JPH05279663A - シンチレータ材料 - Google Patents
シンチレータ材料Info
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- JPH05279663A JPH05279663A JP10849292A JP10849292A JPH05279663A JP H05279663 A JPH05279663 A JP H05279663A JP 10849292 A JP10849292 A JP 10849292A JP 10849292 A JP10849292 A JP 10849292A JP H05279663 A JPH05279663 A JP H05279663A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 残光が短く、同時に発光効率が高いシンチレ
ータ材料を提供する。 【構成】 Ｇｄ2Ｏ3のＸ線回折強度とＧｄ2Ｏ2ＳのＸ線
回折強度との比を示すもＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が
０.５以上のＧｄ2Ｏ3を有するシンチレータ材料であ
り、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００を０．５以上とするの
は０．５未満では、光透過率及び発光能力が不十分とな
るからであり、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００はさらに好
ましくは、１０以上とするのがよい。また本発明のシン
チレータ材料ではＰｒが発光元素であり、Ｐｒの含有率
は４０ppmから４０００ppmが好ましく、さらに好ましく
は２００ppmから２０００ppmとするのが良い。Ｐｒの含
有率が４０ppm未満では発光出力が４００ppmの時の７０
％以下に低下し、逆に４０００ppmを越えると発光出力
が４００ppmの時の６０％以下に低下する。
ータ材料を提供する。 【構成】 Ｇｄ2Ｏ3のＸ線回折強度とＧｄ2Ｏ2ＳのＸ線
回折強度との比を示すもＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が
０.５以上のＧｄ2Ｏ3を有するシンチレータ材料であ
り、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００を０．５以上とするの
は０．５未満では、光透過率及び発光能力が不十分とな
るからであり、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００はさらに好
ましくは、１０以上とするのがよい。また本発明のシン
チレータ材料ではＰｒが発光元素であり、Ｐｒの含有率
は４０ppmから４０００ppmが好ましく、さらに好ましく
は２００ppmから２０００ppmとするのが良い。Ｐｒの含
有率が４０ppm未満では発光出力が４００ppmの時の７０
％以下に低下し、逆に４０００ppmを越えると発光出力
が４００ppmの時の６０％以下に低下する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線、γ線などを検出す
る放射線検出器に用いられるシンチレータ材料に関し、
特にＸ線ＣＴ（コンピュータ化された断層写真）又はポ
ジトロンカメラなどに用いられる放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料に関する。
る放射線検出器に用いられるシンチレータ材料に関し、
特にＸ線ＣＴ（コンピュータ化された断層写真）又はポ
ジトロンカメラなどに用いられる放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線診断装置の一つにコンピュータ断層
撮影装置（Ｃｏmputerｉzed Tomography:以下ＣＴ装置
と称する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビーム
Ｘ線を照射するＸ線管と多数のＸ線検出素子を並設した
Ｘ線検出器を被検体の断層面の中央に対向して配置して
構成され、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビーム
Ｘ線を照射し、１回照射を行なう毎に断層面に対して例
えば角度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収デ
ータを収集した後、このデータをコンピュータで解析す
ることによって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出
し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。従
来からこのＣＴ装置にはキセノンガス検出器が用いられ
ている。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセ
ノンガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加す
ると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離
し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出す事ができ、
それにより画像が構成される。しかし、このキセノンガ
ス検出器では高圧のキセノンガスをガスチャンバに封入
するため厚い窓が必要であり、そのためＸ線の利用効率
が悪く感度が低いという問題がある。また、高解像度の
ＣＴ装置を得るためには電極板の厚みを極力薄くする必
要があり、そのように電極板を薄くすると外部からの振
動によって電極板が振動しノイズが発生するという問題
がある。そこでＣｓＩ：Ｔｌ単結晶やＣｄＷＯ4単結晶
等のシンチレータ材料とフォトダイオードを組み合わせ
た検出器の開発が進められている。このシンチレータ材
料を用いた検出器では、検出素子を小型化し、チャンネ
ル数を増やすことが容易であることから、高解像度のＣ
Ｔ装置を得ることが可能となる。
撮影装置（Ｃｏmputerｉzed Tomography:以下ＣＴ装置
