JPS62190281A - 放射線検出器用シンチレ−タ及びその製造方法 - Google Patents
放射線検出器用シンチレ−タ及びその製造方法Info
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- JPS62190281A JPS62190281A JP61033549A JP3354986A JPS62190281A JP S62190281 A JPS62190281 A JP S62190281A JP 61033549 A JP61033549 A JP 61033549A JP 3354986 A JP3354986 A JP 3354986A JP S62190281 A JPS62190281 A JP S62190281A
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- Measurement Of Radiation (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、放射線検出器用シンチレータ及びその製造方
法に関する。
法に関する。
例えば、Ｘ１９１診断装置によるＸ線診断においては、
Ｘ線管から被写体に向けてＸ線を曝射し、被写体を透過
した透過Ｘ線の強度を検出し、これを電気信号に変換す
る放射線検出器が用いられている。
Ｘ線管から被写体に向けてＸ線を曝射し、被写体を透過
した透過Ｘ線の強度を検出し、これを電気信号に変換す
る放射線検出器が用いられている。
このような放射線検出器に用いられるシンチレータ素子
として要求される特性には下記のものがある。
として要求される特性には下記のものがある。
■Ｘ線吸収率が大きいこと。
■吸収したＸ線を光に変換する効率が大きいこと。
■光透過率が大きいこと。
■温度変化によって発光量が変化しないこと（発光効率
の温度係数が小さいこと）。
の温度係数が小さいこと）。
■残光が少なく、減衰が速いこと。
０発光スペクトルが光半導体素子の感度波長域に合致す
ること。
ること。
これらの特性を満足するシンチレータ材料としてＧｄ２
Ｏ□Ｓ：Ｐｒ蛍光体がある。特にこの蛍光体は、発光効
率の温度係数が非常に小さく、放射線断層撮影装置の検
出器のシンチレータとして使用した場合に、周囲温度変
化に伴う各チャンネル間の信号量の不均一な変化が無く
なり、良好な画像を得るとかできる。
Ｏ□Ｓ：Ｐｒ蛍光体がある。特にこの蛍光体は、発光効
率の温度係数が非常に小さく、放射線断層撮影装置の検
出器のシンチレータとして使用した場合に、周囲温度変
化に伴う各チャンネル間の信号量の不均一な変化が無く
なり、良好な画像を得るとかできる。
しかし、この材料は単結晶育成技術が困難であり、まだ
良好な単結晶が得られないため、粉末を熱間静水圧加圧
法（Ｉｌｏｔ ｌ５ｏｓｔａＬｉｃ ＰｅｓｓｉｎｇＭ
ｅｔｈｏｄ、以下、ＨＩ Ｐ法と略記する）により焼結
する方法が試みられている。この方法で作ったシンチレ
ータは光透過率が悪い。その理由は、■材料が光を吸収
する。■焼結体中にボイド（空隙）が存在し光が散乱さ
れる。■不純物混入により着色する等である。
良好な単結晶が得られないため、粉末を熱間静水圧加圧
法（Ｉｌｏｔ ｌ５ｏｓｔａＬｉｃ ＰｅｓｓｉｎｇＭ
ｅｔｈｏｄ、以下、ＨＩ Ｐ法と略記する）により焼結
する方法が試みられている。この方法で作ったシンチレ
ータは光透過率が悪い。その理由は、■材料が光を吸収
する。■焼結体中にボイド（空隙）が存在し光が散乱さ
れる。■不純物混入により着色する等である。
光透過率の悪いシンチレータを用いで作成した検出器を
Ｘ線ＣＴ装置に使用した場合には、検出器としての感度
とＳ／Ｎが低下する。また、検出する信号中に入射Ｘ線
の低エネルギー成分が少なくなり、画像にした場合には
低コンＩ・ラストにおける空間解像度が悪くなる。
Ｘ線ＣＴ装置に使用した場合には、検出器としての感度
とＳ／Ｎが低下する。また、検出する信号中に入射Ｘ線
の低エネルギー成分が少なくなり、画像にした場合には
低コンＩ・ラストにおける空間解像度が悪くなる。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、良好な
