JPS6117082A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JPS6117082A JPS6117082A JP59138492A JP13849284A JPS6117082A JP S6117082 A JPS6117082 A JP S6117082A JP 59138492 A JP59138492 A JP 59138492A JP 13849284 A JP13849284 A JP 13849284A JP S6117082 A JPS6117082 A JP S6117082A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
-
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- G01T1/20185—Coupling means between the photodiode and the scintillator, e.g. optical couplings using adhesives with wavelength-shifting fibres
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- Luminescent Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明はシンチレータ素子とこの素子に光学的に接合さ
れた光検出器とを有する放射線検出器に関する。
れた光検出器とを有する放射線検出器に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
放射線断層撮影装置たとえば第３世代あるいは第４世代
のＸ線ＣＴ装置は、複数の検出素子を高密度に一次元配
列してなるＸ線検出器を有している。Ｘ線検出器として
は、従来主流を占めていたガス電離箱の代わりに、近年
、シンチレータとフォトダイオードとを組み合わせた固
体シンチレーション検出器が汎用されて来た。というの
は、固体シンチレーション検出器に使用されるフォトダ
イオードは高密度実装が可能であるので、高分解能の０
７画像を得る・ためには検出素子の配列ピッチをできる
だけ小さくしなければならないという要請に応すること
ができるからである。
のＸ線ＣＴ装置は、複数の検出素子を高密度に一次元配
列してなるＸ線検出器を有している。Ｘ線検出器として
は、従来主流を占めていたガス電離箱の代わりに、近年
、シンチレータとフォトダイオードとを組み合わせた固
体シンチレーション検出器が汎用されて来た。というの
は、固体シンチレーション検出器に使用されるフォトダ
イオードは高密度実装が可能であるので、高分解能の０
７画像を得る・ためには検出素子の配列ピッチをできる
だけ小さくしなければならないという要請に応すること
ができるからである。
従来より、例えばＣＴ装置用検出器として用いられてき
たシンチレータ素子には様々なものがあるが、それぞれ
独自の欠点、あるいは共通の欠点を有していた。例えば
、Ｎａ Ｉ （Ｔｌ）には潮解性があるため、外気から
完全に密封しないと使えないという欠点があった。また
、Ｎａ１（ＴｊりやＣｓ１（Ｔｊりには、放射線照射を
中断した後の一定期間に螢光を発するという性質、いわ
ゆるアフターグローが問題となっている。また、Ｂｉａ
Ｑｅ ３０１２ 、Ｃｄ’ＷＯａ 、Ｚｎ ＷＯａ等
の単結晶をＣＴ装置用シンチレータ素子として使用する
試みも成されているが、これらの結晶には下記の共通し
た欠点がある。
たシンチレータ素子には様々なものがあるが、それぞれ
独自の欠点、あるいは共通の欠点を有していた。例えば
、Ｎａ Ｉ （Ｔｌ）には潮解性があるため、外気から
完全に密封しないと使えないという欠点があった。また
、Ｎａ１（ＴｊりやＣｓ１（Ｔｊりには、放射線照射を
中断した後の一定期間に螢光を発するという性質、いわ
ゆるアフターグローが問題となっている。また、Ｂｉａ
Ｑｅ ３０１２ 、Ｃｄ’ＷＯａ 、Ｚｎ ＷＯａ等
の単結晶をＣＴ装置用シンチレータ素子として使用する
試みも成されているが、これらの結晶には下記の共通し
た欠点がある。
（１） 発、光効率が低いという欠点。
上記３種の結晶のうち最大発光効率を有するＣｄＷＯａ
においてさえ、発光効率はわずか４％に止留まる。発光
効率が低いということは、入射放射線量に対する発光量
が少ないということであり、このために後段のアンプ系
にはローノイズの高性能素子を使用しなければならない
。または、光検出器としてフォトマルチプライヤ−のよ
うな高感度検出器を使用しなければならないため、高密
度実装には不向きである。
においてさえ、発光効率はわずか４％に止留まる。発光
効率が低いということは、入射放射線量に対する発光量
が少ないということであり、このために後段のアンプ系
にはローノイズの高性能素子を使用しなければならない
。または、光検出器としてフォトマルチプライヤ−のよ
うな高感度検出器を使用しなければならないため、高密
度実装には不向きである。
（２）発光量が温度上昇に伴って減少するという欠点。
上記３種のシンチレータの発光部温度変化を第４図に示
す。最も温度変化率の小さいＣｄ ＷＯａにおいても２
０℃〜５０℃の温度変化により約１０％の発光量の低下
が認められる。ところで、０丁装置用の放射線検出器は
使用している回路素子の発熱等の影響によって、電源投
入時後の温度が徐々に上昇する傾向にある。また、ＣＴ
装置として高Ｓ／Ｎの信号を得るためには、検出器後段
