JPS61270298A - 熱ルミネセンス物質としてのダイヤモンド，ダイヤモンドを用いたルミネセンスを起こさせる方法および核放射線の線量測定装置 - Google Patents
熱ルミネセンス物質としてのダイヤモンド，ダイヤモンドを用いたルミネセンスを起こさせる方法および核放射線の線量測定装置Info
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- JPS61270298A JPS61270298A JP61063893A JP6389386A JPS61270298A JP S61270298 A JPS61270298 A JP S61270298A JP 61063893 A JP61063893 A JP 61063893A JP 6389386 A JP6389386 A JP 6389386A JP S61270298 A JPS61270298 A JP S61270298A
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- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱ルミネセンス物質としてのダイヤモンドに関
するものである。
するものである。
熱ルミネセンス燐光物質は十分低い温度で核放射線に曝
露されると多くの自由電子またはホールが格子欠陥で捕
そくされるようになる。これ等の自白電子またはホール
は、曝露温度またはこれより低い温度で貯蔵される場合
長時間捕そくされたままであり得る。温度が上昇するに
つれ、はき出される確率が増し、電子（またはホール）
はトラップからはなれ、次いでしばしば光を発しながら
安定なエネルギー状態に戻る。この性質を示す物質は熱
ルミネッセント線量測定（ＴＬＤ）物質として知られて
おり、かかる物質の一例は弗化リチウムである。
露されると多くの自由電子またはホールが格子欠陥で捕
そくされるようになる。これ等の自白電子またはホール
は、曝露温度またはこれより低い温度で貯蔵される場合
長時間捕そくされたままであり得る。温度が上昇するに
つれ、はき出される確率が増し、電子（またはホール）
はトラップからはなれ、次いでしばしば光を発しながら
安定なエネルギー状態に戻る。この性質を示す物質は熱
ルミネッセント線量測定（ＴＬＤ）物質として知られて
おり、かかる物質の一例は弗化リチウムである。
タイプＩの工業ダイヤモンドも成る程度の熱ルミネセン
スを示すことが示されている（「インダストリアル・ダ
イヤモンド・レビューＪ１９７７年７月号第２８９〜２
４１頁のエイ・シー、カーターによる「ポジプル・ユー
ス・オプ・インダストリアル・ダイヤモンド・イン・ラ
ジエーション・ドウシメトリー」）。然し市場で入手し
得るダイヤモンドは、合成または天然産のものでも、こ
れに関して更に研究すべきことを裏付けるに十分な感度
を有することは示されていない。
スを示すことが示されている（「インダストリアル・ダ
イヤモンド・レビューＪ１９７７年７月号第２８９〜２
４１頁のエイ・シー、カーターによる「ポジプル・ユー
ス・オプ・インダストリアル・ダイヤモンド・イン・ラ
ジエーション・ドウシメトリー」）。然し市場で入手し
得るダイヤモンドは、合成または天然産のものでも、こ
れに関して更に研究すべきことを裏付けるに十分な感度
を有することは示されていない。
欧州特許出願公告第００５２８９７号明細書には、ｇ
Ｘ １０”’原子チまたはこれより少い低窒素含量およ
び１０ またはこれより低い低複屈折を有し、電離線
により生ずる自由キャリアの寿命が１０−６８またはこ
れより長いダイヤモンドを電離線の検出装置の放射線敏
感性エレメントとして使用する電離線の検出方法および
装置が記載されている。ダイヤモンドの照射下の電流／
電圧特性は、低バイアス電圧において直線状であり、線
量率をダイヤモンドの固有抵抗に対し決定することがで
きる。
Ｘ １０”’原子チまたはこれより少い低窒素含量およ
び１０ またはこれより低い低複屈折を有し、電離線
により生ずる自由キャリアの寿命が１０−６８またはこ
れより長いダイヤモンドを電離線の検出装置の放射線敏
感性エレメントとして使用する電離線の検出方法および
装置が記載されている。ダイヤモンドの照射下の電流／
電圧特性は、低バイアス電圧において直線状であり、線
量率をダイヤモンドの固有抵抗に対し決定することがで
きる。
合成ダイヤモンド結晶を放射線敏感性エレメントとして
使用するのが有利であることは記載されている。この明
細書にはダイヤモンドが熱ルミネセンス特性を有するこ
