JPS6327588A - Radiation image conversion process and fluorescent material used in said process - Google Patents

Radiation image conversion process and fluorescent material used in said process

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JPS6327588A
JPS6327588A JP16901786A JP16901786A JPS6327588A JP S6327588 A JPS6327588 A JP S6327588A JP 16901786 A JP16901786 A JP 16901786A JP 16901786 A JP16901786 A JP 16901786A JP S6327588 A JPS6327588 A JP S6327588A
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Japan
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phosphor
radiation
fluorescent material
earth metal
alkaline earth
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Application number
JP16901786A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Hirano
平野 弘
Kenichi Uchiumi
研一 内海
Nagaaki Etsuno
越野 長明
Seiya Ogawa
小川 清也
Nobuyoshi Takeuchi
信義 竹内
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Nemoto and Co Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Nemoto and Co Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6327588A publication Critical patent/JPS6327588A/en
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  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
  • Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a clear radiation image with reduced X-ray exposure, by absorbing radiation in a specific alkaline earth metal halide doped with bivalent Eu, irradiating the activated halide with electromagnetic radiation and detecting the emitted fluorescent light. CONSTITUTION:Radiation passed through or emitted from a specimen is absorbed in a fluorescent material consisting of an Eu<++>-doped alkaline earth metal halide of formula (M is Ca, Sr or Ba; X and X' are Cl, Br or I; 0.5<=a<=1.8; 10<-4=b<=10<-2>) and having an absorption band of complex color center of 700-1,500nm. The excited fluorescent material is irradiated with electromagnetic radiation of a wavelength range of 700-1,500nm. The excited fluorescent material is irradiated with electromagnetic radiation of a wavelength range of 700-1,500nm to release the accumulated radiation energy from the fluorescent material in the form of fluorescent light, which is detected to effect the conversion of radiation image.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 従来の放射線写真法における多量のX線被曝量と画像の
不鮮明さを解決するために新規な工程で作られた輝尽発
光材料を使用し、発振波長が700〜1500rv+に
ある電磁波、例えば半導体レーザ(L D)光を使用す
ることによって軽減されたX ゛線被曝量でしかも、鮮
明な放射線画像を得る。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] In order to solve the large amount of X-ray exposure and blurred images in conventional radiography methods, a stimulated luminescent material made using a new process is used, and the oscillation wavelength is By using electromagnetic waves, such as semiconductor laser (LD) light, in the range of 700 to 1500 rv+, clear radiation images can be obtained with reduced X-ray exposure.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は放射線画像変換方法に係り、特に新しい輝尽発
光とLD励起を用いた放射線変換方法に関する。
The present invention relates to a radiation image conversion method, and particularly to a radiation conversion method using a new stimulated luminescence and LD excitation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、放射線像を画像として得る方法としては、銀
塩感光材料からなる乳剤層を有する放射線写真フィルム
と増感紙(増悪スクリーン)との組合わせを用いる、い
わゆる放射線写真法が利用基れている一上記の放射線写
真法に力?わる方法の一つとして、たとえば、特開昭5
5−12145号公報等に記載されているような輝尽性
感光体を利用する放射線像変換方法が知られており、注
目されている。この方法は、被写体を通過した放射線、
あるいは被検体から発せられた放射線を輝尽性感光体に
吸収させ、そののちにこの螢光体を可視光線、赤外線な
どの□電磁−(励起光)により励起するこ゛とにより、
感光体中に蓄積されている放射線エネルギーを螢光(輝
尽発光)として放出させ−1この螢晃を光電的に読み取
って電気信号を得、この電気信号を可視化するものであ
る。
Traditionally, the so-called radiographic method, which uses a combination of a radiographic film having an emulsion layer made of a silver salt photosensitive material and an intensifying screen, has been used as a method for obtaining radiographic images. Is there any power in the above radiographic method? For example, as one method of
A radiation image conversion method using a photostimulable photoreceptor as described in Japanese Patent No. 5-12145 is known and attracting attention. This method uses radiation that has passed through the subject,
Alternatively, radiation emitted from the subject is absorbed by a photostimulable photoreceptor, and then this phosphor is excited by electromagnetic radiation (excitation light) such as visible light or infrared rays.
The radiation energy stored in the photoreceptor is emitted as fluorescence (stimulated luminescence), the fluorescence is read photoelectrically to obtain an electrical signal, and this electrical signal is visualized.

°上記の放射線像変換方法によれば、従来の放射線写真
法を利用した場合に比較して、゛はるかに少ない被曝v
Aitで情報量の豊富なX線画像を得ることができると
いう利点が゛ある。従って、この放射線像変換方法は1
.特に医療□診断を目的とするX線盪影などの直接医療
用放射線撮影において利用価値が非常に高いものである
° According to the above radiation image conversion method, compared to the case of using conventional radiography, the radiation exposure is much lower.
AIT has the advantage of being able to obtain X-ray images with a rich amount of information. Therefore, this radiation image conversion method is 1
.. It is particularly useful in direct medical radiography such as X-ray shadows for medical diagnosis.

