JPH06317713A - 高効率、高解像度、リアルタイムラジオグラフイメージング系 - Google Patents
高効率、高解像度、リアルタイムラジオグラフイメージング系Info
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- JPH06317713A JPH06317713A JP5316394A JP31639493A JPH06317713A JP H06317713 A JPH06317713 A JP H06317713A JP 5316394 A JP5316394 A JP 5316394A JP 31639493 A JP31639493 A JP 31639493A JP H06317713 A JPH06317713 A JP H06317713A
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- flash optical
- flash
- plastic
- fiber
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- 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
- G01T1/201—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using scintillating fibres
-
- G—PHYSICS
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- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
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- G01T1/203—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being made of plastics
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 新しい閃光光ファイバー８が、高エネルギー
放射線、粒子等によるイメージングのためのシンチレー
タープレート２２としてアレイで使用される。閃光光フ
ァイバー８は、可視放射線に透過性であり、そして約
１.４５又はそれ以上の屈折率を有する内側のプラスチ
ックのコアファイバーであり、内側のプラスチックのコ
アファイバーは、内側のプラスチックのコアファイバー
１０より小さい屈折率を有するプラスチックのクラッデ
ィング材料１２を有する。内側のプラスチックのコアフ
ァイバー１０は、ポリマーマトリックス材料；金属部
分；及び有機蛍光材料を含む。 【効果】 このシンチレータープレートは、Ｘ線医学診
断又は非破壊検査、並びに熱中性子による非破壊検査の
ため高効率高解像度ラジオグラフ系を得るのに有用であ
る。
放射線、粒子等によるイメージングのためのシンチレー
タープレート２２としてアレイで使用される。閃光光フ
ァイバー８は、可視放射線に透過性であり、そして約
１.４５又はそれ以上の屈折率を有する内側のプラスチ
ックのコアファイバーであり、内側のプラスチックのコ
アファイバーは、内側のプラスチックのコアファイバー
１０より小さい屈折率を有するプラスチックのクラッデ
ィング材料１２を有する。内側のプラスチックのコアフ
ァイバー１０は、ポリマーマトリックス材料；金属部
分；及び有機蛍光材料を含む。 【効果】 このシンチレータープレートは、Ｘ線医学診
断又は非破壊検査、並びに熱中性子による非破壊検査の
ため高効率高解像度ラジオグラフ系を得るのに有用であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線、γ線、熱中性子
等を検出する際使用するための光ファイバーシンチレー
ターに関するものである。更に詳細には、本発明は、ラ
ジオグラフイメージング系、特にリアルタイムイメージ
ング系においてシンチレータープレートとして使用する
ための、改良された、高効率、高空間解像度の光ファイ
バーアレイに関する。
等を検出する際使用するための光ファイバーシンチレー
ターに関するものである。更に詳細には、本発明は、ラ
ジオグラフイメージング系、特にリアルタイムイメージ
ング系においてシンチレータープレートとして使用する
ための、改良された、高効率、高空間解像度の光ファイ
バーアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】診断のため医学上、又検査のため産業上
使用される常用のラジオグラフイメージング系は、典型
的には無機燐光体スクリーンと写真フィルムとの、又は
イメージインテンシファイアー、光電検出器との組合せ
である検出器を有する。瞬間的に、即ちリアルタイムで
イメージを見ることが必要であるときには、適当なモニ
ター系と組合せてイメージインテンシファイアー、光電
検出器が使用される。高エネルギー光子イメージングの
ため広く使用されている前記の無機燐光体スクリーン
は、検出効率と空間解像度との間の妥協が問題である。
この妥協は、シンチレーション光を得る燐光体スクリー
ンの厚さ内での高エネルギー光子の低い相互作用の確率
の結果である。スクリーンの厚さを増すことによって相
互作用の確率が大きくされるときには、等方性で得られ
るシンチレーション光が大きい面積にわたって広がるの
で、入射高エネルギー光子の空間解像度が悪化する。空
間解像度の損失は、このような厚い燐光体スクリーンの
粒状度のために、光散乱によって一層悪化する。即ちス
クリーンは、感度を不当に制限することなしにできるだ
けうすくなるように製造される。
使用される常用のラジオグラフイメージング系は、典型
的には無機燐光体スクリーンと写真フィルムとの、又は
イメージインテンシファイアー、光電検出器との組合せ
である検出器を有する。瞬間的に、即ちリアルタイムで
イメージを見ることが必要であるときには、適当なモニ
ター系と組合せてイメージインテンシファイアー、光電
検出器が使用される。高エネルギー光子イメージングの
ため広く使用されている前記の無機燐光体スクリーン
は、検出効率と空間解像度との間の妥協が問題である。
この妥協は、シンチレーション光を得る燐光体スクリー
ンの厚さ内での高エネルギー光子の低い相互作用の確率
の結果である。スクリーンの厚さを増すことによって相
互作用の確率が大きくされるときには、等方性で得られ
るシンチレーション光が大きい面積にわたって広がるの
で、入射高エネルギー光子の空間解像度が悪化する。空
間解像度の損失は、このような厚い燐光体スクリーンの
粒状度のために、光散乱によって一層悪化する。即ちス
クリーンは、感度を不当に制限することなしにできるだ
けうすくなるように製造される。
【０００３】常用の燐光体スクリーンの固有の限界を克
服する試みの際、ファイバーオプティックシンチレータ
ープレートがリアルタイムイメージング系が考案され
た。このようなプレートは、Brown、米国特許4,415,810
中及びMATERIALS EVALUATION，49巻，11号，1419〜21
頁，1991年11月におけるPlaciousらによる「リアルタイ
ムＸ線検査のための高密度ガラスシンチレーター」なる
刊行物中記載されている。Brownは、各々が閃光（scint
illating）材料より構成される内側のコア材料およびレ
フレクターとして作用する内側のコアの周囲のクラッデ
ィングガラス、並びに内側のコアからの迷光を吸収する
ために吸光性である第三の外側の層を持つ、非常に小さ
い直径のものからつくられている、多数の隣接して配置
されたファイバーオプティック管を含む、透過線（pene
trating radiation）をイメージするための装置を開示
している。開示されている特定の閃光性材料は、リチウ
ム及びセシウムを含有するガラス処方物である。Brown
は、この装置を米国特許４,０９６,３８１の電子イメー
ジ検出系中使用することができることを開示している。
Placiousらは、すぐれたＸ線イメージング検出特性を持
つガラスシンチレーターを生じるテルビウム活性化放射
線発光（radiolunescent）ガラスのための処方を開示し
ている。
服する試みの際、ファイバーオプティックシンチレータ
ープレートがリアルタイムイメージング系が考案され
た。このようなプレートは、Brown、米国特許4,415,810
中及びMATERIALS EVALUATION，49巻，11号，1419〜21
頁，1991年11月におけるPlaciousらによる「リアルタイ
ムＸ線検査のための高密度ガラスシンチレーター」なる
刊行物中記載されている。Brownは、各々が閃光（scint
illating）材料より構成される内側のコア材料およびレ
フレクターとして作用する内側のコアの周囲のクラッデ
ィングガラス、並びに内側のコアからの迷光を吸収する
ために吸光性である第三の外側の層を持つ、非常に小さ
い直径のものからつくられている、多数の隣接して配置
されたファイバーオプティック管を含む、透過線（pene
trating radiation）をイメージするための装置を開示
している。開示されている特定の閃光性材料は、リチウ
ム及びセシウムを含有するガラス処方物である。Brown
は、この装置を米国特許４,０９６,３８１の電子イメー
ジ検出系中使用することができることを開示している。
Placiousらは、すぐれたＸ線イメージング検出特性を持
つガラスシンチレーターを生じるテルビウム活性化放射
線発光（radiolunescent）ガラスのための処方を開示し
ている。
【０００４】Ｘ線イメージングのための閃光光ファイバ
ーアレイの使用に関して２つの研究が刊行された。５ke
Vを超える高解像度Ｘ線イメージングのための閃光光フ
ァイバーが、APPLIED OPTICS；27巻，7号；994〜997
頁；1985年４月１日に E. Bigler及びF. Polakによって
開示された。Biglerらは、検出器が光ファイバーのアレ
イよりなり、そのコアが高インデックス蛍光材料によっ
て置き換えられている、５keVのＸ線について１０〜５
μｍの解像度を有するＸ線イメージ検出器を開示してい
る。実際には、光ファイバーは、液体シンチレーター、
即ち、有機蛍光材料のベンゼン又はトルエン溶液で充た
されたマイクロ管のアレイであった。調査のために示唆
されている他の閃光性材料は、ガラス、プラスチックス
及びゲルを包含していた。閃光ファイバーオプテックス
の物理の研究及びラジオグラフ系におけるその応用は、
H. Shao, D.W. Miller及びC.R. PearsallによりIEEE TR
ANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE；38巻，２号，845〜85
7頁；1991年４月に開示された。Shaoらは、Ｔｂ2Ｏ3を
ベースとした閃光ファイバーオプテックアレイを使用
し、閃光ファイバーオプテックアレイが、低エネルギー
（即ち、９０keVより低い）を除き、すべてのＸ線エネ
ルギーにおいて燐光体スクリーンよりすぐれていると結
論した。
ーアレイの使用に関して２つの研究が刊行された。５ke
Vを超える高解像度Ｘ線イメージングのための閃光光フ
ァイバーが、APPLIED OPTICS；27巻，7号；994〜997
頁；1985年４月１日に E. Bigler及びF. Polakによって
開示された。Biglerらは、検出器が光ファイバーのアレ
イよりなり、そのコアが高インデックス蛍光材料によっ
て置き換えられている、５keVのＸ線について１０〜５
μｍの解像度を有するＸ線イメージ検出器を開示してい
る。実際には、光ファイバーは、液体シンチレーター、
即ち、有機蛍光材料のベンゼン又はトルエン溶液で充た
されたマイクロ管のアレイであった。調査のために示唆
されている他の閃光性材料は、ガラス、プラスチックス
及びゲルを包含していた。閃光ファイバーオプテックス
の物理の研究及びラジオグラフ系におけるその応用は、
H. Shao, D.W. Miller及びC.R. PearsallによりIEEE TR
ANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE；38巻，２号，845〜85
7頁；1991年４月に開示された。Shaoらは、Ｔｂ2Ｏ3を
ベースとした閃光ファイバーオプテックアレイを使用
し、閃光ファイバーオプテックアレイが、低エネルギー
（即ち、９０keVより低い）を除き、すべてのＸ線エネ
ルギーにおいて燐光体スクリーンよりすぐれていると結
論した。
【０００５】有機プラスチックシンチレーターは、高エ
ネルギー粒子及び放射線のシンチレーション計数のため
に使用され、J.B. Birks著THE THEORY AND PRACTICE OF
SCINTILLATION COUNTING(1964年，Pergamon Press, オ
ックスフォード）の９章に記載されている。特に、３３
９及び３４０頁において、Birksは、不純物クエンチの
ためシンチレーション効率のあまりに大きい低下を引き
起こすことなしに、γ線吸収効率を大きくするため、プ
ラスチックシンチレーター中に重元素を含有する化合物
を組み入れる種々の試みを総説している。重金属元素を
含まない有機プラスチックシンチレーターの例は、Shim
izuら、米国特許4,495,084に開示されているプラスチッ
クシンチレーター及びSimonetti、米国特許4,713,198の
高温プラスチックシンチレーターである。
ネルギー粒子及び放射線のシンチレーション計数のため
に使用され、J.B. Birks著THE THEORY AND PRACTICE OF
SCINTILLATION COUNTING(1964年，Pergamon Press, オ
ックスフォード）の９章に記載されている。特に、３３
９及び３４０頁において、Birksは、不純物クエンチの
ためシンチレーション効率のあまりに大きい低下を引き
起こすことなしに、γ線吸収効率を大きくするため、プ
ラスチックシンチレーター中に重元素を含有する化合物
を組み入れる種々の試みを総説している。重金属元素を
含まない有機プラスチックシンチレーターの例は、Shim
izuら、米国特許4,495,084に開示されているプラスチッ
クシンチレーター及びSimonetti、米国特許4,713,198の
高温プラスチックシンチレーターである。
【０００６】液体シンチレーター計数のためのクエンチ
抵抗性（quench-resistant）蛍光体は、S.W. Wunderly
及びJ.M. KauffmanによりAPPL. RADIAT. ISOT.；41巻,
9号；809〜815頁，1990年；INT. J. RADIAT. APPL. INS
TRUM.；Ａの部に開示されている。Wunderlyらは、フル
オレン又は２,２′−ジフルオレンのジアリール誘導体
であり、そして特に非水性系において化学的に消光され
るか、又は乳化剤含有系中水によって消光されるとき、
研究された最も効率のよい蛍光体系であると考えられた
蛍光体を開示している。
抵抗性（quench-resistant）蛍光体は、S.W. Wunderly
及びJ.M. KauffmanによりAPPL. RADIAT. ISOT.；41巻,
