JP4803516B2 - 低ガンマ線感度化中性子及び粒子線用イメージングプレート - Google Patents
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N.Niimura et al.: An imaging plate neutron detector,Nucl.Instrum & Methods A349, 521(1994)及び原子力工業,41[6],54(1995) K. Sakasai他、A SrBPO5 : Eu2+storage phosphor for neutron imaging,Apl.phys.A74,[Suppl.], S1589-S1591 (2002)
実施例1として、BaFBr:Eu2+蛍光体粉末と、10B同位体の組成比が90%のホウ酸(H3 10BO3)粉末とを、均一に混合した粉末を金属基板に塗布した後、焼結し、BaFBr:Eu2+蛍光体粉末の表面に欠陥を熱拡散により導入し、表面有感輝尽性蛍光体とした低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートについて説明する。
(実施例2)
実施例2として、BaFBr:Eu2+蛍光体粉末と、11B同位体の組成比が99.9%のホウ酸(H3 11BO3)粉末とを、均一に混合した粉末を金属基板に塗布した後、焼結し、BaFBr:Eu2+蛍光体粉末の表面に欠陥を熱拡散により導入し、表面有感輝尽性蛍光体とした低ガンマ線感度化粒子線イメージングプレートについて説明する。
本実施例の低ガンマ線感度化粒子線イメージングプレートの構造を図6に示す。構造は実施例1で説明した低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートと、10B同位体の組成比が90%のホウ酸(H3 10BO3)粉末の代わりに11B同位体の組成比が99.9%%以上のホウ酸(H3 11BO3)粉末を用いること以外は同じである。11B同位体の組成比が99.9%%以上のホウ酸(H3 11BO3)粉末としては富山薬品製を用いた。本ホウ酸(H3 11BO3)を用いることにより中性子に対する感度をほとんどなくすることができる。蛍光体粉末としては実施例1と同じ日亜化学製X線検出用蛍光体BaFBr:Eu2+を用いた。製作方法については実施例1と全く同じである。焼結時間が1時間の低ガンマ線感度化粒子線イメージングプレートについてAm−241の5.4MeVα線及び60keVガンマ線に対する検出感度を富士写真フィルムが市販しているイメージングプレート読み取り装置BAS−1800を用いて評価した。評価の結果、従来のBAS−MSイメージングプレートの場合α線に対するガンマ線のPSL(富士写真フィルムBAS1800の輝尽性蛍光強度を示す値)の比が0.417であったのに対して、本イメージングプレートでは、0.042となり、約10倍改善されることが確認できた。
(実施例3)
実施例3として、実施例1と2において、焼結温度を620℃以下の範囲内で使用する場合に、金属基板としてアルミニウム板を使う際に、アルミニウム板の両面に、無機ガラス接着剤を塗布して用いることを特長とした低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートについて説明する。金属基板としてアルミニウム板を使い電気炉で低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートを製作するとアルミニウムが基板表面から少しずつ蒸発するため、その蒸気が低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートの表面と反応し一部が黒化する。このため、金属基板としてアルミニウム板を使う場合には表面から蒸発しないように高温で耐性を有する材料でコーティングする必要がある。実施例では、図7に示すように0.3mmの厚さのアルミニウム基板に900℃の耐熱性を有する日興製無機接着剤(商品名HEATLESS GLASS)であるBS−600−3を厚さ50μm塗布して用いた。この基板を用いて実施例1と同じ方法で低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートを製作し評価試験を行った結果、焼結温度が620℃でコーティングが有効であり、アルミニウムの蒸気による黒化を防ぐことができることが確認できた。
(実施例4)