放射線像変換方法に使用される輝尽性螢光体としては、
上記特開昭55−12145号公報には組成式:%式%
( Cdのうちの少なくとも1つを、XはC1,Brおよび
Iのうちの少なくとも1つを、AはEu。
Stimulable phosphors used in radiation image conversion methods include:
The composition formula: % formula %
(At least one of Cd, X is at least one of C1, Br and I, A is Eu.

Tb、Ce、Tm、Ur、Pr、Ho、Nd。Tb, Ce, Tm, Ur, Pr, Ho, Nd.

Yb及びErのうちの少なくとも1つを、X及びyは、
0≦X≦0.6及びO≦y50.2なる条件を満たす数
字を表わす。) 特開昭第60−84382号りこは、組成式8式%() (ただし、MlはBa、SrおよびCaからなる群より
選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり;X
およびX′はC1,Brおよび■からなる群より選ばれ
る少なくとも一種のハロゲンであって、かつXへX′で
あり;そしてaは0、1≦a≦10.0の範囲の数値で
あり、Xは0<X≦0.2の範囲の数値である) 特開昭第60−90286号には、組成式8式%() (ただし、XはlXl0−’≦x <、 1.Qの範囲
の数値であり、yはQ<y≦0.2の範囲の数値である
) で表わされるアルカリ土類金属異種ハロゲン化系螢光体
が開示されている。
At least one of Yb and Er, X and y are
It represents a number that satisfies the following conditions: 0≦X≦0.6 and O≦y50.2. ) JP-A No. 60-84382 Riko has a composition formula of 8% () (However, Ml is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Ba, Sr, and Ca;
and X' is at least one kind of halogen selected from the group consisting of C1, Br, and (X is a numerical value in the range of 0 < and y is a numerical value in the range of Q<y≦0.2).

上記の組成式で表わされる輝尽性螢光体のうちで1.二
価のユーロピウムにより賦活された弗化臭化バリウム螢
光体(BaFB−r:Eu2°)は、従来より390n
m付近にピーク波長を有する螢光(輝、尽発光)の輝度
が高く、実用性の非常に高いものであることが知られて
いる。また、上記の螢光体の輝尽励起スペクトルは、5
00〜700Bで発光強度が最大となることが知られて
いる(第5図参照)。
Among the photostimulable phosphors represented by the above compositional formula, 1. Barium fluoride bromide phosphor (BaFB-r:Eu2°) activated by divalent europium has been used for 390n
It is known that fluorescence (luminescence, exhaustion) having a peak wavelength around m has high brightness and is very practical. In addition, the photostimulation excitation spectrum of the above phosphor is 5
It is known that the emission intensity reaches its maximum between 00 and 700B (see FIG. 5).

輝尽性発光体を利用する放射線像変換方法は上述のよう
、に非常に有利な画像形成方法であるが、この方法にお
いても人体の被曝線量を軽減させ、あるいはのちの電気
的処、理を容易にさせる必要から、その感度を更に向上
させることが望まれている。
As mentioned above, the radiation image conversion method using a stimulable luminescent material is a very advantageous image forming method, but this method also reduces the exposure dose to the human body, or makes it easier to use electrical processing later. Due to the need to facilitate this process, it is desired to further improve its sensitivity.

なお、BaFX:Eu”(X=Cj!、Br)螢光体の
輝尽発光機構については、昭和59年6月29日に発表
された第201回螢光体゛同学会講演予稿第23頁〜第
30頁に記載され、以下のことを結論づけている。
Regarding the stimulable luminescence mechanism of BaFX:Eu'' (X=Cj!, Br) phosphor, please refer to page 23 of the 201st Annual Conference on Fluorescent Materials Presentation Proceedings, published on June 29, 1980. ~ page 30, and concludes the following.

1) 紫外線を充分に照射し輝尽発光を示す状態下では
、Eu”の発光は減少し、かっEu3+の発光は増加す
る。すなわち、E u l +の一部がEu”へイオン
化している。さらに可視光を照射すると元に戻る。
1) Under conditions where sufficient ultraviolet rays are irradiated to exhibit stimulated luminescence, the luminescence of Eu" decreases and the luminescence of Eu3+ increases. In other words, a portion of Eu3+ is ionized into Eu". . Further irradiation with visible light returns it to its original state.

2)輝尽発光中心の生成スペクトル、光伝導スペクトル
および吸収スペクトルが一致する。
2) The production spectrum, photoconduction spectrum, and absorption spectrum of the stimulated emission center match.

