JPH10282244A - シンチレータアレイ - Google Patents

シンチレータアレイ

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JPH10282244A
JPH10282244A JP8692197A JP8692197A JPH10282244A JP H10282244 A JPH10282244 A JP H10282244A JP 8692197 A JP8692197 A JP 8692197A JP 8692197 A JP8692197 A JP 8692197A JP H10282244 A JPH10282244 A JP H10282244A
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JP
Japan
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scintillator
array
scintillator array
scintillators
light
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Application number
JP8692197A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Uchida
博 内田
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンチレータアレイ全体の寸法精度を上げる
と共に、容易な組立作業によって製作することが可能な
シンチレータアレイを提供することを目的とする。 【解決手段】 所定の間隔にシンチレータ挿入用穴16
を有するシンチレータ配置用治具2にシンチレータ3を
嵌合し、各シンチレータ3間の間隙に光反射率の大きい
線材4を格子状に積み重ねてこの間隙に充填する。その
後、シンチレータアレイ1の側面を反射材テープ6など
で覆い、上面を反射材シート5などで覆う。最後に、シ
ンチレータ配置用治具2を取りはずし、シンチレータ3
の露呈した面を光電子増倍管などの光検出器に光学結合
剤を用いて接着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線の入射に伴
い発光する複数のシンチレータからなるシンチレータア
レイの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】放射線の入射に伴い発光する複数のシン
チレータからなるシンチレータアレイは、光電子増倍管
などに接続され、放射線検出器として用いられる。シン
チレータアレイは、図8に示す如く、横一列に並べられ
た複数のシンチレータ3が上下に複数積み重ねられるこ
とにより構成され、光電子増倍管7の入射窓8に光学結
合剤を介して接着される。上記シンチレータアレイ1
は、放射線が入射すると放射線入射箇所のシンチレータ
3が短く発光し、光電子増倍管7の入射窓8に放射線強
度に比例した光量を出力する機能を有している。また、
上記光電子増倍管7は高感度光検出器であり、真空管1
3の内部には、光を電子に変換する陰極(光電面)、収
束電極、電子増倍部(ダイノード)、及び電子を集める
陽極などを有している。入射窓の反対側の端面には、複
数のステムピン14が設置されており、光強度に応じた
電気出力ができるようになっている。
【0003】従来、シンチレータアレイは図9から図1
2のいずれかに示すように構成されていた。第1のシン
チレータアレイは、図9に示す如く、個々のシンチレー
タ3に厚さが一定になるように反射剤9を塗布したり、
また個々のシンチレータ3にテフロンなどの反射材から
なるテープ10を巻き、その後、これらの個々のシンチ
レータ3をアレイ形に組み上げて製造されたシンチレー
タアレイである。
【0004】次に、第2のシンチレータアレイは、図1
0に示す如く、単一のシンチレータ3の塊に所定の間隔
で複数の溝11を掘った後、この複数の溝11に反射剤
をそれぞれ注入して製造されたシンチレータアレイであ
る。
【0005】そして、第3のシンチレータアレイは、図
11に示す如く、光反射率の高い素材で形成されている
か、あるいは周囲に反射剤が塗布されている複数の仕切
板12でシンチレータ3を挟み込んで完全に仕切った
後、アレイ形に組み上げて製造されたシンチレータアレ
イである。
【0006】最後に、第4のシンチレータアレイは、図
