JPS60117171A - 放射線検出器用のシンチレーシヨン結晶体とその製法 - Google Patents
放射線検出器用のシンチレーシヨン結晶体とその製法Info
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- JPS60117171A JPS60117171A JP23592484A JP23592484A JPS60117171A JP S60117171 A JPS60117171 A JP S60117171A JP 23592484 A JP23592484 A JP 23592484A JP 23592484 A JP23592484 A JP 23592484A JP S60117171 A JPS60117171 A JP S60117171A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は放射線検出器用のシンチレーション結晶体と
その製造方法に関する。この発明によるシンチレーショ
ン結晶体が使用される放射線検出器としては特にアンガ
ー型のガンマーシンチカメラが考えられる。
その製造方法に関する。この発明によるシンチレーショ
ン結晶体が使用される放射線検出器としては特にアンガ
ー型のガンマーシンチカメラが考えられる。
タリウムで活性化したヨウ化ナトリウム(Na I(’
rA))のンンチレーターを使用するアンガー型のガン
マーシンチカメラの原理は米国特許第3,011.05
7号明細書に記載されている。NaI(T/)は比較的
高いエネルギー分解能を示すが、その機械的特性は比較
的貧弱である。そのためこのカメラではシンチレータ−
の破損が頻繁に起る。
rA))のンンチレーターを使用するアンガー型のガン
マーシンチカメラの原理は米国特許第3,011.05
7号明細書に記載されている。NaI(T/)は比較的
高いエネルギー分解能を示すが、その機械的特性は比較
的貧弱である。そのためこのカメラではシンチレータ−
の破損が頻繁に起る。
米国特許第3,693,018号明細書には光電陰極が
直接ピックアップスクリーン上に形成されているX線画
像増幅管が示されている。ピックアップスクリーンのX
線に感応する発光体はアルカリ金属のハロゲン化物、特
にCsI、NaIおよびKIを含む物質群中から選ばれ
る。光電陰極にはCs38b 、 K3SbおよびRh
、Sbを含む物質群中から選ばれる。これらの物質は光
電陰極の量子効率を高くし、増幅管の感度を改善する。
直接ピックアップスクリーン上に形成されているX線画
像増幅管が示されている。ピックアップスクリーンのX
線に感応する発光体はアルカリ金属のハロゲン化物、特
にCsI、NaIおよびKIを含む物質群中から選ばれ
る。光電陰極にはCs38b 、 K3SbおよびRh
、Sbを含む物質群中から選ばれる。これらの物質は光
電陰極の量子効率を高くし、増幅管の感度を改善する。
米国特許第3,980,888号明細書には自立性の発
光スクリーンが記載されているが、そこではアルミニウ
ム製の支持体に活性化されたヨウ化セシウム(CsI(
Na))の層が蒸着されている。
光スクリーンが記載されているが、そこではアルミニウ
ム製の支持体に活性化されたヨウ化セシウム(CsI(
Na))の層が蒸着されている。
この発明の目的の一つは、放射線検出器特にガンマーシ
ンチカメラに対して比較的高いエネルギー分解能と同時
に比較的良好な機械特性、特に高ハ機械的強度を示すシ
ンチレーション結晶体を提供することである。
ンチカメラに対して比較的高いエネルギー分解能と同時
に比較的良好な機械特性、特に高ハ機械的強度を示すシ
ンチレーション結晶体を提供することである。
この種のシンチレーション結晶体の製造方法を提供する
こともこの発明の別の目的である。
こともこの発明の別の目的である。
更に通常の室温において実行可能なシンチレーション結
晶体の製造方法を提供することもこの発明の更に別の目
的である。
晶体の製造方法を提供することもこの発明の更に別の目
的である。
この発明によるシンチレーション結晶体は、比較的貧弱
な機械的特性と高いエネルギー分解能を示す結晶物質の
第1層と比較的良好な機械的特性と光特性を示す結晶物
質の第2層が上下に重ね合わされたものである。
な機械的特性と高いエネルギー分解能を示す結晶物質の
第1層と比較的良好な機械的特性と光特性を示す結晶物
質の第2層が上下に重ね合わされたものである。
この発明によるシンチレーション結晶体の製造工程は次
の段階を含む。
の段階を含む。
(a) 平面の表面を持つ基板を蒸発容器に入れる、t
b+ 比較的良好な機械的特性と光特性を与える第1結
晶材料の適量を蒸発容器に入れる、(C) 第1結晶材
料を蒸発させ基板表面に沈積させて第2結晶層を形成さ
せる、 ・ (d) 比較的貧弱な機械的特性と高いエネルギー分解
能を与える第2結晶材料の適量を蒸発容器に入れる、 (e) 第2結晶材料を蒸発させ、第2結晶層のJ:1
m第1結晶層として沈積させる。
b+ 比較的良好な機械的特性と光特性を与える第1結
晶材料の適量を蒸発容器に入れる、(C) 第1結晶材
料を蒸発させ基板表面に沈積させて第2結晶層を形成さ
せる、 ・ (d) 比較的貧弱な機械的特性と高いエネルギー分解
能を与える第2結晶材料の適量を蒸発容器に入れる、 (e) 第2結晶材料を蒸発させ、第2結晶層のJ:1