3)輝尽を示す状態下では、(1)輝尽励起スペクトル
、(2)光伝導励起スペクトル、(3)吸収スペクトル
、(41E’SRの信号減衰スペク′トルが互いに一致
する。
3) Under conditions exhibiting photostimulation, (1) the photostimulated excitation spectrum, (2) the photoconductive excitation spectrum, (3) the absorption spectrum, and the signal attenuation spectrum of (41E'SR) coincide with each other.

輝尽発光機構は次のように説明される。励起過程jUV
またはX線励起により、Eu”°の一部はEu34にイ
オン化され、電子は伝導バンドに上げられる(E u”
+ h v−*E uコ゛+e)eその電子は伝導バン
ドを経由してF゛中心捕られる(F”+e−F)、輝尽
発光過程:赤色光照射により、F中心の電子は伝導バン
ドへ上げられる(F−F”+6)。その電子は伝導バン
ドを経由してEu3゜すなわちイオン化されたEu”°
に戻り、捕えられ、それを励起されたEu2゛の状態に
かえる(Eu”+ e−E u ”) a次いでEu”
°によるUV発光が生じる( E u ”−4Euz′
″+hv)。
The stimulated luminescence mechanism is explained as follows. Excitation process jUV
Alternatively, due to X-ray excitation, a part of Eu"° is ionized to Eu34, and electrons are raised to the conduction band (E u"
+ h v-*E u co ゛ + e)e The electron is captured at the F center via the conduction band (F''+e-F), stimulated luminescence process: By red light irradiation, the electron at the F center is captured at the F center via the conduction band. (F-F”+6). The electrons pass through the conduction band and become Eu3°, i.e. ionized Eu”°
returns to , is captured, and changes it to the excited state of Eu2゛ (Eu”+ e−E u ”) a then Eu”
UV emission occurs due to (E u ”−4Euz′
″+hv).

(発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の放射線変換方法では同方法に用いられている
輝尽性発光材料の輝尽励起スペクトルのピークが500
”700nmにあるため以下のような問題を生じた。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional radiation conversion method described above, the peak of the photostimulation excitation spectrum of the photostimulable luminescent material used in the method is 500.
``Since the wavelength is 700 nm, the following problems arose.

輝尽発光波長(約400no+)と励起光波長(500
〜700nm ’)が近いため、励起光の散乱光が読取
信号のノイズ源になりやすく、そのために励起光からの
散乱光をカットするフィルタを必要とするため必然的に
読取信号強度が減少する。
Stimulated emission wavelength (approximately 400no+) and excitation light wavelength (500no+)
~700 nm'), the scattered light of the excitation light tends to become a noise source in the read signal, and therefore a filter is required to cut off the scattered light from the excitation light, which inevitably reduces the read signal intensity.

また500〜70Qnmの発振波長を有する励起光源用
レーザ、例えばHe−Neレーザは大型であるので全体
的装置が大型となりコストも高くなる。
Furthermore, since a pumping light source laser having an oscillation wavelength of 500 to 70 Qnm, such as a He-Ne laser, is large in size, the overall device becomes large and the cost increases.

そこで本発明の目的は放射線被曝量を軽減させしかも鮮
明な放射線画像を得る放射線画像変換方法を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a radiation image conversion method that reduces radiation exposure and provides clear radiation images.

更に本発明の目的はコンパクトな装置で実施で ゛きる
放射線画像変換方法及びこの方法に使用される螢光体を
提供することである。、 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点は零発声によれば被樟体を透過した、あるい
は被検体から放出された放射線を下記組成式(1)でで
表わされる二価ユーロピウム賦活アルカリ土類金属ハロ
ゲン化物であり、且つ吸収帯領域が700〜1500n
aの複合色中心を有する螢光体5吸収させ、次に該螢光
体に700〜1500nmの波長領域の電磁波を照射す
ることにより、該螢光体に蓄積されている放射線エネル
ギーを螢光として放出させ、この螢光を検出することを
特徴とする放射線像変換方法。
A further object of the present invention is to provide a radiation image conversion method that can be implemented with a compact device and a phosphor for use in this method. [Means for solving the problem] According to Zero Speech, the above problem is caused by the activation of divalent europium, which is expressed by the following compositional formula (1), by the radiation that has passed through the camphor object or has been emitted from the object. It is an alkaline earth metal halide and has an absorption band region of 700 to 1500 nm.
By absorbing the phosphor 5 having a complex color center of a, and then irradiating the phosphor with electromagnetic waves in the wavelength range of 700 to 1500 nm, the radiation energy accumulated in the phosphor is converted into fluorescent light. A radiation image conversion method characterized by emitting fluorescent light and detecting the fluorescent light.