と称する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビーム
Ｘ線を照射するＸ線管と多数のＸ線検出素子を並設した
Ｘ線検出器を被検体の断層面の中央に対向して配置して
構成され、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビーム
Ｘ線を照射し、１回照射を行なう毎に断層面に対して例
えば角度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収デ
ータを収集した後、このデータをコンピュータで解析す
ることによって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出
し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。従
来からこのＣＴ装置にはキセノンガス検出器が用いられ
ている。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセ
ノンガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加す
ると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離
し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出す事ができ、
それにより画像が構成される。しかし、このキセノンガ
ス検出器では高圧のキセノンガスをガスチャンバに封入
するため厚い窓が必要であり、そのためＸ線の利用効率
が悪く感度が低いという問題がある。また、高解像度の
ＣＴ装置を得るためには電極板の厚みを極力薄くする必
要があり、そのように電極板を薄くすると外部からの振
動によって電極板が振動しノイズが発生するという問題
がある。そこでＣｓＩ：Ｔｌ単結晶やＣｄＷＯ4単結晶
等のシンチレータ材料とフォトダイオードを組み合わせ
た検出器の開発が進められている。このシンチレータ材
料を用いた検出器では、検出素子を小型化し、チャンネ
ル数を増やすことが容易であることから、高解像度のＣ
Ｔ装置を得ることが可能となる。
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の検出器に
用いられるシンチレータ材料については、次のような問
題があった。すなわち例えばＣｓＩ：Ｔｌ単結晶は発光
出力は高いが残光すなわちＸ線を断ってからの発光が大
きく、その結果として分解能が不十分である。一方、Ｃ
ｄＷＯ4単結晶やＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ材料
は残光は短いが発光効率が低くその結果として分解能が
不十分である。したがって、現在放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料には発光効率が高く、同時に残光
の短かい材料がほとんどなく、高解像度ＣＴ装置用Ｘ線
検出器に求められる性能を十分に満足するシンチレータ
材料は未だ開発されていない。本発明は以上の従来技術
の問題に鑑みてなされたものであり、残光が短く、同時
に発光効率が高いシンチレータ材料を提供することを目
的とする。
用いられるシンチレータ材料については、次のような問
題があった。すなわち例えばＣｓＩ：Ｔｌ単結晶は発光
出力は高いが残光すなわちＸ線を断ってからの発光が大
きく、その結果として分解能が不十分である。一方、Ｃ
ｄＷＯ4単結晶やＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ材料
は残光は短いが発光効率が低くその結果として分解能が
不十分である。したがって、現在放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料には発光効率が高く、同時に残光
の短かい材料がほとんどなく、高解像度ＣＴ装置用Ｘ線
検出器に求められる性能を十分に満足するシンチレータ
材料は未だ開発されていない。本発明は以上の従来技術
の問題に鑑みてなされたものであり、残光が短く、同時
に発光効率が高いシンチレータ材料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】本発明者らは以上の本発
明の課題を達成すために種々検討し、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料は残光が短く、そのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐ
ｒ系シンチレータ材料の一部にＧｄ2Ｏ3を析出させるこ
とにより、発光効率を向上し得ることを見出し本発明を
創出するに至った。すなわち本発明のシンチレータ材料
は、放射線により発光するＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレ
ータ材料において、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が０.５
以上のＧｄ2Ｏ3を有することを特徴とするものである。
ここでＩGd2O3／ＩGd2O2Sとは、Ｇｄ2Ｏ3のＸ線回折強
度とＧｄ2Ｏ2ＳのＸ線回折強度との比を示すものであ
る。またかかるＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００を０．５以
上とするのは０．５未満では、光透過率及び発光能力が
不十分となるからである。ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００
はさらに好ましくは、１０以上とするのがよい。本発明
のシンチレータ材料ではＰｒが発光元素（アクチベー
タ）であり、Ｐｒの含有率は４０ppmから４０００ppmが
好ましく、さらに好ましくは２００ppmから２０００ppm
とするのが良い。Ｐｒの含有率が４０ppm未満では発光
出力が４００ppmの時の７０％以下に低下し、逆に４０
００ppmを越えると発光出力が４００ppmの時の６０％以
下に低下する。
