KR910008481B1 - 고상 섬광제 물질을 사용하는 방사선 검출기 및 그 물질 제조 방법 - Google Patents

고상 섬광제 물질을 사용하는 방사선 검출기 및 그 물질 제조 방법 Download PDF

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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

고상 섬광제 물질을 사용하는 방사선 검출기 및 그 물질 제조 방법
제1도는 전형적인 CT주사 장치의 소자를 묘사하는 구상도.
제2도는 본 발명의 한 실시예에 따라서 방사선 검출기의 한 채널을 개략적으로 설명하는 횡단면도.
제3도는 제2도에 도시된 검출기 채널의 단면도.
제4도는 증가하는 Pr2O3농도에 대한 섬광제 잔광의 영향을 그래프적으로 도시한 도면.
제5도는 증가하는 Tb2O3농도에 대한 섬광제 잔광의 영향을 도시하는 그래프.
제6도 및 제7도는 Pr2O3또는 Tb2O3농도에 대한 섬광제의 비교 광 출력의 종속성을 그래프적으로 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 방사선 소스 11 : 콜리메이터
19 : 채널 24 : 광 다이오드
26 : 다결정 세라믹 섬광제
본 발명은 희토류 도우프된 세라믹 섬광제를 사용하는 방사선 검출기에 관한 것이며, 특히 본 발명은 개선된 잔광 특성을 갖는 섬광제 물질에 관한 것이다.
방사선 검출기 X-선 계수기 및 영상 강도기와 같은 장치에서 투과성 반응선을 검출하기 위해 오랫동안 사용해왔다. 최근에, 이러한 검출기는 컴퓨터 단층 사진술(CT) 주사장치, 디지털 방사선 사진술(DR) 및 다른 X-선, 감마 방사선, 자외 방사선, 그리고 핵 방사선 검출장치에서 중요한 역할을 해왔다.
컴퓨터화된 단층 사진술 주사 장치는, 의학용 진단 기구인데 그 안에서 대상물은 빔의 강도가 복수의 대상 몸체경로를 따라 에너지 흡수에 연관하여 변하면서 비교적 평면적인 빔 또는 X-선 방사선 빔에 노출된다. 복수의 상이한 각도 또는 시각으로부터 이 경로를 따라 X-선 강도(즉 X-선 흡수)를 측정함으로써, X-선 흡수 계수는 방사선이 통과하는 물체의 임의의 면의 다양한 영역에서도 계산될 수 있다. 일반적으로 이 영역은 약 1mm×1mmdml 평방부를 포함한다. 흡수 계수는 예를 들면 인체의 신체 조직과 같은 X-선에 의해 가로지르는 물체를 디스플레이하기 위해 이용된다.
주사 장치의 필수적이며 중요한 부분은, 검사중인 특정한 몸체를 통과하여 변조된 X-선 방사선을 수신하는 검출기이다. 일반적으로, X-선 검출기는, 충돌하는 X-선 방사선에 의해 여기될 때 광학 파장 에너지를 방출하는 섬광제 물질을 포함한다. 전형적인 의학 또는 산업용 장치에서 섬광제 물질로 부터의 광학 출력은 전기적 출력 신호를 발생하는 광전자적으로 감응하는 물질에 충돌된다. 이 신호의 진폭은 충돌하는 X-선 방사선의 강도에 직접 연관된다. 이 전기적 신호는 디지털 컴퓨터 수단으로 처리하기 위해 디지털화되며, 극수단은 음극선관 스크린 또는 다른 영구매체상에 표시하기 적당한 형태의 흡수 계수를 .발생한다.
컴퓨터화된 단층 사진술 장치의 특성 및 필요한 요구를 충족하기 위하여, 사용된 섬광제 물질은 광전 배증관 또는 광 다이오드와 같은 광 센서에 의해 가장 효과적으로 검출된 전자기 스팩트럼의 영역에서, X-선 방사선을 광학 방사선으로 변환하는 효과적인 변환기이어야 한다. 또한 섬광제 몸체의 깊은 내부에서 발하는 광학 방사선이 외부에 위치한 광 검출기에 의거 검출되지 않도록 광학 트래핑을 방지함으로써, 섬광제가 광학 방사선을 효과적으로 전송하는 것이 또한 바람직하다. 섬광제 물질은, 또한 높은 X-선 정지력, 낮은 히스테리시스, 스펙트럼 선형성 및 짧은 잔광 또는 지속성을 갖는다. 높은 X-선은 섬광제에 의해 흡수되지 않기 때문이다. 히스테리시스는 섬광제 물질 특성에 연관되며, 광학 출력은 섬광제의 방사기록에 기초한 동일한 X-선 여기동안 변환한다. CT응용에 있어서, 전형적인 검출 정확성은 비교적 높은 비율로 취해진 다수의 일련측정을 위해, 일천분의 일과 거의 비슷하다. 따라서 낮은 히스테리시스는 각각의 섬광제 셀로부터의 광학출력의 반복된 정확한 측정을 제공하기 위해 요구되며, 그리고 섬광제 몸체상에 충돌하는 동일 X-선 방사선 노출동안 실질적으로 동일한 광학 출력을 제공하기 위해 요구된다. 스펙트럼 선형성은, 섬광제 몸체에 충돌하는 X-선이 다수의 상이한 주파수를 포함하기 때문에, 그리고 방사선에 감응하는 섬광제가 이러한 모든 주파수에 대해 대체로 일정해야 하기 때문에 중요하다. 섬광제의 잔광 또는 지속성의 경향에 따라 X-선 여기의 종결 이후 임의의 시간동안 광학 방사선 검출을 계속한다. 오랜 잔광은, 시간이 경과함에 따라 정보-보유 신호의 불선명한 결과를 초래한다. 더욱이, 예를 들면 이동하는 몸체 조적의 영상을 비출때와 같은 급속한 연속 주사를 요구하는 장치에 있어서, 짧은 잔광은 검출기의 빠른 순환에 필수적이다.