組成式(1): MX2・aMX2′ : bEuz′″(但しMはCa
 * Sr +およびBaからなる群より選ばれる少な
くとも一種のアルカリ土類金属であり:XおよびX′は
C1,BrおよびIからなる群より選ばれる少なくとも
一種のハロゲンであり、aは0.5≦a≦1.8であり
bは10−4≦bs10−!である)、 によって解決される。
Compositional formula (1): MX2・aMX2' : bEuz''' (where M is Ca
* At least one kind of alkaline earth metal selected from the group consisting of Sr + and Ba; X and X' are at least one kind of halogen selected from the group consisting of C1, Br and I, and a is 0.5≦ a≦1.8 and b is 10-4≦bs10-! ), which is solved by .

又、上記問題点は本発明によれば組成式(1)で表わさ
れ、且つ700〜1500nmに、複合色中心の吸収帯
領域を有することを特徴とする螢光体。
According to the present invention, the above-mentioned problem is solved by a phosphor represented by the compositional formula (1) and characterized by having an absorption band region centered on a composite color in a wavelength range of 700 to 1500 nm.

組成式(1); MX2・aMX、” : b Eu” (但しMはCa、Sr、およびBaからなる群より選ば
れる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり:Xおよ
びX′はC1,BrおよびIからなる群より選ばれる少
なくとも一種のハロゲンであり、aは0.5≦a≦1.
8でありbは10−4≦b≦10−2である)、 によって解決される。
Compositional formula (1); MX2・aMX, ": b Eu" (where M is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba; X and X' are C1, Br, and At least one halogen selected from the group consisting of I, and a is 0.5≦a≦1.
8 and b is 10-4≦b≦10-2), which is solved by.

〔作 用〕[For production]

本発明の放射線変換方法は、螢光体に放射線を照射を行
うと、該螢光体が中にハロゲン陰イオンの格子空孔に電
子を捕獲したF(色)中心の他に、F中心同志および、
F中心と空孔との集合体である複合色中心の形成によっ
て、赤外波長域に読取感度を有するようになることから
、該螢光体と700 ”1500n−の波長範囲に発振
波長を有するLDを用いることができる。この場合のL
Dとしては(GaAIAs、 InGaAsP)等が好
ましい。
In the radiation conversion method of the present invention, when a phosphor is irradiated with radiation, in addition to F (color) centers that have captured electrons in the lattice vacancies of halogen anions, the phosphor and,
Due to the formation of a composite color center, which is an aggregate of F centers and holes, it has reading sensitivity in the infrared wavelength range, and therefore has an oscillation wavelength in the wavelength range of 700"1500n- from the phosphor. LD can be used. In this case, L
As D, (GaAIAs, InGaAsP), etc. are preferable.

本発明のX491画像変換プレートに用いられている螢
光体はX線を吸収させるとハロゲン陰イオンの格子空孔
に電子を捕獲した下中心の他に、F中心同志及び下中心
と空孔との集合体である複合色中心を螢光体中に形成し
、赤外部波長領域に輝尽励起スペクトルのピークを有す
るようになる。
When the phosphor used in the X491 image conversion plate of the present invention absorbs X-rays, in addition to the lower center where electrons are captured in the lattice vacancies of the halogen anions, the F center and the lower center and the vacancies are formed. A composite color center, which is an aggregate of

〔実施例〕 。〔Example〕 .

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

実施例1 臭化バリウム(Ba Brz) 297.148g、塩
化バリウム(Ba Cj! t ) 208.246g
、臭化ユ−ロピウム(Eu Br5) 0.783g及
び蒸留水1000gを反応容器に入れて溶解させ60〜
100℃の温度で蒸発乾固を行い(湿式反応)、次に1
00〜120 ’Cの温度で乾燥させて混合物を得た。
Example 1 Barium bromide (Ba Brz) 297.148g, barium chloride (Ba Cj!t) 208.246g
, 0.783 g of europium bromide (Eu Br5) and 1000 g of distilled water were placed in a reaction vessel and dissolved.
Evaporate to dryness at a temperature of 100°C (wet reaction), then 1
The mixture was obtained by drying at a temperature of 00-120'C.

次に、上記混合物をアルミナポートに入れて、空気中に
て400〜900℃で焼成を行った後、さらに水素−窒
素混合ガス(還元性)雰囲気中にて700〜900℃で
焼成を行って、粉砕して二価ユーロピウム賦活塩化臭化
バリウム螢光体(Ba CI Br:10弓Eu” )
を得た。
Next, the above mixture was put into an alumina port and fired at 400 to 900°C in air, and then further fired at 700 to 900°C in a hydrogen-nitrogen mixed gas (reducing) atmosphere. , crushed and divalent europium activated barium chloride bromide phosphor (Ba CI Br: 10 Eu”)
I got it.