とは開示されておらずまた示唆されていない。
使用するのが有利であることは記載されている。この明
細書にはダイヤモンドが熱ルミネセンス特性を有するこ
とは開示されておらずまた示唆されていない。
１００ ｐｐｍ以下の窒素含量およびダイヤモンドの結
晶構造内の格子欠陥に捕そくされた電子またはホールを
有するダイヤモンドが熱ルミネセンスを起し得ることを
見出し、このことにより本発明は達成されたのである。
晶構造内の格子欠陥に捕そくされた電子またはホールを
有するダイヤモンドが熱ルミネセンスを起し得ることを
見出し、このことにより本発明は達成されたのである。
従って本発明はかかるダイヤモンドから成る熱ルミネセ
ンスを起し得る物質を提供する。
ンスを起し得る物質を提供する。
他の観点から本発明は、／！ｉｌ［温度以上で５００℃
以下の温度で処理する工程を含む、上記の如き物質にル
ミネセンスを起させる方法を提供する。
以下の温度で処理する工程を含む、上記の如き物質にル
ミネセンスを起させる方法を提供する。
更に本発明はＩ Ｑ Ｏｐｐｍ以下の窒素含量を有する
ダイヤモンド粒子を備える、核放射線の線量を測定し得
る装置を提供する。
ダイヤモンド粒子を備える、核放射線の線量を測定し得
る装置を提供する。
驚くべきことには、１００ ｐｐｍ以下の窒素含量およ
びダイヤモンドの結晶構造内の格子欠陥に捕そくされた
電子またはホールを有するダイヤモンドは敏感な熱ルミ
ネセンス物質であることを見出した。更に窒素含量が低
いほどダイヤモンドの熱ルミネセンス特性が良好である
ことを見出した。
びダイヤモンドの結晶構造内の格子欠陥に捕そくされた
電子またはホールを有するダイヤモンドは敏感な熱ルミ
ネセンス物質であることを見出した。更に窒素含量が低
いほどダイヤモンドの熱ルミネセンス特性が良好である
ことを見出した。
この特性は、種々のダイヤモンドの窒素含量に対する熱
ルミネセンス（ＴＬ）応答を示す第１図により示される
。第１図より窒素含量が低いほどＴＬが良好であること
がわかる。各ダイヤモンドに対する窒素含量を、標準Ｅ
ＳＲ（電子スピン共鳴）技術を用いて測定した。このよ
うにしてダイヤモンドはｇ ｏ ｐｐｍより少い窒素含
量を有するのが好ましい。ダイヤモンドが好ましい合成
ダイヤモンドである場合には、ダイヤモンドは業界で既
知の方法によりつくることができる。上記ダイヤモンド
は優れた熱ルミネセンス物質として知られている弗化リ
チウムの感度の５０％以上を有することを見出した。
ルミネセンス（ＴＬ）応答を示す第１図により示される
。第１図より窒素含量が低いほどＴＬが良好であること
がわかる。各ダイヤモンドに対する窒素含量を、標準Ｅ
ＳＲ（電子スピン共鳴）技術を用いて測定した。このよ
うにしてダイヤモンドはｇ ｏ ｐｐｍより少い窒素含
量を有するのが好ましい。ダイヤモンドが好ましい合成
ダイヤモンドである場合には、ダイヤモンドは業界で既
知の方法によりつくることができる。上記ダイヤモンド
は優れた熱ルミネセンス物質として知られている弗化リ
チウムの感度の５０％以上を有することを見出した。
ダイヤモンドは、ｔ ｏ ｏ ｐｐｍ以下の窒素含量を
有するダイヤモンドを用意し、これを核放射線で処理す
ることにより製造することができる。核放射線は原子の
核内にその超厚を有する電ｍｓである。かかる放射線の
例を挙げるとＸ線、α粒子、中性子、陽子、電子および
ｒｌｌＪによる放射線である。ダイヤモンドをかかる放
射線で処理することにより電子またはホールがダイヤモ
ンド結晶構造内の格子欠陥に捕そくされる。次いでダイ
ヤモンドを加熱すると少くとも若干の電子またはホール
がそれらのトラップからはき出され、安定なエネルギー
状態に戻り、光を発する。ダイヤモンドを発光させるた
めに処理する温度は周囲温度以上５００℃以下である。
有するダイヤモンドを用意し、これを核放射線で処理す
ることにより製造することができる。核放射線は原子の
核内にその超厚を有する電ｍｓである。かかる放射線の
例を挙げるとＸ線、α粒子、中性子、陽子、電子および
ｒｌｌＪによる放射線である。ダイヤモンドをかかる放
射線で処理することにより電子またはホールがダイヤモ
ンド結晶構造内の格子欠陥に捕そくされる。次いでダイ
ヤモンドを加熱すると少くとも若干の電子またはホール
がそれらのトラップからはき出され、安定なエネルギー
状態に戻り、光を発する。ダイヤモンドを発光させるた
めに処理する温度は周囲温度以上５００℃以下である。
ダイヤモンドを処理する好適温度は２００〜５００℃、
好ましくは２５０〜４００℃である。
好ましくは２５０〜４００℃である。
更に、ダイヤモンドが少量のホウ素を含有する場合には
