JP2023089270A - Scintillator array, radiation detector, and radiographic inspection device - Google Patents
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- Measurement Of Radiation (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、シンチレータ用反射材、シンチレータアレイ、放射線検出器、及び放射線検査装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a scintillator reflector, a scintillator array, a radiation detector, and a radiation inspection apparatus.
医療診断や工業用非破壊検査を目的として、Ｘ線透過撮影による画像診断やＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）撮影による画像診断が利用されている。これらの画像診断装置では、Ｘ線を可視光に変換するために、プラセオジム賦活の酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ）（以下、ＧＯＳ：Ｐｒとも称する）等の希土類酸硫化物の焼結体からなるセラミックシンチレータを複数並べアレイ化したもの（シンチレータアレイ）が用いられている。 For the purpose of medical diagnosis and industrial non-destructive inspection, image diagnosis by X-ray radiography and image diagnosis by X-ray CT (Computed Tomography) photography are used. In these diagnostic imaging apparatuses, rare earth oxysulfides such as praseodymium-activated gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S:Pr) (hereinafter also referred to as GOS:Pr) are baked to convert X-rays into visible light. An array (scintillator array) is used in which a plurality of ceramic scintillators composed of solid bodies are arranged in an array.
これらＸ線の診断画像の解像度は、シンチレータアレイが具備する各セラミックシンチレータを小型化することで向上するが、一方でＸ線に対する感度が低下するといった課題があった。そこでシンチレータアレイが隣接するシンチレータブロック間に樹脂に酸化チタン等の反射粒子を分散させた反射層を設けることで、シンチレータアレイの光出力を向上させる手段が知られている。 Although the resolution of these X-ray diagnostic images can be improved by downsizing each ceramic scintillator provided in the scintillator array, there is a problem that the sensitivity to X-rays decreases. Therefore, it is known to improve the light output of the scintillator array by providing a reflective layer in which reflective particles such as titanium oxide are dispersed in a resin between scintillator blocks adjacent to the scintillator array.
例えば、特許文献１では、反射層の反射粒子の個数を制御することで、反射層部の反射効率を高めることによって、光出力を向上させる手法が開示されている。
また、特許文献２では、反射層に特定のガラス転移点と熱膨張係数を有する樹脂を用いることによって、光出力を維持した上で、セグメントのピッチや外形寸法の変化、反り等による寸法精度の低下や寸法精度のバラツキを抑制させる手法が開示されている。
For example, Patent Literature 1 discloses a technique for improving the light output by increasing the reflection efficiency of the reflective layer portion by controlling the number of reflective particles in the reflective layer.
In addition, in Patent Document 2, by using a resin having a specific glass transition point and thermal expansion coefficient for the reflective layer, while maintaining the light output, the dimensional accuracy is improved due to changes in the pitch and outer dimensions of the segments, warping, etc. Techniques for suppressing deterioration and variations in dimensional accuracy have been disclosed.
しかしながら、本発明者らの検討によると、シンチレータに用いられる反射層は、高エネルギーのＸ線を照射し続けることにより、着色し、光出力が低下するといった課題が明らかとなった。特許文献１及び特許文献２ではＸ線照射による反射層の劣化については検討されていない。 However, according to the studies of the present inventors, it has become clear that the reflective layer used in the scintillator is colored due to continuous irradiation with high-energy X-rays, resulting in a decrease in light output. Patent Documents 1 and 2 do not consider the deterioration of the reflective layer due to X-ray irradiation.
本発明は、上記課題を解決するものであり、Ｘ線照射による反射層の反射率低下が軽減されたシンチレータアレイを提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scintillator array in which a decrease in reflectance of a reflective layer due to X-ray irradiation is reduced.
本発明者らは上記課題を解決すべく検討を重ね、反射層の樹脂を硬化する適切な助剤を選択することで、Ｘ線照射による反射層の反射率低下が軽減され、Ｘ線照射後も高い光出力を維持するシンチレータアレイが得られることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have made extensive studies to solve the above problems, and by selecting an appropriate auxiliary agent for curing the resin of the reflective layer, the decrease in reflectance of the reflective layer due to X-ray irradiation is reduced, and after X-ray irradiation The inventors have found that a scintillator array that maintains a high light output can be obtained, and completed the present invention.