明の課題を達成すために種々検討し、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料は残光が短く、そのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐ
ｒ系シンチレータ材料の一部にＧｄ2Ｏ3を析出させるこ
とにより、発光効率を向上し得ることを見出し本発明を
創出するに至った。すなわち本発明のシンチレータ材料
は、放射線により発光するＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレ
ータ材料において、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が０.５
以上のＧｄ2Ｏ3を有することを特徴とするものである。
ここでＩGd2O3／ＩGd2O2Sとは、Ｇｄ2Ｏ3のＸ線回折強
度とＧｄ2Ｏ2ＳのＸ線回折強度との比を示すものであ
る。またかかるＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００を０．５以
上とするのは０．５未満では、光透過率及び発光能力が
不十分となるからである。ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００
はさらに好ましくは、１０以上とするのがよい。本発明
のシンチレータ材料ではＰｒが発光元素（アクチベー
タ）であり、Ｐｒの含有率は４０ppmから４０００ppmが
好ましく、さらに好ましくは２００ppmから２０００ppm
とするのが良い。Ｐｒの含有率が４０ppm未満では発光
出力が４００ppmの時の７０％以下に低下し、逆に４０
００ppmを越えると発光出力が４００ppmの時の６０％以
下に低下する。
【実施例】次に本発明のシンチレータ材料の実施例につ
き説明する。実施例及び比較例として表１に示す各成分
のシンチレータ材料を作製した。なお、各材料ともにＣ
ｅを約５ppm、Ｆを約９０ppm含み、このＦは焼結助剤と
してＬｉＧｅＦを添加したことによるものである。ま
た、シンチレータ材料は、表１の組成となるように調整
された平均粒径４０μmの粉末を１３００℃、１０００a
tm、２ｈｒの条件の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）によっ
て得た。本発明シンチレータ材料においては、残光をよ
り低減するためにＣｅを含有せしめることができる（特
公昭60-4856号参照）。また、本発明シンチレータ材料
は公知の焼結法によって製造することができるが、この
際焼結助剤としてＬｉＧｅＦ、（ＮＨ）ＧｅＦ、ＮａＧ
ｅＦ等（特開昭63-18286号参照）を添加することもでき
る。
き説明する。実施例及び比較例として表１に示す各成分
のシンチレータ材料を作製した。なお、各材料ともにＣ
ｅを約５ppm、Ｆを約９０ppm含み、このＦは焼結助剤と
してＬｉＧｅＦを添加したことによるものである。ま
た、シンチレータ材料は、表１の組成となるように調整
された平均粒径４０μmの粉末を１３００℃、１０００a
tm、２ｈｒの条件の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）によっ
て得た。本発明シンチレータ材料においては、残光をよ
り低減するためにＣｅを含有せしめることができる（特
公昭60-4856号参照）。また、本発明シンチレータ材料
は公知の焼結法によって製造することができるが、この
際焼結助剤としてＬｉＧｅＦ、（ＮＨ）ＧｅＦ、ＮａＧ
ｅＦ等（特開昭63-18286号参照）を添加することもでき
る。
【表１】 実施例３および比較例３のシンチレータ材料につきＸ線
回折強度を測定した。測定は、Ｘ線ターゲットをＣｕと
し、Ｘ線管電圧を４０ＫＶ、Ｘ線管電流を１２０mAとし
て行った。その結果を図１、図２にそれぞれ示す。図１
に示されるように実施例３のシンチレータ材料ではＧｄ
2Ｏ3が最も高い回折強度を示す（２２２）面の存在を示
す回折線が２θが２８．５゜のところに認められるのに
対し、図２に示されるように、比較例３のシンチレータ
材料ではかかる回折線は認められない。次に表１に示す
各実施例及び比較例のシンチレータ材料につき、光全透
過率（%）と感度比を測定した。その結果を表２に示
す。また光全透過率（%）につき図３に、感度比につき
図４に示す。
回折強度を測定した。測定は、Ｘ線ターゲットをＣｕと
し、Ｘ線管電圧を４０ＫＶ、Ｘ線管電流を１２０mAとし
て行った。その結果を図１、図２にそれぞれ示す。図１
に示されるように実施例３のシンチレータ材料ではＧｄ
2Ｏ3が最も高い回折強度を示す（２２２）面の存在を示
す回折線が２θが２８．５゜のところに認められるのに
対し、図２に示されるように、比較例３のシンチレータ
材料ではかかる回折線は認められない。次に表１に示す
各実施例及び比較例のシンチレータ材料につき、光全透
過率（%）と感度比を測定した。その結果を表２に示
す。また光全透過率（%）につき図３に、感度比につき
図４に示す。
【表２】光全透過率（%）の測定 光全透過率は次のようにして測定した。図５において第
１積分球１の中心にセットした４０Ｗタングステンラン
プ２の光源から発生した光は、積分球内で完全拡散さ
れ、第１積分球１第２積分球３の中間にあるφ６mmのス
リットに到達する。その後、スリットを通過した光は測
定試料４を透過して第２積分球３に入る。この光も第２
積分球内で完全拡散され、受光部（Ｓｉフォトダイオー
ド）５に到達する。Ｓｉフォトダイオード５の出力は、
プリアンプ６を用いて増幅し、デジタルボルトメータ７
で測定した。なお、バッフル８は、光源からの直接光が
試料に入射することを防ぐ目的で取り付けてある。各試
料の測定にあたっては、試料を入れないときの値を１と
して相対値で示した。感度比の測定 感度比は次のような測定法に基づき算出した。図６は感
度測定系を示し、Ｘ線源１１はＸ線ターゲットをＷと
し、Ｘ線管電圧を１２０ＫＶ、Ｘ線管電流を５mAとする
固定陽極管とし、このＸ線源１１から出るＸ線をコリメ
ータ１２（φ９mm）で絞った後、測定試料１３に照射し
た。試料１３上面には蛍光反射板１４を取り付け、シリ
コンフォトダイオード１５により、試料１３下面から出
る蛍光を光電変換した。その出力をプリアンプ１６を用