m第1結晶層として沈積させる。
第1層と第2層相互間の接着には上記以外の方法を採用
することも可能である。
することも可能である。
この発明の有利な実施態様においてはシンチレーション
結晶体に比較的良好な機械的特性と光特性を与える結晶
材料の第3層が追加され、第1層が第2層と@3層の間
にはさまれたサンドインチ構造となる。
結晶体に比較的良好な機械的特性と光特性を与える結晶
材料の第3層が追加され、第1層が第2層と@3層の間
にはさまれたサンドインチ構造となる。
シンチレーション結晶のサンドイッチ構造は必要があれ
ば製作時の基板から離して放射線検出器の一部となって
いる別の基板例えばガラス円板に接着することも可能で
ある。しかし放射線検出器の一部となるように始めから
考えられている基板例えばガラス円板が使用されている
ときは結晶サンドインチ構造は必ずしも製作時の基板か
ら離す必要はなく、この基板と結晶サンドインチ構造の
双方を放射線検出器内に置くことができる。
ば製作時の基板から離して放射線検出器の一部となって
いる別の基板例えばガラス円板に接着することも可能で
ある。しかし放射線検出器の一部となるように始めから
考えられている基板例えばガラス円板が使用されている
ときは結晶サンドインチ構造は必ずしも製作時の基板か
ら離す必要はなく、この基板と結晶サンドインチ構造の
双方を放射線検出器内に置くことができる。
製造方法の別の実施例にはシンチレーション結晶のサン
ドインチ構造の光特性と発光特性を改善するためその焼
なまし工程段が含まれる。
ドインチ構造の光特性と発光特性を改善するためその焼
なまし工程段が含まれる。
この発明によれば勝れた発光特性を示す第1結晶層が良
好な機械的特性を示す第2層と更には第3層によって保
護されその破損が防止される。即ちこの発明によれば勝
れた発光特性を示し通常吸湿性が高い第1結晶層が非吸
湿性の第2層(ならびに第3層)によって安定化され、
サンドインチ構造が蒸発容器から取り出された後は通常
の室条件の雰囲気中で使用することができる。
好な機械的特性を示す第2層と更には第3層によって保
護されその破損が防止される。即ちこの発明によれば勝
れた発光特性を示し通常吸湿性が高い第1結晶層が非吸
湿性の第2層(ならびに第3層)によって安定化され、
サンドインチ構造が蒸発容器から取り出された後は通常
の室条件の雰囲気中で使用することができる。
図面に示した実施例についてこの発明を更に詳細に説明
する。
する。
第1図はこの発明によるシンチレータ−結晶を使用する
アンガー型のガンマ線シンチカメラヘッドの断面を示す
。このカメラヘッドlOには例えば19個(n = 1
9 )の光電増幅管12が含まれ、それらは例えば合成
樹脂ガラス(プレキシガラス)光伝導体16の円形台1
41に置かれ、六角形に配列されている。光伝導体16
の前方にはガラスカバー円板18+厚さl/2インチ、
直径18インチ又はそれ以1のパイレックスガラス円板
)が置かれ、シンチレーション結晶体20がそれに続い
ている。
アンガー型のガンマ線シンチカメラヘッドの断面を示す
。このカメラヘッドlOには例えば19個(n = 1
9 )の光電増幅管12が含まれ、それらは例えば合成
樹脂ガラス(プレキシガラス)光伝導体16の円形台1
41に置かれ、六角形に配列されている。光伝導体16
の前方にはガラスカバー円板18+厚さl/2インチ、
直径18インチ又はそれ以1のパイレックスガラス円板
)が置かれ、シンチレーション結晶体20がそれに続い
ている。
シンチレーション結晶体20はこの発明の第1実施例と
なるもので、比較的貧弱な機械的特性と高いエネルギー
分解能を与える結晶物質例えばタリウムで活性化された
ヨウ化ナトリウム(Na I〔TA) )の第1層22
の外に比較的良好な機械的特性の光特性を与える結晶物
質から成る第2層24と第3層26を含む。第2層と第
3層にはヨウ化セシウム(CsI)、ナトリウムで活性
化されたヨウ化セシウム(CsI(Na))およびタリ
ウムで活性化されたヨウ化セシウム(CsI(Tl1月
を會む物質群中から選ばれた結晶物質が使用される。第
1層22、第2層24および第3層26はサンドイッチ
状に配列され、層24と26が第1層22を包み込んで
シンチレーション結晶体2oを構成する。このシンチレ
ーション結晶体20の全体はアルミニウムのカバー28
で覆われ、その内面には例えば酸化マグネシウム(Mg
O)の反射層3oが設けられている。又第3層26とア
ルミニウムカバー28の間には薄い空気間隙32が作ら
れている。34はガンマ線シンチカメラヘッドのハウジ
ングである。
なるもので、比較的貧弱な機械的特性と高いエネルギー
分解能を与える結晶物質例えばタリウムで活性化された
ヨウ化ナトリウム(Na I〔TA) )の第1層22
の外に比較的良好な機械的特性の光特性を与える結晶物
質から成る第2層24と第3層26を含む。第2層と第
3層にはヨウ化セシウム(CsI)、ナトリウムで活性
化されたヨウ化セシウム(CsI(Na))およびタリ
ウムで活性化されたヨウ化セシウム(CsI(Tl1月
を會む物質群中から選ばれた結晶物質が使用される。第
1層22、第2層24および第3層26はサンドイッチ
状に配列され、層24と26が第1層22を包み込んで
シンチレーション結晶体2oを構成する。このシンチレ