9号；809〜815頁，1990年；INT. J. RADIAT. APPL. INS
TRUM.；Ａの部に開示されている。Wunderlyらは、フル
オレン又は２,２′−ジフルオレンのジアリール誘導体
であり、そして特に非水性系において化学的に消光され
るか、又は乳化剤含有系中水によって消光されるとき、
研究された最も効率のよい蛍光体系であると考えられた
蛍光体を開示している。
【０００７】放射線感受性光ファイバー及び検出器とし
てのその使用は、Koechner、米国特許４,７８８,４３６
に開示されている。Koechnerは、核放射線の存在下閃光
を発するプラスチックシンチレーター材料及び光ファイ
バーの周囲の光学クラッディング材料より形成されるう
すいフィラメントコアを含む、核放射線に感受性の光フ
ァイバーを開示している。Koechnerによって開示されて
いる特定のシンチレーター材料は、有機シンチレーター
材料でドープされているポリビニルトルエン又はポリス
チレンである。
てのその使用は、Koechner、米国特許４,７８８,４３６
に開示されている。Koechnerは、核放射線の存在下閃光
を発するプラスチックシンチレーター材料及び光ファイ
バーの周囲の光学クラッディング材料より形成されるう
すいフィラメントコアを含む、核放射線に感受性の光フ
ァイバーを開示している。Koechnerによって開示されて
いる特定のシンチレーター材料は、有機シンチレーター
材料でドープされているポリビニルトルエン又はポリス
チレンである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ファイバーオプティッ
クアレイのシンチレータープレートは、リアルタイムラ
ジオグラフ系の解像を改善したが、解像の妥協なしにス
クリーン／フィルム系の効率と少なくとも等しくなるよ
うに、Ｘ線、γ線及び熱中性子を検出する際プレートの
効率を改善する必要性は依然としてある。この必要性
は、高エネルギー放射線に対する患者の曝露が最小にさ
れるべき医学診断及び処置の領域において特に重要であ
る。偽りのγ線又はＸ線を検出することなしに熱中性子
だけを検出する際改善された効率を持つファイバーオプ
ティックスに対する必要性が更にある。
クアレイのシンチレータープレートは、リアルタイムラ
ジオグラフ系の解像を改善したが、解像の妥協なしにス
クリーン／フィルム系の効率と少なくとも等しくなるよ
うに、Ｘ線、γ線及び熱中性子を検出する際プレートの
効率を改善する必要性は依然としてある。この必要性
は、高エネルギー放射線に対する患者の曝露が最小にさ
れるべき医学診断及び処置の領域において特に重要であ
る。偽りのγ線又はＸ線を検出することなしに熱中性子
だけを検出する際改善された効率を持つファイバーオプ
ティックスに対する必要性が更にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これらの必要性は、閃光
光ファイバーが ａ） 可視放射線スペクトルの少なくとも一部分におい
て透過性であり、そして約１.４５又はそれ以上の屈折
率を有する内側のプラスチックのコアファイバーであっ
て、 １） ポリマーマトリックス材料； ２） 金属部分；及び ３） 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー； ｂ） 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約０.１又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料 よりなるシンチレータープレート及びラジオグラフ系に
おいて用いられる本発明の閃光光ファイバーによって満
たされる。場合によっては、この有機蛍光材料は、有機
クエンチ抵抗性蛍光材料である。
光ファイバーが ａ） 可視放射線スペクトルの少なくとも一部分におい
て透過性であり、そして約１.４５又はそれ以上の屈折
率を有する内側のプラスチックのコアファイバーであっ
て、 １） ポリマーマトリックス材料； ２） 金属部分；及び ３） 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー； ｂ） 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約０.１又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料 よりなるシンチレータープレート及びラジオグラフ系に
おいて用いられる本発明の閃光光ファイバーによって満
たされる。場合によっては、この有機蛍光材料は、有機
クエンチ抵抗性蛍光材料である。
【００１０】本発明の他の一実施態様は、閃光光ファイ
バーのアレイよりなり、各ファイバーの長さが入射透過
線の径路に実質的に平行であり、各閃光光ファイバーが ａ） 可視放射線スペクトルの少なくとも一部分におい
て透過性であり、そして約１.４５又はそれ以上の屈折
率を有する内側のプラスチックのコアファイバーであっ
て、 １） ポリマーマトリックス材料； ２） 金属部分；及び ３） 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー； ｂ） 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約０.１又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料；並びに場合によっては ｃ） 可視放射線に実質的に非透過性である外側のクラ
ッディング材料 よりなる、それに入射する透過線を可視放射線に変換し
て光子イメージを形成するシンチレータープレートであ
るファイバーオプティックシンチレータープレートであ
る。
バーのアレイよりなり、各ファイバーの長さが入射透過
線の径路に実質的に平行であり、各閃光光ファイバーが ａ） 可視放射線スペクトルの少なくとも一部分におい
て透過性であり、そして約１.４５又はそれ以上の屈折
率を有する内側のプラスチックのコアファイバーであっ
て、 １） ポリマーマトリックス材料； ２） 金属部分；及び ３） 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー； ｂ） 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約０.１又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料；並びに場合によっては ｃ） 可視放射線に実質的に非透過性である外側のクラ
ッディング材料 よりなる、それに入射する透過線を可視放射線に変換し
て光子イメージを形成するシンチレータープレートであ
るファイバーオプティックシンチレータープレートであ
る。
【００１１】本発明の別の一実施態様は、被写体の瞬間
的イメージを得るためのラジオグラフイメージング系で
ある高解像度、高効率ラジオグラフイメージング系であ
り、この系は、順に Ａ） 被写体の少なくとも一部分を横切る透過線源； Ｂ） イメージされる被写体を置く位置； Ｃ） その上に入射する透過線を可視放射線に変換して
光子イメージを形成するシンチレータープレート； Ｄ） 光子イメージを変調電気信号に変換する電荷結合
素子カメラ；及び Ｅ） 変調電気信号を可視イメージに変換するか、又は
データ処理のために信号を捕えるモニター よりなり；シンチレータープレートは上述したシンチレ
ーションプレートである。本発明のラジオグラフイメー
ジング系の一実施態様においては更に、イメージインテ
ンシファイアーは、シンチレーションプレート（Ｃ）に
カップルされて電荷結合素子カメラ（Ｄ）にはいる光子
イメージの強度を増幅する。
的イメージを得るためのラジオグラフイメージング系で
ある高解像度、高効率ラジオグラフイメージング系であ
り、この系は、順に Ａ） 被写体の少なくとも一部分を横切る透過線源； Ｂ） イメージされる被写体を置く位置； Ｃ） その上に入射する透過線を可視放射線に変換して
光子イメージを形成するシンチレータープレート； Ｄ） 光子イメージを変調電気信号に変換する電荷結合
素子カメラ；及び Ｅ） 変調電気信号を可視イメージに変換するか、又は
データ処理のために信号を捕えるモニター よりなり；シンチレータープレートは上述したシンチレ
ーションプレートである。本発明のラジオグラフイメー
ジング系の一実施態様においては更に、イメージインテ
ンシファイアーは、シンチレーションプレート（Ｃ）に
カップルされて電荷結合素子カメラ（Ｄ）にはいる光子
イメージの強度を増幅する。
【００１２】本発明は、次のとおり記述される添付図面
と関連した説明から更に十分に理解することができる：
図１Ａ及び図１Ｂは各々、単一の閃光光ファイバーの細
部を例示する断面図である。図２は、ファイバーオプテ
ィック、シンチレータープレートの細部を例示する図で
ある。図２Ａは、図２の円で囲んだ部分の拡大図であ
る。図３は、リアルタイム、ラジオグラフ系を例示する
模式図である。図３Ａは、図３の円で囲んだ部分の拡大
図である。
と関連した説明から更に十分に理解することができる：
図１Ａ及び図１Ｂは各々、単一の閃光光ファイバーの細
部を例示する断面図である。図２は、ファイバーオプテ
ィック、シンチレータープレートの細部を例示する図で
ある。図２Ａは、図２の円で囲んだ部分の拡大図であ
る。図３は、リアルタイム、ラジオグラフ系を例示する
模式図である。図３Ａは、図３の円で囲んだ部分の拡大
図である。
【００１３】本発明は、新規な閃光光ファイバー及び高
エネルギー放射線、粒子等を用いてイメージするための
シンチレーターとしての、アレイ状態のその使用に関す
るものである。このシンチレーションプレートは、Ｘ線
医学診断又は非破壊検査、並びに熱中性子を用いる非破
壊検査のための、高効率かつ高解像度放射線ラジオグラ
フ系を得る際特に有用である。
エネルギー放射線、粒子等を用いてイメージするための
シンチレーターとしての、アレイ状態のその使用に関す
るものである。このシンチレーションプレートは、Ｘ線
医学診断又は非破壊検査、並びに熱中性子を用いる非破
壊検査のための、高効率かつ高解像度放射線ラジオグラ
フ系を得る際特に有用である。
【００１４】次の詳細な説明を通して、同様な参照記号
は、図面のすべての図において同様な要素を指す。図１
Ａを参照すると、閃光光ファイバー（８）は、可視放射
線スペクトルの少なくとも一部分において透過性であ
り、そして約１.４５又はそれ以上の屈折率を有する内
側のプラスチックのコアファイバー（１０）及び内側の
プラスチックのコアファイバー（１０）を囲み、そして
内側のプラスチックのコアファイバー（１０）の屈折率
より小さい屈折率を有するプラスチックのクラッディン
グ材料（１２）よりなる。内側のプラスチックのコアフ
ァイバー（１０）は、ポリマーマトリックス材料；金属
部分；及び１種又はそれ以上の有機クエンチ抵抗性蛍光
材料よりなる。実際には、透過線（１６）、例えば電
子、陽子、中性子、Ｘ線、γ線等がプラスチックのコア
ファイバー（１０）に浸透し、そこではマトリックス材
料との相互作用が可視放射線（１８）を等方性に生じ
る。可視放射線（１８）の一部分は、プラスチックのク
ラッディング材料（１２）とのその界面における反射の
ために、コアファイバー（１０）の長さに沿って向けら
れる。透過線（１６）について閃光光ファイバー（８）
の検出効率は、マトリックス材料との相互作用効率、マ
トリックス材料の可視光線（１８）を生じる効率、マト
リックス材料の生じた可視光線（１８）に対する透明性
及び透過性、並びに生じた可視光性についてコアファイ
バー／クラッディング界面における反射効率に関係す
る。
は、図面のすべての図において同様な要素を指す。図１
Ａを参照すると、閃光光ファイバー（８）は、可視放射
線スペクトルの少なくとも一部分において透過性であ
り、そして約１.４５又はそれ以上の屈折率を有する内
側のプラスチックのコアファイバー（１０）及び内側の
プラスチックのコアファイバー（１０）を囲み、そして
内側のプラスチックのコアファイバー（１０）の屈折率
より小さい屈折率を有するプラスチックのクラッディン
グ材料（１２）よりなる。内側のプラスチックのコアフ
ァイバー（１０）は、ポリマーマトリックス材料；金属
部分；及び１種又はそれ以上の有機クエンチ抵抗性蛍光
材料よりなる。実際には、透過線（１６）、例えば電
子、陽子、中性子、Ｘ線、γ線等がプラスチックのコア
ファイバー（１０）に浸透し、そこではマトリックス材
料との相互作用が可視放射線（１８）を等方性に生じ
る。可視放射線（１８）の一部分は、プラスチックのク
ラッディング材料（１２）とのその界面における反射の
ために、コアファイバー（１０）の長さに沿って向けら
れる。透過線（１６）について閃光光ファイバー（８）
の検出効率は、マトリックス材料との相互作用効率、マ
トリックス材料の可視光線（１８）を生じる効率、マト
リックス材料の生じた可視光線（１８）に対する透明性
及び透過性、並びに生じた可視光性についてコアファイ
バー／クラッディング界面における反射効率に関係す
る。
【００１５】内側のプラスチックのコアファイバー（１
０）のポリマーのマトリックス材料は、典型的には１種
又はそれ以上の芳香族ポリマー又はコポリマーよりな
る。芳香族ポリマーは、ポリスチレン、ポリビニルトル
エン、ポリビニルキシレン、ポリビニルビフェニル、ポ
リビニルターフェニル、ポリビニルアンスラセン等、又
はそれらの混合物であってよい。芳香族コポリマーは、
スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、Ｃ2〜Ｃ
20アルキル−スチレン、ジビニルベンゼン、又はそれら
の組合せのコポリマーであってよい。別法として、ポリ
マーマトリックス材料は、その中に芳香族化合物が溶解
されている１種又はそれ以上のアクリル系ポリマー又は
コポリマーであってよい。好ましくは、アクリル系ポリ
マーはポリ（メチルメタクリレート）であり、そして芳
香族化合物はナフタレンである。典型的には、ポリマー
マトリックス材料は、約４０℃又はそれ以上、例えば約
４０℃〜約７０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するも
のである。光ファイバーコア（１０）の特性、例えばＴ
ｇ、屈折率等を最適にするために、ポリマーマトリック
ス材料は、１種又はそれ以上の可塑剤を含有することが
できる。コアファイバー（１０）及び（又は）プラスチ
ックのクラッディング材料（１２）中可塑剤を使用して
そのＴｇを変化させることにより、ファイバー及び（又
は）閃光プレートを得る際の処理を容易にすることがで
きる。閃光光ファイバー（８）の典型的な寿命を通じて
検出効率を保つようにして内側のプラスチックのコアフ
ァイバー（１０）とプラスチックのクラッディング材料
（１２）との間の移動がコントロールされるかぎり、可
塑剤はいずれの常用の有機可塑剤であってもよい。この
種の有用な可塑剤は、ジ−ブチルフタレート、ブチルオ
クチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ−シ
クロヘキシルフタレート、ジベンジル、ナフタレン等を
包含する。好ましいのは芳香族特性を有する可塑剤、例