いて増幅し、デジタルボルトメータ１７で測定した。各
試料の感度測定にあたってはＣｄＷＯ4シンチレータ材
料と同時測定を行い、そのＣｄＷＯ4シンチレータ材料
との発光出力比で評価した。表１および表２、図３およ
び図４に示されるように、Ｇｄ2Ｏ3析出量（ＩGd2O3／
ＩGd2O2S×１００）が０．５以上の各実施例のシンチレ
ータ材料では、いずれも光全透過率が５７%以上であ
り、また対ＣｄＷＯ4感度比は１．６３以上であった。
これに対しＧｄ2Ｏ3析出量（ＩGd2O3／Ｉ2O2S×１０
０）が０．５未満の各比較例のシンチレータ材料では、
いずれも光全透過率が５０%以下であり、また対ＣｄＷ
Ｏ4感度比は１．０以下であった。したがってこの光全
透過率および感度比に関する測定結果からして、本発明
の実施例のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ材料はＸ線
に対し極めて高感度であり、かつ発生した光が高効率に
透過することから全体としての発光効率に優れることが
わかる。
１積分球１の中心にセットした４０Ｗタングステンラン
プ２の光源から発生した光は、積分球内で完全拡散さ
れ、第１積分球１第２積分球３の中間にあるφ６mmのス
リットに到達する。その後、スリットを通過した光は測
定試料４を透過して第２積分球３に入る。この光も第２
積分球内で完全拡散され、受光部（Ｓｉフォトダイオー
ド）５に到達する。Ｓｉフォトダイオード５の出力は、
プリアンプ６を用いて増幅し、デジタルボルトメータ７
で測定した。なお、バッフル８は、光源からの直接光が
試料に入射することを防ぐ目的で取り付けてある。各試
料の測定にあたっては、試料を入れないときの値を１と
して相対値で示した。感度比の測定 感度比は次のような測定法に基づき算出した。図６は感
度測定系を示し、Ｘ線源１１はＸ線ターゲットをＷと
し、Ｘ線管電圧を１２０ＫＶ、Ｘ線管電流を５mAとする
固定陽極管とし、このＸ線源１１から出るＸ線をコリメ
ータ１２（φ９mm）で絞った後、測定試料１３に照射し
た。試料１３上面には蛍光反射板１４を取り付け、シリ
コンフォトダイオード１５により、試料１３下面から出
る蛍光を光電変換した。その出力をプリアンプ１６を用
いて増幅し、デジタルボルトメータ１７で測定した。各
試料の感度測定にあたってはＣｄＷＯ4シンチレータ材
料と同時測定を行い、そのＣｄＷＯ4シンチレータ材料
との発光出力比で評価した。表１および表２、図３およ
び図４に示されるように、Ｇｄ2Ｏ3析出量（ＩGd2O3／
ＩGd2O2S×１００）が０．５以上の各実施例のシンチレ
ータ材料では、いずれも光全透過率が５７%以上であ
り、また対ＣｄＷＯ4感度比は１．６３以上であった。
これに対しＧｄ2Ｏ3析出量（ＩGd2O3／Ｉ2O2S×１０
０）が０．５未満の各比較例のシンチレータ材料では、
いずれも光全透過率が５０%以下であり、また対ＣｄＷ
Ｏ4感度比は１．０以下であった。したがってこの光全
透過率および感度比に関する測定結果からして、本発明
の実施例のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ材料はＸ線
に対し極めて高感度であり、かつ発生した光が高効率に
透過することから全体としての発光効率に優れることが
わかる。
【発明の効果】以上のように本発明のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料によればＩGd2O3／ＩGd2O2S×１０
０が０.５以上となるＧｄ2Ｏ3を有する様にしたことに
より、残光が少なく、同時に極めて発光効率のよいシン
チレータ材料を得ることができる。
系シンチレータ材料によればＩGd2O3／ＩGd2O2S×１０
０が０.５以上となるＧｄ2Ｏ3を有する様にしたことに
より、残光が少なく、同時に極めて発光効率のよいシン
チレータ材料を得ることができる。
【図１】 本発明の一実施例のシンチレータ材料のＸ線
回折強度を示す図である。
回折強度を示す図である。
【図２】 本発明に実施例に対する比較例のシンチレー
タ材料のＸ線回折強度を示す図である。
タ材料のＸ線回折強度を示す図である。
【図３】 光全透過率とＧｄ2Ｏ3の生成量との関係を示
す図である。
す図である。
【図４】 感度比（対ＣｄＷＯ4）とＧｄ2Ｏ3の生成量
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図５】 光全透過率測定装置の概念図である。
【図６】 感度測定装置の概念図である。
１ 第１積分球 ２ ４０Ｗタングステンランプ ３ 第２積分球 ４ 測定試料 ５ 受光部（Ｓｉフォトダイオード） ６ プリアンプ ７ デジタルボルトメータ ８ バッフル １１ Ｘ線源 １２ コリメータ １３ 測定試料 １４ 蛍光反射板 １５ シリコンフォトダイオード １６ プリアンプ １７ デジタルボルトメータ
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線、γ線などを検出す
る放射線検出器に用いられるシンチレータ材料に関し、
特にＸ線ＣＴ（コンピュータ化された断層写真）又はポ
ジトロンカメラなどに用いられる放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料に関する。
る放射線検出器に用いられるシンチレータ材料に関し、
特にＸ線ＣＴ（コンピュータ化された断層写真）又はポ
ジトロンカメラなどに用いられる放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線診断装置の一つにコンピュータ断層
撮影装置（Ｃｏmputerｉzed Tomography:以下ＣＴ装置
と称する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビーム
Ｘ線を照射するＸ線管と多数のＸ線検出素子を並設した
Ｘ線検出器を被検体の断層面の中央に対向して配置して
構成され、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビーム
Ｘ線を照射し、１回照射を行なう毎に断層面に対して例
えば角度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収デ