ーション結晶体20の全体はアルミニウムのカバー28
で覆われ、その内面には例えば酸化マグネシウム(Mg
O)の反射層3oが設けられている。又第3層26とア
ルミニウムカバー28の間には薄い空気間隙32が作ら
れている。34はガンマ線シンチカメラヘッドのハウジ
ングである。
シンチレータ−結晶の第11iiG22に入射したr量
子は可視光子を作シ、この光子は光伝導体16を通して
光電増倍管12の入力端に導かれる。その結果として電
子計算回路網36は位置ぎめ信号又は偏向信号X+、X
−,Y+、Y−を陰極線管又はディジタル表示デバイス
に送り込む。
子は可視光子を作シ、この光子は光伝導体16を通して
光電増倍管12の入力端に導かれる。その結果として電
子計算回路網36は位置ぎめ信号又は偏向信号X+、X
−,Y+、Y−を陰極線管又はディジタル表示デバイス
に送り込む。
第2図にこの発明の第2実施例を示す。このシンチレー
ション結晶体には第1実施例と同様に比較的貧弱な機械
的特性と高いエネルギー分解能を与える結晶物質例えば
NaI(T1り)の第1層22′があるが、二つの付加
層24.26の代りに比較的良好な機械的特性と光特性
を与える結晶物質例えばCsI、C5I(Na)又はC
5I(TV)の第2層24′が設けられている。第2層
24/は直接第1層22′の上に重ねられ、層22′が
層24′によって裏打ちされている。
ション結晶体には第1実施例と同様に比較的貧弱な機械
的特性と高いエネルギー分解能を与える結晶物質例えば
NaI(T1り)の第1層22′があるが、二つの付加
層24.26の代りに比較的良好な機械的特性と光特性
を与える結晶物質例えばCsI、C5I(Na)又はC
5I(TV)の第2層24′が設けられている。第2層
24/は直接第1層22′の上に重ねられ、層22′が
層24′によって裏打ちされている。
@1図と@2・図の両実施例においてシンチレーション
結晶体20.20’(7)第1層22.22’(7)厚
さは検出すべきr線のエネルギーに関係して1層4イン
チから1インチの間にある。
結晶体20.20’(7)第1層22.22’(7)厚
さは検出すべきr線のエネルギーに関係して1層4イン
チから1インチの間にある。
実際上r線の作用はシンチレーション結晶体20.20
’の第1層22+22’において起るから第2層24.
24’と第3層26は第1層に比べて薄くしなければな
らない。それらの厚さはQ、l IIIがら約1uの間
にするのが有利である。この程度の厚さでは第2層24
.24’と第3層26はサンドイッチ結晶の発生特性に
は実際上寄与しないが、ガラス円板18およびアルミニ
ウムカバー28と第1層22.22’の間の機械的の応
力を吸収するには充分である。
’の第1層22+22’において起るから第2層24.
24’と第3層26は第1層に比べて薄くしなければな
らない。それらの厚さはQ、l IIIがら約1uの間
にするのが有利である。この程度の厚さでは第2層24
.24’と第3層26はサンドイッチ結晶の発生特性に
は実際上寄与しないが、ガラス円板18およびアルミニ
ウムカバー28と第1層22.22’の間の機械的の応
力を吸収するには充分である。
第2層と第3層にはこの外に極めて重要な利点がある。
よく知られているようにNaI(Tl)のような結晶物
質は勝れたシンチレーション特性を与えるが、吸湿性が
高いため−50”C以下の露点の下で取扱う必要がある
。従ってこの種の結晶物質でシンチレーション結晶体を
作る彎合特殊な工程と室条件を整備しなければならない
。
質は勝れたシンチレーション特性を与えるが、吸湿性が
高いため−50”C以下の露点の下で取扱う必要がある
。従ってこの種の結晶物質でシンチレーション結晶体を
作る彎合特殊な工程と室条件を整備しなければならない
。
勝れたシンチレーション特性を与えると同時に吸湿性で
ある結晶物質例えばNaI(T/)の第1層をヨウ化セ
シウム(CsI)、ナトリウムで活性化したヨウ化セシ
ウムTCsI(Na))およびタリウムで活性化したヨ
ウ化セシウム(CsI(TV))を含む群中から選んだ
吸湿性の低い結晶物質の第2層および第3層で包むと、
臨時のハーメチックシールとなり第1層22.22’の
湿気の侵入を防止する。
ある結晶物質例えばNaI(T/)の第1層をヨウ化セ
シウム(CsI)、ナトリウムで活性化したヨウ化セシ
ウムTCsI(Na))およびタリウムで活性化したヨ
ウ化セシウム(CsI(TV))を含む群中から選んだ
吸湿性の低い結晶物質の第2層および第3層で包むと、
臨時のハーメチックシールとなり第1層22.22’の
湿気の侵入を防止する。
これによって続く封入工程は低湿度の作業雰囲気即ち通
常の室条件の下で実施され、露点が一50℃以下のグロ
ーブボックス雰囲気は要求されない。
常の室条件の下で実施され、露点が一50℃以下のグロ
ーブボックス雰囲気は要求されない。
第2層24.24’の追加は更に第1層22.22’と
ガラス円板18の間の熱膨張係数の不整合の問題を解決
する。
ガラス円板18の間の熱膨張係数の不整合の問題を解決
する。
この発明によればサンドイッチ結晶体20又は20’は
次の工程によって製作される。
次の工程によって製作される。
<1) 基板例えばガラス円板18を適当な加熱器付の
蒸発容器に入れる、 (2)CsI、CsI[Na)およびC8I〔TJ)を