特性を有する放射線検出器用シンチレータとその製造方
法とを提供することを目的とするものである。
特性を有する放射線検出器用シンチレータとその製造方
法とを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するため、第１の発明に係る放射線検出
器用シンチレータは、酸硫化物原料を焼結した多結晶体
中の、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃ，Ｓｉ等の不純物を１０ｐｐｍ以
下にして成ることを特徴としている。また、第２の発明
に係る放射線検出器用シンチレータの製造方法は、酸硫
化物原料成形した後に、硫黄化合物を含む雰囲気あるい
は硫黄蒸気を含む雰囲気で焼結することを特徴としてい
る。
器用シンチレータは、酸硫化物原料を焼結した多結晶体
中の、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃ，Ｓｉ等の不純物を１０ｐｐｍ以
下にして成ることを特徴としている。また、第２の発明
に係る放射線検出器用シンチレータの製造方法は、酸硫
化物原料成形した後に、硫黄化合物を含む雰囲気あるい
は硫黄蒸気を含む雰囲気で焼結することを特徴としてい
る。
以下、本発明を図示の実施例を参照して説明する。
先ず、第２の発明に係る放射線検出器用シンチレータの
製造方法について説明する。
製造方法について説明する。
本発明に係る製造方法は、酸硫化物原料（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ
： Ｐ ｒ、 Ｇｄ２０ＺＳ ： Ｔｂ、 ｙ２ｏ□ｓ
： Ｐ ｒ等）を公知の種々の成形方法で成形した後
に、硫黄化合物を含む雰囲気あるいは硫黄蒸気を含む雰
囲気で焼結することである。
： Ｐ ｒ、 Ｇｄ２０ＺＳ ： Ｔｂ、 ｙ２ｏ□ｓ
： Ｐ ｒ等）を公知の種々の成形方法で成形した後
に、硫黄化合物を含む雰囲気あるいは硫黄蒸気を含む雰
囲気で焼結することである。
成形方法の例を挙げれば、加圧成形、スリップキャステ
ィング、インジュクション成形、押出し成形等の方法が
ある。特に、成形によって好ましくは理論密度比３０％
以上の成形密度を与えたものは、放射線検出器用シンチ
レータの光出力特性が優れたものとして得られる。
ィング、インジュクション成形、押出し成形等の方法が
ある。特に、成形によって好ましくは理論密度比３０％
以上の成形密度を与えたものは、放射線検出器用シンチ
レータの光出力特性が優れたものとして得られる。
また、成形後の酸硫化物原料を上記雰囲気中で°焼結す
ることにより、従来のＨＩＰ法と相違してカプセル材料
が不純物として結晶中に含まれることがないため、着色
のない透光性の優れたシンチレータを製造することがで
きる。
ることにより、従来のＨＩＰ法と相違してカプセル材料
が不純物として結晶中に含まれることがないため、着色
のない透光性の優れたシンチレータを製造することがで
きる。
以下に、本発明方法の実施例を図面を参照して説明する
。
。
〈実施例１〉
酸硫化物原料として、純度９９．９％、−成粒子の平均
粒径が０．５μｍのプラセオジミウム付活酸硫化カドリ
ニウム（にｄｚＯｇｓ： ｐ ｒ） １００部にパラ
フィンワックス５部を添加し、パラフィンを熱熔融しな
がら混合したものを用いる。このように、図示のステッ
プ１．２で原料蛍光体を選択し、かつ、その粒度分布の
調整を行う。本実施例では、平均粒径０．５μｍの原料
を用いるが、１μｍ以下の粒径の小さなもの程好ましい
（表面エネルギーが太き（焼結が容易である）。
粒径が０．５μｍのプラセオジミウム付活酸硫化カドリ
ニウム（にｄｚＯｇｓ： ｐ ｒ） １００部にパラ
フィンワックス５部を添加し、パラフィンを熱熔融しな
がら混合したものを用いる。このように、図示のステッ
プ１．２で原料蛍光体を選択し、かつ、その粒度分布の
調整を行う。本実施例では、平均粒径０．５μｍの原料
を用いるが、１μｍ以下の粒径の小さなもの程好ましい
（表面エネルギーが太き（焼結が容易である）。
次に、酸硫化物原料の成形法の一例として、ステップ３
Ａにて常温加圧により成形する。尚、本実施例では上記