12に示す如く、光反射率の大きい板材を使用して、所
定の間隔で整列した封入穴を持ったシンチレータ収納容
器15を製作し、その封入穴の中にシンチレータを嵌合
して製造されたシンチレータアレイである。
【0007】尚、この種の先行文献として特開平1−1
45596号及び特開平5−341049号公報があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来におけるシンチレ
ータアレイは、上記従来技術に示した様に構成されてい
る。しかし、上記のシンチレータアレイにはそれぞれ以
下のような欠点がある。
【0009】第1のシンチレータアレイにおいては、反
射剤9の塗布や反射材からなるテープ10の巻装厚みの
均一性を保つことが難しく、個々のシンチレータ3間の
間隔精度を出すことが非常に困難である。さらに、組み
上げ作業が煩雑化し、全体寸法精度を出すことが困難で
ある。
【0010】第2のシンチレータアレイにおいては、複
数の溝11に反射剤をそれぞれ注入する作業が煩雑化し
て均一注入が困難である。また溝11の製作に伴いシン
チレータ3の表面が粗面化する。溝11表面の粗面化に
起因して個々のシンチレータ内における光の多重回反射
の量が増加し、出力される光量が減少するといった問題
や、溝11の製作時に残存部分が破損することにより出
力光量が変化するといった問題が発生する。
【0011】第3のシンチレータアレイにおいては、シ
ンチレータ3と仕切板12とを接着する光学接着剤の厚
みの変化に伴い全体のサイズにずれが生じ、放射線検出
時にドットずれが生じるという問題点がある。
【0012】第4のシンチレータアレイにおいては、加
工されたケースへの各シンチレータの組み込み作業は容
易であり、組み上げ後の全体寸法も高精度に維持できる
が、ケースの加工精度をあげるために著しく費用がかか
る。
【0013】そこで本発明は、上記問題点を鑑み、シン
チレータアレイ全体の寸法精度を上げると共に、安価で
容易な組立作業によって製作することが可能なシンチレ
ータアレイを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシンチレータアレイは、所定の間隔で配列
された複数のシンチレータからなるシンチレータ群と、
複数のシンチレータ間の間隙を埋めるように積み重ねら
れた光反射率の大きい複数の線材と、シンチレータ群の
側面及び上面を覆うように接着された反射材とを備え、
シンチレータが露呈したシンチレータ群の下面を、光検
出器の入射窓に接着することを特徴としている。
【0015】また、本発明のシンチレータアレイは、所
定の間隔で2次元に配列された複数のシンチレータから
なるシンチレータ群と、複数のシンチレータ間の間隙を
埋めるように格子状に積み重ねられた光反射率の大きい
複数の線材と、シンチレータ群の側面及び上面を覆うよ
うに接着された反射材とを備え、シンチレータが露呈し
たシンチレータ群の下面を、光検出器の入射窓に接着す
ることを特徴としていることが好適である。
【0016】本発明のシンチレータアレイは上記に示す
ように、各シンチレータ間に充填する反射材として反射
率の大きい複数の線材を用いていることにより、組み上
げが容易且つ安価となり、アレイ全体の組み上げ精度も
向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態にかかるシンチ
レータアレイを図面を参照して説明する。まず、本実施
形態にかかるシンチレータアレイの構成について説明す
る。図1は本実施形態にかかるシンチレータアレイの構
成図である。本実施形態のシンチレータアレイ1は、図
1に示すように2次元に配列された複数のシンチレータ
3と、各シンチレータの間隙を埋めるように積み重ねら
れた反射率の大きい線材4とから主に構成されている。
【0018】各シンチレータ3の大きさは1辺が1〜2
mmの正方形の断面を持つ直方体であり、各シンチレー
タ3はお互いに0.2〜0.5mmの間隔をもって2次
元に配列されている。
【0019】2次元に配列された複数のシンチレータ3
の間隙には、反射率の大きい線材4が格子状に積み重ね
られて、複数のシンチレータ3の間隙を充填している。
線材4の直径は各シンチレータ3間の間隙とほぼ等しく
0.2〜0.5mm程度であり、材質としては例えばテ
フロンなどが考えられる。
【0020】複数のシンチレータ3からなるシンチレー
タ群の上面は反射材シート5で覆われており、側面は反