えばナフタレン又はピレン等の芳香族化合物であり、そ
れはシンチレーターの光出力を増強する。
０）のポリマーのマトリックス材料は、典型的には１種
又はそれ以上の芳香族ポリマー又はコポリマーよりな
る。芳香族ポリマーは、ポリスチレン、ポリビニルトル
エン、ポリビニルキシレン、ポリビニルビフェニル、ポ
リビニルターフェニル、ポリビニルアンスラセン等、又
はそれらの混合物であってよい。芳香族コポリマーは、
スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、Ｃ2〜Ｃ
20アルキル−スチレン、ジビニルベンゼン、又はそれら
の組合せのコポリマーであってよい。別法として、ポリ
マーマトリックス材料は、その中に芳香族化合物が溶解
されている１種又はそれ以上のアクリル系ポリマー又は
コポリマーであってよい。好ましくは、アクリル系ポリ
マーはポリ（メチルメタクリレート）であり、そして芳
香族化合物はナフタレンである。典型的には、ポリマー
マトリックス材料は、約４０℃又はそれ以上、例えば約
４０℃〜約７０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するも
のである。光ファイバーコア（１０）の特性、例えばＴ
ｇ、屈折率等を最適にするために、ポリマーマトリック
ス材料は、１種又はそれ以上の可塑剤を含有することが
できる。コアファイバー（１０）及び（又は）プラスチ
ックのクラッディング材料（１２）中可塑剤を使用して
そのＴｇを変化させることにより、ファイバー及び（又
は）閃光プレートを得る際の処理を容易にすることがで
きる。閃光光ファイバー（８）の典型的な寿命を通じて
検出効率を保つようにして内側のプラスチックのコアフ
ァイバー（１０）とプラスチックのクラッディング材料
（１２）との間の移動がコントロールされるかぎり、可
塑剤はいずれの常用の有機可塑剤であってもよい。この
種の有用な可塑剤は、ジ−ブチルフタレート、ブチルオ
クチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ−シ
クロヘキシルフタレート、ジベンジル、ナフタレン等を
包含する。好ましいのは芳香族特性を有する可塑剤、例
えばナフタレン又はピレン等の芳香族化合物であり、そ
れはシンチレーターの光出力を増強する。
【００１６】内側のコアファイバーのポリマーマトリッ
クス材料は、典型的にはその中に溶解又は顕微鏡的に分
散されている１種又はそれ以上の金属部分を含有する。
「顕微鏡的に分散」なる用語は、金属部分の粒子径が、
内側のプラスチックのコアファイバー内部の光散乱を実
質的に排除するように十分小さい、例えば約１μｍ又は
それ以下の粒子径である、ポリマーマトリックス中の部
分を意味するものである。典型的には、この金属部分
は、鉛、ビスマス、すず、リチウム６（即ち6Ｌｉ）、
ほう素１０（即ち10Ｂ）、インジウム、ガドリニウム及
びそれらの組合せよりなる群から選択される部分であ
る。その化学的及び（又は）結晶性構造によって、金属
部分は、放射線によって励起されるとき、光を発するこ
とも、発さないこともある。即ち、金属部分は、放射線
によって励起されるとき光を発する燐光体として知られ
る部類の金属化合物であることができる。このような燐
光体の例は、オキシ硫化ガドリニウムである。好ましく
は金属部分は、無機化合物又は有機金属化合物である。
内側のプラスチックのコアファイバー（１０）中組み入
れることができる有機金属化合物の例は：テトラエチル
鉛、テトラブチル鉛、テトラフェニル鉛、トリフェニル
メチル鉛、ヘキサヒドロ安息香酸鉛、ヘキサヒドロボレ
ート、トリメチルフェニルすず、ジカルバドデカルボラ
ン（「カルボラン」としても知られる）等である。ほう
素含有有機金属化合物が使用されるときには、その中の
ほう素１０同位元素（10Ｂ）含量を高めることができ、
例えば、ジカルバドデカルボラン中のほう素は、約９５
重量％又はそれ以上のほう素１０同位元素（10Ｂ）であ
ることができる。金属部分は、ポリマーマトリックス材
料に化学的に結合していてよい。好ましくは、ポリマー
マトリックス材料に化学的に結合している金属部分は、
カルボキシル基を有するポリマー又はコポリマーの金属
塩、例えばｐ−カルボキシスチレンのポリマー又はコポ
リマーのリチウム又は鉛塩である。金属部分は、ポリマ
ーマトリックス材料内部に遊離金属又は塩として分散さ
れていてよい。前記のポリマー分散系（dispersion）に
おいては、金属部分は、上に定義されたとおり顕微鏡的
に分散されている。典型的には、内側のプラスチックの
コアファイバー（１０）の約１重量％又はそれ以上を構
成し、好ましくは金属部分は、有機金属化合物の場合に
は内側のプラスチックのコアファイバー（１０）の約２
％〜約１５％（重量）、そして無機化合物の場合には内
側のプラスチックのコアファイバー（１０）の２重量％
より多くを構成する。
クス材料は、典型的にはその中に溶解又は顕微鏡的に分
散されている１種又はそれ以上の金属部分を含有する。
「顕微鏡的に分散」なる用語は、金属部分の粒子径が、
内側のプラスチックのコアファイバー内部の光散乱を実
質的に排除するように十分小さい、例えば約１μｍ又は
それ以下の粒子径である、ポリマーマトリックス中の部
分を意味するものである。典型的には、この金属部分
は、鉛、ビスマス、すず、リチウム６（即ち6Ｌｉ）、
ほう素１０（即ち10Ｂ）、インジウム、ガドリニウム及
びそれらの組合せよりなる群から選択される部分であ
る。その化学的及び（又は）結晶性構造によって、金属
部分は、放射線によって励起されるとき、光を発するこ
とも、発さないこともある。即ち、金属部分は、放射線
によって励起されるとき光を発する燐光体として知られ
る部類の金属化合物であることができる。このような燐
光体の例は、オキシ硫化ガドリニウムである。好ましく
は金属部分は、無機化合物又は有機金属化合物である。
内側のプラスチックのコアファイバー（１０）中組み入
れることができる有機金属化合物の例は：テトラエチル
鉛、テトラブチル鉛、テトラフェニル鉛、トリフェニル
メチル鉛、ヘキサヒドロ安息香酸鉛、ヘキサヒドロボレ
ート、トリメチルフェニルすず、ジカルバドデカルボラ
ン（「カルボラン」としても知られる）等である。ほう
素含有有機金属化合物が使用されるときには、その中の
ほう素１０同位元素（10Ｂ）含量を高めることができ、
例えば、ジカルバドデカルボラン中のほう素は、約９５
重量％又はそれ以上のほう素１０同位元素（10Ｂ）であ
ることができる。金属部分は、ポリマーマトリックス材
料に化学的に結合していてよい。好ましくは、ポリマー
マトリックス材料に化学的に結合している金属部分は、
カルボキシル基を有するポリマー又はコポリマーの金属
塩、例えばｐ−カルボキシスチレンのポリマー又はコポ
リマーのリチウム又は鉛塩である。金属部分は、ポリマ
ーマトリックス材料内部に遊離金属又は塩として分散さ
れていてよい。前記のポリマー分散系（dispersion）に
おいては、金属部分は、上に定義されたとおり顕微鏡的
に分散されている。典型的には、内側のプラスチックの
コアファイバー（１０）の約１重量％又はそれ以上を構
成し、好ましくは金属部分は、有機金属化合物の場合に
は内側のプラスチックのコアファイバー（１０）の約２
％〜約１５％（重量）、そして無機化合物の場合には内
側のプラスチックのコアファイバー（１０）の２重量％
より多くを構成する。
【００１７】内側のプラスチックのコアファイバー（１
０）のポリマーマトリックス材料は、典型的には１種又
はそれ以上の有機蛍光材料を含む。有機蛍光材料は、可
視放射線スペクトルの少なくとも一部分において蛍光を
発する化合物である。好ましくは、この有機蛍光材料
は、有機クエンチ抵抗性蛍光材料である。典型的には、
有機クエンチ抵抗性蛍光材料は１種だけ必要であるが、
内側のプラスチックのコアファイバーは、２種又はそれ
以上の有機クエンチ抵抗性蛍光材料を含有していてよ
い。典型的には、有機クエンチ抵抗性蛍光材料は、内側
のプラスチックのコアファイバーの約０.１重量％又は
それ以上、好ましくは内側のプラスチックのコアファイ
バーの約０.１％〜約２.０％（重量）を構成する。有機
クエンチ抵抗性蛍光材料の特に有用なものは、上のWund
erlyら、APPL. RADIAT. ISOT.; 41巻,9号; 809〜815頁;
1990によって開示されているオリゴフェニレン蛍光体
であり、これはポリマーマトリックス中不純物原子によ
る消光に高度に抵抗性である。有機クエンチ抵抗性蛍光
材料として使用するのに特に好ましいのは、２,７−ジ
フェニルフルオレン、２,７−ジフェニル−９,９−ジプ
ロピルフルオレン、２,７−ジ（ｐ−メトキシフェニ
ル）−９,９−ジプロピルフルオレン、２,７−ジ（ｔ−
アミルフェニル）−９,９−ジプロピルフルオレン、２,
２′−ビス（７−フェニル−９,９−ジプロピルフルオ
レン）、４,４″−ジ−ｔ−アミル−ｐ−ターフェニル
及びそれらの組合せよりなる群から選択される化合物で
ある。
０）のポリマーマトリックス材料は、典型的には１種又
はそれ以上の有機蛍光材料を含む。有機蛍光材料は、可
視放射線スペクトルの少なくとも一部分において蛍光を
発する化合物である。好ましくは、この有機蛍光材料
は、有機クエンチ抵抗性蛍光材料である。典型的には、
有機クエンチ抵抗性蛍光材料は１種だけ必要であるが、
内側のプラスチックのコアファイバーは、２種又はそれ
以上の有機クエンチ抵抗性蛍光材料を含有していてよ
い。典型的には、有機クエンチ抵抗性蛍光材料は、内側
のプラスチックのコアファイバーの約０.１重量％又は
それ以上、好ましくは内側のプラスチックのコアファイ
バーの約０.１％〜約２.０％（重量）を構成する。有機
クエンチ抵抗性蛍光材料の特に有用なものは、上のWund
erlyら、APPL. RADIAT. ISOT.; 41巻,9号; 809〜815頁;
1990によって開示されているオリゴフェニレン蛍光体
であり、これはポリマーマトリックス中不純物原子によ
る消光に高度に抵抗性である。有機クエンチ抵抗性蛍光
材料として使用するのに特に好ましいのは、２,７−ジ
フェニルフルオレン、２,７−ジフェニル−９,９−ジプ
ロピルフルオレン、２,７−ジ（ｐ−メトキシフェニ
ル）−９,９−ジプロピルフルオレン、２,７−ジ（ｔ−
アミルフェニル）−９,９−ジプロピルフルオレン、２,
２′−ビス（７−フェニル−９,９−ジプロピルフルオ
レン）、４,４″−ジ−ｔ−アミル−ｐ−ターフェニル
及びそれらの組合せよりなる群から選択される化合物で
ある。
【００１８】閃光光ファイバー（８）は、内側のプラス
チックのコアファイバーを囲むプラスチックのクラッデ
ィング材料（１２）を含有する。プラスチックのクラッ
ディング材料（１２）は、内側のプラスチックのコアフ
ァイバー（１０）の屈折率より小さい屈折率を有する。
プラスチックのクラッディング材料は、コアファイバー
（１０）中用いられる主なポリマー又はコポリマーと異
なる第二のポリマー又はコポリマーよりなる。第二のポ
リマー又はコポリマーは、可視放射線スペクトルの少な
くとも一部分において透過性であり、そして典型的に
は、約１.４５又はそれ以下、好ましくは１.４〜１.３
又はそれ以下の屈折率を有する。第二のポリマー又はコ
ポリマーは、これらの光学的基準を満たすいずれのポリ
マー処方からでも選択することができるが、第二のポリ
マーの好ましいものは、無定形フルオロポリマー、例え
ばE.I. du Pont de Nemours ＆ Co., Wilmington, Dela
wareによって市販されているフルオロカーボン樹脂ＴＥ
ＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦである。無定形ポリマーの固
有の特性として、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦは、
１.２９〜１.３５の屈折率を有し、そして９５％より大
きい光学的透明度及び９０％より大きい可視光線の透過
率を有する。その上、半結晶性フルオロカーボン樹脂と
異なり、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦは、選択された
溶媒に可溶性であり、選択されたパーふっ素化溶媒中せ
まい溶解度範囲を有し、ピンホールのないコーティング
の製造が容易である。内側のプラスチックのコアファイ
バーを囲むプラスチックのクラッディング材料は、更に
金属部分、例えば内側のプラスチックのコアファイバー
中用いられる金属部分を含有していてよい。典型的には
その追加の金属部分は、鉛、ビスマス、すず、リチウム
６、ほう素１０、インジウム、ガドリニウム及びそれら
の組合せよりなる群から選択される部分である。
チックのコアファイバーを囲むプラスチックのクラッデ
ィング材料（１２）を含有する。プラスチックのクラッ
ディング材料（１２）は、内側のプラスチックのコアフ
ァイバー（１０）の屈折率より小さい屈折率を有する。
プラスチックのクラッディング材料は、コアファイバー
（１０）中用いられる主なポリマー又はコポリマーと異
なる第二のポリマー又はコポリマーよりなる。第二のポ
リマー又はコポリマーは、可視放射線スペクトルの少な
くとも一部分において透過性であり、そして典型的に
は、約１.４５又はそれ以下、好ましくは１.４〜１.３
又はそれ以下の屈折率を有する。第二のポリマー又はコ
ポリマーは、これらの光学的基準を満たすいずれのポリ
マー処方からでも選択することができるが、第二のポリ
マーの好ましいものは、無定形フルオロポリマー、例え
ばE.I. du Pont de Nemours ＆ Co., Wilmington, Dela
wareによって市販されているフルオロカーボン樹脂ＴＥ
ＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦである。無定形ポリマーの固
有の特性として、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦは、
１.２９〜１.３５の屈折率を有し、そして９５％より大
きい光学的透明度及び９０％より大きい可視光線の透過
率を有する。その上、半結晶性フルオロカーボン樹脂と
異なり、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦは、選択された
溶媒に可溶性であり、選択されたパーふっ素化溶媒中せ
まい溶解度範囲を有し、ピンホールのないコーティング
の製造が容易である。内側のプラスチックのコアファイ
バーを囲むプラスチックのクラッディング材料は、更に
金属部分、例えば内側のプラスチックのコアファイバー
中用いられる金属部分を含有していてよい。典型的には
その追加の金属部分は、鉛、ビスマス、すず、リチウム
６、ほう素１０、インジウム、ガドリニウム及びそれら
の組合せよりなる群から選択される部分である。
【００１９】光ファイバーコア（１０）の長さに沿って
向けられる得られたシンチレーション光線のフラクショ
ン、“Ｆ”は、次の関係式 Ｆ＝０.５（１−ｎクラッド／ｎコア） （ただしｎクラッド及びｎコアは、グラッディング及び
コアポリマーのそれぞれの屈折率である）によって求め
ることができる。本発明の実施においては、ｎクラッド
とｎコアとの間の差、即ちｎコア−ｎクラッドが約０.