の原料を３００ｋｇｆ／ｃｎ！、５００ｋｇ ｆ ／
ａｎｔ、１０００ ｋｇｆ／ａｎｔ、で常温加圧を行い
、理論密度比がそれぞれ２５％、３０％、３５％のもの
を得た。
Ａにて常温加圧により成形する。尚、本実施例では上記
の原料を３００ｋｇｆ／ｃｎ！、５００ｋｇ ｆ ／
ａｎｔ、１０００ ｋｇｆ／ａｎｔ、で常温加圧を行い
、理論密度比がそれぞれ２５％、３０％、３５％のもの
を得た。
次に、成形後の原料をＩＩ、３２０％、Ｎｚ８０％の雰
囲気中で、１６００℃で２時間焼成しくステップ４）、
平板状に焼結されたシンチレータを得た（ステップ５）
。
囲気中で、１６００℃で２時間焼成しくステップ４）、
平板状に焼結されたシンチレータを得た（ステップ５）
。
そして、このシンチレータに対してフォトダイオードア
レイをパターン化して薄膜技術により作成し、その後−
素子毎にカッティングして得た放射線検出器としての特
性を測定した。この測定結果を、従来のシンチレータ材
料であるＣｄＷｏ、と比較した表１を下記に示す。
レイをパターン化して薄膜技術により作成し、その後−
素子毎にカッティングして得た放射線検出器としての特
性を測定した。この測定結果を、従来のシンチレータ材
料であるＣｄＷｏ、と比較した表１を下記に示す。
（以下余白）
表 １
上記表１から明らかなように、Ｘ線吸収効率に関しては
本発明品と従来品との差はないが、光出力に関しては本
発明品はいずれも良好な結果が得られた。これは、本発
明品が焼結時にカプセルや金型を必要としないため、不
純物混入による着色が防止でき、従って透光性が極めて
良好であることに基因している。また、残光（励起カッ
トオフ１ｍ５ｅｃ後）に関しては従来品との差はないが
、本発明品は光出力の温度係数が零となり温度変化によ
って発光量が変化しないというＧｄｔＯ□Ｓ：Ｐｒの材
料特性を活かすことができた。
本発明品と従来品との差はないが、光出力に関しては本
発明品はいずれも良好な結果が得られた。これは、本発
明品が焼結時にカプセルや金型を必要としないため、不
純物混入による着色が防止でき、従って透光性が極めて
良好であることに基因している。また、残光（励起カッ
トオフ１ｍ５ｅｃ後）に関しては従来品との差はないが
、本発明品は光出力の温度係数が零となり温度変化によ
って発光量が変化しないというＧｄｔＯ□Ｓ：Ｐｒの材
料特性を活かすことができた。
尚、上記実施例においては、図面に示すように、常温加
圧成形（ステップ３Ａ）の代わりに、スラリー状のもの
を乾燥して成形してもよく （ステップ３Ｂ）、また、
焼結後にカプセル無しによるＨＩＰ処理を実行するステ
ップ６の工程を追加してもよい。ＨＩＰ処理を追加する
ことにより、セラミックとしての緻密化を図ることがで
きる。
圧成形（ステップ３Ａ）の代わりに、スラリー状のもの
を乾燥して成形してもよく （ステップ３Ｂ）、また、
焼結後にカプセル無しによるＨＩＰ処理を実行するステ
ップ６の工程を追加してもよい。ＨＩＰ処理を追加する
ことにより、セラミックとしての緻密化を図ることがで
きる。
〈実施例２〉
純度９９．９％、−成粒系０．８ ｐ ｍのＧｄｚＯｚ
Ｓ ： Ｐｒの粉１００部に、イオン交換水１５部、ア
クリル系分散剤０．１部を添加し、ポットミルにて一昼
夜混合してスリップを製作した。
Ｓ ： Ｐｒの粉１００部に、イオン交換水１５部、ア
クリル系分散剤０．１部を添加し、ポットミルにて一昼
夜混合してスリップを製作した。
このスリップを石膏型にて脱水して成形体を得た。成形
密度は理論比５５％であった。
密度は理論比５５％であった。
この成形体を下記の表２で示す各焼成条件で焼成して得
たシンチレータの放射線検出器としての特性（焼成条件
によって変わる光出力特性のみ示す）を測定してみた。
たシンチレータの放射線検出器としての特性（焼成条件
によって変わる光出力特性のみ示す）を測定してみた。
（以下余白）
表 ２
上記表２より分るように、最適な光出力特性を得るため
にはＳの雰囲気中の分圧をコントロールする必要があり
、雰囲気中にＳが少なすぎると酸化物になってしまい、
逆にＳが多すぎると硫化物に成ってしまう広れがある。
にはＳの雰囲気中の分圧をコントロールする必要があり
、雰囲気中にＳが少なすぎると酸化物になってしまい、