の回路系のダイナミックレンジを充分に活用することが
望ましいとされている。しかし、シンチレータの発光量
が温度上昇に伴って低下する場合には、低温時の最大発
光量を回路系ダイナミックレンジの上限と合わせなけれ
ばならない。従って、検出器潤度が上昇して発光量が低
下した場合には、回“路光ダイナミックレンジの一部し
か活用できなくなりＳ／Ｎが低下する。これを防止すた
めには、アンプのゲインを検出器の温度上昇に伴って増
大させればよいが、複雑な回路を必要とするため実用性
に乏しい。
す。最も温度変化率の小さいＣｄ ＷＯａにおいても２
０℃〜５０℃の温度変化により約１０％の発光量の低下
が認められる。ところで、０丁装置用の放射線検出器は
使用している回路素子の発熱等の影響によって、電源投
入時後の温度が徐々に上昇する傾向にある。また、ＣＴ
装置として高Ｓ／Ｎの信号を得るためには、検出器後段
の回路系のダイナミックレンジを充分に活用することが
望ましいとされている。しかし、シンチレータの発光量
が温度上昇に伴って低下する場合には、低温時の最大発
光量を回路系ダイナミックレンジの上限と合わせなけれ
ばならない。従って、検出器潤度が上昇して発光量が低
下した場合には、回“路光ダイナミックレンジの一部し
か活用できなくなりＳ／Ｎが低下する。これを防止すた
めには、アンプのゲインを検出器の温度上昇に伴って増
大させればよいが、複雑な回路を必要とするため実用性
に乏しい。
（３）男開性が存在するため加工性に乏しいという欠点
。
。
上記３種の結晶中Ｂｉ ａ Ｇｅ ３０＋２だけが勇開
性が無いが、他の２種には強い暁闇性が存在する。
性が無いが、他の２種には強い暁闇性が存在する。
従って、この勇開性を有するために、単結晶から所望の
寸法に切り出す作業途中等にシンチレータ素子が破壊さ
れることが多かった。
寸法に切り出す作業途中等にシンチレータ素子が破壊さ
れることが多かった。
［発明の目的コ
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、潮解性
がなく、アフターグローが実用上充分小さく、発光効率
が高く、発光量の温度依存性が少なく、かつ、加工性に
優れた放射線検出器を提供することを目的とするもので
ある。
がなく、アフターグローが実用上充分小さく、発光効率
が高く、発光量の温度依存性が少なく、かつ、加工性に
優れた放射線検出器を提供することを目的とするもので
ある。
［発明の概要コ
上記目的を達成するための本発明の概要は、入射した放
射線量に応じて光を出力するシンチレータ素子と、この
シンチレータ素子と光学的に接合された光検出器とから
成る放射線検出器において、前記シンチレータ素子をＧ
ｄ ２０２ Ｓ ： Ｐｒより成る半透明体で構成した
ことを特徴とするものである。
射線量に応じて光を出力するシンチレータ素子と、この
シンチレータ素子と光学的に接合された光検出器とから
成る放射線検出器において、前記シンチレータ素子をＧ
ｄ ２０２ Ｓ ： Ｐｒより成る半透明体で構成した
ことを特徴とするものである。
［発明の実施例］
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。本
発明の一実施例であるシンチレーション検出器を構成す
る多チヤンネル型のシンチレータ素子体３を第１図に示
す。
発明の一実施例であるシンチレーション検出器を構成す
る多チヤンネル型のシンチレータ素子体３を第１図に示
す。
このシンチレータ素子体３は複数のシンチレータ素子１
を同一厚さのコリメータ板２を介して接着することによ
り形成したものである。
を同一厚さのコリメータ板２を介して接着することによ
り形成したものである。
コリメータ板２は通常Ｘ線吸収効率の大きい重金属、例
えば鉛やタングステンの薄板でのその両面にはシンチレ
ータで発生した光を効率良く反射するために光反射剤が
塗布されている。
えば鉛やタングステンの薄板でのその両面にはシンチレ
ータで発生した光を効率良く反射するために光反射剤が
塗布されている。
第２図は多チヤンネル型のフォトダイオード９を示すも
のであり、一枚の半導体基板５上に７．オドダイオード
素子６が形成され、信号取り一出し用の端子７から絶縁
基板８上の印刷配線端子上へワイヤーボンディング（図
示せず）専で電気的に接続されている。
のであり、一枚の半導体基板５上に７．オドダイオード
素子６が形成され、信号取り一出し用の端子７から絶縁
基板８上の印刷配線端子上へワイヤーボンディング（図
示せず）専で電気的に接続されている。
上述したようなシンチレータ素子体３とフォトダイオー
ド９とを透明接着剤（例えばガラス接着剤）を用いて重
合接着ずれば、第３図に示すような多チヤンネル型の放
射線検出器のブック１０を構成することができる。そし
て、このような多チヤンネル型放射線検出器を多数すき
間なく円周上に配置することにより、１台のＣＴ装置用
検出器列を構成することができる。
ド９とを透明接着剤（例えばガラス接着剤）を用いて重
合接着ずれば、第３図に示すような多チヤンネル型の放
射線検出器のブック１０を構成することができる。そし
て、このような多チヤンネル型放射線検出器を多数すき
間なく円周上に配置することにより、１台のＣＴ装置用
検出器列を構成することができる。
本発明では、上記シンチレータ素子１をＧｄ２−０２３
：Ｐｒより成る物質で構成している。このＧｄ２０２ｓ
：Ｐｒは粉末蛍光体としては既知であるが、放射線吸収
効率を高くしなければならない放射線検出器のシンチレ
ータとして用いる場合には、粉末のままでは適当ではな
