JPH01242687A - セラミツクシンチレータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射線検出用シンチレータ材料に関する。特に
、Ｘ線ＣＴ用シンチレータとして好適な希土類オキシ硫
化物からなるセラミックシンチレータの製造方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、ＸＭＣＴなどに用いるＸ線検出器としてはキセノ
ン（Ｘｓ）ｔｔｔｊｌ１箱が用いられてきた。しかし、
Ｘｓ電離箱では装置の小型化が難しいという問題点があ
る。近年、単結晶のシンチレータ材やシンチレータ材粉
末を樹脂中に分散固化したものを用いた高精度かつ小型
固体検出素子の検討が盛んである。しかしながら、従来
より使用されているＢＧＯ（ゲルマニウム酸ビスマス）
、ＣｓＩ：　Ｔ　Ｑ　、　Ｃｄ　ＷＯａなどの単結晶材
料にはいずれも問題がある。ＢＧＯは発光効率が低く高
価であり、Ｃｄ　Ｗ　Ｏａは発光効率が低く、かつ毒性
が強く、襞間性のため加工にも難点がある。また。

ＣｓＩ：ＴＭは潮解性で残光現象があり、実用上問題が
ある。一方、粉末樹脂分散同化体では、発光強度が理論
値よりかなり小さい、かつ透光性が小さく厚くできない
ため、ｘｓ吸収用鉛ガラス部材を必要とし、素子槽造が
複雑となるなどの問題がある。

最近、このような問題を克服すべく、上記を社結晶など
に比べ発光出力が高い希土類オキシ硫化物粉末を焼結し
たセラミックシンチレータが提案されている（特開昭６
１−１２７６７０号公報、特開昭５８−２０４０８８号
公報など参照）、例えば本発明者の一部のものが希土類
オキシ硫化物を金属カプセル内に封入した後、熱間静水
圧プレス法ｃ以下ＨＩＰ法と称す）で焼結することによ
り、透光性および発光出力の高いシンチレータ材料を得
ることに成功している（特開昭６１−１２７６７０号）
。

しかしながら５本セラミックスでは焼結ロット内および
ロット間で出力のばらつきが生じやすいという問題があ
る。特性のばらつきがあると、そわらを多素子化して検
出器システムにした時、情報の正確な再現が困難となる
。特に、均一性は高度の正確さが要求される医療用Ｘ線
ＣＴシステムには不可欠であり、その向上が望まれる。

従来、希土類オキシ硫化物をＦ（Ｉ　Ｐ法で焼結する際
、ＨＩ　Ｐカプセル中での充填かさ密度をあげるだめに
平均粒径４０μｍ程度の原料粉末が用いられている。こ
の原料粉の場合、その合成時にるつぼ材からのＡ（１２
０ｓの混入が多いため、それが最終焼結体に介在物とし
て出現する。この介在物が発光出力低下や出力ばらつき
をもたらす一要因になっている。また、粒径の大きい原
料粉はその合成コストが高いという問題もある。

そのため、高出力かつ均一性に優れたセラミックシンチ
レータを実現するには、原料粉中の不純物の混入を出来
るだけおさえる必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記実情に鑑み、高い発光出力を有し
、かつ出力ばらつきの極めて小さい均一性の優れた希土
類オキシ硫化物のセラミックシンチレ−タの製法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、希土類オキシ硫化物をＨＩＰ法により焼結
するにあたり、当該原料粉に平均粒径１０μｍ以下のも
のを用いることにより、達成される。

本発明において、上記希土類オキシ硫化物としては１例
えば、特開昭５５−６２９３０号公報または特開昭５６
−１５１３７６号公報などにより知られる組成のもの、
すなわち、組成式 ％式％（） ただし、 ＬｎはＣｄ、Ｌａ、ＹおよびＬｎのなかから選ばれた少
なくとも一種類の元素、 ＭはＰｒおよびＴｂのうちの一種または二種の元素。

Ｘの量は、３Ｘ１０”’＄≦Ｘ≦０゜２、ｙの量は、ｌ
Ｘｌ□−ｓ≦ｙ≦５×１０−８、Ｆの量は、重量で０〜
１０００ｐｐｍ、で表されるものを用いることができる
。

本発明においては、これらのうち、特に（Ｇｄｚ−ｘ−
ｙＰ　　ｒｘｃｅｙ）ｚｏｚｓ：（Ｆ）ただし、 ３Ｘ１０”−’≦Ｘ≦０．２、 ｌＸｌ０−’≦ｙ≦５ｘ１０−ａ、 Ｆの量は、重量で２〜１０００ｐｐ＋ｍ−で表される希
土類オキシ硫化物がよい。