本発明は、以下のものを含む。
［１］シンチレータと反射層を有するシンチレータアレイであって、前記反射層は樹脂と、前記樹脂内に分散された反射粒子とを含有し、前記樹脂がカチオン重合開始剤、または酸無水物硬化剤による硬化物である、シンチレータアレイ。
［２］前記樹脂が、エポキシシリコーン樹脂、水添エポキシ樹脂、ビスフェノール樹脂、および脂環式エポキシ樹脂からなる群から選択される１種以上である［１］に記載のシンチレータアレイ。
［３］前記樹脂が、酸無水物硬化剤による硬化物である［１］または［２］に記載のシンチレータアレイ。
［４］前記樹脂が、エポキシシリコーン樹脂である［１］～［３］のいずれかに記載のシンチレータアレイ。
［５］前記シンチレータが、ＧＯＳ蛍光体、ＣＷＯ蛍光体、ＣｓＩ蛍光体、およびガーネット系蛍光体からなる群から選択される１種以上を含む、［１］～［４］のいずれかに記載のシンチレータアレイ。
［６］前記反射粒子が、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、およびシリカからなる群から選択される１種以上を含む、［１］～［５］のいずれかに記載のシンチレータアレイ。［７］シンチレータが直線状に複数配置され、シンチレータの大きさが各々１０ｍｍ３以下である、［１］～［６］のいずれかに記載のシンチレータアレイ。
［８］［１］～［７］のいずれかに記載のシンチレータアレイを具備する放射線検出器。［９］［８］に記載の放射線検出器を具備する放射線検査装置。
The present invention includes the following.
[1] A scintillator array having a scintillator and a reflective layer, wherein the reflective layer contains a resin and reflective particles dispersed in the resin, and the resin is a cationic polymerization initiator or an acid anhydride curing agent A scintillator array, which is a cured product obtained by
[2] The scintillator array according to [1], wherein the resin is one or more selected from the group consisting of epoxy silicone resins, hydrogenated epoxy resins, bisphenol resins, and alicyclic epoxy resins.
[3] The scintillator array according to [1] or [2], wherein the resin is cured with an acid anhydride curing agent.
[4] The scintillator array according to any one of [1] to [3], wherein the resin is an epoxy silicone resin.
[5] The scintillator according to any one of [1] to [4], wherein the scintillator contains one or more selected from the group consisting of GOS phosphors, CWO phosphors, CsI phosphors, and garnet phosphors. scintillator array.
[6] The scintillator array according to any one of [1] to [5], wherein the reflective particles include one or more selected from the group consisting of titanium oxide, alumina, zirconia, and silica. [7] The scintillator array according to any one of [1] to [6], wherein a plurality of scintillators are linearly arranged and each scintillator has a size of 10 mm 3 or less.
[8] A radiation detector comprising the scintillator array according to any one of [1] to [7]. [9] A radiation inspection apparatus comprising the radiation detector according to [8].
本発明により、Ｘ線照射による反射層の反射率低下が軽減され、Ｘ線照射後も高い光出力を維持するシンチレータアレイ、放射線検出器、及び放射線検査装置を提供することができる。更に、反り等による変形を抑制し、寸法精度のバラツキを抑制することができるシンチレータアレイ、放射線検出器、及び放射線検査装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a scintillator array, a radiation detector, and a radiographic inspection apparatus that reduce the decrease in reflectance of the reflective layer due to X-ray irradiation and maintain high light output even after X-ray irradiation. Furthermore, it is possible to provide a scintillator array, a radiation detector, and a radiographic inspection apparatus that can suppress deformation due to warping and the like and suppress variations in dimensional accuracy.
＜シンチレータアレイ＞
本発明の一実施形態は、シンチレータと反射層を有するシンチレータアレイであって、前記反射層は樹脂と、前記樹脂内に分散された反射粒子とを含有し、前記樹脂がカチオン系開始剤または、酸無水物硬化剤により硬化したものである、シンチレータアレイである。
<Scintillator array>
One embodiment of the present invention is a scintillator array having a scintillator and a reflective layer, wherein the reflective layer contains a resin and reflective particles dispersed within the resin, the resin comprising a cationic initiator or A scintillator array cured with an acid anhydride curing agent.
本発明のシンチレータアレイのシンチレータの種類は限定されるものではなく、蛍光体粒子と樹脂のコンポジットでもよいし、焼結体や単結晶であってもよい。シンチレータアレイのシンチレータに含有される蛍光体は、シンチレータ用途で使用可能な蛍光体であれば特に限定されず、Ｇｄ２Ｏ２Ｓで表されるＧＯＳ蛍光体、ＣｄＷＯ４で表されるＣＷＯ蛍光体、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）蛍光体、ＧＡＧＧ（ガドリニウム・アルミニウム・ガリウム・ガーネット）で表されるガーネット系蛍光体、等があげられる。これらの蛍光体を、放射線の種類や用途に応じて適宜用いることができる。 The type of scintillator of the scintillator array of the present invention is not limited, and may be a composite of phosphor particles and resin, a sintered body, or a single crystal. The phosphor contained in the scintillator of the scintillator array is not particularly limited as long as it can be used as a scintillator, and is a GOS phosphor represented by Gd 2 O 2 S and a CWO phosphor represented by CdWO 4 . , CsI (cesium iodide) phosphor, and garnet-based phosphor represented by GAGG (gadolinium-aluminum-gallium-garnet). These phosphors can be appropriately used according to the type of radiation and the application.