상기 기술된 바람직한 많은 특성을 나타내는 다결정 세라믹 섬광제는 1983년 12월 20일 디.큐사노등에게 미여된 미합중국 특허 제4,421,671호 및 1984년 7월 9일 디.큐사노등의 이름으로 출원되고, 본 양수인에게 미합중국 특허원 제629,027호(1982년 6월 18일 출원된 미합중국 특허원 제389,812호의 연속출원)에 기술되 있다. 상기 문헌에 서술된 섬광제는, 산화이트륨 및 산화 가돌리늄으로 구성되며, 발광효율을 향상시키기 위해 여러 가지 회토류 활성제중 적어도 하나를 포함한다. 섬광제 합성물은 또한 하나 또는 그 이상의 투명 조촉매(promotet) 또는 광출력 복구제(restorer)를 포함할 수도 있다. 상기 인용된 특허는, 또한 산화이트륨- 산화가돌리늄 세라믹 섬광제의 발광성 잔광이, 이테르븀 산화물(Yb2O3), 스트로튬 산화물(SrO), 또한 칼슘 산화물(CaO)을 첨가함으로써 감소될 수 있음을 기술한다. 그러나 CT 시스템의 개선에 있어서, 더 빠른 감응 시간에 대한 요구를 충족하는 일은 개선된 잔광을 갖는 섬광제 물질을 요구한다.
따라서, 본 발명의 목적은 투과성 방사원이 사용될 때 개선된 잔광 특성을 나타내는 방사선 검출기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, CT, DR 및 다른 X-선 검출 장치에 유용한 회토류 도우프된 다결정 세라믹 섬광제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 감소된 발광 잔광을 나타내는 다결정 산화이트륨-산화가돌리늄을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 섬광제 몸체를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다결정 세라믹 섬광제는, 약 5 내지 50몰 퍼센트 Gd2O3희토류 활성제 산화물로서 약 0.02 내지 12몰 퍼센트 EU2O3또는 Nd2O3, Pr2O3및 Tb2O3를 구성하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 잔광환원제 약 0.03 내지 0.5몰 퍼센트를 구비한다. 섬광제 성분의 나머지는 Y2O3이다. 이러한 섬광제를 사용하 는 방사선 검출기는 방사선을 수신하기 위한 다수의 채널을 갖는 검출기 배열 하우징을 포함한다. 상기 성분을 갖는 다결정 세라믹 섬광제는, 채널에 의해 수신되는 방사선이 섬광제 몸체상에 입사되도록, 그리고 입사 방사선이 예정된 파장에서 섬광제 몸체가 섬광을 발하도록 각각의 채널에 배치된다. 검출기는 또 각각의 섬광제 몸체로부터 예정된 파장 섬광제 에너지를 검출하기 위한 수단을 또한 포함하는데, 그 검출 수단은 검출기 배열 하우징의 각 채널에서 수신된 방사선에 관련된 일련의 신호를 발생하도록 각각의 섬광제 몸체에 결합된다. 본 발명의 산화이트륨-산화가돌리늄 세라믹 섬광제를 준비하기 위한 방법은 소결(sintering), 진공 열 압착, 그리고 가스령 등압 압축 성형을 겸비한 소결을 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 목적은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술하기로 한다.
제1도는 X-선 방사선의 생성, 전송 및 검출용의 전형적인 CT 주사 장치를 도시한다. 주사 장치는 투과성 방사선을 발생하는 방사원(10)을 포함한다. 방사원(10)은 회전 애노드 X-선관을 포함한다. 방사원(10)에 의해 발생된 방사선은, 구경(13)을 통해 X-선 검출기(14)를 향해 투영된 얇은 X-선 빔(12)을 발생하기 위해 콜리메이터(11)에 의해 조준된다. 실험재료(15)와 같은 실험될 몸체는, 빔이 실험재료(15)를 통과함에 따라 감쇠되는 것과 같은 방법으로 X-선(12)의 선형(부채형)빔의 경로에서 구경(13)내에 위치되며, 그 감쇠량은 실험재료(15)의 강도에 좌우된다. 방사선 검출기(14)는 한정된 다수의 채널(19)을 갖는 검출기 배열 하우징(18)을 포함한다. 채널(19)은 X-선(12)의 감쇠된 선형 빔을 수신하도록 그리고 각 채널내에서 수신된 방사선의 강도에 의존하는 전기적 신호를 발생하도록 구성된다. 그러므로, 상기 전기 신호는 빔이 통과하는 몸체 부위에서 X-선 빔의 감소량을 의미한다.
작동중, 전기적 신호는 실험재료(15)에 대한 여러 각도 위치에서 각 채널(19)로부터 판독되며, 반면에 방사원(10) 및 검출기(14)는 구경(13)둘레에서 회전된다. 판독은 디지탈화되며 컴퓨터(16)에 전송되는데 이것은 X-선(12)의 선형 빔으로 관통된 횡단면의 화상을 구성하고 계산하기 위해 다수의 이용가능한 알고리즘중 하나를 이용한다. 그 결과, 화상은 음극선관(17)상에 표시되거나, 또는 사진 필름 또는 이와 비슷한 영구매체상에 영상을 발생하도록 사용 될 수도 있다.
X-선 방사선 검출기에 있어서, 채널(19)은 복수개의 조준된 셀을 포함하는데, 각각의 셀은 제2도에 개략적으로 도시된 형태를 하고 있다. 셀의 폭은 콜리메이터 평면(20) 및 (21)사이의 거리로 한정되며, 그 평면은 셀이 마주하는 선형 빔의 증가문을 따라 X-선(12)을 수신하는 윈도우(22)를 한정한다. 제2도 및 제3도를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 셀 폭은 셀 길이, 즉 선형 빔의 평면과 직각을 이루는 셀의 치수보다 상당히 작다. 선형빔의 양호한 공간 해상도를 제공하기 위해 셀 폭을 최소화하는 것은 바람직하다. 실용적인 방사선 검출기의 전형적인 셀 치수는 약 1mm, 셀 길이로 약 20mm이며, 대략 15mm의 셀 길이는 방사선에 노출된다. 다결정 세라믹 섬광제 몸체(26)은 채널(19)에 배치되어서, 채널(19)에 의해 수신되는 X-선 방사선(12)은 콜리메이터 평면(20 및 21)사이를 통과하고 섬광제 몸체(26)상에 충돌함으로써 섬광제 몸체(26)에 입사한다. 이 입사 방사선은 섬광제 몸체(26)가 예정된 파장에서 섬광을 발하게 하며, 이로 인해 입사 방사선은 가시 스펙트럼 또는 준-가시 스펙트럼에서 낮은 에너지 방사선으로 전환된다. 본 발명의 방사선 검출기는, 각 섬광제 몸체(26)로부터 예정된 파장 섬광제 에너지를 검출하기 위한 수단을 또한 구비한다. 섬광제 에너지 검출수단은, 검출기 배열의 각 채널(19)에서 수신된 방사선 강도에 비례하는 일련의 신호를 발생하기 위해 각각의 섬광제 몸체에 결합된다. 제2도 및 제3도에 도시된 실시예에서, 광 다이오드 조립체(24)는 섬광제 몸체(26) 뒤에 장착된다. 광 다이오드 조립체(24)의 활성 표면(25)은 섬광제 몸체(26)을 가로놓이도록 하며 섬광제 몸체(26)가 발생하는 섬광 방사선을 수신하기 위해 배치된다. 섬광제 몸체(26)에 의해 발생된 광이 광 다이오드(24)의 활성표면(25)을 향하도록 하기 위해 다양한 수단이 이용 가능하다. 예를 들어 광 다이오드(24)에 인접한 면을 제외한 섬광제 몸체(26)의 모든 면은, 입사한 어떠한 광도 안으로 반사하도록 다루어질 수 있다. 제2도 및 제3도에 도시된 실시예에서 광학 결합물질(27)도 또한 사용된다. 결합물질(27)은 섬광제 물체(26)에 의해 발생된 광을 광 다이오드(24)의 활성 표면에 결합을 강화하기 위해 섬광제 몸체(26)와 광 다이오드(24)의 사이에 배치된다.