従来の製法は、特開昭60−84382号によれば原料
を蒸留水に溶解した後、60℃で3h減圧乾燥、さらに
150℃で3h真空乾燥を行い、混合物をアルミナルツ
ボにて2・M化炭素を含む二酸化炭素雰囲気中で900
℃、1.5h焼成を行う。
According to Japanese Patent Application Laid-open No. 60-84382, the conventional manufacturing method is to dissolve the raw materials in distilled water, dry under reduced pressure at 60°C for 3 hours, and then vacuum dry at 150°C for 3 hours, and then put the mixture in an alumina crucible to 2.M 900 in a carbon dioxide atmosphere containing carbon dioxide
C. for 1.5 hours.

実施例2 実施例1で得られた螢光体の粉末と、バインダであるア
クリル樹脂と、溶剤であるトルエンを混合し、分散させ
て、重量比螢光粉末:バインダー8:1および粘度が3
6ps(25℃)の塗布液の調製を行った。
Example 2 The fluorescent powder obtained in Example 1, an acrylic resin as a binder, and toluene as a solvent were mixed and dispersed to give a weight ratio of fluorescent powder to binder of 8:1 and a viscosity of 3.
A 6 ps (25° C.) coating solution was prepared.

この塗布液を、厚さ0.501111のガラス板上に均
一に塗布を行った後、60tで乾燥を行い、支持体上に
厚さ300g階の螢光体層を形成させX縞画像変換プレ
ートを作製した。
This coating solution was uniformly coated on a glass plate with a thickness of 0.501111 mm, and then dried at 60 tons to form a phosphor layer with a thickness of 300 g on the support. was created.

得られた前記プレートの輝尽発光スペクトルの測定結果
を第1図に示し輝尽励起スペクトルの測定結果を第2図
に示す、第2図に示すように700から1500n+s
の波長領域で相対輝尽発光強度が大となり、しかも輝尽
発光スペクトル405nm (第1図)から遠いためノ
イズを生じない。
The measurement results of the stimulated emission spectrum of the obtained plate are shown in FIG. 1, and the measurement results of the stimulated excitation spectrum are shown in FIG. 2. As shown in FIG.
The relative stimulated emission intensity is large in the wavelength region of , and since it is far from the stimulated emission spectrum of 405 nm (Fig. 1), no noise is generated.

また、実施例2で得られたIPに、管電圧75KVpの
X線を照射し、発振波長830n++のLDで励起した
ときの輝尽発光強度の測定結果と、従来のB a F 
Br  : 1O−3Eu”°で作製したX線画像変換
プレートについて、He−Neレーザで励起したときの
輝尽発光強度の測定結果を比較し、第1表に示した。
In addition, the results of measuring the stimulated luminescence intensity when the IP obtained in Example 2 was irradiated with X-rays with a tube voltage of 75 KVp and excited with an LD with an oscillation wavelength of 830 n++, and the conventional B a F
Regarding the X-ray image conversion plate prepared with Br: 1O-3Eu"°, the measurement results of stimulated emission intensity when excited with a He-Ne laser were compared and are shown in Table 1.

第   1   表 第1表から明らかなように本発明に係る螢光体の相対輝
尽発光強度が従来のそれより30倍である。
Table 1 As is clear from Table 1, the relative stimulated luminescence intensity of the phosphor according to the present invention is 30 times that of the conventional one.

次に、本発明の螢光体のX線回折パターンを第3図に示
す。結晶構造は正方品である。また、本発明の螢光体と
同組成の、従来の螢光体について、輝尽励起スペクトル
を第5図に、X線回折パターンを第6図に示す、特開間
第60−84382号によれば、従来材料の輝尽励起ス
ペクトルは、500〜700nmにピークがあるが、本
発明では、850nmにピークがあり、また、従来材料
のX&i回析パターンのピーク強度は、指数表示で(2
00,004)、 (032)。
Next, the X-ray diffraction pattern of the phosphor of the present invention is shown in FIG. The crystal structure is tetragonal. Further, regarding a conventional phosphor having the same composition as the phosphor of the present invention, the photostimulation excitation spectrum is shown in FIG. 5, and the X-ray diffraction pattern is shown in FIG. For example, the photostimulation excitation spectrum of the conventional material has a peak at 500 to 700 nm, but the present invention has a peak at 850 nm, and the peak intensity of the X&I diffraction pattern of the conventional material is expressed as (2
00,004), (032).

(121)・・・の順序であるが、本発明は、(121
) 、 (200゜004) (022)の順序である
。このことは製造方法の相違に起因する結晶構造の微妙
な相違を示唆しており、結晶構造の相違によって結晶中
に形成される色中心も異なってくると考えられる。両デ
ータとも、本発明の螢光体と異なっていることは、明白
である。なお第4図には本発明に係るBaC1゜・a 
Ba Brz : 10−’Eu”におけるa値と輝尽
発光強度との相関図であり0.5≦a≦1.8が良好で
ある。
(121)... However, the present invention provides (121)...
) , (200°004) (022). This suggests subtle differences in crystal structure due to differences in manufacturing methods, and it is thought that color centers formed in the crystal also differ due to differences in crystal structure. It is clear that both data are different from the phosphor of the present invention. In addition, FIG. 4 shows BaC1°・a according to the present invention.
This is a correlation diagram between the a value and the stimulated luminescence intensity at Ba Brz: 10-'Eu'', and 0.5≦a≦1.8 is good.