射材テープ6で覆われている(図1は、シンチレータア
レイ1の内部が見えるように、反射材シート5及び反射
材テープ6の一部を除去して描かれている)。複数のシ
ンチレータ3からなるシンチレータ群の下面は各シンチ
レータ3が外部露呈しており、この面を光電子増倍管7
の光入射端面8に接続する。
【0021】光電子増倍管7は、上記シンチレータ3と
同数の真空管13を有しており、各真空管13の内部に
は陰極、収束電極、電子増倍部、及び陽極がそれぞれ設
けられている。また入射窓8の反対側の端面には各真空
管13に対応した複数のステムピン14が設置されてい
る。よって、シンチレータ3で光が発生すると、そのシ
ンチレータ3の位置に対応した真空管13及びステムピ
ン14を通して、光強度に応じた電気出力ができるよう
になっている。
【0022】次に、本実施形態にかかるシンチレータア
レイの製造方法について説明する。図2から図6は本実
施形態にかかるシンチレータアレイ1を製造するときの
各工程を表した図である。本実施形態にかかるシンチレ
ータアレイ1を製造するには、第1に図2に示すよう
に、シンチレータ配置用治具2を用いる。このシンチレ
ータ配置用治具2は、シンチレータ3を挿入するため
に、所定の間隔で設けられた複数のシンチレータ挿入用
穴16を有している。この穴16に、各シンチレータ3
を挿入する。シンチレータ挿入用穴16の大きさ、及び
穴と穴との間隔は、それぞれシンチレータ3の大きさ及
び使用する線材4の径により決定される。シンチレータ
配置用治具2の加工には精密さを要するが、シンチレー
タ配置用治具2自体はシンチレータアレイ1の構成要素
とはなっておらず、何度でも使用できるため、一度製作
しておきさえすればよい。
【0023】第2に、図3に示すように、シンチレータ
配置用治具2に挿入された複数のシンチレータ3の間隙
を埋めるように、光反射率の大きい線材4を挿入する。
その際、縦方向、横方向の交互に、線材4を格子状に積
み重ねていく。その結果、図4に示すように、シンチレ
ータ3間の間隙は、反射率の大きい線材4で規則的に充
填される。
【0024】第3に、図5に示すように、シンチレータ
群の上面を反射材シート5で覆い、側面を反射材テープ
6で覆う。
【0025】第4に、図6に示すように、シンチレータ
アレイ1からシンチレータ配置用治具2をとりはずし、
今まで治具2に接していた面を光電子増倍管などの光検
出器に光学結合剤を介して接着する。
【0026】次に本実施形態のシンチレータアレイの機
能について説明する。上記の様に製作したシンチレータ
アレイ1の反射層、つまり、積み重ねられた線材4の層
は、線材4の存在する部分と存在しない部分とが規則的
に配置されることとなり、これまでのシンチレータアレ
イの様に反射層が完全に反射材で満たされているものと
は異なる。しかし、シンチレータ内で発生した光を効率
よく光出力端面に導くためにはシンチレータ側面に空気
層を設けることが重要であり、従来技術のように反射剤
9をシンチレータ3の側面に塗布した場合や反射材から
なるテープ10をシンチレータ3に巻いた場合などにお
いても、微視的に見ればシンチレータ3の側面と反射材
との間には空気層が形成されている。よって、本実施形
態において反射率の大きい線材4を用いることにより、
シンチレータ3の側面に空気層を形成するには最適の構
造となり、シンチレータ3内で発生した光を効率よくシ
ンチレータ3の光出力端面に導くことが可能となる。
【0027】本実施形態にかかるシンチレータアレイ1
おいては、上記に示したように比較的大きい空気層が形
成されることになるため、全反射条件からはずれてシン
チレータ3の外部に出ていった光の回収効率は悪くな
る。しかし、シンチレータ3は空気より屈折率が大きい
ため、シンチレータ3内で発生した光のうち、シンチレ
ータ3の側面への入射角が垂直に近いもの以外はシンチ
レータ3の側面にて全反射を受け、シンチレータ3の外
に出ていく割合は非常に少ない。よって、放射線入射に
伴い発生した光は効率良く光電子増倍管7の入射窓8に
入射することになり、位置精度上の問題は少ない。
【0028】最後に本実施形態のシンチレータアレイの
効果について説明する。従来のシンチレータアレイは、
反射剤の均一塗布や、反射剤の均一注入、接着剤の均一
塗布などが必要となるために製作に熟練を要し、また全
体の寸法精度を上げることも困難であった。また、組み
上げ精度を上げるためには著しい費用がかかった。しか
し、本実施形態にかかるシンチレータアレイ1は、シン