ータを収集した後、このデータをコンピュータで解析す
ることによって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出
し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。従
来からこのＣＴ装置にはキセノンガス検出器が用いられ
ている。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセ
ノンガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加す
ると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離
し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出す事ができ、
それにより画像が構成される。
撮影装置（Ｃｏmputerｉzed Tomography:以下ＣＴ装置
と称する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビーム
Ｘ線を照射するＸ線管と多数のＸ線検出素子を並設した
Ｘ線検出器を被検体の断層面の中央に対向して配置して
構成され、Ｘ線検出器に向けてＸ線管からファンビーム
Ｘ線を照射し、１回照射を行なう毎に断層面に対して例
えば角度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収デ
ータを収集した後、このデータをコンピュータで解析す
ることによって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出
し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。従
来からこのＣＴ装置にはキセノンガス検出器が用いられ
ている。このキセノンガス検出器はガスチャンバにキセ
ノンガスを封入し、多数配列した電極間に電圧を印加す
ると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセノンガスを電離
し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り出す事ができ、
それにより画像が構成される。
【０００３】 しかし、このキセノンガス検出器では高圧
のキセノンガスをガスチャンバに封入するため厚い窓が
必要であり、そのためＸ線の利用効率が悪く感度が低い
という問題がある。また、高解像度のＣＴ装置を得るた
めには電極板の厚みを極力薄くする必要があり、そのよ
うに電極板を薄くすると外部からの振動によって電極板
が振動しノイズが発生するという問題がある。そこでＣ
ｓＩ：Ｔｌ単結晶やＣｄＷＯ4単結晶等のシンチレータ
材料とフォトダイオードを組み合わせた検出器の開発が
進められている。このシンチレータ材料を用いた検出器
では、検出素子を小型化し、チャンネル数を増やすこと
が容易であることから、高解像度のＣＴ装置を得ること
が可能となる。
のキセノンガスをガスチャンバに封入するため厚い窓が
必要であり、そのためＸ線の利用効率が悪く感度が低い
という問題がある。また、高解像度のＣＴ装置を得るた
めには電極板の厚みを極力薄くする必要があり、そのよ
うに電極板を薄くすると外部からの振動によって電極板
が振動しノイズが発生するという問題がある。そこでＣ
ｓＩ：Ｔｌ単結晶やＣｄＷＯ4単結晶等のシンチレータ
材料とフォトダイオードを組み合わせた検出器の開発が
進められている。このシンチレータ材料を用いた検出器
では、検出素子を小型化し、チャンネル数を増やすこと
が容易であることから、高解像度のＣＴ装置を得ること
が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の検出器に
用いられるシンチレータ材料については、次のような問
題があった。すなわち例えばＣｓＩ：Ｔｌ単結晶は発光
出力は高いが残光すなわちＸ線を断ってからの発光が大
きく、その結果として分解能が不十分である。一方、Ｃ
ｄＷＯ4単結晶やＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ材料
は残光は短いが発光効率が低くその結果として分解能が
不十分である。したがって、現在放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料には発光効率が高く、同時に残光
の短かい材料がほとんどなく、高解像度ＣＴ装置用Ｘ線
検出器に求められる性能を十分に満足するシンチレータ
材料は未だ開発されていない。本発明は以上の従来技術
の問題に鑑みてなされたものであり、残光が短く、同時
に発光効率が高いシンチレータ材料を提供することを目
的とする。
用いられるシンチレータ材料については、次のような問
題があった。すなわち例えばＣｓＩ：Ｔｌ単結晶は発光
出力は高いが残光すなわちＸ線を断ってからの発光が大
きく、その結果として分解能が不十分である。一方、Ｃ
ｄＷＯ4単結晶やＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ材料
は残光は短いが発光効率が低くその結果として分解能が
不十分である。したがって、現在放射線検出器に用いら
れるシンチレータ材料には発光効率が高く、同時に残光
の短かい材料がほとんどなく、高解像度ＣＴ装置用Ｘ線
検出器に求められる性能を十分に満足するシンチレータ
材料は未だ開発されていない。本発明は以上の従来技術
の問題に鑑みてなされたものであり、残光が短く、同時
に発光効率が高いシンチレータ材料を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは以上の本発
明の課題を達成すために種々検討し、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料は残光が短く、そのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐ
ｒ系シンチレータ材料の一部にＧｄ2Ｏ3を析出させるこ
とにより、発光効率を向上し得ることを見出し本発明を