実施例4として、実施例1と2において、金属基板としてチタン(Ti)板あるいはチタン合金板を用いることを特長とした低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートについて説明する。金属基板としてアルミニウム板を使い電気炉で低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートを製作するとアルミニウムが基板表面から少しずつ蒸発するため、このため、融点が1000℃以上の特性を有するチタン(Ti)板あるいはチタン合金板を用いた。中性子イメージングプレートの基板として用いる場合、素材の中性子による放射化の問題があるがチタン(Ti)は、従来より放射化が少ないことから中性子照射場で使用されている金属であるアルミニウムの中性子捕獲断面積に対して約2倍の断面積を有するが非常に小さいため実用上問題はない。金属基板としてチタン(Ti)板あるいはチタン合金板を基板として用いた低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートの製作試験を行った結果、表面が安定な状態で製作できることが確認できた。
(実施例5)
実施例5として、実施例1−4において、蛍光体粉末とホウ酸粉末を混合した粉末の重量の0.5%以上2%以下のNaClあるいはNa2CO3粉末を加えて、輝尽性蛍光の放出を増加させることを特長とした低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートあるいは低ガンマ線感度化粒子線イメージングプレートについて説明する。
(実施例6)
実施例6は、実施例1−5において蛍光体として用いたBaFX:Eu2+(X:Br,ClあるいはBrとClの混合)蛍光体の代わりにBaFSrX:Eu2+(X:Br,ClあるいはBrとClの混合)蛍光体を用いる例である。実施例として、ストロンチウム(Sr)を構成素材として含んだBaFSrBr:Eu2+蛍光体については、蛍光体としての特性はBaFBr:Eu2+とほとんど変わらないため、実施例1および2と同じ製作方法で低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートあるいは低ガンマ線感度化粒子線イメージングプレートを製作することができる。
(実施例7)
実施例7では、実施例1−6において、蛍光体粉末とホウ酸粉末を均一に混合した粉末を金属基板に塗布する際、混合粉末の重量の1%から5%の重量の無機接着剤を加えたエタノールあるいはイソプロピルアルコールを混合補助剤として用いて湿式で混合し、金属基板に塗布することを特長とした低ガンマ線感度化中性子イメージングプレートあるいは低ガンマ線感度化粒子線イメージングプレートについて説明する。
Claims (7)
- 10 B 2 O 3 ガラスに表面有感輝尽性蛍光体粉末が分散している中性子イメージングプレートであって、輝尽性蛍光を示さないBaFX:Eu2+(X:Br,ClあるいはBrとClの混合)蛍光体粉末と、10B同位体の組成比が80%以上のホウ酸(H3 10BO3)粉末とを、均一に混合した粉末を金属基板に塗布し、500℃以上700℃以下の温度範囲内で一定時間焼結し、BaFX:Eu2+(X:Br,ClあるいはBrとClの混合)蛍光体粉末の表面に10Bが入り込むことにより欠陥を熱拡散により導入してなることを特徴とする中性子イメージングプレート。
- 11 B 2 O 3 ガラスに表面有感輝尽性蛍光体粉末が分散している粒子線イメージングプレートであって、輝尽性蛍光を示さないBaFX:Eu2+(X:Br,ClあるいはBrとClの混合)蛍光体粉末と、11B同位体の組成比が99%以上のホウ酸(H3 11BO3)粉末とを、均一に混合した粉末を金属基板に塗布し、500℃以上700℃以下の温度範囲内で一定時間焼結し、BaFX:Eu2+(X:Br,ClあるいはBrとClの混合)蛍光体粉末の表面に11Bが入り込むことにより欠陥を熱拡散により導入してなることを特徴とする粒子線イメージングプレート。
- アルミニウム板の両面に無機ガラス接着剤を塗布し、620℃以下の範囲内で焼結することを特徴とする請求項1記載の中性子イメージングプレート又は請求項2記載の粒子線イメージングプレート。
- 金属基板としてチタン(Ti)板あるいはチタン合金板を用いることを特徴とする請求項1記載の中性子イメージングプレート又は請求項2記載の粒子線イメージングプレート。
- 蛍光体粉末とホウ酸粉末との混合粉末に、当該混合粉末の重量の0.5%以上2%以下のNaClあるいはNa2CO3粉末を含有させることを特徴とする請求項1記載の中性子イメージングプレート又は請求項2記載の粒子線イメージングプレート。
- BaFX:Eu2+蛍光体の代わりにBaFSrX:Eu2+蛍光体を用いることを特徴とする請求項1記載の中性子イメージングプレート又は請求項2記載の粒子線イメージングプレート。
- 蛍光体粉末とホウ酸粉末を均一に混合した粉末に、当該混合粉末の重量の0.5%から5%の重量の無機接着剤を加えたエタノールあるいはイソプロピルアルコールを混合補助剤として用いて湿式で均一に混合し、金属基板に塗布することを特徴とする請求項1記載の中性子イメージングプレート又は請求項2記載の粒子線イメージングプレート。
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