１又はそれ以上、そして好ましくは０.２又はそれ以上
であるように、ｎクラッドはｎコアより小さい。“Ｆ”
に対するクラッディング材料の効果は、ｎコアが１.５
９であるポリスチレン光ファイバーと共に使用される
時、２種の異なったクラッディング材料の効果によって
例示される。１.４４のｎクラッドを有するポリビニル
アセテートのような常用のクラッディング材料が使用さ
れるときには、フラクション“Ｆ”は０.０４７であ
る。しかし１.３１のｎクラッドを有するＴＥＦＬＯＮ
（登録商標）ＡＦのような本発明の好ましいクラッディ
ング材料が使用されるときには、フラクション“Ｆ”は
０.０８８であり、これは常用のクラッディング材料の
ものの２倍に近く、そしてそれによって入射透過線（１
６）の高められた検出効率をもたらす。
向けられる得られたシンチレーション光線のフラクショ
ン、“Ｆ”は、次の関係式 Ｆ＝０.５（１−ｎクラッド／ｎコア） （ただしｎクラッド及びｎコアは、グラッディング及び
コアポリマーのそれぞれの屈折率である）によって求め
ることができる。本発明の実施においては、ｎクラッド
とｎコアとの間の差、即ちｎコア−ｎクラッドが約０.
１又はそれ以上、そして好ましくは０.２又はそれ以上
であるように、ｎクラッドはｎコアより小さい。“Ｆ”
に対するクラッディング材料の効果は、ｎコアが１.５
９であるポリスチレン光ファイバーと共に使用される
時、２種の異なったクラッディング材料の効果によって
例示される。１.４４のｎクラッドを有するポリビニル
アセテートのような常用のクラッディング材料が使用さ
れるときには、フラクション“Ｆ”は０.０４７であ
る。しかし１.３１のｎクラッドを有するＴＥＦＬＯＮ
（登録商標）ＡＦのような本発明の好ましいクラッディ
ング材料が使用されるときには、フラクション“Ｆ”は
０.０８８であり、これは常用のクラッディング材料の
ものの２倍に近く、そしてそれによって入射透過線（１
６）の高められた検出効率をもたらす。
【００２０】閃光光ファイバーの検出効率（及びそれか
らつくられるシンチレーションプレートの空間解像度）
は、等方性に生じた光（１８）がコアファイバー（１
０）の側面及びその前端を通して透過する程度によって
強い悪影響を受ける。その外、外来光線がコアファイバ
ー（１０）にはいり、透過線（１６）によって生じた可
視光線（１８）と共に検出されて誤りの信号を得ること
がある。
らつくられるシンチレーションプレートの空間解像度）
は、等方性に生じた光（１８）がコアファイバー（１
０）の側面及びその前端を通して透過する程度によって
強い悪影響を受ける。その外、外来光線がコアファイバ
ー（１０）にはいり、透過線（１６）によって生じた可
視光線（１８）と共に検出されて誤りの信号を得ること
がある。
【００２１】図１Ｂを参照すると、閃光光ファイバーの
検出効率（及びそれからつくられるシンチレーションプ
レートの空間解像度）は、更に高めることができる。一
実施態様においては外側のクラッディング材料（１４）
はプラスチックのクラッディング材料（１２）を囲み、
その際外側のクラッディング材料（１４）は可視放射線
（１８）に実質的に非透過性であり、それによってコア
ファイバー（１０）中への外来光線の透過を排除する。
プラスチックのクラッディング材料（１２）を囲む外側
のクラッディング材料（１４）は、金属、合金又は可融
プラスチック材料であってよい。好ましくは、プラスチ
ックのクラッディング材料（１２）を囲む外側のクラッ
ディング材料（１４）は、可融プラスチック材料でおお
われた金属又は合金である。外側のクラッディング材料
（１４）が可融プラスチック材料のみであるときには、
この可融プラスチック材料は、典型的には着色材、例え
ば顔料、色素等を、外側のクラッディング材料（１４）
を可視光線に対して非透過性にするに足りる濃度で含有
するものである。
検出効率（及びそれからつくられるシンチレーションプ
レートの空間解像度）は、更に高めることができる。一
実施態様においては外側のクラッディング材料（１４）
はプラスチックのクラッディング材料（１２）を囲み、
その際外側のクラッディング材料（１４）は可視放射線
（１８）に実質的に非透過性であり、それによってコア
ファイバー（１０）中への外来光線の透過を排除する。
プラスチックのクラッディング材料（１２）を囲む外側
のクラッディング材料（１４）は、金属、合金又は可融
プラスチック材料であってよい。好ましくは、プラスチ
ックのクラッディング材料（１２）を囲む外側のクラッ
ディング材料（１４）は、可融プラスチック材料でおお
われた金属又は合金である。外側のクラッディング材料
（１４）が可融プラスチック材料のみであるときには、
この可融プラスチック材料は、典型的には着色材、例え
ば顔料、色素等を、外側のクラッディング材料（１４）
を可視光線に対して非透過性にするに足りる濃度で含有
するものである。
【００２２】図１Ｂ中例示される他の一実施態様におい
ては、閃光光ファイバー（８）の前端は、それに入射透
過線（６）が入射するので、可視放射線（１８）に対し
て実質的に反射性である材料（２０）で被覆され、それ
によって光ファイバー（８）の入射末端を通しての光の
損失を実質的になくしている。典型的には、この反射性
の材料（２０）は、アルミニウム、銀、銅、金等のうす
い金属又は合金のフィルムであり、その際金属及びフィ
ルムの厚さは、入射透過線（１６）との相互作用を最小
にするように選ばれる。
ては、閃光光ファイバー（８）の前端は、それに入射透
過線（６）が入射するので、可視放射線（１８）に対し
て実質的に反射性である材料（２０）で被覆され、それ
によって光ファイバー（８）の入射末端を通しての光の
損失を実質的になくしている。典型的には、この反射性
の材料（２０）は、アルミニウム、銀、銅、金等のうす
い金属又は合金のフィルムであり、その際金属及びフィ
ルムの厚さは、入射透過線（１６）との相互作用を最小
にするように選ばれる。
【００２３】閃光光ファイバー（８）は、プラスチック
の光ファイバーを得るために典型的に使用されるいずれ
かの手段によって製造することができる。即ち成分のモ
ノマー溶液やポリマー及び成分の溶媒の溶液等から予め
製造されているプラスチック材料のビレットから延伸す
ることができる。別法として、予め形成されたポリマー
及び成分を、押出機のバレル中でブレンドし、そこから
ファイバーを押し出すことができる。外側のククラッデ
ィング材料は、延伸の前にビレット上に被覆されるか、
又は延伸もしくは押し出されたファイバー上に被覆され
てよい。別法として、クラッディング材料は、ファイバ
ーと同時押出されてよい。製造法は、後の実施例中更に
例示される。
の光ファイバーを得るために典型的に使用されるいずれ
かの手段によって製造することができる。即ち成分のモ
ノマー溶液やポリマー及び成分の溶媒の溶液等から予め
製造されているプラスチック材料のビレットから延伸す
ることができる。別法として、予め形成されたポリマー
及び成分を、押出機のバレル中でブレンドし、そこから
ファイバーを押し出すことができる。外側のククラッデ
ィング材料は、延伸の前にビレット上に被覆されるか、
又は延伸もしくは押し出されたファイバー上に被覆され
てよい。別法として、クラッディング材料は、ファイバ
ーと同時押出されてよい。製造法は、後の実施例中更に
例示される。
【００２４】本発明のシンチレータープレートは、上述
した閃光光ファイバー（８）のファイバーオプティック
アレイである。これらのシンチレータープレートは、リ
アルタイムラジオグラフ系の場合に必要とされる改善さ
れた解像度を有し、そして同時に、常用のスクリーン／
フィルム系の効率と匹敵するか又はそれよりよくなるよ
うに、Ｘ線、γ線及び熱中性子について改善された検出
効率を有する。本発明によって具現される進歩は、医学
診断及び処置、例えば患者のＸ線曝露を最小にすること
ができるリアルタイム乳房撮影法の領域において特に有
意義である。これらの進歩は又、リアルタイム非破壊試
験の領域において有意義である。これらのシンチレータ
ープレートは、偽のγ線又はＸ線を検出することなしに
専ら熱中性子を検出する際改善された効率及び解像度を
有する。
した閃光光ファイバー（８）のファイバーオプティック
アレイである。これらのシンチレータープレートは、リ
アルタイムラジオグラフ系の場合に必要とされる改善さ
れた解像度を有し、そして同時に、常用のスクリーン／
フィルム系の効率と匹敵するか又はそれよりよくなるよ
うに、Ｘ線、γ線及び熱中性子について改善された検出
効率を有する。本発明によって具現される進歩は、医学
診断及び処置、例えば患者のＸ線曝露を最小にすること
ができるリアルタイム乳房撮影法の領域において特に有
意義である。これらの進歩は又、リアルタイム非破壊試
験の領域において有意義である。これらのシンチレータ
ープレートは、偽のγ線又はＸ線を検出することなしに
専ら熱中性子を検出する際改善された効率及び解像度を
有する。
【００２５】図１Ａ、１Ｂ、２及び２Ａを参照すると、
シンチレータープレート（２２）は、それに入射する透
過線（１６）を可視放射線（１８）に変換して光子イメ
ージを形成する。シンチレータープレート（２２）は、
閃光光ファイバー（８）のアレイよりなり、各ファイバ
ーの軸は、入射透過線（１６）の径路に実質的に平行で
ある。各閃光光ファイバー（８）は、可視放射線スペク
トルの少なくとも一部分において透過性であり、そして
約１.４５又はそれ以上の屈折率を有する内側のプラス
チックのコアファイバー（１０）よりなる。内側のプラ
スチックのコアファイバーは、ポリマーマトリックス材
料、金属部分及び上述した有機クエンチ抵抗性蛍光材料
よりなる。プラスチックのクラッディング材料（１２）
は内側のプラスチックのコアファイバー（１０）を囲
み、そして内側のプラスチックのコアファイバー（１
２）の屈折率より小さい屈折率を有する。典型的には、
可視放射線に対して実質的に非透過性である外側のクラ
ッディング材料（１４）が、各閃光光ファイバーのプラ
スチックのクラッディング材料（１２）を囲む。各閃光
光ファイバーのプラスチックのクラッディング材料（１
２）又は外側のクラッディング材料（１４）は可融プラ
スチック材料であり、この可融プラスチック材料によっ
てアレイの各閃光光ファイバー（８）がその隣接閃光光
ファイバー（８）に溶融されている。典型的には、各閃
光光ファイバー（８）は、約１mm又はそれ以下、そして
好ましくは約１〜０.０１mmの直径を有する。閃光光フ
ァイバー（８）の長さは、典型的には約０.２〜約３０m
mである。上述したとおり、閃光光ファイバー（８）の
各々の末端は、それに透過線が入射するので、可視放射
線（１８）に対して実質的に反射性である。このシンチ
レータープレート（２２）は、mmあたり約５線対又はそ
れ以上のイメージ解像度及び約１０％又はそれ以上の可
視放射線に対する入射透過線（１６）の変換効率を特徴
とする。シンチレータープレートアレイ（２２）の各閃
光光ファイバーの成分は、上述したとおりである。
シンチレータープレート（２２）は、それに入射する透
過線（１６）を可視放射線（１８）に変換して光子イメ
ージを形成する。シンチレータープレート（２２）は、
閃光光ファイバー（８）のアレイよりなり、各ファイバ
ーの軸は、入射透過線（１６）の径路に実質的に平行で
ある。各閃光光ファイバー（８）は、可視放射線スペク
トルの少なくとも一部分において透過性であり、そして
約１.４５又はそれ以上の屈折率を有する内側のプラス
チックのコアファイバー（１０）よりなる。内側のプラ
スチックのコアファイバーは、ポリマーマトリックス材
料、金属部分及び上述した有機クエンチ抵抗性蛍光材料
よりなる。プラスチックのクラッディング材料（１２）
は内側のプラスチックのコアファイバー（１０）を囲
み、そして内側のプラスチックのコアファイバー（１
２）の屈折率より小さい屈折率を有する。典型的には、
可視放射線に対して実質的に非透過性である外側のクラ
ッディング材料（１４）が、各閃光光ファイバーのプラ
スチックのクラッディング材料（１２）を囲む。各閃光
光ファイバーのプラスチックのクラッディング材料（１
２）又は外側のクラッディング材料（１４）は可融プラ
スチック材料であり、この可融プラスチック材料によっ
てアレイの各閃光光ファイバー（８）がその隣接閃光光
ファイバー（８）に溶融されている。典型的には、各閃
光光ファイバー（８）は、約１mm又はそれ以下、そして
好ましくは約１〜０.０１mmの直径を有する。閃光光フ
ァイバー（８）の長さは、典型的には約０.２〜約３０m
mである。上述したとおり、閃光光ファイバー（８）の
各々の末端は、それに透過線が入射するので、可視放射
線（１８）に対して実質的に反射性である。このシンチ
レータープレート（２２）は、mmあたり約５線対又はそ
れ以上のイメージ解像度及び約１０％又はそれ以上の可
視放射線に対する入射透過線（１６）の変換効率を特徴
とする。シンチレータープレートアレイ（２２）の各閃
光光ファイバーの成分は、上述したとおりである。
【００２６】本発明は特に、被写体の瞬間的イメージを
得るためのラジオグラフイメージング系に関する。図３
及び３Ａを参照すると、ラジオグラフイメージング系
は、順に次のものよりなる：被写体の少なくとも一部分
を横切る透過線（１６）の源（３１）；イメージされる
被写体を配置する位置（３３）；それに入射する透過線
（１６）を可視放射線（１８）に変換して光子イメージ
を形成するシンチレータープレート（２２）；光子イメ
ージを変調電気信号に変換する電荷結合素子カメラ（２
６）；及び変調電気信号を可視イメージに変換するか、
又は、データ処理のための信号を捕えるモニター（３
５）。シンチレータープレート（２２）は、図１Ａ、１