逆にＳが多すぎると硫化物に成ってしまう広れがある。
次に、上記第２の発明等によって製造可能な第１の発明
に係る放射線検出器用シンチレータについて説明する。
に係る放射線検出器用シンチレータについて説明する。
このシンチレータの特徴的構造は、酸硫化物原料を焼結
して得た結晶中に、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃ，Ｓｉ等の不純物が
１０ｐｐｍ以下となっていることである。上記に列挙さ
れた不純物は、特に従来のＩｔ Ｉ Ｐ法による結果物
との差を考慮し、ＨＩＰ法で用いられるカプセル材料と
成り得るものを列挙したが、これらに限定されるもので
はない。
して得た結晶中に、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃ，Ｓｉ等の不純物が
１０ｐｐｍ以下となっていることである。上記に列挙さ
れた不純物は、特に従来のＩｔ Ｉ Ｐ法による結果物
との差を考慮し、ＨＩＰ法で用いられるカプセル材料と
成り得るものを列挙したが、これらに限定されるもので
はない。
このようなシンチレータによれば、従来のＨＩ Ｐ法で
得たシンチレータがカプセル材を不純物として含むこと
により着色され、放射線照射により発生した光を自己吸
収により損失するという欠点があるのに対し、不純物の
混入が少ないがためにほぼ無色透明となり、透光性が極
めて優れている。
得たシンチレータがカプセル材を不純物として含むこと
により着色され、放射線照射により発生した光を自己吸
収により損失するという欠点があるのに対し、不純物の
混入が少ないがためにほぼ無色透明となり、透光性が極
めて優れている。
従って、発生した光を効率よく出力することができ、放
射線検出器として使用した場合には、検出器としての感
度とＳ／Ｎ特性とが大幅に向上する。
射線検出器として使用した場合には、検出器としての感
度とＳ／Ｎ特性とが大幅に向上する。
尚、Ｇｄ２Ｏ□Ｓ：Ｐｒで代表される酸硫化物原料を焼
結して得たシンチレータであるため、前述したように放
射線検出器用シンチレータとして要求される他の特性（
発光効率の温度係数が小さい等の特性）をも満足するた
め、理想的な放射線検出器用シンチレータとなり得る。
結して得たシンチレータであるため、前述したように放
射線検出器用シンチレータとして要求される他の特性（
発光効率の温度係数が小さい等の特性）をも満足するた
め、理想的な放射線検出器用シンチレータとなり得る。
また、焼成後の結晶の平均粒径は、従来の旧Ｐ法によっ
て得られるものと同様に５μｍ〜２００μｍのものか好
ましい。この理由は、結晶粒径が小さくなればなるほど
粒界における光の散乱、屈折が多くなり光の透過率が低
下するが、５μｍ以下だと、この現象が顕著になる。ま
た、結晶粒径が大きくなると結晶形が立方晶でない時、
熱膨張率の異方性のため、結晶粒界に亀裂が発生するな
ど、焼結体としての構造的安定性が欠除する。
て得られるものと同様に５μｍ〜２００μｍのものか好
ましい。この理由は、結晶粒径が小さくなればなるほど
粒界における光の散乱、屈折が多くなり光の透過率が低
下するが、５μｍ以下だと、この現象が顕著になる。ま
た、結晶粒径が大きくなると結晶形が立方晶でない時、
熱膨張率の異方性のため、結晶粒界に亀裂が発生するな
ど、焼結体としての構造的安定性が欠除する。
２００μｍ以上になると、この現象が顕著に現れる。
さらに、このようなシンチレータは多結晶であり、結晶
中にボイド（空隙）が存在することとなる。このボイド
の存在により発生した光が散乱されて光出力特性に悪影
響を及ぼすため、好ましくは充填率が９８％以上である
ことが望ましい。
中にボイド（空隙）が存在することとなる。このボイド
の存在により発生した光が散乱されて光出力特性に悪影
響を及ぼすため、好ましくは充填率が９８％以上である
ことが望ましい。
以上詳述したように、本発明によれば特に透光性が良好
で、かつ、発光効率の温度係数の小さい等の検出器とし
て要求される特性を満足する放射線検出器用シンチレー
タとその製造方法を提供することができる。
で、かつ、発光効率の温度係数の小さい等の検出器とし
て要求される特性を満足する放射線検出器用シンチレー