シンチレータアレイの反射層は、樹脂と、前記樹脂内に分散された反射粒子を含有するものである。反射層は、シンチレータの周囲や各シンチレータ間に配置されていることが好ましい。
反射層に用いられる樹脂としては、特に制限されないが、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などがあげられる。より具体的には、（メタ）アクリル樹脂（ポリメタアクリル酸メチルなど）、スチレン樹脂（ポリスチレン、スチレン－アクリロニトリル共重合体など）、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース系樹脂（エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレートなど）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、水添エポキシ樹脂、エポキシシリコーン樹脂、シリコーン樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂環式樹脂などが例示される。中でも、良好なＸ線耐性を有するエポキシ基含有の樹脂を用
いることが好ましく、具体的には、エポキシシリコーン樹脂（エポキシ基含有シリコーン）、水添エポキシ樹脂、ビスフェノール樹脂、脂環式エポキシ樹脂が好ましく、Ｘ線耐性の観点からエポキシシリコーン樹脂がより好ましい。
The reflective layer of the scintillator array contains a resin and reflective particles dispersed within the resin. The reflective layer is preferably arranged around the scintillators and between the scintillators.
The resin used for the reflective layer is not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins. More specifically, (meth) acrylic resins (polymethyl methacrylate, etc.), styrene resins (polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, etc.), polycarbonate resins, polyester resins, phenoxy resins, butyral resins, polyvinyl alcohol, cellulose system resins (ethyl cellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, etc.), phenol resins, epoxy resins, hydrogenated epoxy resins, epoxy silicone resins, silicone resins, alicyclic epoxy resins, alicyclic resins, and the like. Among them, it is preferable to use an epoxy group-containing resin having good X-ray resistance. Specifically, epoxy silicone resin (epoxy group-containing silicone), hydrogenated epoxy resin, bisphenol resin, and alicyclic epoxy resin are preferable. , epoxy silicone resin is more preferable from the viewpoint of X-ray resistance.
反射層の樹脂は、エポキシ当量が１０～１０００が好ましく、５０～５００がより好ましく、Ｘ線耐性の観点から１００～３００がさらに好ましい。
樹脂の２５℃における粘度は特段限定されず、０．０１～１００００Ｐａ・ｓが好ましく、０．１～１０００Ｐａ・ｓがより好ましい。エポキシシリコーン樹脂を用いる場合は、０．１～１０Ｐａ・ｓ、水添エポキシ樹脂を用いる場合は、１０～５００Ｐａ・ｓ、ビスフェノール樹脂を用いる場合は、０．３～５０Ｐａ・ｓ、脂環式樹脂を用いる場合は、０．０５～５Ｐａ・ｓが反射粒子の分散性の観点から好ましい。
The resin of the reflective layer preferably has an epoxy equivalent of 10 to 1000, more preferably 50 to 500, and even more preferably 100 to 300 from the viewpoint of X-ray resistance.
The viscosity of the resin at 25° C. is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 10000 Pa·s, more preferably 0.1 to 1000 Pa·s. 0.1 to 10 Pa s when using epoxy silicone resin, 10 to 500 Pa s when using hydrogenated epoxy resin, 0.3 to 50 Pa s when using bisphenol resin, alicyclic resin is preferably from 0.05 to 5 Pa·s from the viewpoint of the dispersibility of the reflective particles.
樹脂の分子量は特段限定されず、数平均分子量が通常１５０以上であり、通常１５００以下、好ましくは１０００以下、より好ましくは８００以下である。 The molecular weight of the resin is not particularly limited, and the number average molecular weight is usually 150 or more and usually 1500 or less, preferably 1000 or less, more preferably 800 or less.
反射層中の反射粒子の含有量は、下限は通常１重量％以上であり、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上である。また、上限は通常９５重量％以下であり、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは７０重量％以下である。これらの上限と下限はいずれの組み合わせでもよい。 The lower limit of the content of the reflective particles in the reflective layer is usually 1% by weight or more, preferably 10% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more. Also, the upper limit is usually 95% by weight or less, preferably 80% by weight or less, and more preferably 70% by weight or less. Any combination of these upper and lower limits may be used.
反射粒子としては、特に限定されず、例えば酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、およびシリカ等があげられる。 Reflective particles are not particularly limited, and examples thereof include titanium oxide, alumina, zirconia, silica, and the like.