本発明の螢光体のX線回折パターン及び輝尽励起スペク
トルと本発明の螢光体と同組成の従来の螢光体のX線回
折パターン及び輝尽励起スペクトルの相異について、本
発明者は下記のメカニズムによると考えている。
Regarding the differences between the X-ray diffraction pattern and photostimulation excitation spectrum of the phosphor of the present invention and the X-ray diffraction pattern and photostimulation excitation spectrum of a conventional phosphor having the same composition as the phosphor of the present invention, the present inventor We believe that this is due to the following mechanism.

+al  色中心の種類に関係なく、結晶格子の形は変
化しない。回折角度(2θ)の変化はない。
+al Regardless of the type of color center, the shape of the crystal lattice does not change. There is no change in the diffraction angle (2θ).

しかし、面指数における強度は、格子点の有無    
−に関係しており、欠陥の位置、色中心の種類により、
X線回折パターンの強度分布は変化すると考えられる。
However, the intensity in the plane index is determined by the presence or absence of lattice points.
−, depending on the location of the defect and the type of color center.
It is believed that the intensity distribution of the X-ray diffraction pattern changes.

(bl  X線像の記録と読取りの原理は上記第201
−回螢光体同学会講演予稿に BaF X : Eu”(X = Cl 、 Br、 
I)について、次のように考えられている。
(bl The principles of recording and reading X-ray images are described in Section 201 above.
- BaFX: Eu” (X = Cl, Br,
Regarding I), it is considered as follows.

(1)  記録=X線を照射すると、発光中心(Eu”
)から電子が飛び出る。この電子は、 伝導帯を経由して格子欠陥に捕獲さ れる(第7図の実線のプロセス)。
(1) Recording = When irradiated with X-rays, the emission center (Eu”
) electrons fly out. These electrons are captured by lattice defects via the conduction band (solid line process in Figure 7).

(2)  読取り:記録した後に、励起光(He−Ne
レーザ、またはLD)を照射する と、格子欠陥中の電子は、伝導帯 を経由して発光中心(Eu”)に戻 る。このとき輝尽発光を発生する (第7図の破線のプロセス)。こ の発光を、光検出器で受光すること により、電気信号に変換する。
(2) Reading: After recording, excitation light (He-Ne
When irradiated with a laser (or LD), the electrons in the lattice defect return to the emission center (Eu'') via the conduction band. At this time, stimulated luminescence is generated (the process indicated by the broken line in Figure 7). The emitted light is received by a photodetector and converted into an electrical signal.

本発明の螢光体と、従来の螢光体の輝尽励起スペクトル
の相異について図でElは従来の下中心のエネルギ準位
で、E2は本発明の複合色中心のエネルギ準位である。
In the diagram regarding the difference in photostimulation excitation spectra between the phosphor of the present invention and a conventional phosphor, El is the energy level at the lower center of the conventional one, and E2 is the energy level at the center of the composite color of the present invention. .

この複合色中心及び、F中心の状態のエネルギ分布は輝
尽励起スペクトルから計算される。複合色中心は第8図
に例として示される、多くの吸収バンドが、アルカリ・
ハライドの光学スペクトルにおいて観測され、それらは
、F中心のクラスターすなわち集合体からなる欠陥での
遷移によるものと考えられている。これらの欠陥はF中
心を含む結晶がFバンド光で照射されたとき生ずるmF
tバンドが、この処理により最初に作られ、次にF、バ
ンドができる。どちらの場合も、バンドはFバンドより
低いフォトン・エネルギーで観測される如きものである
The energy distribution of the state of this composite color center and F center is calculated from the stimulated excitation spectrum. The complex color center is shown as an example in Figure 8, and many absorption bands are caused by alkaline and
Observed in the optical spectra of halides, they are thought to be due to transitions at defects consisting of F-centered clusters or aggregates. These defects occur when a crystal containing an F center is irradiated with F-band light.
The t-band is created first by this process, followed by the F-band. In both cases, the band is such that it is observed at a lower photon energy than the F band.

本発明の場合、X線を照射することにより、下中心と、
複合色中心が同時に形成され、それ故に異なる輝尽励起
スペクトルとなると考えている。
In the case of the present invention, by irradiating X-rays, the lower center and
We believe that complex color centers are formed simultaneously and therefore lead to different stimulated excitation spectra.