Ｂ、２及び２Ａを参照して上に説明されている。シンチ
レータープレート（２２）は、電荷結合素子カメラ（２
６）に直接カップルされていてよいが、イメージインテ
ンシファイアー（２４）をシンチレータープレート（２
２）にカップルさせて、電荷結合素子カメラ（２６）に
はいる前に光子イメージの強度を増幅することができ
る。イメージングインテンシファイアー（２４）は、そ
の入力面に入射する、きわめて低い光レベルのイメージ
を取り、そしてそれを増幅し、その出力面において最終
イメージを示す装置である。同様に、シンチレータープ
レート（２２）は、イメージインテンシファイアー（２
４）に直接カップルされていてよいが、大きさ及び（又
は）位置の不整合の理由で、シンチレータープレート
（２２）は、イメージガイド（３０）又はファイバーオ
プティックテーパー（２８）によってイメージインテン
シファイアー（２４）にカップルされる。イメージガイ
ド（３０）は、ガイドに沿ってイメージを送るミクロフ
ァイバーのコヒーレント管束である。ファイバーオプテ
ィックテーパー（２８）は特殊なタイプのイメージガイ
ドであり、各ミクロファイバーの直径がその長さに沿っ
て小さくなっているので、テーパーの大きい直径の末端
に入射するイメージが、低い直径の出力端において大き
さが減少するか、又は縮小する。シンチレータープレー
ト（２２）のイメージ領域は、通常イメージインテンシ
ファイアー（２４）の入力面より大きいので、ファイバ
ーオプティックテーパー（２８）を用いて、典型的には
イメージを縮小（又は縮める）してイメージインテンシ
ファイアーに適応させる。同様な適応は、イメージイン
テンシファイアー（２４）の出力面と電荷結合素子カメ
ラ（２６）との間で行なうことができる。
得るためのラジオグラフイメージング系に関する。図３
及び３Ａを参照すると、ラジオグラフイメージング系
は、順に次のものよりなる：被写体の少なくとも一部分
を横切る透過線（１６）の源（３１）；イメージされる
被写体を配置する位置（３３）；それに入射する透過線
（１６）を可視放射線（１８）に変換して光子イメージ
を形成するシンチレータープレート（２２）；光子イメ
ージを変調電気信号に変換する電荷結合素子カメラ（２
６）；及び変調電気信号を可視イメージに変換するか、
又は、データ処理のための信号を捕えるモニター（３
５）。シンチレータープレート（２２）は、図１Ａ、１
Ｂ、２及び２Ａを参照して上に説明されている。シンチ
レータープレート（２２）は、電荷結合素子カメラ（２
６）に直接カップルされていてよいが、イメージインテ
ンシファイアー（２４）をシンチレータープレート（２
２）にカップルさせて、電荷結合素子カメラ（２６）に
はいる前に光子イメージの強度を増幅することができ
る。イメージングインテンシファイアー（２４）は、そ
の入力面に入射する、きわめて低い光レベルのイメージ
を取り、そしてそれを増幅し、その出力面において最終
イメージを示す装置である。同様に、シンチレータープ
レート（２２）は、イメージインテンシファイアー（２
４）に直接カップルされていてよいが、大きさ及び（又
は）位置の不整合の理由で、シンチレータープレート
（２２）は、イメージガイド（３０）又はファイバーオ
プティックテーパー（２８）によってイメージインテン
シファイアー（２４）にカップルされる。イメージガイ
ド（３０）は、ガイドに沿ってイメージを送るミクロフ
ァイバーのコヒーレント管束である。ファイバーオプテ
ィックテーパー（２８）は特殊なタイプのイメージガイ
ドであり、各ミクロファイバーの直径がその長さに沿っ
て小さくなっているので、テーパーの大きい直径の末端
に入射するイメージが、低い直径の出力端において大き
さが減少するか、又は縮小する。シンチレータープレー
ト（２２）のイメージ領域は、通常イメージインテンシ
ファイアー（２４）の入力面より大きいので、ファイバ
ーオプティックテーパー（２８）を用いて、典型的には
イメージを縮小（又は縮める）してイメージインテンシ
ファイアーに適応させる。同様な適応は、イメージイン
テンシファイアー（２４）の出力面と電荷結合素子カメ
ラ（２６）との間で行なうことができる。
【００２７】ラジオグラフイメージング系は、系イメー
ジ解像度がmmあたり５線対又はそれ以上であり、そして
入射透過線の系検出効率が約１０％又はそれ以上であ
る、改善された検出感度と共に改善されたイメージ解像
度を特徴とする。このラジオグラフイメージング系は、
いずれの透過線源でも用いることができる。透過線は、
広い範囲の高エネルギー放射線及び粒子を包含する。ラ
ジオグラフイメージング系中典型的に使用される透過線
は、電子、陽子、中性子、Ｘ線又はγ線を含み、そのう
ちＸ線及び熱中性子が特に好ましい。線源は常用のもの
であってよく、又はデジタルラジオグラフィーと共に使
用するためパルス型線源（pulsed source）であってよ
い。好ましいパルス型線源は、毎秒１０より大きいパル
スにおいて操作することができ、１.０ミリ秒未満のパ
ルス持続を持つ２０〜８０keV Ｘ線発生器である。
ジ解像度がmmあたり５線対又はそれ以上であり、そして
入射透過線の系検出効率が約１０％又はそれ以上であ
る、改善された検出感度と共に改善されたイメージ解像
度を特徴とする。このラジオグラフイメージング系は、
いずれの透過線源でも用いることができる。透過線は、
広い範囲の高エネルギー放射線及び粒子を包含する。ラ
ジオグラフイメージング系中典型的に使用される透過線
は、電子、陽子、中性子、Ｘ線又はγ線を含み、そのう
ちＸ線及び熱中性子が特に好ましい。線源は常用のもの
であってよく、又はデジタルラジオグラフィーと共に使
用するためパルス型線源（pulsed source）であってよ
い。好ましいパルス型線源は、毎秒１０より大きいパル
スにおいて操作することができ、１.０ミリ秒未満のパ
ルス持続を持つ２０〜８０keV Ｘ線発生器である。
【００２８】
【実施例】本発明は、次の実施例によって例示される
が、それによって限定するものではない。 実施例１ 高解像度デジタル乳房撮影系中使用するための閃光光フ
ァイバーを製造する。
が、それによって限定するものではない。 実施例１ 高解像度デジタル乳房撮影系中使用するための閃光光フ
ァイバーを製造する。
【００２９】スチレンをまずカラムを通すことによって
処理して抑制剤を除去する。このカラムは、Polyscienc
es, Inc., Warrington, PAからのDehibit 100マクロ網
状イオン交換樹脂を含有する。次に真空蒸留によってこ
のモノマーを精製する。４×４cmの四角い断面及び１０
０cmの長さを有するガラス重合管を硝酸及び硫酸できれ
いにし、蒸留水で洗い、次にクロロホルム中ジメチルジ
クロロシランの３０％溶液で約４時間処理する。次に管
を、順次クロロホルム、メタノール及び蒸留水で洗い、
風乾する。この処理によって、重合後管から固体プラス
チックを容易に取り出すことができる。
処理して抑制剤を除去する。このカラムは、Polyscienc
es, Inc., Warrington, PAからのDehibit 100マクロ網
状イオン交換樹脂を含有する。次に真空蒸留によってこ
のモノマーを精製する。４×４cmの四角い断面及び１０
０cmの長さを有するガラス重合管を硝酸及び硫酸できれ
いにし、蒸留水で洗い、次にクロロホルム中ジメチルジ
クロロシランの３０％溶液で約４時間処理する。次に管
を、順次クロロホルム、メタノール及び蒸留水で洗い、
風乾する。この処理によって、重合後管から固体プラス
チックを容易に取り出すことができる。
【００３０】処理された重合管に、トリフェニルメチル
鉛４５ｇと共に精製スチレン９００ｇを添加する。２,
２′−ビス（７−フェニル−９,９−ジプロピルフルオ
レン）１３ｇをこのスチレン溶液に溶解し、得られた溶
液を、くり返された凍結−真空−解凍サイクルによって
脱ガスする。管をシリコン油浴中１１０℃において２４
時間、次に１２５℃において４８時間、そして最後に１
４０℃において１２時間浸すことによって、スチレン溶
液を重合させる。油浴から取り出して後、重合スチレン
ビレットの急速な放出のために、管を液体窒素中急冷す
る。
鉛４５ｇと共に精製スチレン９００ｇを添加する。２,
２′−ビス（７−フェニル−９,９−ジプロピルフルオ
レン）１３ｇをこのスチレン溶液に溶解し、得られた溶
液を、くり返された凍結−真空−解凍サイクルによって
脱ガスする。管をシリコン油浴中１１０℃において２４
時間、次に１２５℃において４８時間、そして最後に１
４０℃において１２時間浸すことによって、スチレン溶
液を重合させる。油浴から取り出して後、重合スチレン
ビレットの急速な放出のために、管を液体窒素中急冷す
る。
【００３１】１mm×１mmの四角断面のコアファイバー
を、常法を使用してビレットから延伸する。延伸は、フ
ァイバー中いくらかの分子アラインメントを達成するよ
うに行なわれる。約３０μｍのクラッディング厚さを得
るＴＥＦＬＯＮ（登録商標）１６００無定形フルオロポ
リマー（約１６０℃のＴｇを有する）の層を被覆するこ
とによって、コアファイバーを囲むように無定形フルオ
ロポリマークラッディング材料を施用する。クラッディ
ング層は、Fluorinert（登録商標）ＦＣ−７５フルオロ
カーボン溶剤中ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦ １６０
０無定形フルオロポリマーの溶液から被覆される（ＴＥ
ＦＬＯＮ ＡＦ １６００及びFluorinertＦＣ−７５は、
E.I. du Pont de Nemours ＆ Co., Wilmington, Delawa
reの製品である。この方法によって得られる１mm×１mm
の閃光光ファイバーは、Ｘ線その他の高エネルギー放射
線を検出するために使用することができる本発明の一実
施態様である。このクラッド１mm×１mm閃光光ファイバ
ーは、更にポリビニルアセテートのメタノール溶液から
被覆されて、厚さが約５μｍのクラッディングを得る。
を、常法を使用してビレットから延伸する。延伸は、フ
ァイバー中いくらかの分子アラインメントを達成するよ
うに行なわれる。約３０μｍのクラッディング厚さを得
るＴＥＦＬＯＮ（登録商標）１６００無定形フルオロポ
リマー（約１６０℃のＴｇを有する）の層を被覆するこ
とによって、コアファイバーを囲むように無定形フルオ
ロポリマークラッディング材料を施用する。クラッディ
ング層は、Fluorinert（登録商標）ＦＣ−７５フルオロ
カーボン溶剤中ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦ １６０
０無定形フルオロポリマーの溶液から被覆される（ＴＥ
ＦＬＯＮ ＡＦ １６００及びFluorinertＦＣ−７５は、
E.I. du Pont de Nemours ＆ Co., Wilmington, Delawa
reの製品である。この方法によって得られる１mm×１mm
の閃光光ファイバーは、Ｘ線その他の高エネルギー放射
線を検出するために使用することができる本発明の一実
施態様である。このクラッド１mm×１mm閃光光ファイバ
ーは、更にポリビニルアセテートのメタノール溶液から
被覆されて、厚さが約５μｍのクラッディングを得る。
【００３２】３０mm×３０mmの断面のファイバーオプテ
ィック管束プレフォームを、３０mm×３０mmの四角断面
を有する四角い断面のガラス管中１mm×１mmの閃光光フ
ァイバーのセグメント（長さ約９００mm）を重ねること
によって調製する。重ねられたファイバーは、管の壁に
よってその場所に保たれる。次にこの四角い管を真空炉
に入れ、温度を約２００℃まで約６０分にわたって段階
的に上げ、それによってファイバーを溶融し、コアはい
くらか拡大して、ファイバーオプティック管束が形成さ
れる。加熱の間、空気の泡その他の望ましくない空隙を
避けるために真空が使用される。ガラスを液体窒素中に
おろすことによって、プラスチックプレフォームをガラ
スから放出する。別法として、ファイバーの溶融を金属
管中で行ない、これを約２００℃に上げ、内容物は、プ
ランジャーによってひき起こされる平方インチあたり約
２０００ポンド（約１４１ kgf／cm2）を受ける。ここ
でも、空気の泡を避けるために真空が用いられる。
ィック管束プレフォームを、３０mm×３０mmの四角断面
を有する四角い断面のガラス管中１mm×１mmの閃光光フ
ァイバーのセグメント（長さ約９００mm）を重ねること
によって調製する。重ねられたファイバーは、管の壁に
よってその場所に保たれる。次にこの四角い管を真空炉
に入れ、温度を約２００℃まで約６０分にわたって段階
的に上げ、それによってファイバーを溶融し、コアはい
くらか拡大して、ファイバーオプティック管束が形成さ
れる。加熱の間、空気の泡その他の望ましくない空隙を
避けるために真空が使用される。ガラスを液体窒素中に
おろすことによって、プラスチックプレフォームをガラ
スから放出する。別法として、ファイバーの溶融を金属
管中で行ない、これを約２００℃に上げ、内容物は、プ
ランジャーによってひき起こされる平方インチあたり約
２０００ポンド（約１４１ kgf／cm2）を受ける。ここ
でも、空気の泡を避けるために真空が用いられる。
【００３３】１mm×１mmの四角い断面のファイバーオプ
ティックの管束は、常法を使用してこの管束プレフォー
ムから延伸されるが、プレート形態に処理されるとき、
エントロピー収縮が起こらないことを確実にするため
に、ファイバーオプティック管束は、延伸速度の場から
の分子配向を最小にするような速さ及び温度において管
束プレフォームから延伸される。得られる１.０mm2のフ
ァイバー管束は、各々が約３３μｍのコア厚さ及び１.