反射粒子のｄ５０重量中央粒径（メジアン径）は特段限定されないが、通常０．０１μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上であり、また通常１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。これらの上限と下限はいずれの組み合わせでもよい。平均粒子径は、出力２５Ｗ、時間６０秒の条件で水中に超音波分散させた反射粒子粉をコールターカウンター法で測定した値をいう。 The d50 weight median particle diameter (median diameter) of the reflective particles is not particularly limited, but is usually 0.01 μm or more, preferably 0.1 μm or more, and is usually 10 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less. . Any combination of these upper and lower limits may be used. The average particle size is a value obtained by measuring the reflected particle powder, which is ultrasonically dispersed in water under the conditions of an output of 25 W and a time of 60 seconds, by the Coulter counter method.
反射層は、樹脂を硬化させる助剤として、カチオン重合開始剤または、酸無水物硬化剤を用いて製造されるため、反射層中にカチオン重合開始剤または、酸無水物硬化剤由来の成分を含んでいることが好ましい。 Since the reflective layer is manufactured using a cationic polymerization initiator or an acid anhydride curing agent as an auxiliary agent for curing the resin, a component derived from the cationic polymerization initiator or the acid anhydride curing agent is added to the reflective layer. It preferably contains
カチオン系重合開始剤としては、活性エネルギー線によりカチオン種またはルイス酸を発生する、活性エネルギー線カチオン系重合開始剤、または熱によりカチオン種またはルイス酸を発生する熱カチオン重合開始剤を用いることができる。カチオン重合開始剤としては、例えば、リン系熱重合開始剤、ホウ素系熱重合開始剤、アンチモン系熱重合開始剤が挙げられる。中でもリン系熱重合開始剤が好ましい。分子量は通常５０以上、好ましくは８０以上、より好ましくは１００以上、通常５００以下、好ましくは３５０以下であってよい。これらの上限と下限はいずれの組み合わせでもよい。 As the cationic polymerization initiator, an active energy ray cationic polymerization initiator that generates cationic species or a Lewis acid by actinic energy rays, or a thermal cationic polymerization initiator that generates cationic species or Lewis acids by heat can be used. can. Examples of cationic polymerization initiators include phosphorus-based thermal polymerization initiators, boron-based thermal polymerization initiators, and antimony-based thermal polymerization initiators. Among them, a phosphorus-based thermal polymerization initiator is preferable. The molecular weight may be generally 50 or higher, preferably 80 or higher, more preferably 100 or higher, and generally 500 or lower, preferably 350 or lower. Any combination of these upper and lower limits may be used.
酸無水物硬化剤としては、例えば、芳香族系酸無水物、脂環式系酸無水物（環状脂肪族系酸無水物）、鎖状脂肪族系酸無水物、ハロゲン化酸無水物が挙げられる。中でも脂環式系酸無水物が好ましい。芳香族系酸無水物としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸などが挙げられる。脂環式系酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびメチルヘキサヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。分子量は通常５０以上、好ましくは８０以上、より好ましくは１００以上、通常５００以下、好ましくは３５０以下、より好ましくは２５０以下であってよい。これらの上限と下限はいずれの組み合わせでもよい。 Examples of acid anhydride curing agents include aromatic acid anhydrides, alicyclic acid anhydrides (cycloaliphatic acid anhydrides), chain aliphatic acid anhydrides, and halogenated acid anhydrides. be done. Among them, alicyclic acid anhydrides are preferred. Examples of aromatic acid anhydrides include phthalic anhydride, maleic anhydride, and trimellitic anhydride. Alicyclic acid anhydrides include methyltetrahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride. The molecular weight may be generally 50 or higher, preferably 80 or higher, more preferably 100 or higher, and generally 500 or lower, preferably 350 or lower, more preferably 250 or lower. Any combination of these upper and lower limits may be used.
反射層の樹脂を硬化させるために助剤として用いられるカチオン重合開始剤または酸無水物硬化剤の添加量は、主剤の樹脂を１００重量部として、通常０．０１重量部以上、好ましくは０．１重量部以上であり、通常１００重量部以下、好ましくは７０重量部以下である。これらの上限と下限はいずれの組み合わせでもよい。 The amount of cationic polymerization initiator or acid anhydride curing agent used as an auxiliary agent for curing the resin of the reflective layer is usually 0.01 part by weight or more, preferably 0.01 part by weight, based on 100 parts by weight of the main resin. It is 1 part by weight or more, and usually 100 parts by weight or less, preferably 70 parts by weight or less. Any combination of these upper and lower limits may be used.