상기 참조된 미합중국 특허 제4,421,671호 및 미합중국 특허원 제629,027호는 CT 및 다른 X-선 검출응용에 유용한 다결정 세라믹 섬광제의 종류를 기술하고 있다. 상기 특허에 기술된 섬광제는, 회토류 산화이트륨-산화가돌리늄 군 및 3가 회토류 활성제 산화물로 이루어져 있다. 섬광제 성분은 상기 특허에서 기술된 하나 또는 그 이상의 투명 조촉매 및 광 출력 복원제를 포함할 수도 있다. 완성된 섬광제 몸체는 다양한 화학 성분의 입방 결정체 용액으로 구성된다.
상기 참조된 문헌에 기술된 각각의 섬광제 합성물은, Gd2O3, Y2O3및 적어도 하나의 회토류 활성제 산화물을 포함한다. 결과적으로 섬광제 몸체는 높은 X-선 정지력, 고 방사효율, 고 농도, 고 균일성 및 입방 구조를 가지며 광학 투명도에서 반투명 내지 투명한다. 본원에서 사용된 용어 "투명" 및 "반투명"은 섬광제 물질에서 광학 투명도의 다양한 등급을 말한다. 기술된 섬광제의 입방체 결정 구조는, 각 이온의 발광 파장의 광택있는 섬광제 물질 평면상에서 표준 스펙트럼 투광도 테스트로 측정된 것으로 100cm-1보다 적은 광학 감쇠계수를 섬광제 물질에 제공한다. 입방체 물질은 광학적으로 등방성이다. 즉, 이것은 모든 방향에서 동일한 굴절율을 갖는 것을 의미한다. 따라서 고체 용해 물질로 구성된 입방체 결정 구조를 통해 전해지는 광은 비교적 짧은 광학 경로를 쫓아간다. 결과적으로서, 투명도 및 광 출력은 향상된다. 상기 참조된 문헌에 기술된 섬광제 합성물은, 거의 광을 통과시키지 않게 만들어질 수 있으며, 그 결과, 높은 X-선 정지력을 나타낸다. 정지력은 흡수 이전에 섬광제에 스며든 X-선 광자의 거리로 측정된다. 흡수된 X-선 선광자는 광 센서에 의해 검출 가능한 광학 파장 광자로 변환된다. 회토류 도우프된 산화이트륨-산화가돌리늄 다결정 세라믹 섬광제의 X-선 정지 길이는, Gd2O3함유량에 따르며, 증가된 Gd2O3농도에 따라 증가한다. 최소 약 5몰 퍼센트 Gd2O3는 가장 실용적인 검출기 설계에 있어 X-선 정지력 요구를 충족하기 위해 이러한 섬광제 함유물에서 요구된다. 마지막으로, 상기 기술된 섬광제 합성물의 발광효율은, 회토류 활성제도판트를 적절히 선택함으로써 향상된다. 회토류 합성제 산화물 및 산화이트륨-산화가돌리늄 군의 합성물은 유용한 감광성 장치에 조화되는 파장, 및 적당한 변환 효율에서 입사 방사선을 광 출력으로 전환하는 섬광제로 귀결된다.
본 발명에 따라서, 제2도 및 제3도에 도시된 형태의 방사선 검출기에 사용된 섬광제 몸체(26)는, Gd2O3의 약 5 내지 50몰 퍼센트, Eu2O3및 Nd2O3로 구성된 그룹에서 선택된 회토류 활성제 산화물의 0.02 내지 12몰 퍼센트, 및 Pr2O3및 Tb2O3로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 잔광 환원제의 0.03 내지 0.5몰 퍼센트로 구성된 합성물을 갖는다. 섬광제 합성물의 나머지는 Y2O3이다. 본 발명의 섬광제 합성물에 사용된 것으로써, 프라세오디뮴 및 테르븀은 섬광제 물질의 발광성 잔광을 감소하는 작용을 한다. 이러한 잔광은 CT시스템용이 방사선 검출기에서는 바람직하지 못한데, 그 이유는 잔광은 재구성된 영상의 불필요한 왜곡을 일으키며 재구성된 영상에서 원치 않는 인공물을 존재하게 하기 때문이다. 잔광 현상은 초기 또는 일차 잔광 및 2차 잔광으로 나눌 수 있다. 초기 잔광은 비교적 짧은 기간의 잔광이며, 함유된 특정 회토류 활성제와 연관된다고 생각된다. 2차 잔광은 초기 잔광시간 보다 여러배는 더 길며, 자연적인 결점때문에 생겨난 부가적인 전자-홀 트래핑 센터의 존재 및 주 결정의 여러 위치에서 저 레벨 불순물과 연관된다. 섬광제 물질의 다른 성분에 도판트를 보상적으로 첨가하여 잔광이 감소되는 것은 공지되 있다. 첨가된 도판트는 컬러 센터를 형성함으로써 잔광을 감소하며, 이 센터는 활성제 센터에서 발광 출력을 발생하기 위해 방사상으로 결합한 전자-홀 상에 대한 활성제 센터와 맞서게 된다. 미합중국 특허 제4,421,671호 및 미합중국 특허원 제629,027호에 기술된 섬광제 합성물로서, Yb2O3, SrO및 CaO는, 발광성 잔광을 감소하기 위해 서술된 합성물에 첨가될 수도 있는 도판트로 기술된다. 프라세오디뮴 및 테르븀은 상기 문헌에서 효과적인 잔광 환원제로서 인정되지 않는다. 반대로, 섬광제 효율을 증강하는 활성제로서 기본 산화이트륨-산화가돌리늄에 첨가될 수도 있는 회토류 소자의 목록중에 프라세오디뮴 및 테트븀은 포함된다.
