JPS5914512B2 - 熱螢光性螢光体 - Google Patents

熱螢光性螢光体

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JPS5914512B2
JPS5914512B2 JP14596377A JP14596377A JPS5914512B2 JP S5914512 B2 JPS5914512 B2 JP S5914512B2 JP 14596377 A JP14596377 A JP 14596377A JP 14596377 A JP14596377 A JP 14596377A JP S5914512 B2 JPS5914512 B2 JP S5914512B2
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JP
Japan
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phosphor
present
thermal
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thermal fluorescence
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JP14596377A
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JPS5478384A (en
Inventor
昇 小寺
周作 江口
禎一 人見
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Kasei Optonix Ltd
Original Assignee
Kasei Optonix Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱螢光性螢光体に関する。
さらに詳しくは本発明はセリウム(Ce)およびツリウ
ム(Tm)付活珪酸バリウム熱螢光性螢光体に関する。
熱螢光性螢光体(以下「Tl螢光体」と言う)は主とし
てその相対熱螢光強度と照射放射線量との比例関係を利
用した熱螢光線量計(以下「TLD」と言う)の素子と
して用いられる。
従来Tl螢光体は数多く知られているが、実際5 にT
LD素子として利用できるものは数少なく、現在TLD
素子として実用されているTl螢光体は弗化リチウム螢
光体(LF)、弗化カルシウム螢光体(CaF2)、ツ
リウム付活硫酸カルシウム螢光体(CaS04:Tm)
、テルビウム付活0 珪酸マグネシウム螢光体(Mg2
SiO4:Tb)等わずか数種類にすぎない。最近のT
LDの普及をみると、その高感度性、取扱いの簡便性、
高測定精度等の点から個人被曝線量管理はもちろんのこ
と環境放射線量管理等の微少線量管理にまで用い5 ら
れようとしている。このような状況において、従来のT
LD素子よりもより高感度のTLD素子、すなわち従来
のTl螢光体よりも高感度のTl螢光体が要望されてい
る。本発明はこの要望に鑑みてなされたものであり、・
o 従来の実用のTl螢光体のうち最も高感度とされて
いるMg2SiO4:Tbよりも感度の高いTl螢光体
を提供することを目的とするものである。
本発明者等は上記目的を達成するために母体の選択、母
体を活性化する付活量の選択、母体と付’5 活剤との
組合せ等について種々の検討を行なつた。その結果酸化
バリウム(BaO)と酸化珪素(SiO2)からなる複
合酸化物を母体とし、これをCeおよびTmで付活した
螢光体はMg2SiO4:Tbよりも高感度の熱螢光特
性に示ノ0 すことを見出し本発明に至つた。
本発明のCeおよびTm付活珪酸バリウム螢光体はその
組成式がBaO、、xSi02:aCe、bTm (但し、X、aおよびbはそれぞれ0.5≦x≦3.0
、10−6≦a≦10−2および10−6≦b≦104
なる条件を満たす数である)で表わされるものである。
熱螢光強度の点から上記組成式のより好ましいX.aお
よびb値範囲はそれぞれ0.55≦X≦2.0110−
5くa〈5×10−3および10−5≦b≦5×10−