助剤にカチオン重合開始剤を用いる場合、主剤の樹脂を１００重量部として、１０重量部以上１００重量部以下であってよく、３０重量部以上７０重量部以下であってよい。
助剤に酸無水物硬化剤を用いる場合、主剤の樹脂を１００重量部として、０．０１重量部以上１０重量部以下であってよく、０．１重量部以上５重量部以下であってよい。
When a cationic polymerization initiator is used as an auxiliary agent, it may be 10 parts by weight or more and 100 parts by weight or less, or 30 parts by weight or more and 70 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the main resin.
When an acid anhydride curing agent is used as an auxiliary agent, it may be 0.01 to 10 parts by weight, or 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the main resin. .
反射層のＸ線照射前に測定した反射率に対する、Ｘ線照射後２４時間経過時に測定した反射率（反射維持率（％））は、通常９６．５％以上、好ましくは９７％以上、より好ましくは９７．５％以上、特に好ましくは９８％以上である。
この範囲内であれば、Ｘ線照射後も高い光出力を維持するシンチレータアレイが得られる。
The reflectance (reflection maintenance rate (%)) measured 24 hours after X-ray irradiation with respect to the reflectance measured before X-ray irradiation of the reflective layer is usually 96.5% or more, preferably 97% or more, and more It is preferably 97.5% or more, particularly preferably 98% or more.
Within this range, a scintillator array that maintains a high optical output even after X-ray irradiation can be obtained.
反射層の製造方法は樹脂を硬化させる際に、カチオン重合開始剤または、酸無水物硬化剤を用いること以外は、特段限定されず、例えば、反射粒子及び樹脂を含有する反射粒子含有組成物を調製する調製工程、及び反射粒子組成物を流し込み、加熱等により硬化させる硬化工程、を含む製造方法により製造することができる。 The method for producing the reflective layer is not particularly limited except that a cationic polymerization initiator or an acid anhydride curing agent is used when curing the resin. It can be manufactured by a manufacturing method including a preparation step of preparing and a curing step of pouring a reflective particle composition and curing by heating or the like.
反射粒子含有組成物を調製する調製工程では、原料を混合や混練して、組成物を調製する。この際に、気泡を除去する脱泡処理により、製造した反射層中の空隙を調整することができる。 In the preparation step of preparing the reflective particle-containing composition, raw materials are mixed or kneaded to prepare the composition. At this time, voids in the produced reflective layer can be adjusted by a defoaming treatment for removing air bubbles.
硬化工程は、反射粒子含有組成物を硬化させる工程であり、カチオン重合開始剤または、酸無水物硬化剤を用いる。これらの助剤を用いることにより、Ｘ線耐性に優れた反射層を得ることができる。また、シンチレータアレイの反りを抑制する観点から酸無水物硬化剤を用いることがより好ましい。 The curing step is a step of curing the reflective particle-containing composition, and uses a cationic polymerization initiator or an acid anhydride curing agent. By using these auxiliaries, a reflective layer having excellent X-ray resistance can be obtained. In addition, it is more preferable to use an acid anhydride curing agent from the viewpoint of suppressing warping of the scintillator array.
本実施形態に係るシンチレータアレイは、シンチレータを直線状に複数配置することで製造してもよい。また、二次元状に複数配置することで製造してもよい。 The scintillator array according to this embodiment may be manufactured by arranging a plurality of scintillators in a straight line. Moreover, you may manufacture by arranging multiple in a two-dimensional form.
また、本実施形態に係るシンチレータアレイは、様々な大きさのものを製造することができる。高解像度の画像を得る観点から、シンチレータアレイの各シンチレータのサイズは、１０ｍｍ３以下が好ましく、２ｍｍ３以下が好ましく、１．５ｍｍ３以下のものがさらに好ましい。 Also, the scintillator array according to this embodiment can be manufactured in various sizes. From the viewpoint of obtaining a high-resolution image, the size of each scintillator in the scintillator array is preferably 10 mm 3 or less, preferably 2 mm 3 or less, and more preferably 1.5 mm 3 or less.
本実施形態に係るシンチレータアレイのＸ線照射前に測定した輝度に対する、Ｘ線照射後２４時間経過時に測定した輝度（輝度維持率（％））は、通常８０％以上、好ましくは８２％以上、より好ましくは８５％以上である。
この範囲内であれば、長期間使用した後も十分な輝度を維持できる。
The luminance (luminance maintenance rate (%)) measured 24 hours after X-ray irradiation with respect to the luminance measured before X-ray irradiation of the scintillator array according to this embodiment is usually 80% or more, preferably 82% or more, More preferably, it is 85% or more.
Within this range, sufficient brightness can be maintained even after long-term use.
＜放射線検出器＞
本発明の別の実施形態は放射線検出器である。放射線検出器は、光検出器と、上記シンチレータアレイを備えるものである。
光検出器は、シンチレータアレイに対向して光電変換部を備え、シンチレータアレイで発せられた蛍光を、電気信号等に変換する機能を有する。このような機能を有する限り光検出器は特段限定されず、既知の光検出器を適宜用いることができる。
<Radiation detector>
Another embodiment of the invention is a radiation detector. The radiation detector includes a photodetector and the scintillator array.