、熱ルミネセンスの直線性は一層広い範囲の放射線量に
亘り改善されることを確かめた。
、熱ルミネセンスの直線性は一層広い範囲の放射線量に
亘り改善されることを確かめた。
換言すると、照射する放射線量と発生する熱ルミネセン
スとの間の直接の関係は、ホウ素が存在する場合、広範
囲の放射線量に亘り直線的である。
スとの間の直接の関係は、ホウ素が存在する場合、広範
囲の放射線量に亘り直線的である。
従ってダイヤモンドは０．１〜１０ ｐｐｍの範囲のホ
ウ素含量を有するのが好ましい。例えば第２図を参照す
ると、第２図は、約１ ｐｐｍの窒素含量と約０．２
ｐｐｍのホウ素含量を有するダイヤモンド粒子に照射し
たγ線の線量と、０．０１〜１００グレイ（Ｇｙ）の範
囲に亘り測定した熱ルミネセンス（ＴＬ）応答との間の
直線関係を示す。この点は１０ Ｇｙまでの線量が監視
される放射線療法用に特に重要である。
ウ素含量を有するのが好ましい。例えば第２図を参照す
ると、第２図は、約１ ｐｐｍの窒素含量と約０．２
ｐｐｍのホウ素含量を有するダイヤモンド粒子に照射し
たγ線の線量と、０．０１〜１００グレイ（Ｇｙ）の範
囲に亘り測定した熱ルミネセンス（ＴＬ）応答との間の
直線関係を示す。この点は１０ Ｇｙまでの線量が監視
される放射線療法用に特に重要である。
本発明は核放射線量の測定に特に適用される。
１００ ｐｐｍ以下の窒素含量を有するダイヤモンド粒
子を一定の線量の核放射線で処理する。このことにより
電子またはホールがダイヤモンドの結晶構造内の格子欠
陥に捕そくされる。このダイヤモンドを上記温度に加熱
する場合、ダイヤモンドはルミネンスを起し、このルミ
ネンスを用いてダイモンドに照射する放射ｉｓ量を計算
することができる。実際にはダイヤモンドの温度を約２
００℃まで上げて背景輝度をアニールする（ ａｎｎｅ
ａｌ ｏｕｔ ）。
子を一定の線量の核放射線で処理する。このことにより
電子またはホールがダイヤモンドの結晶構造内の格子欠
陥に捕そくされる。このダイヤモンドを上記温度に加熱
する場合、ダイヤモンドはルミネンスを起し、このルミ
ネンスを用いてダイモンドに照射する放射ｉｓ量を計算
することができる。実際にはダイヤモンドの温度を約２
００℃まで上げて背景輝度をアニールする（ ａｎｎｅ
ａｌ ｏｕｔ ）。
然る後、粒子を例えば４．００℃の温度まで直線的に加
熱し、ルミネセンスデータを集め統合する。
熱し、ルミネセンスデータを集め統合する。
この統合した値はダイヤモンドを処理する放射線量に正
比例する。従って適当な検量基準を設けることにより、
所定の環境で、一定の温度範囲に亘すルミネセンス値を
測定し、これ等の値を統合し、このようにして得られた
値を検量基準と比較することにより放射線量を決定する
ことが容易にできる。
比例する。従って適当な検量基準を設けることにより、
所定の環境で、一定の温度範囲に亘すルミネセンス値を
測定し、これ等の値を統合し、このようにして得られた
値を検量基準と比較することにより放射線量を決定する
ことが容易にできる。
本発明は放射線療法に用いることができる。ダイヤモン
ド粒子は小さく、核放射線で処置する組織に埋め込むこ
とができる。更に重要なことには、ダイヤモンドは組織
の平均原子番号に近い平均原子番号を有するので、広範
囲の入射エネルギー範囲に亘ってダイヤモンドと組織の
両方に単位質量当り蓄積されるエネルギーはほぼ同じで
ある。この等価は低乃至中γ−およびＸ−線エネルギー
で特に重要である。照射後ダイヤモンドを取出し、その
熱ルミネセンスを評価することにより、組織に適用した
放射線量を決定することが容易にできる。
ド粒子は小さく、核放射線で処置する組織に埋め込むこ
とができる。更に重要なことには、ダイヤモンドは組織
の平均原子番号に近い平均原子番号を有するので、広範
囲の入射エネルギー範囲に亘ってダイヤモンドと組織の
両方に単位質量当り蓄積されるエネルギーはほぼ同じで
ある。この等価は低乃至中γ−およびＸ−線エネルギー
で特に重要である。照射後ダイヤモンドを取出し、その
熱ルミネセンスを評価することにより、組織に適用した
放射線量を決定することが容易にできる。
またダイヤモンドは適当な板に保持するかまたはマトリ
ックスに埋込み一定の線量の核放射線で処置する人の衣
服にとりつけることができる。この物質の熱ルミネセン
スを時々測定することにより、処置する人に照射した線
量が直ちに正確に示される０
ックスに埋込み一定の線量の核放射線で処置する人の衣
服にとりつけることができる。この物質の熱ルミネセン
スを時々測定することにより、処置する人に照射した線
量が直ちに正確に示される０
