JPS628472B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS628472B2 JPS628472B2 JP1956482A JP1956482A JPS628472B2 JP S628472 B2 JPS628472 B2 JP S628472B2 JP 1956482 A JP1956482 A JP 1956482A JP 1956482 A JP1956482 A JP 1956482A JP S628472 B2 JPS628472 B2 JP S628472B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positron
- scintillator
- cerium
- sio
- decay time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims description 7
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 7
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 4
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000000921 Gadolinium Chemical class 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002251 gadolinium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
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
- G01T1/2023—Selection of materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
本発明は、陽電子を放出する核種を体内に入
れ、その分布を体外から診断するポジトロンCT
（計算機を利用した横断々層撮影装置）などに用
いるγ線検出器に関する。 陽電子消滅にともない発生する１対のγ線を体
外から検出するポジトロンCTのγ線検出器は現
在、ゲルマニウム酸ビスマス、Bi4Ge3O12
（BGO）単結晶シンチレータと光電子増倍管の組
合せが多い。BGOは実効原子番号が74、密度が
7.1ｇ／cm3で大きく、γ線（511keV）に対する吸
収係数が大きい。そのために、BGOシンチレー
タを用いたポジトロンCTは空間分解能が優れて
いる。しかし、BGOの螢光減衰時間が300nsで長
く、ポジトロンCTの時間分解能は３〜4nsと悪
くなる（高見勝己、日経エレクトロニクス1980年
２月18日号p.122）。 ポジトロンCTの時間分解能を良くするために
は、γ線検出器に螢光減衰時間が短いシンチレー
タを採用する必要がある。本発明の目的は、螢光
減衰時間が短く、しかも、γ線吸収係数が大きい
シンチレータを用いたγ線検出器を提出すること
にある。本発明の検出器を用いることにより、ポ
ジトロンCTの性能を高めることができる。 螢光減衰時間が短い螢光材料としてはセリウム
（Ce3+）で付活したY2SiO5、Y3Al5O12、YAlO3が
ある。しかしながら、これらの材料は軽い元素で
構成されているために、γ線吸収係数が小さく、
ポジトロンCTに応用した際、空間分解能が極め
て悪くなる。γ線の質量吸収係数は、δＺ（ここ
でδは密度、Ｚは原子番号である）に比例するた
めである。そこで、原子番号が大きく、発生した
螢光に対する吸収原因を作らない元素で、しかも
セリウムと置換できる元素としてガドリニウム
（Gd）を選んだ。セリウムで付活したガドリニウ
ム化合物の単結晶を育成し、評価した結果、
Gd2SiO5：Ce3+が室温で螢光を発し、しかも螢光
減衰時間が短いシンチレータであることを見い出
した。そして、これをγ線検出器に用いたポジト
ロンCTは、高い時間分解能と同時に高い空間分
解能も得られた。 以下、本発明の一実施例を説明する。 実施例 Gd1.99Ce0.01SiO5の組成をもつ単結晶をチヨク
ラルスキー法によつて融液から育成した。融点は
1900℃でイリジウムるつぼを用いた。単結晶から
作製したシンチレータの特性を第１表に、
Bi4Ge3O12、CsF及びNaIと対比して示す。本発明
に用いた新しいシンチレータは高いシンチ
れ、その分布を体外から診断するポジトロンCT
（計算機を利用した横断々層撮影装置）などに用
いるγ線検出器に関する。 陽電子消滅にともない発生する１対のγ線を体
外から検出するポジトロンCTのγ線検出器は現
在、ゲルマニウム酸ビスマス、Bi4Ge3O12
（BGO）単結晶シンチレータと光電子増倍管の組
合せが多い。BGOは実効原子番号が74、密度が
7.1ｇ／cm3で大きく、γ線（511keV）に対する吸
収係数が大きい。そのために、BGOシンチレー
タを用いたポジトロンCTは空間分解能が優れて
いる。しかし、BGOの螢光減衰時間が300nsで長
く、ポジトロンCTの時間分解能は３〜4nsと悪
くなる（高見勝己、日経エレクトロニクス1980年
２月18日号p.122）。 ポジトロンCTの時間分解能を良くするために
は、γ線検出器に螢光減衰時間が短いシンチレー
タを採用する必要がある。本発明の目的は、螢光
減衰時間が短く、しかも、γ線吸収係数が大きい
シンチレータを用いたγ線検出器を提出すること
にある。本発明の検出器を用いることにより、ポ
ジトロンCTの性能を高めることができる。 螢光減衰時間が短い螢光材料としてはセリウム
（Ce3+）で付活したY2SiO5、Y3Al5O12、YAlO3が
ある。しかしながら、これらの材料は軽い元素で