The photodetector has a photoelectric conversion section facing the scintillator array, and has a function of converting fluorescence emitted by the scintillator array into an electric signal or the like. The photodetector is not particularly limited as long as it has such a function, and a known photodetector can be used as appropriate.
＜放射線検査装置＞
本発明の別の実施形態は放射線検査装置である。放射線検査装置の一例としては、Ｘ線ＣＴ装置が挙げられる。Ｘ線ＣＴ装置としては、被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、前記被検体を介して前記Ｘ線照射部と対向し、前記被検体を透過した透過Ｘ線のうちの前記被検体の内部の検査対象物に応じた特定のエネルギー範囲における前記透過Ｘ線の個数を測定するＸ線測定部（放射線検出器）と、前記Ｘ線測定部で測定した前記透過Ｘ線の個数に基づいて前記検査対象物の厚さを演算する厚さ演算部と、前記厚さ演算部で演算された前記検査対象物の厚さに基づいてＣＴ画像を再構成する画像再構成部とを備える。
<Radiation inspection device>
Another embodiment of the invention is a radiographic examination apparatus. An example of a radiological examination apparatus is an X-ray CT apparatus. An X-ray CT apparatus includes an X-ray irradiation unit that irradiates an object with X-rays, and an X-ray irradiation unit that faces the X-ray irradiation unit through the object and emits X-rays transmitted through the object. An X-ray measurement unit (radiation detector) that measures the number of transmitted X-rays in a specific energy range according to the inspection object inside the specimen, and the number of transmitted X-rays measured by the X-ray measurement unit and an image reconstruction unit for reconstructing a CT image based on the thickness of the inspection object calculated by the thickness calculation unit. .
以下、本発明について、実施例により詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited only to the following examples.
＜反射層の製造＞
シンチレータ反射層の樹脂の主剤として表１に記載の樹脂とｄ５０重量中央粒径（メジアン径）０．３μｍの酸化チタンを混練機で混合した後、樹脂の助剤として表１に記載の助剤を、樹脂の主剤１００重量部に対し表１に記載の重量部添加し、混練機でよく混合した後、混合物を鋳型に注ぎ、熱硬化させ、１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍの反射層１～９を得た。
<Production of reflective layer>
After mixing the resin shown in Table 1 as the base resin of the scintillator reflective layer and titanium oxide having a d50 weight median particle diameter (median diameter) of 0.3 μm in a kneader, the auxiliary agent shown in Table 1 is used as the auxiliary agent for the resin. is added to 100 parts by weight of the main resin component in the weight parts shown in Table 1, mixed well with a kneader, the mixture is poured into a mold and heat-cured to form reflective layers 1 to 9 of 10 mm × 10 mm × 2 mm. Obtained.
シンチレータ反射層１～９に対し、以下の評価試験を行った。その結果を表２に示す。 The following evaluation tests were performed on the scintillator reflective layers 1 to 9. Table 2 shows the results.
＜反射層のＸ線耐性試験＞
Ｘ線照射前の反射層の１０ｍｍ×１０ｍｍ面の波長５３１ｎｍの反射率を測定し、次いで反射率測定面にＸ線を照射し、Ｘ線照射後、１時間経過後および２４時間経過後の反射率を測定した。
<X-ray resistance test of reflective layer>
The reflectance of a 10 mm × 10 mm surface of the reflective layer before X-ray irradiation was measured at a wavelength of 531 nm, then the reflectance measurement surface was irradiated with X-rays, and the reflection after 1 hour and 24 hours after X-ray irradiation rate was measured.
Ｘ線照射前に測定した反射率に対する、Ｘ線照射後２４時間経過時に測定した反射率を、反射率維持率（％）として評価した。
評価基準
Ａ：反射率維持率が９９％以上
Ｂ：反射率維持率が９８％以上９９％未満
Ｃ：反射率維持率が９７％以上９８％未満
Ｄ：反射率維持率が９７％未満
The reflectance measured 24 hours after X-ray irradiation with respect to the reflectance measured before X-ray irradiation was evaluated as the reflectance maintenance rate (%).