만일 프라세오디뮴 또는 테르븀이 회토류 도우프된 섬광제 물질, 산화이트륨-산화가돌리늄 섬광제 물질에 첨가된다면, 본 발명자는 섬광제 잔광에서 중대한 개선이 있음을 발견했다. 여기치 않게, 0.03몰 퍼센트 정도의 미소량을 이들 소자에 첨가함으로써 잔광의 감소를 이룰 수 있음이 결정되었다. 특히 본 발명자는 프라세오디뮴 또는 테르븀 산화물의 아주 적은 양 50ppm을 가돌리늄 산화물이 약 5 내지 50몰 퍼센트 및 유로품 산화물 또는 네오디뮴 산화물의 약 0.02 내지 12몰 퍼센트로 구성된 합성물에 첨가하며, 그 나머지는 이트륨 산화물인 물질의 잔광 특성이 현저히 개선됨을 알았다.
제4도를 참조하면, 다양한 농도의 프라세우디뮴 산화물을 섬광제 합성물에 첨가함으로써, 섬광제 잔광에서 발생된 효과가 그레프적으로 도시된다. 제4도에서, A, B, C, D 및 E로 표시된 곡선은, 다양한 잔광 환원제 농도에 대한 X-선 여기(수평축)의 휴지를 뒤잇는 10밀리초 보다 더 큰 시간에서 소량의 잔광(수직축)잔여를 도시한다. 곡선 A는 30몰 퍼센트 Gd2O3, 3몰 퍼센트 Eu2O3, 및 67몰 퍼센트 Y2O3를 갖는 섬광제 합성물에 대한 잔광 데이타를 도시한다. 곡선 B 내지 E에 대한 다양한 농도의 프라세오디뮴 산화물은 이 기준선 합성물에 첨가된다. 곡선 B 내지 E는 각기 0.004, 0.008, 0.016 및 0.032몰 퍼센트 프라세오디뮴 산화물 및 대응적으로 적은 양의 이트륨 산화물을 함유한 섬광제 합성물에 대한 소량의 잔광 데이타를 도시한다. 각각의 섬광제 물질은 다음과 같이 처리된다. 산화가돌리늄, 산화유로폼 및 산화이트륨의 산화물 합성은 질산염 용액을 만들도록 질산에 용해된다. 프라세오디뮴 산화물을 함유하는 합성물, Pr6O11도 또한 질산에 용해된다. 이 두개의 질산 용액은 공동-침전된 결정 수산염 분말을 생성하기 위해 과포화된 수산용액에 혼합되며 첨가된다. 수산염 분말은 세척되어 건조되며, 원하는 산화물 분말을 만들도록 800℃에서 공기로 가열하여 소광(calcine)된다. 그결과, 산화물 분말은 원판으로 압착되며 섬광제 몸체는 만들기 위해 대략 2,000℃에서 소결된다. 각각의 섬광제 몸체에 대해 68Kev X-선 방사선하에서 광 출력 및 발광성 잔광이 측정된다. 섬광제 합성물에서 프라세오디뮴 산화물 농도를 증가하면 더욱 감소된 섬광제 잔광이 생성된다는 것은 제4도에서 명백해진다. 예를 들어, X-선 턴-오프 이후 약 50밀리초에서, 0.032몰 퍼센트 프라세오디뮴 산화물을 함유하는 섬광제 물질에 대한 소량 잔광은(곡선E), 프라세오디뮴 산화물 곡선(A)이 없는 물질에 대한 약 0.13퍼센트와 비유할 때 X-선 여기의 종결 즉시 대략 0.02 퍼센트의 값일 뿐이다.
제5도는 테르븀 산화물이 프라세오디뮴 산화물 대신에 잔광 환원제로 이용될 때 유사한 결과를 도시한다. 곡선 F는 30몰 퍼센트 Gd2O3, 3몰 퍼센트, Eu2O3및 67 몰 퍼센트 Y2O3의 섬광제 합성물에 대한 잔광을 도시한다. (곡선 F는 곡선 A에 대한 사용된 물질과 다른 샘플 물질을 사용하여 얻어진다.)곡선 G 내지 J는 각각 0.0035, 0.007, 0.014 및 0.028몰 퍼센트 테르븀 산화물 및 대응적으로 적은 양의 이트륨 산화물을 부가적으로 함유한 유사 섬광제 물질에 대한 잔광 특징을 도시한다. 각각의 샘플은 제4도와 관련하여, 상기 서술된 바와 동일한 방법으로 처리되며, Tb4O7은 Pr6O11대신에 사용된다. (Pr6O11및 Tb4O7은 소결, 진공 열 압축 그리고 가스 열등압 압축 성형을 겸비한 소결과 같은 방법으로 준비하는 동안 섬광제 물질의 열 처리에 의한 섬광제 합성물에서 용해된 Pr2O3및 Tb2O3로 각기 전환된다.) 곡선 H를 제외한, 제5도에 도시된 데이타는 섬광제 물질에서 테르븀 산화물의 농도가 증가하면 섬광제 잔광이 더욱 감소됨을 나타낸다. 0.007몰 퍼센트 테르븀 산화물을 함유한 샘플에 대한 곡선 H는, 미지의 원천의 외부 오염된 유달리 높은 잔광을 나타낸다. X-선 턴-오프 이후 약 50밀리초에서, 대략 0.053퍼센트의 발광을 나타낸 0.014몰 퍼센트 테르븀 산화물(곡선 J)를 함유한 샘플은, 테르븀 산화물(곡선 F)이 없는 샘플에 대한 약 0.2퍼센트 소량 잔광과 비교할 때, X-선 턴-오프 이후에 존재한다.