構成されているために、γ線吸収係数が小さく、
ポジトロンCTに応用した際、空間分解能が極め
て悪くなる。γ線の質量吸収係数は、δＺ（ここ
でδは密度、Ｚは原子番号である）に比例するた
めである。そこで、原子番号が大きく、発生した
螢光に対する吸収原因を作らない元素で、しかも
セリウムと置換できる元素としてガドリニウム
（Gd）を選んだ。セリウムで付活したガドリニウ
ム化合物の単結晶を育成し、評価した結果、
Gd2SiO5：Ce3+が室温で螢光を発し、しかも螢光
減衰時間が短いシンチレータであることを見い出
した。そして、これをγ線検出器に用いたポジト
ロンCTは、高い時間分解能と同時に高い空間分
解能も得られた。 以下、本発明の一実施例を説明する。 実施例 Gd1.99Ce0.01SiO5の組成をもつ単結晶をチヨク
ラルスキー法によつて融液から育成した。融点は
1900℃でイリジウムるつぼを用いた。単結晶から
作製したシンチレータの特性を第１表に、
Bi4Ge3O12、CsF及びNaIと対比して示す。本発明
に用いた新しいシンチレータは高いシンチ
【表】
レーシヨン効率と密度を示し、Bi4Ge3O12よりも
短い螢光減衰時間のゆえに、性能指数は
Bi4Ge3O12の２倍になつた。 このシンチレータを用いたポジトロンCTでは
時間分解能が1nsに向上し、この結果、ウインド
時間が狭くなつた。これは以下のような効果があ
つた。 (1) accidental coincidenceが減少し、画像が鮮
明になると同時に定量性が増した。 (2) 人体の被曝許容範囲内で、多くの放射性同位
元素を投与できるようになつた。 (3) 応答が速くなり、薬の変化が時々刻々分り、
動態計測に利点が増した。 セリウムの母材としては、Gd2SiO5が原子番
号、密度が大きく優れているが、Gdの一部を
イツトリウムもしくはランタンに置換すること
も可能である。しかし、イツトリウムをガドリ
ウムの半分を越えて置換すれば、実効原子番号
はCsFと同じ53になり、密度も低下するため
に、空間分解能が悪くなり、本発明のポジトロ
ンCTには使えない。 これらの点からGdのみ又はGdとLaの組合せが
好ましい。 一方、ガドリニウムを置換するセリウム量を
0.2原子％から10原子％まで変化させたが、この
濃度範囲では、螢光減衰時間に差は見られなかつ
た。しかしセリウムの量が多いと結晶がやや茶色
に着色し、光の透過性がおちるので好ましいｙの
値は１×10-3ｙ0.05の範囲である。 なお第１表においてη*はシンチレーシヨン効
率（NaIを100とする）、ρは密度、Ｚは実効原子
番号、τは減衰時間、Ｆは性能指数で Ｆ＝ρZ5η／τ で表わされる。 以上説明したように、Gd2(1-x-y)Ln2xCe2ySiO5
（但し、Lnはイツトリウム又はランタン又はこれ
らの混合物であり、ｘ及びｙは０≦ｘ≦0.5、１
×10-3≦ｙ≦0.1である）で表わされるセリウム
付活ガドリニウム珪酸塩の単結晶シンチレータを
使つたポジトロンCTは従来のBi4Ge3O12シンチレ
ータを使つたものに比べて、画像が鮮明で、定量
性に増す。さらに、時間分解能の向上によつて動
態計測がより良くなつた。
短い螢光減衰時間のゆえに、性能指数は
Bi4Ge3O12の２倍になつた。 このシンチレータを用いたポジトロンCTでは
時間分解能が1nsに向上し、この結果、ウインド
時間が狭くなつた。これは以下のような効果があ
つた。 (1) accidental coincidenceが減少し、画像が鮮
明になると同時に定量性が増した。 (2) 人体の被曝許容範囲内で、多くの放射性同位
元素を投与できるようになつた。 (3) 応答が速くなり、薬の変化が時々刻々分り、
動態計測に利点が増した。 セリウムの母材としては、Gd2SiO5が原子番
号、密度が大きく優れているが、Gdの一部を
イツトリウムもしくはランタンに置換すること
も可能である。しかし、イツトリウムをガドリ
ウムの半分を越えて置換すれば、実効原子番号
はCsFと同じ53になり、密度も低下するため
に、空間分解能が悪くなり、本発明のポジトロ
ンCTには使えない。 これらの点からGdのみ又はGdとLaの組合せが
好ましい。 一方、ガドリニウムを置換するセリウム量を
0.2原子％から10原子％まで変化させたが、この
濃度範囲では、螢光減衰時間に差は見られなかつ
た。しかしセリウムの量が多いと結晶がやや茶色
に着色し、光の透過性がおちるので好ましいｙの
値は１×10-3ｙ0.05の範囲である。 なお第１表においてη*はシンチレーシヨン効
率（NaIを100とする）、ρは密度、Ｚは実効原子
番号、τは減衰時間、Ｆは性能指数で Ｆ＝ρZ5η／τ で表わされる。 以上説明したように、Gd2(1-x-y)Ln2xCe2ySiO5
（但し、Lnはイツトリウム又はランタン又はこれ
らの混合物であり、ｘ及びｙは０≦ｘ≦0.5、１
×10-3≦ｙ≦0.1である）で表わされるセリウム
付活ガドリニウム珪酸塩の単結晶シンチレータを
使つたポジトロンCTは従来のBi4Ge3O12シンチレ
ータを使つたものに比べて、画像が鮮明で、定量
性に増す。さらに、時間分解能の向上によつて動
態計測がより良くなつた。
Claims (1)
- １ 一般式Gd2(1-x-y)Ln2xCe2ySiO5（ここにLn
は、Ｙ又はLaからなる群から選ばれた少なくと
も一種の元素を表わし、ｘ及びｙは、０ｘ
0.5、１×10-3ｙ0.1の範囲の値である）で表
わされるセリウム付活ガドリニウム珪酸塩の単結
晶のシンチレーターと、該シンチレーターよりの
発光を検出するための光検出器を有することを特
徴とするγ線検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1956482A JPS58138774A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | γ線検出器 |