Evaluation criteria A: Reflectance maintenance rate of 99% or more B: Reflectance maintenance rate of 98% or more and less than 99% C: Reflectance maintenance rate of 97% or more and less than 98% D: Reflectance maintenance rate of less than 97%
・Ｘ線照射条件
Ｘ線発生装置：ＪＯＢ社製ＸＣ－０７５８Ｒ０
出力：７５ＫＶ－４ｍＡ
照射時間：３時間（５０ｋＧｙ）
線源とサンプル間距離：５４ｍｍ
・反射率の測定
反射率の値は、硫酸バリウム製の標準白板の波長５３１ｎｍの反射率を１００％として、相対値で示した。
分光光度計(日立製Ｕ－３３１０)を用いて、測定波長４５０～６００ｎｍ、スキャンスピード３００ｎｍ／ｍｉｎ、サンプリング間隔１ｎｍの条件で、まず硫酸バリウム白板の表面反射率を測定し、その結果を基準とし、分光光度計を校正した。次に、硫酸バリウム白板をサンプルに入れ替え、同様に測定する。この測定結果の波長５３１ｎｍの反射率を読みとった。
・X-ray irradiation conditions X-ray generator: XC-0758R0 manufactured by JOB
Output: 75KV-4mA
Irradiation time: 3 hours (50 kGy)
Distance between source and sample: 54 mm
Measurement of Reflectance Reflectance values are shown as relative values, with the reflectance of a standard white plate made of barium sulfate at a wavelength of 531 nm as 100%.
Using a spectrophotometer (Hitachi U-3310), the surface reflectance of a barium sulfate white plate is first measured under the conditions of a measurement wavelength of 450 to 600 nm, a scan speed of 300 nm/min, and a sampling interval of 1 nm. , calibrated the spectrophotometer. Next, replace the barium sulfate white plate with the sample and measure in the same manner. The reflectance at a wavelength of 531 nm was read as a result of this measurement.
＜シンチレータアレイの反り＞
シンチレータアレイの反りは、以下の方法で測定した。
１００μｍの幅の溝を深さ２ｍｍで、２ｍｍ×２ｍｍの碁盤目パターンでスリット加工された３５ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍのＧＯＳ焼結体のスリット、周囲及び背面を反射層１～９で覆われたシンチレータアレイの中心と端の高さの差を測定し、反りとして算出した。
評価基準
Ａ：反りが５０μｍ未満
Ｂ：反りが５０μｍ以上１００μｍ未満
Ｃ：反りが１００μｍ以上１５０μｍ未満
Ｄ：反りが１５０μｍ以上
<Warpage of scintillator array>
The warp of the scintillator array was measured by the following method.
Slits of 35 mm × 20 mm × 3 mm of GOS sintered body with grooves of 100 μm width and 2 mm depth and 2 mm × 2 mm grid pattern slits, scintillators covered with reflective layers 1 to 9 on the periphery and back The difference in height between the center and edge of the array was measured and calculated as warpage.
Evaluation criteria A: Warp less than 50 μm B: Warp 50 μm or more and less than 100 μm C: Warp 100 μm or more and less than 150 μm D: Warp 150 μm or more
反射層の樹脂を硬化させる助剤として、カチオン重合開始剤または酸無水物硬化剤を用いた反射層１～６は、反射層のＸ線耐性が良好であり、特に樹脂としてエポキシ基含有シリコーンを用いた反射層１～２の場合は、よりＸ線耐性が良好であることが分かった。
また、反射層の樹脂を硬化させる助剤として、酸無水物硬化剤を用いた反射層１、３～５を有するシンチレータアレイは、反りが少なく、特に樹脂としてエポキシ基含有シリコーンを用いた反射層１の場合は、よりシンチレータアレイの反りが少なくなることが分かった。
The reflective layers 1 to 6 using a cationic polymerization initiator or an acid anhydride curing agent as an auxiliary agent for curing the resin of the reflective layer have good X-ray resistance of the reflective layer, and particularly epoxy group-containing silicone as the resin. It was found that the reflective layers 1 and 2 used had better X-ray resistance.
In addition, the scintillator array having the reflective layers 1, 3 to 5 using an acid anhydride curing agent as an auxiliary agent for curing the resin of the reflective layer has little warpage, and particularly the reflective layer using epoxy group-containing silicone as the resin. In the case of 1, it was found that the scintillator array warped less.
＜実施例１～４、比較例１～２＞
蛍光体としてＧＯＳ：Ｐｒ（ｄ５０重量中央粒径９μｍ、２０ｍｓ残光１００ｐｐｍ以下）粉末を軟鋼カプセルに封入し、温度１３００℃、２時間、圧力１００ＭＰａにてＨＩＰ処理を行い、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒの焼結体を得た。得られたＧＯＳ焼結体をスリット加工し、ＧＯＳ焼結体のスリット、ＧＯＳ焼結体の周囲及び背面を以下表３に記載の反射層で覆った、２５ｍｍ×２．５ｍｍ×１．５ｍｍシンチレータアレイを作成した。反射層の厚みは０．２ｍｍであった。
<Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 2>
As a phosphor, GOS:Pr (d50 weight median particle size 9 μm, 20 ms afterglow 100 ppm or less) powder was encapsulated in a mild steel capsule and subjected to HIP treatment at a temperature of 1300° C. and a pressure of 100 MPa for 2 hours to obtain Gd 2 O 2 S: A sintered body of Pr was obtained. A 25 mm × 2.5 mm × 1.5 mm scintillator in which the obtained GOS sintered body was slit, and the slit of the GOS sintered body, the periphery and the back surface of the GOS sintered body were covered with a reflective layer shown in Table 3 below. created an array. The thickness of the reflective layer was 0.2 mm.