タとその製造方法を提供することができる。
図面は本発明方法の一実施例工程を説明する概略説明図
である。
である。
Claims (5)
- （１）酸硫化物原料を焼結した多結晶体中の、Ｍｏ，Ｔ
ａ，Ｃ，Ｓｉ等の不純物を１０ｐｐｍ以下にして成る放
射線検出器用シンチレータ。 - （２）焼成後の多結晶体の平均結晶粒径が５μｍ〜２０
０μｍである特許請求の範囲第１項記載の放射線検出器
用シンチレータ。 - （３）充填率が９８％以上である特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の放射線検出用シンチレータ。 - （４）酸硫化物原料を成形した後に、硫黄化合物を含む
雰囲気あるいは硫黄蒸気を含む雰囲気で焼結することを
特徴とする放射線検出器用シンチレータの製造方法。 - （５）酸硫化物原料の成形工程で、理論密度比３０％以
上の成形密度を与えるものである特許請求の範囲第４項
記載の放射線検出器用シンチレータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61033549A JPS62190281A (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 放射線検出器用シンチレ−タ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61033549A JPS62190281A (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 放射線検出器用シンチレ−タ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62190281A true JPS62190281A (ja) | 1987-08-20 |
Family
ID=12389636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61033549A Pending JPS62190281A (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 放射線検出器用シンチレ−タ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62190281A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01191084A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-01 | Hitachi Medical Corp | 放射線検出器 |
| JPH01242687A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Hitachi Ltd | セラミツクシンチレータの製造方法 |
| JP2004525848A (ja) * | 2001-02-22 | 2004-08-26 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | シンチレーターセラミックの製造法および該シンチレーターセラミックの使用 |
| JP2006258755A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | ＺｎＳ（Ａｇ）シンチレーション検出器 |
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1986
- 1986-02-18 JP JP61033549A patent/JPS62190281A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01191084A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-01 | Hitachi Medical Corp | 放射線検出器 |
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