〔作用〕

希土類オキシ硫化物をＨＩ　Ｐ法により焼結するにあた
って５本発明では、該原料粉に平均粒径１０μｍ以下の
ものを用いることに特徴がある。

平均粒径１０μｍ以下の希土類オキシ硫化物粉末を焼結
助剤とともに、金属製カプセルに充填し、それをＨＩＰ
することによって、高出力かつ出力ばらつきの小さいセ
ラミックシンチレータを低コストで作成することができ
る。

従来、ＨＩＰ用の原料粉には、平均粒径が数１０μｍの
ものが用いられていた。この場合、最終焼結体中に非発
光の異物が多数介在しており、それが発光出力の低下さ
らに出力ばらつきをもたらす。この異物はＡＱの化合物
であり、その発生源は原料粉そのものにある。すなわち
、原料粉は高温で合成されるため、るつぼ材のＡＱｚＯ
ａとの反応が進み、原料粉中に不純物として多量のＡＱ
化合物が取込まれる。

これに対して、平均粒径１０μｍ以下の原料粉であれば
、より低温で合成されるため、るつぼ材のＡ　Ｑ　ｚ　
Ｏｓとの反応が殆んど進まず、ＡＱ不純物の含有量は少
ない、したがってこれを用いて作成したセラミックス中
には、出力低下あるいはばらつきをもたらす介在物が低
減し、特性、均一性に優れ辷セラミックスを可能とする
。また、本発明により、平均粒径１０μｍ以下の原料粉
の製造コストが安いため、そのぶんコスト的にも有利に
なり得る。

〔実施例〕

以下本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。

（実施例１） 平均粒径１０μｍのシンチレータ粉末 （Ｇｄｏ、ｖｅｓＰｒｏ、ｏｏｘＣｅａＸｔｏ″″６ｂ
（ｈＳ：　（Ｆ）に焼結助剤としてＬｉｘＧｅＦｓを０
．１ｗｔ％添加し、これを純鉄製のカプセルの中に入れ
、直接加圧充填する。この時の圧力は３５０ｋｇ／ａＪ
であった。このカプセルを加熱脱気しながら真空封止し
た後、ＨＩＰ装置に入れ、１３００℃、１０００気圧の
アルゴンガス中で３時間Ｈ工Ｐ処理を施した。得られた
焼結体はクラックやミクロな欠陥のない極めて緻密なも
のであった。それらの試料のＸ線照射による発光出力お
よびその出力の焼結ロット内とロット間ばらつきの値を
従来の平均粒径４ｏμｍ程度の原料粉を用いて作成した
試料のそれと比較して第１表に示す、なお１発光出力は
同一組成の粉末を用いて作成した粉末樹脂中分散固化体
のそれに対する出力比として表わす。

第　　　１　　　表 第１表から明らかなように９本発明によれば。

発光出力が向上するとともに、出力ばらつきがロット内
とロット間いずれも小さくなり、均一性に優れたセラミ
ックシンチレータ材を提供することができる。

（実施例２） 平均粒径５μｍのシンチレータ粉末 （Ｇｄｏ、ｅ＠５Ｐｒｏ、ｏｏｔＣａｓＸｔｏ−’）ｚ
ｏｚｓ　：　（Ｆ）に焼結助剤としてＬｉｚＧｅＦｅを
０．１ｗｔ％添加し、これを実施例１と同じように鉄製
カプセルに加圧充填する。

この時の圧力は４００ｋｇ／ｃｄであった。これを加熱
脱気しながら真空封止後、実施例１と同条件でＨＩ　Ｐ
処理をおこなった。得られた焼結体は欠陥のない極めて
緻密なものであった。それらの発光出力および出力ばら
つきの値を従来法による試料と比較して第２表に示す。

第　　　２　　　表 第２表から明らかなように、本発明によると、従来法に
比べて、高出力でかつ均一性に優れたセラミックシンチ
レータ材を実現することができる。

以上の実施例では、原料粉として （Ｇｄｏ、＊ｅｓＰｒｏ、ｏｏｘＣｅｅＸｔｏ″″８ｈ
ｅｗｓ　：　（Ｆ）の組成を用いた場合について述べた
が別にこれに限るわけでなく、他の組成でも良い。

〔発明の効果〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．希土類オキシ硫化物の粉体を熱間静水圧プレス法に
   より焼結するセラミックシンチレータの製造方法におい
   て、前記粉体として平均粒径１０μｍ以下のものを用い
   ることを特徴とするセラミツクチンチレータの製造方法
   。
2. ２．前記希土類オキシ硫化物として組成式 （Ｇｄ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙＰｒ＿ｘＣｅ＿ｙ）＿２Ｏ
   ＿２Ｓ：（Ｆ）（ここで、ｘ，ｙ量はそれぞれ３×１０
   ＾−＾６≦ｘ≦０．２，１×１０＾−＾６≦ｙ≦５×１
   ０＾−＾３，Ｆの量は２〜１０００ｐｐｍである。）で
   表されるものを用いることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。