＜参考例１＞
シンチレータシート（三菱ケミカル株式会社製ＤＲＺ－ｈｉｇｈ）を準備した。
<Reference example 1>
A scintillator sheet (DRZ-high manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was prepared.
実施例１～４、比較例１～２及び参考例１のシンチレータに対し、以下の評価試験を行った。その結果を表３に示す。 The scintillators of Examples 1-4, Comparative Examples 1-2 and Reference Example 1 were subjected to the following evaluation tests. Table 3 shows the results.
＜シンチレータアレイのＸ線耐性試験＞
それぞれのシンチレータアレイの反射膜面（２５ｍｍ×２．５ｍｍ）に耐性試験のためにＸ線を照射し、Ｘ線照射後２４時間経過時に、Ｘ線照射面の裏側を検出器に当てて、輝度を評価した。
Ｘ線照射前に測定した輝度に対する、Ｘ線照射後２４時間経過時に測定した輝度を、輝度維持率（％）として評価した。
評価基準
Ａ：反射率維持率が８５％以上
Ｂ：反射率維持率が８０％以上８５％未満
Ｃ：反射率維持率が７５％以上８０％未満
Ｄ：反射率維持率が７５％未満
<X-ray resistance test of scintillator array>
The reflective film surface (25 mm × 2.5 mm) of each scintillator array was irradiated with X-rays for a resistance test. evaluated.
The brightness measured 24 hours after X-ray irradiation with respect to the brightness measured before X-ray irradiation was evaluated as the brightness maintenance rate (%).
Evaluation Criteria A: Reflectance maintenance rate of 85% or more B: Reflectance maintenance rate of 80% or more and less than 85% C: Reflectance maintenance rate of 75% or more and less than 80% D: Reflectance maintenance rate of less than 75%
・Ｘ線照射条件
Ｘ線発生装置：ＪＯＢ社製ＸＣ－０７５８Ｒ０
出力：７５ＫＶ－４ｍＡ
照射時間：６時間（１００ｋＧｙ）
線源とサンプル間距離：５４ｍｍ
・X-ray irradiation conditions X-ray generator: XC-0758R0 manufactured by JOB
Output: 75KV-4mA
Irradiation time: 6 hours (100 kGy)
Distance between source and sample: 54 mm
・輝度測定条件
Ｘ線発生装置：ＪＯＢ社製ＰＯＲＴＡ １００ＨＦ
線量：１００ｋＧｙ
出力：８０ＫＶ－１．６ｍＡｓ
線源とサンプル間距離：６００ｍｍ
ファントム：厚さ７５ｍｍの水
検出器：Ｒａｙｅｎｃｅ ＣＭＯＳ Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｓｅｎｓｏｒ Ｍｏｄｅｌ １２１５Ａ
感度計算用ソフト：ＩｍａｇｅＪ
・Brightness measurement conditions X-ray generator: PORTA 100HF manufactured by JOB
Dose: 100 kGy
Output: 80KV-1.6mAs
Distance between source and sample: 600mm
Phantom: 75 mm thick water Detector: Rayence CMOS Flat Panel Sensor Model 1215A
Sensitivity calculation software: ImageJ
本発明に用いられる反射層１～３及び６を有するシンチレータアレイは、輝度維持率が高く、Ｘ線耐性が良好であることが分かった。また、酸無水物系硬化剤を用いた反射層１及び３を有するシンチレータアレイは反りも抑制できることが分かった。 It was found that the scintillator array having the reflective layers 1 to 3 and 6 used in the present invention has a high luminance maintenance factor and good X-ray resistance. Moreover, it was found that the scintillator array having the reflective layers 1 and 3 using an acid anhydride-based curing agent can also suppress warpage.
Claims (9)
前記反射層は樹脂と、前記樹脂内に分散された反射粒子とを含有し、
前記樹脂が、水添エポキシ樹脂またはエポキシシリコーン樹脂である、
シンチレータアレイ。 A scintillator array having a scintillator and a reflective layer,
the reflective layer comprises a resin and reflective particles dispersed within the resin;
The resin is a hydrogenated epoxy resin or an epoxy silicone resin,
scintillator array.
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