０μｍの外側クラッディング厚さを有する四角い断面を
持つ約９００の閃光光ファイバーを含む。
ティックの管束は、常法を使用してこの管束プレフォー
ムから延伸されるが、プレート形態に処理されるとき、
エントロピー収縮が起こらないことを確実にするため
に、ファイバーオプティック管束は、延伸速度の場から
の分子配向を最小にするような速さ及び温度において管
束プレフォームから延伸される。得られる１.０mm2のフ
ァイバー管束は、各々が約３３μｍのコア厚さ及び１.
０μｍの外側クラッディング厚さを有する四角い断面を
持つ約９００の閃光光ファイバーを含む。
【００３４】実施例２ 実施例１のファイバーオプティック管束の短かい片を合
して溶融して、四角いミクロファイバーの大きいアレイ
を形成させることによって、高解像度デジタル乳房撮影
系において使用するためのシンチレータープレートが製
造される。実施例１中得られた１.０mm2の四角いファイ
バー管束を切って、長さ約１４mmのセグメントにする。
長さ５０mm及び幅１２mmの非レクティリニアー長方形金
属フレーム中に、この小片を端と端をつないで（end wi
se）積重ねる。積重ねられた小片で充填された時、小片
をその場に押えるようにフレームの壁を調節する。視差
効果を考慮して、ファイバーの軸は、入射Ｘ線の方向に
平行であるように配置されるので、フレームの端のファ
イバー管束がフレームの中心の垂直線に対して約２.５
°の角度で配向される。次のその場に押えられた小片を
持つフレームを真空炉に入れ、１２０℃まで約２０分に
わたって温度を段階的に上げる。加熱の間、空気の泡そ
の他の望ましくない空隙を避けるために真空が使用され
る。室温に冷却して後、ファイバー管束アレイを切り、
磨いて名目１０mmの厚さにする。次にこのシンチレータ
ーファイバープレートの磨かれた入射端にアルミニウム
の反射面を蒸着させる。
して溶融して、四角いミクロファイバーの大きいアレイ
を形成させることによって、高解像度デジタル乳房撮影
系において使用するためのシンチレータープレートが製
造される。実施例１中得られた１.０mm2の四角いファイ
バー管束を切って、長さ約１４mmのセグメントにする。
長さ５０mm及び幅１２mmの非レクティリニアー長方形金
属フレーム中に、この小片を端と端をつないで（end wi
se）積重ねる。積重ねられた小片で充填された時、小片
をその場に押えるようにフレームの壁を調節する。視差
効果を考慮して、ファイバーの軸は、入射Ｘ線の方向に
平行であるように配置されるので、フレームの端のファ
イバー管束がフレームの中心の垂直線に対して約２.５
°の角度で配向される。次のその場に押えられた小片を
持つフレームを真空炉に入れ、１２０℃まで約２０分に
わたって温度を段階的に上げる。加熱の間、空気の泡そ
の他の望ましくない空隙を避けるために真空が使用され
る。室温に冷却して後、ファイバー管束アレイを切り、
磨いて名目１０mmの厚さにする。次にこのシンチレータ
ーファイバープレートの磨かれた入射端にアルミニウム
の反射面を蒸着させる。
【００３５】この実施例の閃光ファイバープレートは、
２０〜３０ keVの範囲にわたって平均≧９０％の、高い
Ｘ線の量子吸収効率を有し、一方mmあたり１６.７線対
に相当する、３０μｍの高い空間解像度を有する。指示
された染料の使用による蛍光の小さい（＜１０％）クエ
ンチングのために光の出力は高い。
２０〜３０ keVの範囲にわたって平均≧９０％の、高い
Ｘ線の量子吸収効率を有し、一方mmあたり１６.７線対
に相当する、３０μｍの高い空間解像度を有する。指示
された染料の使用による蛍光の小さい（＜１０％）クエ
ンチングのために光の出力は高い。
【００３６】実施例３ 実施例２のシンチレータープレート４つを用いて高解像
度デシタル乳房撮影系が製造される。透過線源は、毎秒
１５パルス、パルス持続０.１ミリ秒で操作することが
できるＸ線発生器である。イメージは２０〜４０ keVに
おいて得られ、焦点スポットは直径０.１５mmである。
４つの実施例２のプレートから形成される幅１２mm、長
さ２００mmのシンチレータープレート検出器を、焦点ス
ポットから６０cmのところに置き、Ｘ線管に対して固定
してのせる。乳房に対するＸ線管プラス検出器の系の運
動は、コンピューターコントロールされる。運動は均一
であり、１.１秒の時間に胸壁の位置から乳首の向うま
で２０cmの全距離をカバーする。線位置コントロール及
び再現性は２５μmよりよい。０.１ミリ秒Ｘ線パルス持
続の間の乳房の相対的動きのための空間解像度の低下
は、１０μｍ未満に限定される。
度デシタル乳房撮影系が製造される。透過線源は、毎秒
１５パルス、パルス持続０.１ミリ秒で操作することが
できるＸ線発生器である。イメージは２０〜４０ keVに
おいて得られ、焦点スポットは直径０.１５mmである。
４つの実施例２のプレートから形成される幅１２mm、長
さ２００mmのシンチレータープレート検出器を、焦点ス
ポットから６０cmのところに置き、Ｘ線管に対して固定
してのせる。乳房に対するＸ線管プラス検出器の系の運
動は、コンピューターコントロールされる。運動は均一
であり、１.１秒の時間に胸壁の位置から乳首の向うま
で２０cmの全距離をカバーする。線位置コントロール及
び再現性は２５μmよりよい。０.１ミリ秒Ｘ線パルス持
続の間の乳房の相対的動きのための空間解像度の低下
は、１０μｍ未満に限定される。
【００３７】シンチレータープレート検出器に入射する
Ｘ線は、高い効率（≧９０％）で吸収されて、シンチレ
ーション光を生じ、これは、４つの再フォーマットミク
ロファイバーイメージガイドによって４つのイメージイ
ンテンシファイアーに送られる。イメージインテンシフ
ァイアーの入力面において四角いイメージを生じる必要
があるので、イメージガイドは、イメージインテンシフ
ァイアーにおいてスクランブルイメージを生じる。イメ
ージインテンシファイアーの出力面は、ファイバーオプ
ティック面板を経て低ノイズ電荷結合素子に直接カップ
ルされる。電荷結合素子の出力はデジタル化され、コン
ピューターに移され、そこでイメージはスクランブルで
なくなり、適当なアルゴリズムを使用して再構築され
る。
Ｘ線は、高い効率（≧９０％）で吸収されて、シンチレ
ーション光を生じ、これは、４つの再フォーマットミク
ロファイバーイメージガイドによって４つのイメージイ
ンテンシファイアーに送られる。イメージインテンシフ
ァイアーの入力面において四角いイメージを生じる必要
があるので、イメージガイドは、イメージインテンシフ
ァイアーにおいてスクランブルイメージを生じる。イメ
ージインテンシファイアーの出力面は、ファイバーオプ
ティック面板を経て低ノイズ電荷結合素子に直接カップ
ルされる。電荷結合素子の出力はデジタル化され、コン
ピューターに移され、そこでイメージはスクランブルで
なくなり、適当なアルゴリズムを使用して再構築され
る。
【００３８】各イメージガイドは、一端に配置された１
０μｍの直径のガラス光ファイバーの管束よりなり、５
０mm×１２mmの長方形を形成してシンチレータープレー
トの出力面に整合している。イメージガラスの出力は、
小口で２４.５mmの四角い断面を有し、イメージインテ
ンシファイアーの入口面と整合している。シンチレータ
ープレートからの光は、３５.６°までの角度でイメー
ジガイドにはいるので、４１°のイメージガイド透過受
容角度とのシンチレーション光の角度分布の整合があ
る。イメージガイド中シンチレーション光の減衰は、２
０cmの距離を超えて５％未満である。
０μｍの直径のガラス光ファイバーの管束よりなり、５
０mm×１２mmの長方形を形成してシンチレータープレー
トの出力面に整合している。イメージガラスの出力は、
小口で２４.５mmの四角い断面を有し、イメージインテ
ンシファイアーの入口面と整合している。シンチレータ
ープレートからの光は、３５.６°までの角度でイメー
ジガイドにはいるので、４１°のイメージガイド透過受
容角度とのシンチレーション光の角度分布の整合があ
る。イメージガイド中シンチレーション光の減衰は、２
０cmの距離を超えて５％未満である。
【００３９】４０mmの第一世代イメージインテンシファ
イアー（Delft Electronische Production（オランダ）
から入手できる）は、その入力面がイメージガイドを受
容するのに適当である２８.３mmの四角いイメージを収
容することができるので、それが使用される。第一世代
イメージインテンシファイアーは、電子加速を得るため
に静電の場を基にするものである。第一世代の４０mmの
イメージインテンシファイアーは、少なくとも２０００
の線形性の範囲を有し；例えば９５線対／mmのすぐれた
解像度を有し；長い寿命（例えば２０,０００時間）を
持つ傾向があり；その寿命の間安定なゲインを有し；そ
して他の類似のサイズの装置よりいくらか低いノイズを
有する。
イアー（Delft Electronische Production（オランダ）
から入手できる）は、その入力面がイメージガイドを受
容するのに適当である２８.３mmの四角いイメージを収
容することができるので、それが使用される。第一世代
イメージインテンシファイアーは、電子加速を得るため
に静電の場を基にするものである。第一世代の４０mmの
イメージインテンシファイアーは、少なくとも２０００
の線形性の範囲を有し；例えば９５線対／mmのすぐれた
解像度を有し；長い寿命（例えば２０,０００時間）を
持つ傾向があり；その寿命の間安定なゲインを有し；そ
して他の類似のサイズの装置よりいくらか低いノイズを
有する。
【００４０】用いられる常用の電荷結合素子カメラは、
次の特性を有する：８mm×８mmの入力面サイズ；６μｍ
×６μｍのピリセルサイズ；１０２４×１０２４のアレ
イサイズ；線形性＞２０００；ノイズ（ｅ／ピクセル）
≦２０；完全フレーム構成；＞５０％の５５０nmにおけ
る量子効率；及びこの場合１５フレーム／秒の読出し速
度。
次の特性を有する：８mm×８mmの入力面サイズ；６μｍ
×６μｍのピリセルサイズ；１０２４×１０２４のアレ
イサイズ；線形性＞２０００；ノイズ（ｅ／ピクセル）
≦２０；完全フレーム構成；＞５０％の５５０nmにおけ
る量子効率；及びこの場合１５フレーム／秒の読出し速
度。
【００４１】電荷結合素子カメラの出力からのイメージ
の再構築の間、全部で６４フレームを与える間１.１秒
間に１５フレーム／秒で１０２４×１０２４のイメージ
が読み取られる。乳房の最終Ｘ線像を表示する前に、デ
ータ処理の際要求される常用の工程が用いられる。イメ
ージ再構築は、リアルタイム獲得、処理、蓄積及び表示
ワーク・ステーションを使用して実施される。Sun Micr
osystems Computer Corporation, San Jose, Californi
aからのSUN SPARCstation（登録商標）１０モデル５２
をこの目的に使用することができる。モニター表示、２
０００×２０００カラーモニターである。この系を使用
すると、オペレーターは、像の任意の限られた区域にお
いても像を横切るロウム（roam）及び２又は４倍のズー
ム・インへのアクセスを有する。
の再構築の間、全部で６４フレームを与える間１.１秒
間に１５フレーム／秒で１０２４×１０２４のイメージ
が読み取られる。乳房の最終Ｘ線像を表示する前に、デ
ータ処理の際要求される常用の工程が用いられる。イメ
ージ再構築は、リアルタイム獲得、処理、蓄積及び表示
ワーク・ステーションを使用して実施される。Sun Micr
osystems Computer Corporation, San Jose, Californi
aからのSUN SPARCstation（登録商標）１０モデル５２
をこの目的に使用することができる。モニター表示、２
０００×２０００カラーモニターである。この系を使用
すると、オペレーターは、像の任意の限られた区域にお
いても像を横切るロウム（roam）及び２又は４倍のズー
ム・インへのアクセスを有する。
【００４２】系の量子効率は、有効にはイメージインテ
ンシファイアー及び電荷結合素子カメラとカップルされ
たシンチレータープレートの組合せの量子効率である。
２０keVのＸ線量子エネルギーの場合には、シンチレー
タープレートに入射する各Ｘ線量子についてイメージイ
ンテンシファイアーの入力面において少なくとも１つの
光電子を生じる確率は、８２％又はそれ以上である。イ
メージインテンシファイアーカソードの波長応答へのシ
ンチレーター発光スペクトルの形を注意深く整合させる
ことにより、量子効率を改善することができる。系のポ
アソン統計によれば、相互作用Ｘ線あたり少なくとも１
つの光電子が得られる確率は、９７％にもなることが示
される。イメージインテンシファイアーのゲインは１０
０より大きいので、発生する各入射光電子について、イ
メージインテンシファイアーの出口面において少なくと
も１００の光子がつくり出され、電荷結合素子カメラに
到達する。５０％の量子効率を有する電荷結合素子カメ
ラは、シンチレータープレートに入射するＸ線あたり少
なくとも５０の光電子を発生する。このようにして、典
型的なＸ線は、系中のノイズよりかなり過剰の信号を発
生する。
ンシファイアー及び電荷結合素子カメラとカップルされ
たシンチレータープレートの組合せの量子効率である。
２０keVのＸ線量子エネルギーの場合には、シンチレー
タープレートに入射する各Ｘ線量子についてイメージイ
ンテンシファイアーの入力面において少なくとも１つの
光電子を生じる確率は、８２％又はそれ以上である。イ
メージインテンシファイアーカソードの波長応答へのシ
