電子増倍管10へ伝達されるため、
光電子増倍管10に達する光子数が多く、高感度でエネ
ルギ分解能が優れたものになる。
ように光電子増倍管10の入射面10aに光学的に接合
すれば、放射線検出器が完成する。この放射線検出器
は、シンチレータ2内で発生したシンチレーション光が
損失なく最大限に光電子増倍管10へ伝達されるため、
光電子増倍管10に達する光子数が多く、高感度でエネ
ルギ分解能が優れたものになる。
【0021】なお、上記した実施例では、反射材6とし
てBaSO4 粉末、バインダとしてアクリル系樹脂を用いた
が、このほかにも公知のものが使用可能である。
てBaSO4 粉末、バインダとしてアクリル系樹脂を用いた
が、このほかにも公知のものが使用可能である。
【0022】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明を適
用するシンチレータの製造方法によれば、BGO結晶の
切込み溝に反射材粉末を高密度に充填することができ、
小型でエネルギ分解能が高く、高感度なシンチレータを
製造することができる。
用するシンチレータの製造方法によれば、BGO結晶の
切込み溝に反射材粉末を高密度に充填することができ、
小型でエネルギ分解能が高く、高感度なシンチレータを
製造することができる。
【図1】本発明を適用する製造方法で製造されたシンチ
レータの部分断面斜視図である。
レータの部分断面斜視図である。
【図2】本発明を適用する製造方法で製造されたシンチ
レータを用いた放射線検出器の斜視図である。
レータを用いた放射線検出器の斜視図である。
2はBGO結晶、2aは鏡面加工面、4・5は切込み
溝、6は反射材粉末、7・9は反射層、10は光電子増
倍管、10aは入射窓である。
溝、6は反射材粉末、7・9は反射層、10は光電子増
倍管、10aは入射窓である。
Claims (3)
- 【請求項1】 Bi4Ge3O12 結晶のシンチレーション光の
出射面から、前記出射面に直交し且つ互いに直交する格
子状の切込み溝を形成した後、反射材粉末を含有する樹
脂溶液を前記切込み溝に1.5 ×1010Pa以下の減圧下で充
填し、減圧により脱溶媒して反射層を形成する工程を含
むことを特徴とするシンチレータの製造方法。 - 【請求項2】 前記反射材粉末を含有する樹脂溶液の樹
脂成分は、ポリビニルアルコールとアクリル樹脂とから
なることを特徴とする請求項1に記載のシンチレータの
製造方法。 - 【請求項3】 前記反射材粉末を含有する樹脂溶液の組
成比は、反射材粉末100重量部に対し、ポリビニルア
ルコールが0.3重量部以下であり、アクリル樹脂が8
重量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のシ
ンチレータの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3170155A JPH0519060A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | シンチレータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3170155A JPH0519060A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | シンチレータの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0519060A true JPH0519060A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15899709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3170155A Pending JPH0519060A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | シンチレータの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0519060A (ja) |
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-
1991
- 1991-07-10 JP JP3170155A patent/JPH0519060A/ja active Pending
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