含む物質群中から選ばれた結晶材料の適当量を蒸発容器
に入れる、 (3)加熱器によって結晶材料を蒸発させ、ガラス円板
の一方の表面に沈積させて第2層24又は24′とする
、 (4)次いで適当量のNaIとTIIIを結晶材料とし
て蒸発容器に入れる、 (5)NaIとTIIIの結晶材料を加熱蒸発させ、第
2層24又は24′の表面に沈積させ第1層22又は2
2′とする、 (6)第2図の構造の場合結晶体20’を焼なました後
引き離し、アルミニウムカバー28で密封する、 (7)第1図の実施例の場合工程段(6)の代りに工程
段(2)と(3)を繰り返して第3層26を形成させ、
焼なましの後アルミニウムカバー28f密封する。
蒸発容器に入れる、 (2)CsI、CsI[Na)およびC8I〔TJ)を
含む物質群中から選ばれた結晶材料の適当量を蒸発容器
に入れる、 (3)加熱器によって結晶材料を蒸発させ、ガラス円板
の一方の表面に沈積させて第2層24又は24′とする
、 (4)次いで適当量のNaIとTIIIを結晶材料とし
て蒸発容器に入れる、 (5)NaIとTIIIの結晶材料を加熱蒸発させ、第
2層24又は24′の表面に沈積させ第1層22又は2
2′とする、 (6)第2図の構造の場合結晶体20’を焼なました後
引き離し、アルミニウムカバー28で密封する、 (7)第1図の実施例の場合工程段(6)の代りに工程
段(2)と(3)を繰り返して第3層26を形成させ、
焼なましの後アルミニウムカバー28f密封する。
この発明の方法において使用される蒸発容器40の構造
を第3図に示す。容器40には加熱器42があり、第1
電源44から給電される。この外に第2電源4Bから給
電される放射加熱器46が設けられる。容器40は真空
ポンプ50によって排気される。ガラス円板18は容器
40内の軸56の回りに回転する支持構造52.54に
保持される。58は蒸発させる結晶材料である。材料5
8を変えることによって1124.22および26がガ
ラス円板18上に次々に重ね合わされて沈積する。
を第3図に示す。容器40には加熱器42があり、第1
電源44から給電される。この外に第2電源4Bから給
電される放射加熱器46が設けられる。容器40は真空
ポンプ50によって排気される。ガラス円板18は容器
40内の軸56の回りに回転する支持構造52.54に
保持される。58は蒸発させる結晶材料である。材料5
8を変えることによって1124.22および26がガ
ラス円板18上に次々に重ね合わされて沈積する。
第1図乃至第3図で明らかにしたこの発明の技術的背景
は次の通りである。
は次の通りである。
比較的高価であり壊れ易い単結晶シンチレータ−を安価
g二製作することができる蒸着シンチレーション層で輩
き換えることはシンチカメラ製造業者の望みであった。
g二製作することができる蒸着シンチレーション層で輩
き換えることはシンチカメラ製造業者の望みであった。
しかしぜい性、熱膨張係数等のいくつかの物理的パラメ
ーターに関して両者の間に適合性がないのでこのような
置き換えは何等かの付加手段無しには不可能である。こ
れらのパラメーターは厳格に守る必要がある。更にシン
チレーション層が湿気や応力その池の機械的影響に対し
て保護する必要についても考慮しなければならない。蒸
着によって作られたシンチレーション層はできるならば
層形成過程中にシンチレータ−の外包又はへウジング(
二固定するとコストの点で有利である。
ーターに関して両者の間に適合性がないのでこのような
置き換えは何等かの付加手段無しには不可能である。こ
れらのパラメーターは厳格に守る必要がある。更にシン
チレーション層が湿気や応力その池の機械的影響に対し
て保護する必要についても考慮しなければならない。蒸
着によって作られたシンチレーション層はできるならば
層形成過程中にシンチレータ−の外包又はへウジング(
二固定するとコストの点で有利である。
第4図乃至第7図に示した実施例は上記のガイドライン
に従′って構成されたも、ので、蒸着シンチレーション
層を使用している。シンチレーション層の材料にはヨウ
化カリウム又はヨウ化セシウム等のアルカリ金属のへロ
ゲン化物か有利であり、それらはシンチレーション活性
剤によって活性化される。この実施例ではシンチン−ジ
ョン層とそれに接する材料の間の熱膨張係数差は弾性中
間層、シンチレーション層の表面のある種の構造、弾性
的の木結合媒質等によって補償される。これらの手段に
よってシンチレーション層の破損や亀裂発生は大部分防
止される。
に従′って構成されたも、ので、蒸着シンチレーション
層を使用している。シンチレーション層の材料にはヨウ
化カリウム又はヨウ化セシウム等のアルカリ金属のへロ
ゲン化物か有利であり、それらはシンチレーション活性
剤によって活性化される。この実施例ではシンチン−ジ
ョン層とそれに接する材料の間の熱膨張係数差は弾性中
間層、シンチレーション層の表面のある種の構造、弾性
的の木結合媒質等によって補償される。これらの手段に
よってシンチレーション層の破損や亀裂発生は大部分防
止される。
第4図はr量子11を検出するシンチカメラの検出ヘッ
ド10の一部を示す。ヘッド10は所定数の光電増倍管
12を備え、それらは六角形に配置されて光パイプ16
の円形突起14に結合される。光パイプ16は例えばプ
レキシガラスで作られる。光パイプ16の前面にはガラ