본 발명가는 또한 회토류 활성제로서 유로퓸 대신에 네오디뮴을 사용하는 섬광제 합성물의 소량 잔광을 측정하였다. 다양한 물질을 섬광제 몸체에 형성하려고 사용된 처리기법 및 소량 잔광 데이타를 얻기 위해 사용된 측정 방법은 제4도 및 제5도와 관련하여 상기 서술된 것과 유사하다. 30몰 퍼센트 Gd2O3, 69.9퍼센트 Y2O3및 0.1몰 퍼센트 Nd2O3의 섬광제 합성물에 대하여, 소량의 프라세오디뮴 산화물을 첨가하여도 섬광제 잔광에 중대한 영향을 주지는 않는다. X-선 턴-오프 이후 대략 160밀리초에서, 프라세오디뮴이 없는 섬광제 산화물의 소량 전광은 약0.3퍼센트이다. 프라세오디뮴 산화물의 약 0.08몰 퍼센트가 합성물에 첨가되며, 이트륨 산화물의 양이 대응적으로 감소될 때, 160밀리초에서 잔광은 실질적으로 변화가 없다. 그러나, 0.25몰 퍼센트 Nd2O3를 함유한 섬광제 물질에 대해, 프라세오디뮴 산화물이 기본 합성물에 첨가될 때 섬광제 잔광의 현저한 감소가 관찰된다. X-선 턴-오프 이후 160밀리초에서, 30몰 퍼센트 Gd2O3, 69.75몰 퍼센트 Y2O3및 0.25몰 퍼센트 Nd2O3로 구성된 섬광제는 1.3퍼센트의 소량 잔광을 나타낸다. 0.08몰 퍼센트의 프라세오디뮴 산화물이 대응하는 양의 Y2O3대신에 이 합성물에 첨가될 때, 경과된 시간과 동일한 시간 이후 소량 전광은 약 여섯배의 개선을 나타내는 0.2퍼센트이다. 0.25몰 퍼센트 Nd2O3, 69.75몰 퍼센트 Y2O3및 30몰 퍼센트 Gd2O3의 동일한 합성물을 갖는 또 다른 섬광제 샘플은, 더 높은 순도 물질을 이용하여 준비되며 X-선 턴-오프 이후 160밀리초에서 0.04퍼센트의 잔광을 나타낸다. 0.08몰 퍼센트의 농도에서 프라세오디뮴 산화물이 대응하는 양의 Y2O3대신에 이 최종 섬광제 합성물에 첨가될 때, 160밀리초에서, 섬광제 잔광은 0.018퍼센트로 감소된다.
프라세오디뮴 또는 테르븀 산화물을 본 발명의 회토류 도우프된 산화이트륨-산화가돌리늄 세라믹 섬광제에 첨가함으로써 성취된 발광성 잔광의 감소는, 입사 X-선 방사선에 감응하여 섬광제의 광 출력에서의 감소에 의해 이루어진다. 그러나 본 발명에 의해 청구된 농도에 대하여, 광 출력에서의 감소는 수용할 수 없을 만큼 중요하지는 않다. 제6도는 상대적으로 적은 도판트 농도에 대해, 섬광제 합성물에서 프라세오디뮴 산화물 또는 테르븀 산화물의 농도상의 섬광제의 비교 광 출력에 대한 의존을 도시한다. 제6도에 도시된 데이타는 30몰 퍼센트 Gd2O3, 3몰 퍼센트, Eu2O3및 67 몰 퍼센트 Y2O3의 기본 섬광제 합성물을 이용하여 얻어진다. 도판트 농도의 작용으로서의 광 출력은 테르븀 산화물 및 프라세오디뮴 산화물의 증가 농도를 대응하는 양의 Y2O3대신에 기본 물질에 첨가함으로써 얻어진다. 섬광제 샘플은 제4도 및 제5도에 관련하여 상기 기술된 처리 기법에 따라 준비되며, 그리고 각 샘플의 광 출력은 68Kev X-선 방사선하에서 측정된다. 섬광제 합성물의 대략 0.008몰 퍼센트에 대응하며, 100ppm의, 프라세오디뮴 산화물을 갖는 기본 합성물을 도우핑하면 섬광제의 비교 광 출력이 약 17퍼센트까지 감소함을 제6도에서 알 수 있다. 섬광제 합성물의 대략 0.007몰 퍼센트에 대응하며, 100ppm을 테르븀 산화물을 갖는 기본 합성물은 약 24퍼센트의 광 출력 강하를 발생한다. 제7도는 프라세오디뮴 및 테르븀 도판트의 더 높은 농도에 대한 유사 광 출력 데이타를 도시한다. 제7도에 도시된 데이타는 30몰 퍼센트 Gd2O3, 3몰 퍼센트, Eu2O3및 67 몰 퍼센트 Y2O3의 동일한 기본 섬광제 합성물을 이용하여 얻어진다.
제6도 및 제7도에 도시된 비교 광 출력 데이타는 섬광제 합성물에서 프라세오디뮴 산화물 또는 테르븀 산화물의 농도를 증가하면 여기 방사선의 주어진 소스에 대응하여 섬광제 광 출력이 감소함을 나타낸다. CT및 DR와 같은 응용을 위해, 섬광제 광 출력은 상당히 중요하다. 섬광제 광 출력에서의 감소를 최소화하며 동시에 개선된 잔광 특징의 이익을 얻는 것이 바람직하지만, 약 500ppm 보다 적게(0.04몰 퍼센트) 프라세오디뮴 산화물 또는 테르븀 산화물의 농도를 제한하는 것이 더 바람직하다. 많은 종래의 CT 시스템에 있어서, 지속하는 높은 광 출력 및 감소하는 발광성 잔광은 약 200ppm보다 적게(대략 0.016몰 퍼센트)잔광 환원제의 농도를 제한함으로써 성취될 수 있다. 본 발명가는 30몰 퍼센트 Gd2O3, 3몰 퍼센트, Eu2O3및 66.988몰 퍼센트 Y2O3로 구성된 섬광제 합성물에 0.012몰 퍼센트 프라세오디뮴 산화물을 첨가하면 양호한 광 출력 및 개선된 잔광 특징을 갖는 극히 유용한 CT 섬광제 물질이 제공됨을 발견했다.