創出するに至った。すなわち本発明のシンチレータ材料
は、放射線により発光するＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレ
ータ材料において、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が０.５
以上のＧｄ2Ｏ3を有することを特徴とするものである。
ここでＩGd2O3／ＩGd2O2Sとは、Ｇｄ2Ｏ3のＸ線回折強
度とＧｄ2Ｏ2ＳのＸ線回折強度との比を示すものであ
る。またかかるＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００を０．５以
上とするのは０．５未満では、光透過率及び発光能力が
不十分となるからである。ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００
はさらに好ましくは、１０以上とするのがよい。本発明
のシンチレータ材料ではＰｒが発光元素（アクチベー
タ）であり、Ｐｒの含有率は４０ppmから４０００ppmが
好ましく、さらに好ましくは２００ppmから２０００ppm
とするのが良い。Ｐｒの含有率が４０ppm未満では発光
出力が４００ppmの時の７０％以下に低下し、逆に４０
００ppmを越えると発光出力が４００ppmの時の６０％以
下に低下する。本発明シンチレータ材料においては、残
光をより低減するためにＣｅを含有せしめることができ
る（特公昭60-4856号参照）。また、本発明シンチレー
タ材料は公知の焼結法によって製造することができる
が、この際焼結助剤としてＬｉＧｅＦ、（ＮＨ）Ｇｅ
Ｆ、ＮａＧｅＦ等（特開昭63-18286号参照）を添加する
こともできる。
明の課題を達成すために種々検討し、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料は残光が短く、そのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐ
ｒ系シンチレータ材料の一部にＧｄ2Ｏ3を析出させるこ
とにより、発光効率を向上し得ることを見出し本発明を
創出するに至った。すなわち本発明のシンチレータ材料
は、放射線により発光するＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレ
ータ材料において、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が０.５
以上のＧｄ2Ｏ3を有することを特徴とするものである。
ここでＩGd2O3／ＩGd2O2Sとは、Ｇｄ2Ｏ3のＸ線回折強
度とＧｄ2Ｏ2ＳのＸ線回折強度との比を示すものであ
る。またかかるＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００を０．５以
上とするのは０．５未満では、光透過率及び発光能力が
不十分となるからである。ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００
はさらに好ましくは、１０以上とするのがよい。本発明
のシンチレータ材料ではＰｒが発光元素（アクチベー
タ）であり、Ｐｒの含有率は４０ppmから４０００ppmが
好ましく、さらに好ましくは２００ppmから２０００ppm
とするのが良い。Ｐｒの含有率が４０ppm未満では発光
出力が４００ppmの時の７０％以下に低下し、逆に４０
００ppmを越えると発光出力が４００ppmの時の６０％以
下に低下する。本発明シンチレータ材料においては、残
光をより低減するためにＣｅを含有せしめることができ
る（特公昭60-4856号参照）。また、本発明シンチレー
タ材料は公知の焼結法によって製造することができる
が、この際焼結助剤としてＬｉＧｅＦ、（ＮＨ）Ｇｅ
Ｆ、ＮａＧｅＦ等（特開昭63-18286号参照）を添加する
こともできる。
【０００６】
【実施例】次に本発明のシンチレータ材料の実施例につ
き説明する。実施例及び比較例として表１に示すように
Ｐｒ含有量を種々設定してＧｄ2Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ系シンチレ
ータ材料を作製した。なお、各材料ともにＣｅを約５pp
m、Ｆを約９０ppm含み、このＦは焼結助剤としてＬｉＧ
ｅＦを添加したことによるものである。また、シンチレ
ータ材料は、表１に示す各Ｐｒ含有量となるように調整
された平均粒径４０μmの粉末を１３００℃、１０００a
tm、２ｈｒの条件の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）によっ
て得た。
き説明する。実施例及び比較例として表１に示すように
Ｐｒ含有量を種々設定してＧｄ2Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ系シンチレ
ータ材料を作製した。なお、各材料ともにＣｅを約５pp
m、Ｆを約９０ppm含み、このＦは焼結助剤としてＬｉＧ
ｅＦを添加したことによるものである。また、シンチレ
ータ材料は、表１に示す各Ｐｒ含有量となるように調整
された平均粒径４０μmの粉末を１３００℃、１０００a
tm、２ｈｒの条件の熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）によっ
て得た。
【０００７】 実施例３および比較例のシンチレータ材
料につきＸ線回折強度を測定した。測定は、Ｘ線ターゲ
ットをＣｕとし、Ｘ線管電圧を４０ＫＶ、Ｘ線管電流を
１２０mAとして行った。その結果を図１、図２にそれぞ
れ示す。図１に示されるように実施例３のシンチレータ
材料ではＧｄ2Ｏ3が最も高い回折強度を示す（２２２）
面の存在を示す回折線が２θが２８．５１０゜のところ
に認められるのに対し、図２に示されるように、比較例
のシンチレータ材料ではかかる回折線は認められな
い。図１に示される実施例３のシンチレータ材料におけ
るＸ線回折強度測定結果によれば、Ｇｄ2Ｏ2Ｓの（１０
１）面の回折強度を示す回折線が２９．９６４゜のとこ
ろに認められ、この場合ＩＧｄ2Ｏ3／ＩＧｄ2Ｏ2Ｓ×１
００は５となる。
料につきＸ線回折強度を測定した。測定は、Ｘ線ターゲ