第１図は種々のダイヤモンドの窒素含量に対すル熱ルミ
ネセンス（ＴＬ）応答の関係を示すグラフ、第２図は約
１ ｐＩ）ｍの窒素と約０．２ｐｐｍのホウ素を含有す
るダイヤモンドに適用するｒ編線量に対するＴＬ応答の
関係を示すＳ図である。 特許出願人 ド・ビーアズ・インダストリアル・ダイ
ヤモンド・ディビジョン（プロ プライエタリー）リミテッド ＦＩＧ、１ ｆ素膚度（ＰＰ９ｎ） ＦＩＧ、２ ｒ線ｆ（Ｇｙ）
ネセンス（ＴＬ）応答の関係を示すグラフ、第２図は約
１ ｐＩ）ｍの窒素と約０．２ｐｐｍのホウ素を含有す
るダイヤモンドに適用するｒ編線量に対するＴＬ応答の
関係を示すＳ図である。 特許出願人 ド・ビーアズ・インダストリアル・ダイ
ヤモンド・ディビジョン（プロ プライエタリー）リミテッド ＦＩＧ、１ ｆ素膚度（ＰＰ９ｎ） ＦＩＧ、２ ｒ線ｆ（Ｇｙ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、１００ｐｐｍ以下の窒素含量およびダイヤモンドの
結晶構造内の格子欠陥に捕そくされた電子またはホール
を有するダイヤモンドから成る熱ルミネセンスを起すこ
とができる物質。 ２、ダイヤモンドが２０ｐｐｍより少い窒素含量を有す
る特許請求の範囲第１項記載の物質。 ３、ダイヤモンドが０．１〜１０ｐｐｍのホウ素を含有
した特許請求の範囲第１項または第２項記載の物質。 ４、ダイヤモンドが合成ダイヤモンドである特許請求の
範囲第１項、第２項または第８項記載の物質。 ５、１００ｐｐｍ以下の窒素含量およびダイヤモンドの
結晶構造内の格子欠陥に捕そくされた電子またはホール
を有するダイヤモンドより成る熱ルミネセンスを起すこ
とができる物質を周囲温度以上で５００℃以下の温度で
処理する工程を含む上記物質にルミネセンスを起させる
方法。 ６、上記物質を２００〜５００℃の範囲を温度で処理す
る特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、上記物質を２５０〜４００℃の範囲の温度で処理す
る特許請求の範囲第５項記載の方法。 ８、１００ｐｐｍ以下の窒素含量を有するダイヤモンド
を核放射線で処理することによりダイヤモンド結晶構造
内の格子欠陥に捕そくされた電子またはホールを得る特
許請求の範囲第５項、第６項または第７項記載の方法。 ９、核放射線がＸ線、アルファー粒子、陽子、中性子、
電子またはに線である特許請求の範囲第８項記載の方法
。 １０、１００ｐｐｍ以下の窒素含量を有するダイヤモン
ドを備えた核放射線の線量測定装置。 １１、ダイヤモンドが２０ｐｐｍより少い窒素含量を有
する特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、ダイヤモンド粒子が０．１〜１０ｐｐｍのホウ素
含量を有する特許請求の範囲第１０項または第１１項記
載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA85/2121 | 1985-03-21 | ||
| ZA852121 | 1985-03-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270298A true JPS61270298A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0542399B2 JPH0542399B2 (ja) | 1993-06-28 |
Family
ID=25577812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61063893A Granted JPS61270298A (ja) | 1985-03-21 | 1986-03-20 | 熱ルミネセンス物質としてのダイヤモンド，ダイヤモンドを用いたルミネセンスを起こさせる方法および核放射線の線量測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4754140A (ja) |
| EP (1) | EP0195678B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61270298A (ja) |
| DE (1) | DE3675234D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4985226A (en) * | 1988-06-20 | 1991-01-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hole-burning material and production thereof |