ス板18が設けられるが、これはパイレックスガラスと
するのが有利である。ガラス板18は例えば1.3cm
の一様な厚さであり、その直径は例えば45z又はそれ
以上である。ガラス板18は全体が色夕として示されて
いるシンチレーション結晶体の構成部品である。
ド10の一部を示す。ヘッド10は所定数の光電増倍管
12を備え、それらは六角形に配置されて光パイプ16
の円形突起14に結合される。光パイプ16は例えばプ
レキシガラスで作られる。光パイプ16の前面にはガラ
ス板18が設けられるが、これはパイレックスガラスと
するのが有利である。ガラス板18は例えば1.3cm
の一様な厚さであり、その直径は例えば45z又はそれ
以上である。ガラス板18は全体が色夕として示されて
いるシンチレーション結晶体の構成部品である。
シンチレーション結晶体20は入射r量子のエネルギー
を光に変換するシンチレーション層22を備える。シン
チレーション層22の材料は比較的貧弱な機械的特性の
ものでよいが、高いエネルギー分解能を持たなければな
らない。層22の材料には活性剤をドープしたアルカリ
金属のノ)ロゲン化物が適している。−例としてシンチ
レーション層22はタリウムで活性化されたヨウ化ナト
リウム(NaI(T#))をマトリックス物質として含
む。マトリックス層にはカリウム(K )又はユウロピ
ウム(Eu )等の活性剤を加えたヨウ化セシウム(C
sI)を使用してもよい。
を光に変換するシンチレーション層22を備える。シン
チレーション層22の材料は比較的貧弱な機械的特性の
ものでよいが、高いエネルギー分解能を持たなければな
らない。層22の材料には活性剤をドープしたアルカリ
金属のノ)ロゲン化物が適している。−例としてシンチ
レーション層22はタリウムで活性化されたヨウ化ナト
リウム(NaI(T#))をマトリックス物質として含
む。マトリックス層にはカリウム(K )又はユウロピ
ウム(Eu )等の活性剤を加えたヨウ化セシウム(C
sI)を使用してもよい。
パイレックスガラス板18とヨウ化ナトリウム又はヨウ
化セシウムのシンチレーション層22の間の熱膨張係数
の差によりこれらの材料を直接結合することは不可能で
あるから、製造工程中の難点を避けるため弾性を示す無
機又は有機の中間層25aを層18と22の間に置く。
化セシウムのシンチレーション層22の間の熱膨張係数
の差によりこれらの材料を直接結合することは不可能で
あるから、製造工程中の難点を避けるため弾性を示す無
機又は有機の中間層25aを層18と22の間に置く。
上記のシンチレーション結晶装貿の製作は次のようにし
て行なわれる。パイレックスガラス板18を基板として
弾性中間層25aをこの基板上に沈積させるかあるいは
適当な方法で接着する。中間125aは無色で透光性で
なければならない。又ルミネッセンス性が無く屈折率に
関してパイレックスガラス板18に適合していなければ
ならない。
て行なわれる。パイレックスガラス板18を基板として
弾性中間層25aをこの基板上に沈積させるかあるいは
適当な方法で接着する。中間125aは無色で透光性で
なければならない。又ルミネッセンス性が無く屈折率に
関してパイレックスガラス板18に適合していなければ
ならない。
次いで活性剤をドープされたNaI又はCsIのシンチ
レーション層22を弾性中間層25aの表面に蒸着する
。第4図に示した実施例の装作(=際して層構造20の
形成は完成後の使用に際して光が放出される側から始め
られる。
レーション層22を弾性中間層25aの表面に蒸着する
。第4図に示した実施例の装作(=際して層構造20の
形成は完成後の使用に際して光が放出される側から始め
られる。
層18,25aおよび22の積重ねは深なべ形のハウジ
ング部品28に入れられてV)る。部品28はアルミニ
ウム製とするのが良い。積層のr線入射側の表面とハウ
ジング部分28の底面の間−二番ヨ間隔32が瞬かれて
いるが、この間隔は空C二しておいてもあるいは光を反
射する物質を満たしてもよい。レンチレーシゴン層22
はハウジング18゜28内にハーメチックシールされる
と同時に湿気に対して保護されている。パイレックスガ
ラス板18はハウジング部品28のふたとなってl、洩
る。
ング部品28に入れられてV)る。部品28はアルミニ
ウム製とするのが良い。積層のr線入射側の表面とハウ
ジング部分28の底面の間−二番ヨ間隔32が瞬かれて
いるが、この間隔は空C二しておいてもあるいは光を反
射する物質を満たしてもよい。レンチレーシゴン層22
はハウジング18゜28内にハーメチックシールされる
と同時に湿気に対して保護されている。パイレックスガ
ラス板18はハウジング部品28のふたとなってl、洩
る。
第5図には深なべ形のハウジング部品28の、底29b
が基板として利用されている実施例が示されている。部
品28はこむでもアルミニウム袈とするのが良い。製作
過程中に弾性を示す無機物又は有機物の中間層25bが
底壁29bにとりつけられた後シンチレーション層22
がこの中間層の表面に蒸着される。このように第5図の
実施例の製作工程において層構造の形成はrWA入射側
から開始される。ここでも弾性中間層25bはシンチレ
ーション層22の基板(底壁29b)からの分離と熱応
力による破損を防止する。第4図の弾性中間層25aに
比べて第5図の弾性中間層25bの光特性に関する要求
