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公開番号2024030321
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-07
出願番号2022133120
出願日2022-08-24
発明の名称シンチレータ構造体およびシンチレータの評価方法
出願人株式会社プロテリアル
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類G21K 4/00 20060101AFI20240229BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】シンチレータ構造体の発光出力を向上する。
【解決手段】シンチレータ構造体は、シンチレータと、シンチレータを覆う反射材と、を備える。ここで、シンチレータは、樹脂と蛍光体とを含み、シンチレータの断面画像における蛍光体と樹脂との規格化された界面の長さを示す蛍光体粒周囲長は、6.25よりも小さい。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
シンチレータと、
前記シンチレータを覆う反射材と、
を備える、シンチレータ構造体であって、
前記シンチレータは、樹脂と蛍光体とを含み、
前記シンチレータの断面画像における前記蛍光体と前記樹脂との規格化された界面の長さを示す蛍光体粒周囲長は、６．２５よりも小さい、シンチレータ構造体。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
請求項１に記載のシンチレータ構造体において、
前記蛍光体粒周囲長は、以下の手順１から手順５で測定される。
手順１：研磨機によるセルの観察面の取得
手順２：前記観察面の二次電子画像の取得
条件（１）：走査型電子顕微鏡
条件（２）：画像の解像度１９２０×１２００
条件（３）：倍率５００倍
手順３：前記二次電子画像の二値化
手順４：二値化された画像の補正
手順５：前記蛍光体粒周囲長の計算
条件（４）：計算式
蛍光体粒周囲長＝界面の画素数／画素サイズ×１００（μｍ
２
）／全面積（μｍ
２
）
条件（５）：視野角１．０４ｍｍ×０．６５ｍｍ
条件（６）：界面長さを計算する際の面積しきい値３（μｍ
２
）
【請求項３】
請求項１に記載のシンチレータ構造体において、
前記蛍光体粒周囲長は、２．４８以上で６．２５よりも小さい、シンチレータ構造体。
【請求項４】
請求項１に記載のシンチレータ構造体において、
前記シンチレータの密度は、４．３ｇ／ｃｍ
３
以上５．０ｇ／ｃｍ
３
以下である、シンチレータ構造体。
【請求項５】
請求項１に記載のシンチレータ構造体において、
前記蛍光体は、発光元素を含有するガドリニウム酸硫化物を含む、シンチレータ構造体。
【請求項６】
請求項５に記載のシンチレータ構造体において、
前記樹脂は、エポキシ樹脂である、シンチレータ構造体。
【請求項７】
樹脂および蛍光体を含むシンチレータの評価方法であって、
前記シンチレータの断面画像における前記蛍光体と前記樹脂との規格化された界面の長さを示す蛍光体粒周囲長と前記シンチレータの発光出力との相関関係に基づいて、前記シンチレータの性能を評価する工程を有する、シンチレータの評価方法。
【請求項８】
請求項７に記載のシンチレータの評価方法において、
前記相関関係は、負の相関関係である、シンチレータの評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンチレータ構造体およびシンチレータの評価技術に関し、例えば、樹脂と蛍光体とを含むシンチレータを有するシンチレータ構造体およびシンチレータの評価技術に適用して有効な技術に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２２－５８０７３号公報（特許文献１）には、シンチレータ構造体の発光出力を向上させるための技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－５８０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シンチレータは、Ｘ線やガンマ線に代表される放射線が当たると、放射線のエネルギーを吸収して可視光を発生させる物質である。このシンチレータは、シンチレータと反射材とを含むシンチレータ構造体として製品化され、シンチレータ構造体とフォトダイオードなどの光電変換素子とを組み合わせたＸ線検出器が、例えば、Ｘ線ＣＴなどの医療機器、分析機器、放射線を用いた非破壊検査装置、放射線漏洩検査装置などに用いられている。
【０００５】
例えば、シンチレータには、ガドリニウム酸硫化物（Ｇｄ
２
Ｏ
２
Ｓ）からなるセラミックスが使用されている。ここで、本明細書では、ガドリニウム酸硫化物を「ＧＯＳ」と呼ぶことにする。なお、厳密には、ガドリニウム酸硫化物自体はほとんど発光せず、ガドリニウム酸硫化物にプラセオジウムやテルビウムなどの発光元素を含有させることによって発光する。このことから、本明細書で「ＧＯＳ」という文言は、ガドリニウム酸硫化物自体にプラセオジウムやテルビウムなどが含有されて発光する物質（蛍光体）を暗に意図して使用することにする。ただし、ガドリニウム酸硫化物自体にプラセオジウムやテルビウムなどが含有されていることを明示的に示す必要がある場合、プラセオジウムを含有する「ＧＯＳ」やテルビウムを含有する「ＧＯＳ」と表現することがある。
【０００６】
また、シンチレータを「ＧＯＳ」単体から構成する場合、「ＧＯＳ」はセラミックから構成される。一方、後述するように、シンチレータを「ＧＯＳ」と樹脂の混合物から構成することも検討されており、この場合の「ＧＯＳ」は粉体から構成される。したがって、本明細書では、特にセラミックと粉体とを明示する必要がないときには、単に「ＧＯＳ」と表現する。これに対し、セラミックを明示する必要があるときは「ＧＯＳ」セラミックと呼ぶ。一方、粉体を明示する必要があるときは「ＧＯＳ」粉体と呼ぶことにする。
【０００７】
「ＧＯＳ」セラミックは、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ
４
）よりも可視光の発光出力が大きいという利点を有する一方、製造コストが高い。
【０００８】
このことから、シンチレータ構造体の製造コストを低減するため、シンチレータとして「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物を使用することが検討されている。
【０００９】
ところが、「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物を使用すると、製造コストを低減できる一方で、可視光の発光出力の低下を招く。したがって、シンチレータとして「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物を使用する場合、可視光の発光出力を向上することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施の形態におけるシンチレータ構造体は、シンチレータと、シンチレータを覆う反射材と、を備える。ここで、シンチレータは、樹脂と蛍光体とを含み、シンチレータの断面画像における蛍光体と樹脂との規格化された界面の長さを示す蛍光体粒周囲長は、６．２５よりも小さい。
（【００１１】以降は省略されています）

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