3である。上記組成式で表わされる本発明のTL螢光体
は以下に述べる製造方法によつて製造される。まず螢光
体原料としては (1) BaOまたは硝酸塩、炭酸塩等の高温で容易に
BaOに変りうるバリウム化合物。
(2) SiO2または珪酸等の高温で容易にSiO2
に変りうる珪素化合物。
(3) Ce2O3または硝酸塩、炭酸塩等の高温で容
易にCe2O3に変りうるセリウム化合物。
および(4) Tm2O3または硝酸塩、炭酸塩等の高
温で容易にTm2O3に変りうるツリウム化合物。
が用いられる。上記4つの螢光体原料を化学量論的にB
aO−XSiO2:ACe,.bTm (但しX,.aおよびbはそれぞれ0.5≦x≦3,0
110−6≦a〈10−2および104〈bく10−2
なる条件を満たす数である)なる混合組成式となるよう
に秤量し、ボiルミル、ミキサーミル等を用いて充分に
混合する。
熱螢光強度の点から上記混合組成式のX.aおよびb値
のより好ましい範囲はそれぞれ0.55≦x≦2.0、
10−5≦a≦5X10−3および10−5くbく5×
10−3である。なお上記螢光体原料(1)および(2
)のかわり組成式がBaO−XSiO2 (但しxは上記と同じ定義を有する) で表わされる珪酸バリウムを用いてもよい。
また上記螢光体原料の他に通常珪酸塩螢光体の製造にお
いてしばしば用いられるNH4Cl,.NH4Br等の
融剤を併用するとさらに熱螢光強度の優れた螢光体が得
られる場合がある。次に上記螢光体原料混合物をアルミ
ナルツボ等の耐熱性容器に充填して空気中で焼成を行な
う。
焼成温度は800℃乃至1600℃が適当である。より
好ましくは1000℃乃至1500℃である。焼成時間
は充填量、焼成温度等によつて変るが、上記焼成温度範
囲においては0.5時間乃至5時間が適当である。なお
上記の焼成条件で螢光体原料混合物を焼成して一旦TL
螢光体を生成せしめた後、さらに上記焼成条件と同じ条
件で1度あるいは2度以上再焼成すれば熱螢光強度のよ
り良好なTL螢光体を得ることができる。焼成後必要で
あれば洗浄、乾燥、ふるい等螢光体製造においてしばし
ば採用される各操作を行なつてもよい。このようにして
先に述べた組成式で表わされる本発明のCeおよびTm
付活珪酸バリウムTL螢光体を得ることができる。第1
図は本発明のTL螢光体の熱螢光曲線を従来のMg2S
iO4:,Tbのそれと比較して例示するものであり、
曲線aが本発明のBaO・0.7Si02:0.000
2Ce、0.0002′Rn]の熱螢光曲線、曲線bが
Mg2SiO4:0.002Tbの熱螢光曲線である。
なお本発明のTL螢光体(曲線a)の熱螢光強度は1/
10に縮小して描いたものである。第1図から明らかな
ように、本発明のTL螢光体は従来のMg2SiO4:
Tbに比較して熱螢光強度が著しく強い(すなわち高感
度である)。
また第1図から明らかなように、本発明のTL螢光体は
330〜340℃に熱螢光主ピークを有しており、この
熱螢光主ピークはMg2SiO4:,Tbのそれよりも
高温側にあるものであつて、このことは本発明のTL螢
光体の熱螢光特性はMg2SiO4:Tbのそれよりも
安定であり、フエーデイングが起こりにくいことを意味
する。第2図は本発明のBaO−XSiO2: 0.0005Ce10.0005Tmにおけるx値(B
aOlモルに対するSiO2のモル数)と熱螢光強度と
の関係を示すグラフである。
縦軸の熱螢光強度は主ピーク強度であり、従米のMg2
SiO4:0.002Tbの主ピーク強度を100とし
た相対値で示してある。第2図から明らかなように、本
発明のTL螢光体はx値が0.5≦x≦3.0の範囲で
Mg2SiO4:,Tbよりも強い熱螢光強度を示し、
特に0.55くX≦2.0の範囲で著しく強い熱螢光強
度(Mg2SiO4:Tbの5倍以上)を示す。
なお第2図はBaO−XSlO2:0.0005Ce、
0.0005Tmにおけるx値と熱螢光強度との関係を
示すグラフであるが、Ce付活量(a値)およびTm付
活量(b値)が変化してもx値と熱螢光強度との関係は
第2図と同じような傾向にあることが確認された。第3
図は本発明のBaO・0.91Si02:ACelO.