ットをＣｕとし、Ｘ線管電圧を４０ＫＶ、Ｘ線管電流を
１２０mAとして行った。その結果を図１、図２にそれぞ
れ示す。図１に示されるように実施例３のシンチレータ
材料ではＧｄ2Ｏ3が最も高い回折強度を示す（２２２）
面の存在を示す回折線が２θが２８．５１０゜のところ
に認められるのに対し、図２に示されるように、比較例
のシンチレータ材料ではかかる回折線は認められな
い。図１に示される実施例３のシンチレータ材料におけ
るＸ線回折強度測定結果によれば、Ｇｄ2Ｏ2Ｓの（１０
１）面の回折強度を示す回折線が２９．９６４゜のとこ
ろに認められ、この場合ＩＧｄ2Ｏ3／ＩＧｄ2Ｏ2Ｓ×１
００は５となる。
【０００８】 次にＩＧｄ2Ｏ3／ＩＧｄ2Ｏ2Ｓ×１００≧
０．５となるようにして得られた実施例１〜１２のシン
チレータ材料と、ＩＧｄ2Ｏ3／ＩＧｄ2Ｏ2Ｓ×１００＝
０となるようにして得られた比較例のシンチレータ材
料の光全透過率（%）と感度比を測定した。その結果を
表１に示す。また光全透過率（%）につき図３に、感度
比につき図４に示す。
０．５となるようにして得られた実施例１〜１２のシン
チレータ材料と、ＩＧｄ2Ｏ3／ＩＧｄ2Ｏ2Ｓ×１００＝
０となるようにして得られた比較例のシンチレータ材
料の光全透過率（%）と感度比を測定した。その結果を
表１に示す。また光全透過率（%）につき図３に、感度
比につき図４に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】 光全透過率（%）の測定 光全透過率は次のようにして測定した。図５において第
１積分球１の中心にセットした４０Ｗタングステンラン
プ２の光源から発生した光は、積分球内で完全拡散さ
れ、第１積分球１第２積分球３の中間にあるφ６mmのス
リットに到達する。その後、スリットを通過した光は測
定試料４を透過して第２積分球３に入る。この光も第２
積分球内で完全拡散され、受光部（Ｓｉフォトダイオー
ド）５に到達する。Ｓｉフォトダイオード５の出力は、
プリアンプ６を用いて増幅し、デジタルボルトメータ７
で測定した。なお、バッフル８は、光源からの直接光が
試料に入射することを防ぐ目的で取り付けてある。各試
料の測定にあたっては、試料を入れないときの値を１と
して相対値で示した。
１積分球１の中心にセットした４０Ｗタングステンラン
プ２の光源から発生した光は、積分球内で完全拡散さ
れ、第１積分球１第２積分球３の中間にあるφ６mmのス
リットに到達する。その後、スリットを通過した光は測
定試料４を透過して第２積分球３に入る。この光も第２
積分球内で完全拡散され、受光部（Ｓｉフォトダイオー
ド）５に到達する。Ｓｉフォトダイオード５の出力は、
プリアンプ６を用いて増幅し、デジタルボルトメータ７
で測定した。なお、バッフル８は、光源からの直接光が
試料に入射することを防ぐ目的で取り付けてある。各試
料の測定にあたっては、試料を入れないときの値を１と
して相対値で示した。
【００１１】感度比の測定 感度比は次のような測定法に基づき算出した。図６は感
度測定系を示し、Ｘ線源１１はＸ線ターゲットをＷと
し、Ｘ線管電圧を１２０ＫＶ、Ｘ線管電流を５mAとする
固定陽極管とし、このＸ線源１１から出るＸ線をコリメ
ータ１２（φ９mm）で絞った後、測定試料１３に照射し
た。試料１３上面には蛍光反射板１４を取り付け、シリ
コンフォトダイオード１５により、試料１３下面から出
る蛍光を光電変換した。その出力をプリアンプ１６を用
いて増幅し、デジタルボルトメータ１７で測定した。各
試料の感度測定にあたってはＣｄＷＯ4シンチレータ材
料と同時測定を行い、そのＣｄＷＯ4シンチレータ材料
との発光出力比で評価した。
度測定系を示し、Ｘ線源１１はＸ線ターゲットをＷと
し、Ｘ線管電圧を１２０ＫＶ、Ｘ線管電流を５mAとする
固定陽極管とし、このＸ線源１１から出るＸ線をコリメ
ータ１２（φ９mm）で絞った後、測定試料１３に照射し
た。試料１３上面には蛍光反射板１４を取り付け、シリ
コンフォトダイオード１５により、試料１３下面から出
る蛍光を光電変換した。その出力をプリアンプ１６を用
いて増幅し、デジタルボルトメータ１７で測定した。各
試料の感度測定にあたってはＣｄＷＯ4シンチレータ材
料と同時測定を行い、そのＣｄＷＯ4シンチレータ材料
との発光出力比で評価した。
【００１２】 表１、図３および図４に示されるように、
Ｇｄ2Ｏ3析出量（ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００）が０．
５以上の各実施例のシンチレータ材料では、いずれも光
全透過率が５７%以上であり、また対ＣｄＷＯ4感度比は
１．４９以上であった。これに対しＧｄ2Ｏ3析出量（Ｉ
Gd2O3／Ｉ2O2S×１００）が０．５未満の比較例のシン
チレータ材料では、光全透過率が５０%以下であり、ま
た対ＣｄＷＯ4感度比は１．０以下であった。したがっ
てこの光全透過率および感度比に関する測定結果からし
て、本発明の実施例のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ
材料はＸ線に対し極めて高感度であり、かつ発生した光
が高効率に透過することから全体としての発光効率に優
れることがわかる。
Ｇｄ2Ｏ3析出量（ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００）が０．
５以上の各実施例のシンチレータ材料では、いずれも光
全透過率が５７%以上であり、また対ＣｄＷＯ4感度比は
１．４９以上であった。これに対しＧｄ2Ｏ3析出量（Ｉ
Gd2O3／Ｉ2O2S×１００）が０．５未満の比較例のシン
チレータ材料では、光全透過率が５０%以下であり、ま
た対ＣｄＷＯ4感度比は１．０以下であった。したがっ
てこの光全透過率および感度比に関する測定結果からし
て、本発明の実施例のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ系シンチレータ
材料はＸ線に対し極めて高感度であり、かつ発生した光
が高効率に透過することから全体としての発光効率に優
れることがわかる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料によればＩGd2O3／ＩGd2O2S×１０