유로퓸 또는 네오디뮴은 섬광제 효율을 증강하기 위한 활성제로서 작용하도록 본 발명의 섬광제 합성물로 사용될 수도 있다. 일반적으로 회토류 활성제 농도는 0.02 내지 12몰 퍼센트 사이의 범위일 수 있다. Eu2O3의 최적 농도는 약 1 내지 6몰 퍼센트 사이이다. Nd2O3는 오히려 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 사이의 농도에서 부가된다. 섬광제의 방사선 전환 특징 및 쇠퇴 속도는 네오디뮴 활성제에 대한 차이보다는 유로퓸 활성제에 대해 어느정도 차이가 있다. 유로퓸이 사용될 때, 기본적인 방출 파장은 약 611nm이며, 초기 쇠퇴 속도는 1밀리초 정도이다. 611nm 방출 파장은 CT 응용에서 사용되는 PIN-형 광 다이오드의 첨정도의peak response)과 매우 근접하다. 네오디뮴이 활성제로 이용될 때, 기본적인 방출 파장은 적외선 영역에 있으며, 그리고 초기 쇠퇴 속도는 약 0.4밀리초 정도이다. 따라서 섬광제의 기본 방출 파장과 PIN-형 광 다이오드의 첨두감응 사이에서 어느 정도의 부정합에 기인하여 검출기 효율이 약간의 손실을 입더라도 네오디뮴은 빠른 감응 섬광제를 제공한다.
Gd2O3의 농도는 일반적으로 약 5몰 퍼센트 내지 50몰 퍼센트 사이의 범위에 있다. 상기 기술한 바와 같이, 약 5몰 퍼센트 Gd2O3보다 적게 함유하는 물질은, 가장 실용적인 검출기 설계에서 불충분한 X-선 정지력을 표시한다. 약 50몰 퍼센트 Gd2O3보다 많이 갖는 물질은, 결정 구조에서 더욱더 단사정계(monoclinic)로 된다. 이러한 물질은 결정 입계 균열 및 비균열 결정 구조에 기인하여 낮은 비교 광 출력 및 나쁜 광학 투명도로 특징된다. 이러한 비 입방체 구조를 갖는 물질은 비교적 긴 효과적인 광 경로 길이에 기인하여 약간의 광 산재 및 재흡수를 받게 되며, 외부 광 센서에 의해 검출에 유용한 광의 양을 감소시킨다. Gd2O3의 농도의 범위는 약 20 내지 40몰 퍼센트 사이이다.
본 발명의 세라믹 섬광제는 소결, 소결에 가해진 가스열 등압 압축 성형, 및 진공 열 압축 기법으로 제조될 수 있다. 이 방법들중의 어떠한 것으로 섬광제를 제조하는 준비 단계를 원하는 섬광제 물질 성분을 함유하는 적당한 분말의 제조이다. 이러한 분말을 제조하는 한 방법에 있어서, 예를 들어, 99.99퍼센트 내지 99.999퍼센트 순도를 갖는 산화이트륨 및 산화가돌리늄의 미크론 이하 내지 미크론 정도의 분말은, 산화물, 수산염, 탄산염, 또는 질산염 및 그 혼합물로 구성된 회토류 활성제에 혼합된다. 선택된 성분은 마노 모르타르(agate mortar) 및 페슬(pestle)에서, 또는 액체 매개물로서 물, 햅탄 또는 알콜을 사용하는 볼 밀(ball mill)에서 혼합된다. 건조 제분은 또한 분말 혼합재를 혼합하고 분쇄하기 위해 사용될 수 있으며, 볼 밀 내부에서 분말이 굳어지거나 또는 점착되는 것을 막기 위해 1 내지 5무게 퍼센트의 스테아린산 또는 올레인산과 같은 연마 보조제를 사용하는 것도 포함한다. 만일 임의의 화학 성분이 질산염, 탄산염 또는 수산염의 모양으로 첨가된다면, 소광 단계는 이하에 서술된 방법으로 이전의 세라믹 섬광제 제조에 대응하는 산화물을 얻기 위해 요구된다.
습식 화학 수산염 방법은 또한 필요한 섬광제 기초 분말을 얻기 위해 사용될 수도 있다. 다양한 물질은 질산염을 형성하는 질산에 용해될 수 있으며, 또는 예정된 화학성분중의 질산염의 선정된 몰 백분율은 물에 서 용해 될 수 있다. 필요한 섬광제 물질 성분의 질산염 용액은, 실온에서 포화된 80퍼센트인 수산 용액에 첨가되며, 각각의 수산염의 합동 침전물로 귀결된다. 이 수산염은 세척되고 중성이 되며, 그리고 여과되며 대략 8시간 동안 약 100℃ 공기에서 건조될 수도 있다. 그때 수산염은 대응 산화물을 형성하기 위해 한시간에서 네시간의 변동 범위 시간동안 약 700℃ 내지 900℃ 사이의 공기에서 가열함으로써 소광된다. 오히려, 만일 열 압축 또는 소결 방법이 섬광제를 준배하기 위해 사용된다면, 수산염 및 산화물은 광학 명료도를 향상시키기 위해 볼, 콜로이드, 또는 유동체 에너지 밀링과 같은 여러 방법중의 하나에 의해 제분된다. 섬광제의 광학 명료도가 사용된 준비 방법에도 불구하고, 제분에 의해 개선되는 것은 공지되 있다.
본 발명은 세라믹 섬광제를 제조하기 위한 한 방법은, 상기 기술된 분말 제조 방법중의 하나에 의해 예비 선택된 분말 성분의 다성분 분말을 제조하며, 그때 상기 분말을 분말 다짐(compact)으로 압축하는 것을 포함한다. 분말 다짐은 그 밀도를 더욱 증가시키기 위해 약 3,000psi 내지 15,000psi 사이의 압력으로 다이(die) 압축에 의해 또는 약 10,000 내지 125,000 사이에서 동압 압축 성형을 잇달은 다이 압축에 의해 형성될 수 있다. 최종 단계로서 분말 다짐은 투명 내지 반투명 다결정 세라믹 섬광제 몸체를 생산 하기 위해 소결된다. 소결단계는, 약 1,800℃ 내지 2,100℃ 사이의 소결 온도까지 대략 시간당 100℃ 내지 700℃ 사이의 비율로 감소 또는 산화 대기에서 또는 진공에서 그 다짐을 가열함으로써 진행된다. 이 소결 온도는 1시간 내지 30시간 동안 지속되며, 그때 분말 다짐은 2시간에서 10시간까지의 변동 범위 시간주기에 걸쳐 실온으로 냉각된다. 그 대신에, 소결순서는 최종 소결 온도보다 더 낮은 온도에서 지속 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분말 다짐은 약 증가되어 내지 1,700℃ 사이의 지속 온도까지 시간당 300℃ 내지 400℃ 사이의 비율에서 가열될 수 있다. 1시간에서 20시간까지의 변동 범위의 지속 주기 이후, 1시간 내지 10시간 사이의 주기동안 최종 소결을 위해, 온도는 약 1,800℃ 내지 2,100℃ 사이의 온도까지 시간당 약 25℃ 내지 75℃ 사이의 비율로 상승될 수 있다. 부가적으로, 만일 어떠한 보조적인 분쇄 또는 다짐이 분말 준비 및 압축 단계에서 이용된다면, 모든 유기적 부가물을 제거하는 산화 처리는 소결 단계 이전에 사용될 수 있다. 더우기, 만일 섬광제가 소결 대기(atomosphere)에서 산소 결핍에 기인하여 변색된다면, 세라믹은 적당한 산화 처리에 의해 가시광으로 투명하게 만들수도 있다. 예로써, 섬광제는 산소를 함유한 대기에서 약 800℃ 내지 1,200℃ 사이의 온도에서 약 1시간 내지 20시간 사이동안 가열될 수 있다.