| DE19833303166 DE3303166A1 (de) | 1982-02-12 | 1983-01-31 | Detektor fuer gammastrahlen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1956482A JPS58138774A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | γ線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58138774A JPS58138774A (ja) | 1983-08-17 |
| JPS628472B2 true JPS628472B2 (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=12002786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1956482A Granted JPS58138774A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | γ線検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58138774A (ja) |
| DE (1) | DE3303166A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7692153B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-04-06 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Scintillator crystal and radiation detector |
| WO2013168488A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡 |
| JP2018536153A (ja) * | 2015-10-09 | 2018-12-06 | クライツール スポル．エス アール．オー．Ｃｒｙｔｕｒ Ｓｐｏｌ．Ｓ Ｒ．Ｏ． | 発光中心のシンチレーション応答の短縮方法及びシンチレーション応答が短縮されたシンチレータ材料 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127785A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-16 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶シンチレ−タ |
| JPS62228187A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-10-07 | シユラムバ−ガ− オ−バ−シ−ズ ソシエダ アノニマ | 地下の地層を調査するための方法およびその装置 |
| US4883956A (en) * | 1985-12-23 | 1989-11-28 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for gamma-ray spectroscopy and like measurements |
| JP2504058B2 (ja) * | 1987-06-09 | 1996-06-05 | 日立化成工業株式会社 | 放射線検出器 |
| FR2634028B1 (fr) * | 1988-07-06 | 1994-07-22 | Commissariat Energie Atomique | Monocristaux de silicates de lanthanides utilisables comme scintillateurs pour la detection des rayonnements x et gamma |
| US5025151A (en) * | 1988-10-06 | 1991-06-18 | Schlumberger Technology Corporation | Lutetium orthosilicate single crystal scintillator detector |
| US7060982B2 (en) | 2003-09-24 | 2006-06-13 | Hokushin Corporation | Fluoride single crystal for detecting radiation, scintillator and radiation detector using the single crystal, and method for detecting radiation |
| JP2005206640A (ja) | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 無機シンチレータ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7703295A (nl) * | 1977-03-28 | 1978-10-02 | Philips Nv | Roentgendetektor. |
| US4234792A (en) * | 1977-09-29 | 1980-11-18 | Raytheon Company | Scintillator crystal radiation detector |