い。放射線吸収率を高めるためには蛍光体の厚さを厚く
しなければならないが、厚さを増すことにより、発生し
た螢光をフォトダイオード素子６に導くことが困難とな
り、結果として低い出力しか得られなくなってしまう。
：Ｐｒより成る物質で構成している。このＧｄ２０２ｓ
：Ｐｒは粉末蛍光体としては既知であるが、放射線吸収
効率を高くしなければならない放射線検出器のシンチレ
ータとして用いる場合には、粉末のままでは適当ではな
い。放射線吸収率を高めるためには蛍光体の厚さを厚く
しなければならないが、厚さを増すことにより、発生し
た螢光をフォトダイオード素子６に導くことが困難とな
り、結果として低い出力しか得られなくなってしまう。
そこで、本発明ではＧｄ ２０２ Ｓ ： Ｐｒの光学
的半透明体を形成して前記シンチレータ素子１を構成し
た。光学的に半透明なシンチレータを製造するための方
法として、本発明者はホットアイソスタテイクプレスが
適していることを確認できた。即ち、このホットアイソ
スタティックプレス法により適当な温度と圧力との下で
光学的に透明状のＧｄ ２０２ Ｓ ： Ｐｒの焼結体
を得ることができた。尚、現技術をもってしては光学的
に完全な透明体を得ることは困難であるが、半透明であ
っても放射線検出器としての充分な放射線吸収効率が得
られた。
的半透明体を形成して前記シンチレータ素子１を構成し
た。光学的に半透明なシンチレータを製造するための方
法として、本発明者はホットアイソスタテイクプレスが
適していることを確認できた。即ち、このホットアイソ
スタティックプレス法により適当な温度と圧力との下で
光学的に透明状のＧｄ ２０２ Ｓ ： Ｐｒの焼結体
を得ることができた。尚、現技術をもってしては光学的
に完全な透明体を得ることは困難であるが、半透明であ
っても放射線検出器としての充分な放射線吸収効率が得
られた。
上記構、成の放射線検出器を従来のものと比較すると下
記のような利点を有する。
記のような利点を有する。
（１）潮解性がないため外気から密封しなければならな
いという欠点はない。従って、放射線検出器として小型
化が図れ、ＣＴ装置用としても最適である。
いという欠点はない。従って、放射線検出器として小型
化が図れ、ＣＴ装置用としても最適である。
（２）本発明者の測定結果よりアフターグローは充分小
さく、Ｃｄ ＷＯａ以下であることが確認された。
さく、Ｃｄ ＷＯａ以下であることが確認された。
（３）発光効率が約１０％と高いために、アンプ系にロ
ーノイズの高性能素子を要することなく、また、光検出
器自体の感度を高めることなく高感度の放射線検出器が
得られる。
ーノイズの高性能素子を要することなく、また、光検出
器自体の感度を高めることなく高感度の放射線検出器が
得られる。
（５）見開性がないため加工性は良好であり製造コスト
を低く押えることができる。
を低く押えることができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。本
発明はＧｄ２σ２ Ｓ ： ｐｒの半透明体を放射線検
出器のシンチレータとして用いるものであり、その製造
方法は問わない。また、この放射線検出器は、ＣＴ装置
に限らずシンチレーションカメラ、Ｘ線カウンタ、Ｙ線
カウンタ等にも適用できることは言うまでもない。
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。本
発明はＧｄ２σ２ Ｓ ： ｐｒの半透明体を放射線検
出器のシンチレータとして用いるものであり、その製造
方法は問わない。また、この放射線検出器は、ＣＴ装置
に限らずシンチレーションカメラ、Ｘ線カウンタ、Ｙ線
カウンタ等にも適用できることは言うまでもない。
［発明の効果］
以上説明したように１１本発明によれば潮解性がなく、
アフタグローが実用上充分に小さく、発光効率が高く、
発光量の温度依存性がなく、かつ、加工性が良好な放射
線検出器を提供することができる。従ってこの放射線検
出器を用いてＸ線ＣＴ装置、シンチレーションカメラ、
Ｘ線カウンタあるいはＹ線カウンタを構成することによ
り、他の部材に変更を要することなく高感度の測定を行
うことができ、かつ、製造コストも低く押えることがで
きる。
アフタグローが実用上充分に小さく、発光効率が高く、
発光量の温度依存性がなく、かつ、加工性が良好な放射
線検出器を提供することができる。従ってこの放射線検
出器を用いてＸ線ＣＴ装置、シンチレーションカメラ、
Ｘ線カウンタあるいはＹ線カウンタを構成することによ
り、他の部材に変更を要することなく高感度の測定を行
うことができ、かつ、製造コストも低く押えることがで
きる。
第１図は多チヤンネル型のシンチレータ素子体を示す斜
視図、第２図は多チヤンネル型のフォトダイオードを示
す概略斜視図、第３図は放射線検出器の概略斜視図、第
４図は従来のシンチレータ素子の温度依存特性を示す特
性図である。 １・・・・・・シンチレータ素子、 ９・・・・・・光検出器。 場り膚イτ） 手続補正書 １．事件の表示 昭和５９年特許願第１３８４９２号 ２、発明の名称 放射線検出器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 補正の内容 １、明細書第７頁第２０行目に記載の「放射線検出器」
の後【「用シンチレータ」を挿入する。 ２、同第７頁第２０行目から同第８頁第１行目に記載の
「放射線吸収効率Ｊを「発光出力」に訂正する。 ３、同第８頁第１４行目と第１５行目との間に下記文章
を挿入する。 記 （４）本発明者の測定結果より、室２２０℃〜５０℃の