ンチレーター発光スペクトルの形を注意深く整合させる
ことにより、量子効率を改善することができる。系のポ
アソン統計によれば、相互作用Ｘ線あたり少なくとも１
つの光電子が得られる確率は、９７％にもなることが示
される。イメージインテンシファイアーのゲインは１０
０より大きいので、発生する各入射光電子について、イ
メージインテンシファイアーの出口面において少なくと
も１００の光子がつくり出され、電荷結合素子カメラに
到達する。５０％の量子効率を有する電荷結合素子カメ
ラは、シンチレータープレートに入射するＸ線あたり少
なくとも５０の光電子を発生する。このようにして、典
型的なＸ線は、系中のノイズよりかなり過剰の信号を発
生する。
【００４３】実施例４ 例３の乳房撮影系の原形イメージャーが、解像度限界を
求めるために構築される。各直径３０μｍの５６２,０
００のミクロファイバーから構成される四角の２５mm×
２５mm×１cm厚さのシンチレータープレートが、実質的
に実施例２に記載されたとおりに製造される。プレート
の面積は、実施例３のスロットシンチレータープレート
とほぼ等しい。プレートをテーパー付き（１.５：１）
ガラスミクロファイバー（直径６μｍ）イメージガイド
にカップルし、これをBurle Industries, Inc. 型 s 81
035 E 11Aイメージインテンシファイアーに連結する。B
urle Industries, Inc.型 T C301 E電荷結合素子センサ
ーを使用して強化されたイメージを読み出す。Macintos
h ComputerのためのData Translation, Inc.型 DT2322
フレームグラッバーを使用して後の解析のためのイメー
ジを得る。
求めるために構築される。各直径３０μｍの５６２,０
００のミクロファイバーから構成される四角の２５mm×
２５mm×１cm厚さのシンチレータープレートが、実質的
に実施例２に記載されたとおりに製造される。プレート
の面積は、実施例３のスロットシンチレータープレート
とほぼ等しい。プレートをテーパー付き（１.５：１）
ガラスミクロファイバー（直径６μｍ）イメージガイド
にカップルし、これをBurle Industries, Inc. 型 s 81
035 E 11Aイメージインテンシファイアーに連結する。B
urle Industries, Inc.型 T C301 E電荷結合素子センサ
ーを使用して強化されたイメージを読み出す。Macintos
h ComputerのためのData Translation, Inc.型 DT2322
フレームグラッバーを使用して後の解析のためのイメー
ジを得る。
【００４４】この系の場合のエッジ応答関数を、０.０
５mmの厚さの鉛板について測定する。次にエッジ応答関
数から計算される線広がり関数のフーリエ変換から系の
変調伝達関数を得る。この原形系の場合の限界解像度
は、約１０線対／mmであることが見出されている。
５mmの厚さの鉛板について測定する。次にエッジ応答関
数から計算される線広がり関数のフーリエ変換から系の
変調伝達関数を得る。この原形系の場合の限界解像度
は、約１０線対／mmであることが見出されている。
【００４５】系の解像度は、次の個々の解像度をくりこ
んだ（convolute）結果である： シンチレータープレート １６.７線対／mm テーパー付きイメージガイド ８３ 線対／mm イメージインテンシファイアー ７５ 線対／mm 電荷結合素子 ２５ 線対／mm 限界系解像度は、シンチレータープレート及び電荷結合
素子によってコントロールされ、その２５線対／mmは、
シンチレータープレートに逆転換する時１.５で割られ
る（テーパーのため）。
んだ（convolute）結果である： シンチレータープレート １６.７線対／mm テーパー付きイメージガイド ８３ 線対／mm イメージインテンシファイアー ７５ 線対／mm 電荷結合素子 ２５ 線対／mm 限界系解像度は、シンチレータープレート及び電荷結合
素子によってコントロールされ、その２５線対／mmは、
シンチレータープレートに逆転換する時１.５で割られ
る（テーパーのため）。
【００４６】実施例３の乳房撮影系の場合の系解像度は
同様にして求められ、この場合個々の解像度は次のとお
りである： シンチレータープレート １６.７線対／mm イメージガイド ５０ 線対／mm イメージインテンシファイアー ９５ 線対／mm 電荷結合素子（６μｍのピクセル） ８４ 線対／mm 限界系解像度は、閃光プレート（１６.７線対／mm）及
び電荷結合素子（８４線対／mm、イメージインテンシフ
ァイアー中縮小のため４で割って２１線対／mmを得る）
によって求められる。したがって実施例３の乳房撮影系
の系解析度は、約１２線対／mmである。
同様にして求められ、この場合個々の解像度は次のとお
りである： シンチレータープレート １６.７線対／mm イメージガイド ５０ 線対／mm イメージインテンシファイアー ９５ 線対／mm 電荷結合素子（６μｍのピクセル） ８４ 線対／mm 限界系解像度は、閃光プレート（１６.７線対／mm）及
び電荷結合素子（８４線対／mm、イメージインテンシフ
ァイアー中縮小のため４で割って２１線対／mmを得る）
によって求められる。したがって実施例３の乳房撮影系
の系解析度は、約１２線対／mmである。
【００４７】実施例５ リアルタイム熱中性子イメージング系が、本発明のシン
チレータープレートを用いて、非破壊試験、例えば、主
要航空機部品（翼、ジェットエンジン等）の検査におい
て使用するため構築される。各々が約３０μｍのコア厚
さ及び１μｍの外側クラッディング厚さを有する四角の
断面を持つ約９００の閃光光ファイバーを含む１.０mm2
の閃光光ファイバー管束を、実施例１に記載されたとお
りにして得るが、ただし１mm×１mmの四角断面のコアフ
ァイバーは、次の方法によって製造される。
チレータープレートを用いて、非破壊試験、例えば、主
要航空機部品（翼、ジェットエンジン等）の検査におい
て使用するため構築される。各々が約３０μｍのコア厚
さ及び１μｍの外側クラッディング厚さを有する四角の
断面を持つ約９００の閃光光ファイバーを含む１.０mm2
の閃光光ファイバー管束を、実施例１に記載されたとお
りにして得るが、ただし１mm×１mmの四角断面のコアフ
ァイバーは、次の方法によって製造される。
【００４８】リチウム−６（6Ｌｉ）を含有するポリマ
ーマトリックス材料を、ｐ−カルボキシスチレンモノマ
ーの重合、次に生成したポリマーを水素化リチウム−６
（6ＬｉＨ）と反応させることによって合成する。この
方法においては、ｐ−カルボキシスチレンは、塊熱重合
によって重合される。５重量％の水素化リチウム−６（
6ＬｉＨ）を反応混合物に溶解し、カルボキシ基と反応
させて、リチウム化ポリ−ｐ−カルボキシスチレンを生
成させる。このポリマーの顆粒を、１重量％のクエンチ
抵抗性色素２,７−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−９,９
−ジプロピル−フルオレンと共に押出機のホッパーに添
加する。この混合物を押出機のバレル中で混合し、得ら
れるポリマー溶液を押出して１mm四角の閃光ファイバー
コアとする。次にこの四角のファイバーコアを、上に実
施例１と同様にクラッドする。
ーマトリックス材料を、ｐ−カルボキシスチレンモノマ
ーの重合、次に生成したポリマーを水素化リチウム−６
（6ＬｉＨ）と反応させることによって合成する。この
方法においては、ｐ−カルボキシスチレンは、塊熱重合
によって重合される。５重量％の水素化リチウム−６（
6ＬｉＨ）を反応混合物に溶解し、カルボキシ基と反応
させて、リチウム化ポリ−ｐ−カルボキシスチレンを生
成させる。このポリマーの顆粒を、１重量％のクエンチ
抵抗性色素２,７−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−９,９
−ジプロピル−フルオレンと共に押出機のホッパーに添
加する。この混合物を押出機のバレル中で混合し、得ら
れるポリマー溶液を押出して１mm四角の閃光ファイバー
コアとする。次にこの四角のファイバーコアを、上に実
施例１と同様にクラッドする。
【００４９】実施例２に記載されたとおり閃光光ファイ
バー管束からシンチレータープレート、即ち中性子コン
バータープレートを製造するが、ただし仕上プレートの
寸法は３０cm×３０cm四角×０.５cm厚さであり、ミク
ロファイバーは直径３０μｍである。この中性子コンバ
ータープレートは、熱中性子（０.０１ eV≦Ｅ≦０.０
２５ eV）について９０％の中性子検出効率及び５線対
／mmの解像度を有するが、中性子に伴なうことがあるγ
線に反応しない。熱中性子源は、１０6中性子／cm2／秒
の熱フラックスを与える。長さ／直径比２５、３０cm×
３０cmのイメージサイズを持つ加速器である。加速器は
ポータブルであり、中性子コンバータープレートと固定
して並べたターンキイ操作で使用することができる。中
性子コンバータープレートは、４つのグループのイメー
ジインテンシファイアー／電荷結合素子モジュールの組
立体にカップルされているので、コンバータープレート
の各１５cm×１５cmの四分区間の出力は、テーパー付き
（５：１）ファイバーオプティックイメージガイドによ
ってイメージインテンシファイアーの入力面にカップル
されている。４つのイメージインテンシファイアー／電
荷結合素子モジュールの各々は、実施例３に記載された
ものと実質的に同じである。
バー管束からシンチレータープレート、即ち中性子コン
バータープレートを製造するが、ただし仕上プレートの
寸法は３０cm×３０cm四角×０.５cm厚さであり、ミク
ロファイバーは直径３０μｍである。この中性子コンバ
ータープレートは、熱中性子（０.０１ eV≦Ｅ≦０.０
２５ eV）について９０％の中性子検出効率及び５線対
／mmの解像度を有するが、中性子に伴なうことがあるγ
線に反応しない。熱中性子源は、１０6中性子／cm2／秒
の熱フラックスを与える。長さ／直径比２５、３０cm×
３０cmのイメージサイズを持つ加速器である。加速器は
ポータブルであり、中性子コンバータープレートと固定
して並べたターンキイ操作で使用することができる。中
性子コンバータープレートは、４つのグループのイメー
ジインテンシファイアー／電荷結合素子モジュールの組
立体にカップルされているので、コンバータープレート
の各１５cm×１５cmの四分区間の出力は、テーパー付き
（５：１）ファイバーオプティックイメージガイドによ
ってイメージインテンシファイアーの入力面にカップル
されている。４つのイメージインテンシファイアー／電
荷結合素子モジュールの各々は、実施例３に記載された
ものと実質的に同じである。
【００５０】系の量子効率は、コンバータープレートに
入射される中性子あたり、１９６０の光電子が各電荷結
合素子から発生し、約６７電子のノイズを付随するもの
である。単一の中性子が検出される時、全信号対ノイズ
比は３０：１である。系の空間解像度は、コンバーター
プレート、テーパー付きファイバーオプティックス、イ
メージインテンシファイアー及び電荷結合素子からの寄
与によって決定されるが、主な限定構成要素はコンバー
タープレートである。入射中性子によって生じる荷電粒
子の比較的長い停止範囲のために、半分を超えるシンチ
レーション光を発生する発生したα−粒子が、シンチレ
ーションファイバーコアのサイズに比肩し得る範囲を有
するように、コンバータープレートは系の空間解像度を
限定する。したがって、３０μｍの閃光ファイバーコア
を有するコンバータープレートは、少なくとも５線対／
mmの空間解像度を有する。
入射される中性子あたり、１９６０の光電子が各電荷結
合素子から発生し、約６７電子のノイズを付随するもの
である。単一の中性子が検出される時、全信号対ノイズ
比は３０：１である。系の空間解像度は、コンバーター
プレート、テーパー付きファイバーオプティックス、イ
メージインテンシファイアー及び電荷結合素子からの寄
与によって決定されるが、主な限定構成要素はコンバー
タープレートである。入射中性子によって生じる荷電粒
子の比較的長い停止範囲のために、半分を超えるシンチ
レーション光を発生する発生したα−粒子が、シンチレ
ーションファイバーコアのサイズに比肩し得る範囲を有
するように、コンバータープレートは系の空間解像度を
限定する。したがって、３０μｍの閃光ファイバーコア
を有するコンバータープレートは、少なくとも５線対／
mmの空間解像度を有する。
【００５１】実施例６ 閃光光ファイバーが、すべて実施例１と同様にして製造
されるが、ただしトリフェニルメチル鉛の代りにトリメ
チルフェニルすず１３０ｇを含有する。実施例１の蛍光
染料に加えて、ファイバー処方物は又、ナフタレン１０
０ｇも含有する。すず化合物は２０ keV Ｘ線の吸収を
増強し、ナフタレンは閃光ファイバーの光出力を増強す
る。
されるが、ただしトリフェニルメチル鉛の代りにトリメ
チルフェニルすず１３０ｇを含有する。実施例１の蛍光
染料に加えて、ファイバー処方物は又、ナフタレン１０
０ｇも含有する。すず化合物は２０ keV Ｘ線の吸収を
増強し、ナフタレンは閃光ファイバーの光出力を増強す
る。
【００５２】実施例７ リアルタイム熱中性子イメージング系が、実施例１に記
載されたようにして得られる閃光光ファイバー管束を使
用して構築されるが、ただしスチレンモノマーは、１３
重量％のジカルバドデカルボランを含有するようにし
た。ジカルバドデカルボラン中ほう素は、ほう素１０同
位元素（10Ｂ）９７重量％である。シンチレータープレ