は緩和されているか消滅している。中間層25bは入射
するr線11をほとんど吸収しない材料で作られる。又
中間層25bは一様な厚さとする。中間層25bは反射
性の媒質例えばT i02又はMgOで着色しても良い
。
が基板として利用されている実施例が示されている。部
品28はこむでもアルミニウム袈とするのが良い。製作
過程中に弾性を示す無機物又は有機物の中間層25bが
底壁29bにとりつけられた後シンチレーション層22
がこの中間層の表面に蒸着される。このように第5図の
実施例の製作工程において層構造の形成はrWA入射側
から開始される。ここでも弾性中間層25bはシンチレ
ーション層22の基板(底壁29b)からの分離と熱応
力による破損を防止する。第4図の弾性中間層25aに
比べて第5図の弾性中間層25bの光特性に関する要求
は緩和されているか消滅している。中間層25bは入射
するr線11をほとんど吸収しない材料で作られる。又
中間層25bは一様な厚さとする。中間層25bは反射
性の媒質例えばT i02又はMgOで着色しても良い
。
第5図に示した実施例ではシンチレーション層22が中
間層24と弾性材料から成る薄い光結合層27を介して
パイレックスガラス板18に取り付けられている。中間
層24は保護用であって例えばヨウ化セシウム(CsI
)から成る。中間層24は除くことも可能である。25
b、22.24および27の4層構造はここでもアルミ
ニウム製の深なべ形ハウジング部品28内に収められる
。このようにして形成されたシンチレーション結晶体2
0は第4図のものと同様に光パイプ16に取り付けられ
る。
間層24と弾性材料から成る薄い光結合層27を介して
パイレックスガラス板18に取り付けられている。中間
層24は保護用であって例えばヨウ化セシウム(CsI
)から成る。中間層24は除くことも可能である。25
b、22.24および27の4層構造はここでもアルミ
ニウム製の深なべ形ハウジング部品28内に収められる
。このようにして形成されたシンチレーション結晶体2
0は第4図のものと同様に光パイプ16に取り付けられ
る。
基板29cと蒸着シンチレーション層22cの熱膨張係
数の差を補償する別の方法を第6図に示す。ここでは弾
性中間層を必要としない。基板29cは金属製で特にア
ルミニウムが良い。シンチレーション結晶体20を収め
るハウジング部品28の底壁を基板29cとして使用す
ることができるが、ここでは適当な構造面を持つ基板2
9cが使用される。この構造面は適当に配置された隆起
面を持つ表面である。このような構造面は基板表面に多
数の細い平行みぞ62を設けることによって作られる。
数の差を補償する別の方法を第6図に示す。ここでは弾
性中間層を必要としない。基板29cは金属製で特にア
ルミニウムが良い。シンチレーション結晶体20を収め
るハウジング部品28の底壁を基板29cとして使用す
ることができるが、ここでは適当な構造面を持つ基板2
9cが使用される。この構造面は適当に配置された隆起
面を持つ表面である。このような構造面は基板表面に多
数の細い平行みぞ62を設けることによって作られる。
この平行みぞに直角に別の平行みぞが設けられるが、こ
れは図面に示されていない。
れは図面に示されていない。
みその間の隆起部は64として示されている。このよう
な構造面60にシンチレーション層を蒸着すると柱66
の形に分割されたシンチレーション層22Cが得られる
。この柱66はシンチレーション結晶材料の微小な針状
結晶から構成される。
な構造面60にシンチレーション層を蒸着すると柱66
の形に分割されたシンチレーション層22Cが得られる
。この柱66はシンチレーション結晶材料の微小な針状
結晶から構成される。
シンチレーション層22cは光結合層27を介してパイ
レックスガラス板18に結合される。
レックスガラス板18に結合される。
第6図の実施例では加熱・冷却に際しての膨張・収縮が
多数のみぞ62と隆起64に分配されるから大きな幅広
の亀裂の発生は結晶体20の製作時にも動作時にも避け
られる。
多数のみぞ62と隆起64に分配されるから大きな幅広
の亀裂の発生は結晶体20の製作時にも動作時にも避け
られる。
第7図にシンチレーション層とそれに接する層との間の
熱膨張の差を補償する別の方法を示す。
熱膨張の差を補償する別の方法を示す。
この場合の基本的な考えは自由に支持されたシンチレー
ション@22dを1史用することである。自由支持シン
チレーション層の製造法の詳細は西独国特許第2247
524号又はそれに対応する米国特許第3,980,8
88号明細書に記載されている。自由支持シンチレーシ
ョン層22dは例えば活性化されたヨウ化カリウムから
成り、両面が非活性保護層24と26で覆われる。保護
層24゜26にはヨウ化セシウムが使用される。22d
。
ション@22dを1史用することである。自由支持シン
チレーション層の製造法の詳細は西独国特許第2247
524号又はそれに対応する米国特許第3,980,8
88号明細書に記載されている。自由支持シンチレーシ
ョン層22dは例えば活性化されたヨウ化カリウムから
成り、両面が非活性保護層24と26で覆われる。保護
層24゜26にはヨウ化セシウムが使用される。22d
。
24.26から成る成層構造は例えばシリコンゴムの結
合1−27を介してパイレックスガラス板18に結合さ