温度範囲内で発光量の温度依存性が全く無いことが確認
され、検出器後段の回路系のダイナミックレンジを充分
に活用することができる。 以 上 −老
視図、第２図は多チヤンネル型のフォトダイオードを示
す概略斜視図、第３図は放射線検出器の概略斜視図、第
４図は従来のシンチレータ素子の温度依存特性を示す特
性図である。 １・・・・・・シンチレータ素子、 ９・・・・・・光検出器。 場り膚イτ） 手続補正書 １．事件の表示 昭和５９年特許願第１３８４９２号 ２、発明の名称 放射線検出器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 補正の内容 １、明細書第７頁第２０行目に記載の「放射線検出器」
の後【「用シンチレータ」を挿入する。 ２、同第７頁第２０行目から同第８頁第１行目に記載の
「放射線吸収効率Ｊを「発光出力」に訂正する。 ３、同第８頁第１４行目と第１５行目との間に下記文章
を挿入する。 記 （４）本発明者の測定結果より、室２２０℃〜５０℃の
温度範囲内で発光量の温度依存性が全く無いことが確認
され、検出器後段の回路系のダイナミックレンジを充分
に活用することができる。 以 上 −老
Claims (1)
- 入射した放射線量に応じて光を出力するシンチレータ
素子と、このシンチレータ素子と光学的に接合された光
検出器とから成る放射線検出器において、シンチレータ
素子をＧｄ＿２Ｏ＿２Ｓ：Ｐｒより成る半透明体で構成
したことを特徴とする放射線検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138492A JPS6117082A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 放射線検出器 |
| DE19853522515 DE3522515A1 (de) | 1984-07-03 | 1985-06-24 | Stahlungsdetektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138492A JPS6117082A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117082A true JPS6117082A (ja) | 1986-01-25 |
Family
ID=15223369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59138492A Pending JPS6117082A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 放射線検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117082A (ja) |
| DE (1) | DE3522515A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004855A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出器 |
| WO2003083513A1 (fr) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Detecteur de rayons x |
| JP2005119948A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Hokushin Ind Inc | 放射線検出用フッ化物単結晶及びシンチレータ並びに放射線検出器 |
| JP2007263678A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 水素化物ガス中の微量不純物分析方法及び装置 |
| WO2011033882A1 (ja) | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 三井金属鉱業株式会社 | シンチレータ用蛍光体 |
| JPWO2012137425A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2014-07-28 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線検出器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5041729A (en) * | 1987-10-28 | 1991-08-20 | Hitachi, Ltd. | Radiation detector and manufacturing process thereof |
| US4982096A (en) * | 1988-01-06 | 1991-01-01 | Hitachi Medical Corporation | Multi-element radiation detector |
| JPH05279663A (ja) * | 1992-04-01 | 1993-10-26 | Hitachi Metals Ltd | シンチレータ材料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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