본 발명의 세라믹 섬광제를 제조하기 위한 제2방법은, 소결 및 가스 열 등압 압축 성형(GHIP)처리의 조합을 포함한다. 비록 초기 산화물 분말이 상기 서술된 분말 준비 방법들에 의해 제조될 수 있을 지라도, 수산염 공동-침전 방법은 섬광제를 제조하는 제2방법에 더 우선적이다. 그리고 수산염 및 또는 산화물 분말의 제분은, GHIP를 겸비한 소결 처리에 의해 투명한 세라믹을 생성하기 위해 요구되지는 않는다. 분말의 준비 이후, 분말 다짐은 약 3,000 내지 10,000psi 사이의 압력에서 냉각 압축에 의해 그리고 그 뒤를 이어 15,000 내지 125,000psi 사이의 압력에서 등압 압축 성형에 의해 형성된다. 분말 다짐은 약 1,500℃ 내지 1,700℃ 사이의 온도에서 약 1 내지 10시간 사이동앙 그 다짐을 가열함으로써 93 내지 98퍼센트 사이의 이론상 밀도까지 예비 소결된다. 예비소결된 다짐은 약 1 내지 2 시간의 주기동안 약 1,000 내지 3,000psi 사이의 압력 및 약 1,500℃ 내지 1,800℃ 사이의 온도에서 등압 압축 성형된 가스열이다. 만일 탄소 소자 용광로가 GHIP처리용으로 이용된다면, 세라믹 섬광제의 어떠한 결과적인 검은 형체는 제거될 수 있으며, 그 샘플은 약 32시간동안 대략 1,200℃의 온도에서의 공기로 가열되는 것과 같은 적당한 산화 처리에 의해 가시광에 투명하게 된다. GHIP처리는 몰리브덴 소자 용광로에서 실행될 수도 있다.
본 발명의 섬광제는 또한 진공 압축에 의해 제조될 수도 있다. 이러한 제조 방법을 위해, 다성분 분말은 전술된 수산염 공동-침전 처리에 의해 준비된다. 소광된 수산염 분말은 예정된 시간 주기동안 제1압력 및 온도에서 압축되며, 그때, 온도 및 압력은 증가되어 제2시간 주기동안 지속된다. 되도록이면, 분말은 약 1시간의 주기동안 200미크론 보다 적은 진공하의 600℃ 내지 700℃ 범위의 온도에서 약 1000 내지 1,200psi의 압력을 받아야 한다. 그때 압력은 4,000 내지 10,000psi 범위로 상승되며 온도는 1,300℃ 내지 1,600℃의 범위로 상승된다. 이러한 조건은 약 1/2 내지 4시간 사이의 주기동안 유지되며, 그 시간 이후 샘플은 실온으로 용광로에서 냉각된다. 또다시, 만일 섬광제가 열 압축중에 용광로에서 산소 결핍에 기인하여, 또는 다른 이유 때문에 변색된다면, 세라믹은 약 1 내지 시간 사이동안 약 800℃ 내지 1,200℃ 사이의 온도에서 산소를 함유한 대기 또는 공기중에서 샘플을 산화함으로써 광학적으로 투명하게 만들어질 수 있다. 임의의 변색은 종래의 연마 마 연삭 기법에 의해 제거될 수 있다.
전술한 것은 투과성 방사선과 함께 이용될 때 개선된 잔광 특성을 나타내는 방사선 검출기를 서술한다. 본 발명의 회토류 도우프된 다결정 섬광제는, 감소된 발광성 잔광을 나타내며, 그리고 CT, DR 및 다른 X-선 검출 장치에 특히 유용하다. 본 발명의 섬광제 제조 방법은, 높은 X-선 정지력, 입방체 결정구조, 높은 광학 명료도, 및 높은 방사 효율을 갖는 섬광제 물질을 생성하는 것이다. 그결과, 세라믹은 양호한 기계적 특성을 가지며 비교적 견고하고 내성력 있는 치수로된 CT 주사장치에 섬광제 물질의 봉을 합체하는 것과 연관된 절삭, 연마 및 정착 처리를 쉽사리 견딜 수 있다.
본 발명이 소정의 양호한 실시예에 따라 여기에 상세히 서술된 반면, 이 기술에 숙련된 자들에 의해 많은 변경 및 변화가 초래될 수 있다. 예를 들어 "회전-회전" 주사 장치의 기하학적 구성이 제1되에 도시된 반면, 본 발명의 방사선 검출기는 검출기 링이 고정되어 있는 "회전만"되는 기하학적 구성을 포함하는 다른 형태의 CT주사 장치의 기하학적 구성용으로도 유용하다. 또한 X-선 검출기의 채널이 직사각형의 횡단면으로서 제2 및 제3도에 도시된 반면, 다른 적당한 횡단면 구성이 사용될 수도 있다. 따라서 첨부된 청구범위는 본 발명의 사상 및 범위내에 분류된 것으로 이러한 모든 변경 및 변화를 포함한다.