このようなF中心と、複合色中心が同時に形成されるか
、複合色中心が形成されに(いかは、本発明において、
湿式混合反応、空気中にて400〜900℃で焼成する
第1焼成工程と水素−窒素混合ガス雰囲気中にて700
〜900℃で焼成する第2焼成工程を有するためである
と考えている。
In the present invention, whether such an F center and a composite color center are formed at the same time, or when a composite color center is formed,
Wet mixing reaction, first firing step in air at 400-900°C and 700°C in hydrogen-nitrogen mixed gas atmosphere
We believe that this is due to the second firing step of firing at ~900°C.

本発明のX線画像変換プレートに用いられている螢光体
は、X線を吸収させると、ハロゲン陰イオンの格子空孔
に電子を捕獲したF中心の他に、F中心同志および、F
中心と空孔との集合体である複合色中心を螢光体中に形
成し、赤外部波長領域に輝尽励起スペクトルのピークを
有するようになる。
When the phosphor used in the X-ray image conversion plate of the present invention absorbs X-rays, in addition to the F centers that capture electrons in the lattice vacancies of the halogen anions, the
A composite color center, which is an aggregation of centers and holes, is formed in the phosphor, and has a photostimulation excitation spectrum peak in the infrared wavelength region.

輝尽発光の効率を支配する因子として、X線を照射して
後の励起過程(記録)におけるF中心の電子捕獲率と、
輝尽発光過程における発光中心の発光効率が考えられる
The factors governing the efficiency of stimulated luminescence are the electron capture rate at the F center during the excitation process (recording) after X-ray irradiation,
The luminous efficiency of the luminescent center in the stimulated luminescence process can be considered.

F中心の電子捕獲率はF中心の数と、不純物によって生
じる低エネルギ準位をもつ欠陥の数に依存すると考えら
れる。すなわち、X線で励起された電子は、F中心が少
ないと、すぐに元のホールと再結合を行い、また不純物
による低エネルギ準位の欠陥に捕獲されると、すぐに熱
的エネルギで伝導バンドに上げられ、ホールと再結合を
行い、輝尽発光に寄与しないことになる。
It is believed that the electron capture rate of F centers depends on the number of F centers and the number of defects with low energy levels caused by impurities. In other words, if the number of F centers is small, electrons excited by X-rays will quickly recombine with the original hole, and if captured by a low-energy level defect caused by an impurity, they will be quickly conducted using thermal energy. It is raised to the band, recombines with holes, and does not contribute to stimulated luminescence.

発光中心の発光効率は、不純物の数に依存すると考えら
れる。すなわち、F中心から伝導バンドを移動してきた
電子は、発光性の不純物に捕えられると、光電子増倍管
の感度領域外の波長で発光することがあり、また、常磁
性の不純物の影響を受けて、電子のスピン状態が変わり
、無輻射過程で失活することになり、輝尽発光に寄与し
ないことになる。
The luminous efficiency of the luminescent center is considered to depend on the number of impurities. In other words, if electrons moving through the conduction band from the F center are captured by luminescent impurities, they may emit light at a wavelength outside the photomultiplier tube's sensitivity range, and they may also be affected by paramagnetic impurities. As a result, the spin state of the electron changes and it becomes deactivated in a non-radiative process, so it does not contribute to stimulated luminescence.