れる。この実施例においても結合媒体27は光結合と熱
膨張係数の平等化との二つの目的をもって使用される。
合1−27を介してパイレックスガラス板18に結合さ
れる。この実施例においても結合媒体27は光結合と熱
膨張係数の平等化との二つの目的をもって使用される。
層26,22d、24.27および18の組合せは深な
べ形のノ功ジング部品28に入れ、そこに取り付けられ
る。この取り付けは公知の方法による。例えば環状とし
た索又はひも70を層18の周囲に置く。ひも70は密
封用のもので、ハウジング部品28の上級部にエポキシ
樹脂バッキング72によって保持される。バッキング7
2は信頼できる結合を保障する。ハウジング部品28は
この場合も金属例えばアルミニウム製とするのが有利で
ある。シンチレーション結晶体の密封のための同様な部
品、70.72は第4図と第5図にも示されている。
べ形のノ功ジング部品28に入れ、そこに取り付けられ
る。この取り付けは公知の方法による。例えば環状とし
た索又はひも70を層18の周囲に置く。ひも70は密
封用のもので、ハウジング部品28の上級部にエポキシ
樹脂バッキング72によって保持される。バッキング7
2は信頼できる結合を保障する。ハウジング部品28は
この場合も金属例えばアルミニウム製とするのが有利で
ある。シンチレーション結晶体の密封のための同様な部
品、70.72は第4図と第5図にも示されている。
第1図はこの発明の第1実施例としてのシンチレーショ
ン結晶体を使用したガンマ線シンチヵメラヘッドの断面
図、第2図はこの発明の第2案施例の断面図、第3図は
この発明によるシンチレーション結晶体を製造する蒸発
室の断面図、第4図はこの発明の第2実施例としてのシ
ンチレーション結晶体を使用するガンマ線シンチヵメラ
ヘッドの断面図、第5図は第4図のシンテヵメラヘッド
の変形構造の断面図、第6図はこの発明の第3実施例を
使用したガンマ線シンチヵメラヘッドの断面図、第7図
はこの発明の@4実施例を使用したガンマ線シンチヵメ
ラヘッドの断面図である。 @1図において゛2o:レンチレーション結晶体、22
:第1層、24:第2層、26:第3層、30:反射層
、28ニアルミニウムカバー、34:ガンマ線シンチヵ
メラヘッド、16二先導体、12:充電増倍管。
ン結晶体を使用したガンマ線シンチヵメラヘッドの断面
図、第2図はこの発明の第2案施例の断面図、第3図は
この発明によるシンチレーション結晶体を製造する蒸発
室の断面図、第4図はこの発明の第2実施例としてのシ
ンチレーション結晶体を使用するガンマ線シンチヵメラ
ヘッドの断面図、第5図は第4図のシンテヵメラヘッド
の変形構造の断面図、第6図はこの発明の第3実施例を
使用したガンマ線シンチヵメラヘッドの断面図、第7図
はこの発明の@4実施例を使用したガンマ線シンチヵメ
ラヘッドの断面図である。 @1図において゛2o:レンチレーション結晶体、22
:第1層、24:第2層、26:第3層、30:反射層
、28ニアルミニウムカバー、34:ガンマ線シンチヵ
メラヘッド、16二先導体、12:充電増倍管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 g 比較的貧弱な機械的特性と高いエネルギー分解能を
与える結晶物質から成りr線照射に応じて光を放出する
第1層(22;22勺と比較的良好な機械的特性と光特
性を与える結晶物質の第2層(24;24’)とを含み
、第2層は第1層の破壊防止のため第1層の1に置かれ
て第1層に比べて薄く第1層のシンチレーション特性に
対する寄与は無視できるものであることを特徴とする放
射線検出器用のシンチレーション結晶体。 2) 比較的良好な機械的特性と光特性を示す結晶物質
の第3層(26)が追加され、第1層が第2層と第3層
の間にはさまれたサンドイッチ構造となっていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシンチレーショ
ン結晶体。 3)第1層がタリウムで活性化されたヨウ化ナトリウム
(NaI(TJ))から成ることを特徴とする特許請求
の範囲第1項又は第2項記載のシンチレーション結晶体
。 4) 第2層がヨウ化セシウム(C5I)、ナトリウム
で活性化されたヨウ化セシウム(CsI(Na))およ
びタリウムで活性化されたヨウ化セシウム(C8I(%
”J))を含む物質群中から選ばれた結晶物質から成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項又は第
3項記載のシンチレーション結晶体。 5)棺3層がヨウ化セシウム(CsI)、ナトリウムで
活性化されたヨウ化セシウム(CsI(Na))および
タリウムで活性化されたヨウ化セシウム(CsI(TJ
))を含む物質群中から選ばれた結晶物質から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第2項、第3項又は第4項
記載のシンチレーション結晶体。 6)第1層がタリウムで活性化されたヨウ化ナトリウム
(NaI(Tjl’))から成り、第2層と第3層がヨ
ウ化セシウム(CsI)、ナトリウムで活性化されたヨ
ウ化セシウム(CsI(Na))およびタリウムで活性
化されたヨウ化セシウム+C5I(1))を含む物質群