Claims (40)

  1. 투과성 방사원과 함께 사용될 때 개선된 잔광 특성을 나타내는 방사선 검출기에 있어서, 상기 방사선 검출기는 검출기 배열 하우징과; 상기 방사선을 수신하기 위해 상기 하우징에 한정된 복수의 채널과; 상기 채널에 의해 수신되는 방사선이 섬광제 몸체에서 입사되도록, 그리고 상기 입사 방사선이 예정된 파장에서 상기 몸체가 섬광을 발하도록 각각의 상기 채널에 배치된 다결정 세라믹 섬광제 몸체와, 약 5 내지 50몰 퍼센트 Gd2O3, Eu2O3및 Nd2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 희토류 활성제 산화물의 0.02 내지 12몰 퍼센트, 및 Pr2O3및 Tb2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 잔광 환원제의 약 0.003 내지 0.5몰 퍼센트로 이루어진 그리고 그 나머지는 Y2O3가 되는 상기 섬광제 몸체의 합성물과, 검출기 배열 하우징의 각각의 채널에서 수신된 방사선에 관련한 일련의 신호를 발생하기 위해 상기 각각의 섬광제 몸체에 결합되어, 상기 각각의 섬광제 몸체로부터 방출된 상기 예정된 파장 섬광제 에너지를 검출하며 그것에 응답하여 전기적 신호를 발생하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  2. 제1항에 있어서, Gd2O3는 약 20 내지 40몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 희토류 활성제 산화물은 약 1 내지 6몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Eu2O3인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 희토류 활성제 산화물은 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Nd2O3인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.004 내지 0.04몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Pr2O3인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.035몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Tb2O3인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.004 내지 0.016몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Pr2O3인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.014몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Tb2O3인 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
  9. 개선된 잔광 특성을 나타내는 다결정 세라믹 섬광제에 있어서, 상기 섬광제는 약 5 내지 50몰 퍼센트의 Gd2O3, Eu2O3및 Nd2O|3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 희토류 활성제 산화물의 약 0.02 내지 12몰 퍼센트 및 PrO 및 Tb2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 잔광 환원제의 약 0.03 내지 0.5몰 퍼센트로 이루어진, 그리고 그 나머지는 Y2O3가 되는 합성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  10. 제9항에 있어서, Gd2O3는 약 20 내지 40몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  11. 제9항에 있어서, 상기 희토류 활성제는 약 1 내지 6몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Eu2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  12. 제9항에 있어서, 상기 희토류 활성제는 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Nd2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  13. 제9항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.04몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  14. 개선된 잔광 특성을 나타내는 다결정 세라믹 섬광제에 있어서, 상기 섬광제는 약 5 내지 50몰 퍼센트의 Gd2O3, Eu2O3및 Nd2O|3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 희토류 활성제 산화물의 약 0.02 내지 12몰 퍼센트 및 Pr2O3및 Tb2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 잔광 환원제의 약 0.03 내지 0.016몰 퍼센트로 이루어진, 그리고 그 나머지는 Y2O3가 되는 합성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  15. 제14항에 있어서, Gd2O3는 약 20 내지 40몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  16. 제14항에 있어서, 상기 희토류 활성제는 약 1 내지 6몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Eu2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  17. 제14항에 있어서, 상기 희토류 활성제는 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Nd2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  18. 제14항에 있어서, Gd2O3는 약 30몰 퍼센트의 양에서 존재하며, 상기 희토류 활성제 산화물은 약 3몰 퍼센트의 양에서 존재하는 Eu2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  19. 제18항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.01 내지 0.012몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제.
  20. 개선된 잔광 특성을 나타내는 투명 내지 반투명의 다결정 세라믹 섬광제몸체 제조 방법에 있어서, 약 5 내지 50몰 퍼센트의 Gd2O3, Eu2O3및 Nd2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 희토류 활성제 산화물의 약 0.02 내지 12몰 퍼센트 및 Pr2O3및 Tb2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 잔광 환원제의 약 0.003 내지 0.5몰 퍼센트로 이루어진, 그리고 그 나머지는 Y2O3가 되는 다성분 분말을 제조하는 단계와; 분말다짐을 형성하기 위해 상기 다성분 분말을 냉각 압축하는 단계 및; 투명내지 반투명성의 다결정 세라믹 섬광제 몸체를 만들기 위해 상기 분말 다짐을 소결하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 20 내지 40몰 퍼센트 Gd2O3사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 1 내지 6몰 퍼센트 사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.04몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.004 내지 0.016몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Pr2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  26. 제20항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.014몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Tb2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  27. 개선된 잔광 특성을 나타내는 투명 내지 반투명의 다결정 세라믹 섬광제몸체 제조 방법에 있어서, 약 5 내지 50몰 퍼센트의 Gd2O3, Eu2O3및 Nd2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 희토류 활성제 산화물의 약 0.02 내지 12몰 퍼센트 및 Pr2O3및 Tb2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 잔광 환원제의 약 0.003 내지 0.5몰 퍼센트로 이루어진, 그리고 그 나머지는 Y2O3가 되는 다성분 분말을 제조하는 단계와; 예정된 1시간 주기동안 제1의 온도 및 압력에서 진공하에 상기 다성분 분말을 압축하는 단계 및; 투명 내지 반투명 다결정 세라믹 섬광제 몸체를 만들기 위해 제2의 온도 및 압력까지 상기 제1온도 및 압력을 증가하며 제2시간 주기동안 상기 제2온도 및 압력을 유지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 20 내지 40몰 퍼센트 Gd2O3사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 1 내지 6몰 퍼센트 Eu2O3사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  31. 제27항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.04몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  32. 제27항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.004 내지 0.016몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Pr2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  33. 제27항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.014몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Tb2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  34. 개선된 잔광 특성을 나타내는 투명 내지 반투명의 다결정 세라믹 섬광제몸체 제조 방법에 있어서, 약 5 내지 50몰 퍼센트의 Gd2O3, Eu2O3및 Nd2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 희토류 활성제 산화물의 약 0.02 내지 12몰 퍼센트 및 Pr2O3및 Tb2O3로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 한 잔광 환원제의 약 0.003 내지 0.5몰 퍼센트로 이루어진, 그리고 그 나머지는 Y2O3가 되는 다성분 분말을 제조하는 단계와; 분말 다짐을 형성하기 위해 상기 다성분 분말을 압축하는 단계와; 밀집된 다공성 단계까지 상기 분말 다짐을 소결하는 단계 및; 투명 내지 반투명 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 20 내지 40몰 퍼센트 사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 1 내지 6몰 퍼센트 사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  37. 제34항에 있어서, 상기 다성분 분말은 약 0.05 내지 1.5몰 퍼센트 Nd2O3사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  38. 제34항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.04몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  39. 제34항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.004 내지 0.016몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Pr2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
  40. 제34항에 있어서, 상기 잔광 환원제는 약 0.0035 내지 0.041몰 퍼센트 사이의 양에서 존재하는 Tb2O3인 것을 특징으로 하는 다결정 세라믹 섬광제 몸체 제조 방법.
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