チレータ配置用治具2上に並べたシンチレータ3の間隙
に線材4を格子状に配置していくといった簡単な方法で
製作が可能であり、熟練や著しい費用を必要としない。
また、シンチレータアレイ1全体の寸法精度はシンチレ
ータ配置用治具2、線材4の径などあらかじめ製作され
ているものの寸法精度によって決定されるので、高精度
にシンチレータアレイ1を組み上げることが可能であ
る。
【0029】また、本実施形態にかかるシンチレータア
レイの第2の製造工程において、線材4を縦方向、横方
向の交互に積み重ねていったが、線材4を積み重ねる方
法としては、図7に示すように線材4を縦横に編み込ん
でいく方法も可能である。この方法においても、シンチ
レータ間に線材4を均一に、且つ精度良く配置すること
が可能である。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、加工精度良く、容易か
つ安価にシンチレータアレイを提供することが可能とな
る。よって、従来のシンチレータアレイにおいて問題と
なっていた、製作に熟練が必要、組み上げ時の全体位置
ずれのによる精度低下、多大な製造コストなどが回避で
きるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
の構成図である。
【図2】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
を製作する第1の工程を表した図である。
【図3】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
を製作する第2の工程を表した図である。
【図4】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
を製作する第2の工程終了後のシンチレータアレイの状
態を表した図である。
【図5】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
を製作する第3の工程を表した図である。
【図6】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
を製作する第4の工程を表した図である。
【図7】本発明の実施形態にかかるシンチレータアレイ
を製作する第2の工程の変形例を表した図である。
【図8】シンチレータアレイと光電子増倍管を側面から
見た構成図である。
【図9】従来技術1のシンチレータアレイを側面から見
た構成図である。
【図10】従来技術2のシンチレータアレイを側面から
見た構成図である。
【図11】従来技術3のシンチレータアレイを側面から
見た構成図である。
【図12】従来技術4のシンチレータアレイを側面から
見た構成図である。
【符号の説明】
1…シンチレータアレイ、2…シンチレータ配置用治
具、3…シンチレータ、4…線材、5…反射材シート、
6…反射材テープ、7…光電子増倍管、8…入射窓、9
…反射剤、10…反射材からなるテープ、11…溝、1
2…仕切板、13…真空管、14…ステムピン、15…
シンチレータ収納容器、16…シンチレータ挿入用穴

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔で配列された複数のシンチレ
    ータからなるシンチレータ群と、 前記複数のシンチレータ間の間隙を埋めるように積み重
    ねられた光反射率の大きい複数の線材と、 前記シンチレータ群の側面及び上面を覆うように接着さ
    れた反射材と、 を備え、 シンチレータが露呈した前記シンチレータ群の下面を、
    光検出器の入射窓に接着することを特徴とするシンチレ
    ータアレイ。
  2. 【請求項2】 所定の間隔で2次元に配列された複数の
    シンチレータからなるシンチレータ群と、 前記複数のシンチレータ間の間隙を埋めるように格子状
    に積み重ねられた光反射率の大きい複数の線材と、 前記シンチレータ群の側面及び上面を覆うように接着さ
    れた反射材と、 を備え、 シンチレータが露呈した前記シンチレータ群の下面を、
    光検出器の入射窓に接着することを特徴とするシンチレ
    ータアレイ。
JP8692197A 1997-04-04 1997-04-04 シンチレータアレイ Pending JPH10282244A (ja)

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