| IL90697A (en) * | 1988-07-06 | 1993-01-14 | De Beers Ind Diamond | Detection of nuclear radiation |
| ATE156324T1 (de) * | 1988-12-27 | 1997-08-15 | Canon Kk | Durch elektrisches feld lichtemittierende vorrichtung |
| GB9021689D0 (en) * | 1990-10-05 | 1990-11-21 | De Beers Ind Diamond | Diamond neutron detector |
| EP0614094B1 (en) * | 1993-03-02 | 2000-06-07 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Diamond phosphorescence radiation detector |
| KR100269924B1 (ko) * | 1993-10-08 | 2000-11-01 | 하지메 히토추야나기 | 합성 다이아몬와 그 제조방법 |
| JPH10261371A (ja) * | 1997-03-17 | 1998-09-29 | Futaba Corp | 蛍光体及び表示管 |
| JP2007166299A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Sony Corp | 固体撮像素子、色分解撮像光学系及び撮像装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3417240A (en) * | 1964-08-20 | 1968-12-17 | Aerojet General Co | Method of testing transparent materials |
| JPS493915B1 (ja) * | 1970-12-31 | 1974-01-29 | ||
| SU716286A1 (ru) * | 1976-08-01 | 1981-05-30 | Институт Физики Ан Украинской Сср | Термолюминесцентное вещество дл гамма-до-зиМЕТРА |
| DE2742556A1 (de) * | 1976-09-22 | 1978-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Verfahren zum ablesen eines thermolumineszenten dosimeters |
| NL8006321A (nl) * | 1980-11-19 | 1982-06-16 | Eduard Anton Burgemeister | Werkwijze en inrichting voor het detecteren van ioniserende straling. |
-
1986
- 1986-03-19 US US06/841,171 patent/US4754140A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-20 JP JP61063893A patent/JPS61270298A/ja active Granted
- 1986-03-20 EP EP86302075A patent/EP0195678B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-20 DE DE8686302075T patent/DE3675234D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0195678A2 (en) | 1986-09-24 |
| US4754140A (en) | 1988-06-28 |
| JPH0542399B2 (ja) | 1993-06-28 |
| EP0195678A3 (en) | 1987-03-04 |
| DE3675234D1 (en) | 1990-12-06 |
| EP0195678B1 (en) | 1990-10-31 |
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