以上のことから、輝尽発光発光率は、F中心の数を増や
し、不純物を低減することで、より向上すると考えられ
る。
From the above, it is considered that the stimulated luminescence rate can be further improved by increasing the number of F centers and reducing impurities.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したよう・に、本発明によれば赤外波長領域(
700〜1500n*)に、可視光波長に比べて極めて
強い読取感度を有するような螢光体と、高出力LDを使
用でき、また、検出器の前方に、励起光源カットフィル
タを付ける必要がないので、従来のX線画像変換方法よ
りも、高い効率で即ち、低被曝量でX線画像に変換でき
る。またLDを用いた場合、放射線像変換装置の小型化
が可能となる。
As explained above, according to the present invention, the infrared wavelength region (
700 to 1500n*), it is possible to use a phosphor with extremely strong reading sensitivity compared to visible light wavelengths and a high-output LD, and there is no need to attach an excitation light source cut filter in front of the detector. Therefore, it is possible to convert an X-ray image into an X-ray image with higher efficiency, that is, with a lower dose of radiation than conventional X-ray image conversion methods. Furthermore, when an LD is used, it is possible to downsize the radiation image conversion device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る螢光体、Ra CI Br  :
10−’Eu”の輝尽発光スペクトル図であり、第2図
は本発明に係る該螢光体の輝尽励起スペクトル図であり
、第3図は本発明に係る該螢光体のX線回折パターン図
であり、第4図は本発明に係るBaCj! 1 −aB
a Br、:10−’Eu”におけるa値と輝尽発光強
度との相関図であり、第5図は従来の螢光体、BaC1
2・Ba BrziO−3Eu”の輝尽励起スペクトル
図であり、第6図は従来の該螢光体のX線回折パターン
図、第7図は放射X線画像変換における記録と読取りの
原理図及び第8図は複合色中心の概念図である。 輝尽発光スペクトル ′$1図 波長(nm) 輝度励起スペクトル 第2図 角度(0) ′$3図 a値 第4図 デ℃  α℃  7(1)   ダ℃   γ℃  1
α℃第5図 従来例 第6図 第70 ん(u) hν(eV) F中心と複合色中心 第8回
FIG. 1 shows a phosphor according to the present invention, Ra CI Br:
FIG. 2 is a photostimulation spectrum diagram of the phosphor according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the stimulated emission spectrum of the phosphor according to the present invention. FIG. 4 is a diffraction pattern diagram of BaCj!1-aB according to the present invention.
Fig. 5 is a correlation diagram between the a value and the stimulated luminescence intensity for a Br, :10-'Eu''.
2.Ba BrziO-3Eu" is a photostimulation excitation spectrum diagram, FIG. 6 is a diagram of a conventional X-ray diffraction pattern of the phosphor, and FIG. 7 is a diagram of the principle of recording and reading in radiation X-ray image conversion, and Figure 8 is a conceptual diagram of the center of complex colors. Stimulated emission spectrum '$1 Figure wavelength (nm) Luminance excitation spectrum Figure 2 Angle (0) '$3 Figure a value Figure 4 De °C α °C 7 ( 1) Da℃ γ℃ 1
α℃ Fig. 5 Conventional example Fig. 6 Fig. 70 N(u) hν(eV) F center and composite color center No. 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被検体を透過した、あるいは被検体から放出された
放射線を下記組成式(1)で表わされる二価ユーロピウ
ム賦活アルカリ土類金属ハロゲン化物であり700〜1
500nmに複合色中心の吸収帯領域を有する螢光体に
吸収させ、次に該螢光体に700〜1500nmの波長
領域の電磁波を照射することにより、該螢光体に蓄積さ
れている放射線エネルギーを螢光として放出させ、この
螢光を検出することを特徴とする放射線画像変換方法。 組成式(1): MX_2・aMX_2′:bEu^2^+ (但しMはCa,Sr,およびBaからなる群より選ば
れる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり:Xおよ
びX’はCl,BrおよびIからなる群より選ばれる少
なくとも一種のハロゲンであり、aは0.5≦a≦1.
8でありbは10^−^4≦b≦10^−^2である)
。 2、前記電磁波がレーザダイオード(LD)光であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、組成式(1)で表わされ、且つ700〜1500n
mに複合色中心の吸収帯領域を有することを特徴とする
螢光体。 組成式(1): MX_2・aMX_2′:bEu^2^+ (但しMはCa,Sr,およびBaからなる群より選ば
れる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり:Xおよ
びX’はCl,BrおよびIからなる群より選ばれる少
なくとも一種のハロゲンであり、aは0.5≦a≦1.
8でありbは10^−^4≦b≦10^−^2である)
。 4、前記螢光体が60〜100℃の温度で湿式混合反応
を行なって製造されることを特徴とする特許請求の範囲
第3項記載の螢光体。 5、前記螢光体が前記湿式混合反応を経た後、空気中で
熱処理され、更に還元性雰囲気中で熱処理されることを
特徴とする特許請求の範囲第3項又は第4項記載の螢光
体。
[Scope of Claims] 1. Radiation transmitted through or emitted from the subject is a divalent europium-activated alkaline earth metal halide represented by the following compositional formula (1), and is 700 to 1
The radiation energy stored in the phosphor is absorbed by a phosphor having an absorption band centered on a composite color at 500 nm, and then irradiated with electromagnetic waves in the wavelength range of 700 to 1500 nm. 1. A radiation image conversion method characterized by emitting a fluorescent light and detecting the fluorescent light. Composition formula (1): MX_2・aMX_2':bEu^2^+ (where M is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba; X and X' are Cl, Br and I, and a is 0.5≦a≦1.
8 and b is 10^-^4≦b≦10^-^2)
. 2. The method according to claim 1, wherein the electromagnetic wave is laser diode (LD) light. 3. Represented by compositional formula (1), and 700 to 1500n
A phosphor having an absorption band region centered on a composite color in m. Composition formula (1): MX_2・aMX_2':bEu^2^+ (where M is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba; X and X' are Cl, Br and I, and a is 0.5≦a≦1.
8 and b is 10^-^4≦b≦10^-^2)
. 4. The phosphor according to claim 3, wherein the phosphor is manufactured by carrying out a wet mixing reaction at a temperature of 60 to 100°C. 5. The fluorescent material according to claim 3 or 4, wherein the fluorescent material is heat-treated in air and further heat-treated in a reducing atmosphere after undergoing the wet mixing reaction. body.
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