中から選ばれた結晶物質から成ることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載のシンチレーション結晶体。 7)第1層が174インチから1インチの間の厚さであ
り、第2層が0.1 armから1111111の間の
厚さであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のシンチレーション結晶体08)第3層がQ、 l I
llからimlの間の厚さであることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載のシンチレーション結晶体。 9)次の工程段 (al 平面表面を持つ基板(18)を蒸発容器(40
)に入れる、 (bl 比較的良好な機械的特性と光特性を与える@1
結晶材料の適量を蒸発容器(40)に入れる、 (C) 第1結晶材料を蒸発させ基板の表面に沈積させ
て第2結晶層[24;24’ )を形成させる、 fd) 比較的貧弱な機械的特性と高いエネルギー分解
能を与える第2結晶材料の適量を蒸発容器に入れる、 (e) 第2結晶材料を蒸発させ第2結晶層(24:2
4′]の上に第1結晶層(22;22’)として沈積さ
せる、 によることを特徴とするシンチレーション結晶体の製造
方法。 10)次の工程段 (a) 比較的良好な機械的特性を与える第3結晶材料
を蒸発容器(40)に入れる、 (b) 第3結晶材料を蒸発させ@l結晶層の上に第3
結晶層(26)として沈積させる、が追加されることを
特徴とする特許請求の範囲第9項記載の方法。 11) 結晶サンドインチ構造の封じ込め工程段が追加
されることを特徴とする特許請求の範囲第9項又は第1
θ項記載の方法。 12) 第1結晶材料がヨウ化セシウム(CsI)、ナ
トリウムで活性化したヨウ化セシウム1csI〔Na刀
およびタリウムで活性化したヨウ化セシウム(C8I(
T/))を含む物質群中から選ばれることを特徴とする
特許請求の範囲第9項、第io項又は第11項記載の方
法。 13) 第2結晶材料がタリウムで活性化されたヨウ化
ナトリウム(Na I (’、rJ ) )であること
を特徴とする特許請求の範囲第9項、第1O項、第11
項又は第12項記載の方法。 14) 第3結晶材料がヨウ化セシウム(CsI八ナト
ナトリウム性化されたヨウ化セシウム1csI(Na)
)およびタリウムで活性化されたヨウ化セシウム[C5
I(TI))を含む物質群中から選ばれることを特徴と
する特許請求の範囲第10項乃至第13項のいずれかに
記載の方法。 15) 第2結晶材料がタリウムで活性されたヨウ化ナ
トリウム(Na I (Tl ) )であり、第1と第
3の結晶材料がヨウ化セシウム(CsI)、ナトリウム
で活性化されたヨウ化セシウム(CsIIJJa、))
およびタリウムで活性化されたヨウ化セシウム(C8I
(TJ))を含む物質群中から選ばれることを特徴とす
る特許請求の範囲第1O項記載の方法。 16) 結晶サンドインチ構造の封じ込め工程段が追加
されることを特徴とする特許請求の範囲第15項記載の
方法。 17) 結晶サンドインチ構造の焼なまし工程段が追加
されることを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至@1
6項のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US54986583A | 1983-11-09 | 1983-11-09 | |
US549865 | 1983-11-09 | ||
DE3436851.5 | 1984-10-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60117171A true JPS60117171A (ja) | 1985-06-24 |
Family
ID=24194670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23592484A Pending JPS60117171A (ja) | 1983-11-09 | 1984-11-08 | 放射線検出器用のシンチレーシヨン結晶体とその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60117171A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07128453A (ja) * | 1991-09-06 | 1995-05-19 | Horiba Instr Inc | 長寿命シンチレーションカメラプレートアセンブリーおよびシンチレーション検出器をγ線プレート内に密封する方法 |
-
1984
- 1984-11-08 JP JP23592484A patent/JPS60117171A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07128453A (ja) * | 1991-09-06 | 1995-05-19 | Horiba Instr Inc | 長寿命シンチレーションカメラプレートアセンブリーおよびシンチレーション検出器をγ線プレート内に密封する方法 |
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