ート、即ち中性子コンバータープレートは、このファイ
バー管束から製造され、実施例５に記載されたとおりに
用いられるが、ただしプレートは、ファイバーオッティ
ックテーパーを経由して電荷結合素子に直接連結され
る。このプレートは、熱中性子について９５％を超える
検出効率を有する。
載されたようにして得られる閃光光ファイバー管束を使
用して構築されるが、ただしスチレンモノマーは、１３
重量％のジカルバドデカルボランを含有するようにし
た。ジカルバドデカルボラン中ほう素は、ほう素１０同
位元素（10Ｂ）９７重量％である。シンチレータープレ
ート、即ち中性子コンバータープレートは、このファイ
バー管束から製造され、実施例５に記載されたとおりに
用いられるが、ただしプレートは、ファイバーオッティ
ックテーパーを経由して電荷結合素子に直接連結され
る。このプレートは、熱中性子について９５％を超える
検出効率を有する。
【００５３】実施例８ リアルタイム熱中性子イメージング系が、実施例７に記
載されたとおり構築されるが、ただしファイバーを含有
しない１mmの厚さの固形のプラスチックのシンチレータ
ープレートが用いられる。この場合には、固形のプラス
チックプレートは、実施例８のシンチレーター処方物か
ら製造され、９７％の高いほう素１０（ 10Ｂ）よりなる
ジカルバドデカルボラン１５重量％を含有する。このプ
レートは、直接にか、又はファイバーオプティックテー
パーを経由して、位置感受性光電子増倍管（例えばモデ
ルHamamatsu R 2486）にカップルされる。この系を使用
すると、中程度の空間解像度（約１mm）の中性子イメー
ジングと共に、高い計数速度（≧１０6／秒）を実現す
ることができる。
載されたとおり構築されるが、ただしファイバーを含有
しない１mmの厚さの固形のプラスチックのシンチレータ
ープレートが用いられる。この場合には、固形のプラス
チックプレートは、実施例８のシンチレーター処方物か
ら製造され、９７％の高いほう素１０（ 10Ｂ）よりなる
ジカルバドデカルボラン１５重量％を含有する。このプ
レートは、直接にか、又はファイバーオプティックテー
パーを経由して、位置感受性光電子増倍管（例えばモデ
ルHamamatsu R 2486）にカップルされる。この系を使用
すると、中程度の空間解像度（約１mm）の中性子イメー
ジングと共に、高い計数速度（≧１０6／秒）を実現す
ることができる。
【００５４】この実施例は、１種又はそれ以上の芳香族
ポリマー又はコポリマーを含むポリマーマトリックス材
料；ジカルバドデカルボランである金属部分；及び有機
蛍光材料よりなる固形のプラスチックシンチレーターを
実証する。場合によっては、有機蛍光材料は、有機クエ
ンチ抵抗性蛍光材料である。
ポリマー又はコポリマーを含むポリマーマトリックス材
料；ジカルバドデカルボランである金属部分；及び有機
蛍光材料よりなる固形のプラスチックシンチレーターを
実証する。場合によっては、有機蛍光材料は、有機クエ
ンチ抵抗性蛍光材料である。
【図１】ＡおよびＢは、各々単一の閃光光ファイバーの
細部を例示する断面図である。
細部を例示する断面図である。
【図２】Ａはファイバーオプティック、シンチレーター
プレートの細部を例示する図であり、ＢはＡの円で囲ん
だ部分の拡大図である。
プレートの細部を例示する図であり、ＢはＡの円で囲ん
だ部分の拡大図である。
【図３】Ａはリアルタイム、ラジオグラフ系を例示する
模式図であり、ＢはＡの円で囲んだ部分の拡大図であ
る。
模式図であり、ＢはＡの円で囲んだ部分の拡大図であ
る。
８ 閃光光ファイバー １０ コアファイバー １２ クラッディング材料 １４ 外側のクラッディング材料 １６ 透過線 １８ 可視光線 ２０ 反射性材料 ２２ シンチレータープレート ２４ イメージインテンシファイアー ２６ 電荷結合素子カメラ ２８ ファイバーオプティックテーパー ３０ イメージガイド
フロントページの続き (72)発明者 ジエイコブ・ラフイエル・テイミアンスキ ー アメリカ合衆国フロリダ州32601．ゲイン ズビル．サウスウエスト シクステイーン スアベニユー710．アパートメント201
Claims (36)
- 【請求項１】 ａ） 可視放射線スペクトルの少なくと
も一部分において透過性であり、そして約１.４５又は
それ以上の屈折率を有する内側のプラスチックのコアフ
ァイバーであって、 １） ポリマーマトリックス材料； ２） 金属部分；及び ３） 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー； ｂ） 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約０.１又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料よりなる閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項２】 ポリマーマトリックス材料が１種又はそ
れ以上の芳香族ポリマー又はコポリマーよりなる請求項
１の閃光光ファイバー。 - 【請求項３】 ポリマーマトリックス材料がポリスチレ
ン、ポリビニルトルエン、ポリビニルキシレン、ポリビ
ニルビフェニル、ポリビニルターフェニルもしくはポリ
ビニルアンスラセン、又はスチレン、ビニルトルエン、
ビニルキシレン、Ｃ2〜Ｃ20アルキル−スチレン、ジビ
ニルベンゼンもしくはそれらの組合せのコポリマーであ
る請求項２の閃光光ファイバー。 - 【請求項４】 ポリマーマトリックス材料が芳香族化合
物である可塑剤を含有する請求項１の閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項５】 ポリマーマトリックス材料が約４０℃又
はそれ以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する請求項１
の閃光光ファイバー。 - 【請求項６】 ポリマーマトリックス材料が芳香族化合
物をその中に溶解している１種又はそれ以上のアクリル
系ポリマー又はコポリマーよりなる請求項１の閃光光フ
ァイバー。 - 【請求項７】 芳香族化合物がナフタレン又はピレンで
ある請求項４又は６の閃光光ファイバー。 - 【請求項８】 有機蛍光材料が可視放射線スペクトルの
少なくとも一部分において蛍光を発する化合物である請
求項１〜７のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項９】 内側のプラスチックコアファイバーが２
種又はそれ以上の蛍光材料を含有する請求項１〜８のい
ずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項１０】 有機蛍光材料が内側のプラスチックコ
アファイバーの約０.１重量％又はそれ以上よりなる請
求項１〜８のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項１１】 有機蛍光材料が有機クエンチ抵抗性蛍
光材料である請求項１〜１０のいずれかの閃光光ファイ
バー。 - 【請求項１２】 有機クエンチ抵抗性蛍光材料が２,７
−ジフェニルフルオレン、２,７−ジフェニル−９,９−
ジプロピルフルオレン、２,７−ジ（ｐ−メトキシフェ
ニル)−９,９−ジプロピルフェニル、２,７−ジ(ｔ−ア
ミルフェニル）−９,９−ジプロピルフルオレン、２,
２′−ビス(７−フェニル−９,９−ジプロピルフルオレ
ン)、４,４″−ジ−ｔ−アミル−ｐ−ターフェニル及び
それらの組合せよりなる群から選択される化合物である
請求項１１の閃光光ファイバー。 - 【請求項１３】 有機蛍光材料がポリマーマトリックス
材料に化学的に結合している請求項１〜１１のいずれか
の閃光光ファイバー。 - 【請求項１４】 放射線によって励起されるとき金属部
分が光を発する請求項１〜１３のいずれかの閃光光ファ
イバー。 - 【請求項１５】 金属部分が燐光体である請求項１４の
閃光光ファイバー。 - 【請求項１６】 金属部分が鉛、ビスマス、すず、リチ
ウム６、ほう素１０、インジウム、ガドリニウム又はそ
れらの組合せである請求項１〜１３のいずれかの閃光光
ファイバー。 - 【請求項１７】 金属部分が無機化合物又は有機金属化
合物である請求項１６の閃光光ファイバー。 - 【請求項１８】 金属部分がオキシ硫化ガドリニウム、
テトラエチル鉛、テトラブチル鉛、テトラフェニル鉛、
トリフェニルメチル鉛、ヘキサヒドロ安息香酸鉛、ヘキ
サヒドロボレート、トリメチルフェニルすず、ジカルバ
ドデカルボラン又はそれらの組合せである請求項１６の
閃光光ファイバー。 - 【請求項１９】 金属部分が約９５重量％又はそれ以上
のほう素１０同位元素（10Ｂ）を含有するジカルバドデ
カルボランである請求項１８の閃光光ファイバー。 - 【請求項２０】 金属部分が内側のプラスチックのコア
ファイバーの約１重量％又はそれ以上よりなる請求項１
〜１９のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項２１】 金属部分がポリマーマトリックス材料
に化学的に結合している請求項１６の閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項２２】 内側のプラスチックのコアファイバー
を囲むプラスチックのクラッディング材料が無定形のフ
ルオロポリマーよりなる請求項１〜２１のいずれかの閃
光光ファイバー。 - 【請求項２３】 内側のプラスチックのコアファイバー
を囲むプラスチックのクラッディング材料が鉛、ビスマ
ス、スズ、リチウム６、ほう素１０、インジウム、ガド
リニウム及びそれらの組合せよりなる群から選択される
部分である添加金属部分を含有する請求項１〜２２のい
ずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項２４】 内側のプラスチックのコアファイバー
を囲むプラスチックのクラッディング材料が約０.２又
はそれ以上の差で内側のプラスチックのコアファイバー
の屈折率より小さい屈折率を有する請求項１〜２３のい
ずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項２５】 外側のクラッディング材料がプラスチ
ックのクラッディング材料を囲み、そして外側のクラッ
ディング材料が可視放射線に実質的に非透過性である請
求項１〜２４のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項２６】 プラスチックのクラッディング材料を
囲む外側のクラッディング材料が金属又は合金又は可融
プラスチック材料である請求項２５の閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項２７】 プラスチックのクラッディング材料を
囲む外側のクラッディング材料が更に可融プラスチック
材料でクラッディングされている金属又は合金である、
請求項２５の閃光光ファイバー。 - 【請求項２８】 閃光光ファイバーのアレイよりなり、
各ファイバーの軸が入射透過線の経路に実質的に平行で
あり、各閃光光ファイバーが請求項１〜２７のいずれか
による、入射する透過線を可視放射線に変換して光子イ
メージを形成するシンチレータープレート。 - 【請求項２９】 プラスチックのクラッディング材料又
はプラスチックのクラッディング材料を囲む外側のクラ
ッディング材料が可融プラスチック材料であり、そして
アレイの各閃光光ファイバーが可融プラスチック材料に
よってその隣接閃光光ファイバーに溶融されている請求
項２８のシンチレータープレート。 - 【請求項３０】 閃光光ファイバーの各々が約１mm又は
それ以下の直径を有する請求項２８のシンチレータープ
レート。 - 【請求項３１】 閃光光ファイバーの長さが約０.２〜
約３０mmである請求項２８のシンチレータープレート。 - 【請求項３２】 入射透過線がその上に入射する閃光光
ファイバーの各々の末端が、可視放射線に対して実質的
に反射性である請求項２８〜３１のいずれかのシンチレ
ータープレート。 - 【請求項３３】 入射透過線の吸収効率が約１０％又は
それ以上であり、そしてイメージ解像度がmmあたり約５
線対又はそれ以上である請求項２８〜３２のいずれかの
シンチレータープレート。 - 【請求項３４】 順に Ａ） 透過線が電子、陽子、中性子、Ｘ線又はγ線より
なる、被写体の少なくとも一部分を横切る透過線源； Ｂ） イメージされる被写体を置く位置； Ｃ） その上に入射する透過線を可視放射線に変換して
光子イメージを形成するシンチレータープレート； Ｄ） 光子イメージを変調電気信号に変換する電荷結合
素子カメラ；及び Ｅ） 変調電気信号を可視イメージに変換するか、又は
データ処理のために信号を捕えるモニター よりなり、シンチレータープレートが請求項２８〜３３
によるものである、被写体の瞬間的イメージを得るため
のラジオグラフイメージング系。 - 【請求項３５】 イメージインテンシファイアーをシン
チレーションプレート（Ｃ）にカップルさせて電荷結合
素子カメラ（Ｄ）にはいる光子イメージの強度を増幅す
る請求項３４のラジオグラフイメージング系。 - 【請求項３６】 シンチレータープレートがイメージガ
イド又はファイバーオプティックテーパーによってイメ
ージインテンシファイアーにカップルされている請求項
３４か又は請求項３５のラジオグラフイメージング系。
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