０が０.５以上となるＧｄ2Ｏ3を有する様にしたことに
より、残光が少なく、同時に極めて発光効率のよいシン
チレータ材料を得ることができる。
系シンチレータ材料によればＩGd2O3／ＩGd2O2S×１０
０が０.５以上となるＧｄ2Ｏ3を有する様にしたことに
より、残光が少なく、同時に極めて発光効率のよいシン
チレータ材料を得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 放射線により発光するＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
系シンチレータ材料において、ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１
００（ここに、ＩGd2O3はＧｄ2Ｏ3の（２２２）面のＸ
線回折強度を示し、ＩGd2O2SはＧｄ2Ｏ2Ｓの（１０１）
面のＸ線回折強度を示す。また、Ｘ線照射条件は、Ｃｕ
ターゲット、管電圧４０ＫＶとする）が０.５以上とな
るＧｄ2Ｏ3を有することを特徴とするシンチレータ材
料。 - 【請求項２】 ＩGd2O3／ＩGd2O2S×１００が１．０以
上となるＧｄ2Ｏ3を有する請求項１記載のシンチレータ
材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10849292A JPH05279663A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | シンチレータ材料 |
| DE19934310542 DE4310542C2 (de) | 1992-04-01 | 1993-03-31 | Szintillatormaterial |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10849292A JPH05279663A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | シンチレータ材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279663A true JPH05279663A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=14486151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10849292A Pending JPH05279663A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | シンチレータ材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05279663A (ja) |
| DE (1) | DE4310542C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384417B1 (en) | 1998-09-30 | 2002-05-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ceramic scintillator, method for producing same, and x-ray detector and x-ray CT imaging equipment using same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058557A2 (en) * | 2000-10-24 | 2002-08-01 | The Johns Hopkins University | Method and apparatus for multiple-projection, dual-energy x-ray absorptiometry scanning |
| DE10210702A1 (de) * | 2002-03-12 | 2003-12-24 | Siemens Ag | Anordnung zur Erzeugung eines Bilds aus hochenergetischer Strahlung |
| KR102529855B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2023-05-09 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 방사선 화상 취득 시스템 및 방사선 화상 취득 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117082A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-25 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
-
1992
- 1992-04-01 JP JP10849292A patent/JPH05279663A/ja active Pending
-
1993
- 1993-03-31 DE DE19934310542 patent/DE4310542C2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384417B1 (en) | 1998-09-30 | 2002-05-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ceramic scintillator, method for producing same, and x-ray detector and x-ray CT imaging equipment using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4310542A1 (de) | 1993-10-07 |
| DE4310542C2 (de) | 1995-04-06 |
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