| JPS56151376A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-24 | Hitachi Ltd | Radiation detector |
-
1982
- 1982-02-12 JP JP1956482A patent/JPS58138774A/ja active Granted
-
1983
- 1983-01-31 DE DE19833303166 patent/DE3303166A1/de active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7692153B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-04-06 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Scintillator crystal and radiation detector |
| WO2013168488A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡 |
| JP2018536153A (ja) * | 2015-10-09 | 2018-12-06 | クライツール スポル．エス アール．オー．Ｃｒｙｔｕｒ Ｓｐｏｌ．Ｓ Ｒ．Ｏ． | 発光中心のシンチレーション応答の短縮方法及びシンチレーション応答が短縮されたシンチレータ材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58138774A (ja) | 1983-08-17 |
| DE3303166C2 (ja) | 1988-01-14 |
| DE3303166A1 (de) | 1983-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Van Eijk | Inorganic-scintillator development | |
| US6624420B1 (en) | Lutetium yttrium orthosilicate single crystal scintillator detector | |
| US4647781A (en) | Gamma ray detector | |
| US7067816B2 (en) | Scintillator crystals, method for making same, user thereof | |
| US7368719B2 (en) | Scintillating materials, articles employing the same, and methods for their use | |
| US20050285041A1 (en) | Scintillator compositions, related processes, and articles of manufacture | |
| JP4733017B2 (ja) | 希土類ヨウ化物タイプのシンチレータ結晶 | |
| Khoshakhlagh et al. | Development of scintillators in nuclear medicine | |
| US20040200964A1 (en) | Single crystal scintillators | |
| JPS628472B2 (ja) | ||
| US11326099B2 (en) | Ceramic scintillator based on cubic garnet compositions for positron emission tomography (PET) | |
| JP2006199727A (ja) | シンチレータおよびそれを用いた放射線検出器 | |
| JPH0264008A (ja) | エツクス線及び／又はガンマ線の検出用のシンチレーターとして有用なランタニドケイ酸塩の単結晶 | |
| US4891520A (en) | Radiation detector | |
| CN110628432A (zh) | 一种lyso闪烁体及其制备方法和应用其的装置 | |
| JPH083533B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| KR101094368B1 (ko) | 방사선 센서용 섬광체, 및 그 제조 및 응용 방법 | |
| Ra et al. | Luminescence and scintillation properties of a CeBr $ _ {3} $ single crystal | |
| Liu et al. | Development of medical scintillator | |
| US20100127176A1 (en) | Scintillator materials which absorb high-energy, and related methods and devices | |
| Yasuda et al. | Properties of a YAP powder scintillator as alpha-ray detector | |
| KR101641946B1 (ko) | 섬광체 및 이의 제조 방법 | |
| JPH083534B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| JP2504058B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| CN106634973B (zh) | 一种三价铈离子激活的闪烁体材料及其制备方法与应用 |