OO2Tmにおけるa値(BaOlモルに対するCeの
グラム原子数)と熱螢光強度との関係を示すグラフであ
る。
第1図と同様に縦軸の熱螢光強度は主ピーク強度であり
、従来のMg2SiO4:0.002Tbの主ピーク強
度を100とした相対値で示してある。第3図から明ら
かなように、本発明のTL螢光体はa値が104≦a≦
10−2の範囲でMg2SiO4:Tbよりも強い熱螢
光強度を示し、特に10−5≦a≦5×10−3の範囲
で著しく強い熱螢光強度(Mg2SiO4:Tbの10
倍以上)を示す。
なお第3図はBaO−0.91Si02:ACelO,
OO2Tmにおけるa値と熱螢光強度との関係を示すグ
ラフであるが、SiO2量(x値)およびTm付活量(
b値)が変化してもa値と熱螢光強度との関係は第3図
と同じような傾向にあることが確認された。また同様に
b値(BaOlモルに対するTmのグラム原子数)と熱
螢光強度との関係を調べたところ、b値は103≦b≦
10−2の範囲、より好ましくは10−5≦b≦5×1
0−3の範囲が適当であることが判明した。以上述べた
ように、本発明のTL螢光体は従来のMg2SiO4:
Tbよりも著しく高感度であり、またその熱螢光特性は
安定であつてTLD素子用螢光体として優れたものであ
る。以下に本発明のTL螢光体を用いたTLD素子につ
いて述べる。本発明のTL螢光体をTLD素子のTL螢
光体として使用することによつて、高感度のTLD素子
を得ることができる。第1図乃至第3図から明らかなよ
うに、本発明のCeおよびTm付活珪酸バリウム螢光体
を用いたTLD素子はMg2SiO4:Tbを用いた従
米のTLD素子のおよそ1〜30倍の感度を有する。こ
のように本発明のTLD素子は従来のTLD素子よりも
高感度であるので、本発明のTLD素子を用いることに
よつてTLDリーダーの測光機構を簡略化できるしまた
線量検出限界を下げることができる等低線量の測定精度
を向上させることができる。なお本発明のTLD素子の
構成はTL螢光体として本発明のCeおよびTm付活珪
酸バリウム螢光体を用いる他は従来のTLD素子と全く
同じである。
一般にTL螢光体は粉末であり、その一定量はそのまま
でTLD素子となり得る。しかし粉末のままでは取扱い
が困難であるため、例えば不活性ガスと共にガラス管に
封入するとか、少量の臭化カリウムの様な成型剤と共に
圧縮錠剤化するとか、または弗素樹脂、珪素樹脂の様な
耐熱性樹脂中に埋入する等適当な手段により固形化、つ
まり素子化されている。本発明のTL螢光体を素子化す
るにあたつては、従来の方法がそのまま採用される。第
4図は本発明のTL螢光体を使用したTLD素子を例示
するものであり、(a)および(b)は柄付きガラス封
入素子、(c)はロツド状素子、(d)はシート状素子
、(e)はデイスク状素子である。以上説明したように
、本発明のTL螢光体は熱螢光特性の優れたものであつ
て、TLD素子のTL螢光体として使用することができ
る。このように本発明の工業的利用価値は非常に大きい
。次に実施例によつて本発明を説明する。実施例 1 上記各原料をボールミルによつて充分混合した。
得られる混合物をアルミナルツボに光填して空気中で1
300℃の温度で2時間焼成した。焼成後、焼成物を冷
却し、篩にかけた。このようにしてBaO−0.66S
102:0.0005Ce10.0005Tmを得た。
このTL螢光体に管電圧120KVPのX線を10R照
射した後、その熱螢光強度を測定したところ、主ピーク
強度で従来実用のMg2SlO4:0.002Tbのお
よそ30倍であつた。実施例 2 上記各原料をボールミルによつて充分混合した。
得られる混合物をアルミナルツボに充填して空気中で1
300℃の温度で1時間焼成した。焼成後、焼成物を冷
却し、篩にかけた。このようにしてBaO−SlO2:
0.0005Ce,.0.0005Tmを得た。実施例
1と同様にしてこのTL螢光体の熱螢光強度を測定した
ところ、Mg2SiO4:0.002Tbのおよそ23
倍であつた。実施例 3 上記各原料をボールミルによつて充分混合した。
得られる混合物をアルミナルツボに充填して空気中で1
200℃の温度で3時間焼成した。焼成後、焼成物を冷
却し、篩にかけた。このようにしてBaO・1.7S1
02:0.0005Ce10.0005Tmを得た。実
施例1と同様にしてこのTL螢光体の熱螢光強度を測定
したところ、Mg2SlO4:0.002Tbのおよそ
8倍であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のCeおよびTm付活珪酸バリウム螢光
体の熱螢光曲線を従来のMg2SiO4:Tbのそれと
比較して示すものであり、曲線aが本発明のCeおよび
Tm付活珪酸バリウム螢光体の熱螢光曲線、曲線bがM
g2SiO4:Tbの熱螢光曲線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 組成式が BaO・xSiO_2:aCe、bTm (但しx、aおよびbはそれぞれ0.5≦x≦3.0、
    10^−^6≦a≦10^−^2および10^−^6≦
    b≦10^−^2なる条件を満す数である)で表わされ
    るセリウムおよびツリウム付活珪酸バリウム熱螢光性螢
    光体。 2 前記組成式のx、aおよびbがそれぞれ0.55≦
    x≦2.0、10^−^5≦a≦5×10^−^3およ
    び10^−^5≦b≦5×10^−^3なる条件を満た
    す数であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の熱螢光性螢光体。
JP14596377A 1977-12-05 1977-12-05 熱螢光性螢光体 Expired JPS5914512B2 (ja)

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