JPH06317713A - 高効率、高解像度、リアルタイムラジオグラフイメージング系 - Google Patents
高効率、高解像度、リアルタイムラジオグラフイメージング系Info
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- JPH06317713A JPH06317713A JP5316394A JP31639493A JPH06317713A JP H06317713 A JPH06317713 A JP H06317713A JP 5316394 A JP5316394 A JP 5316394A JP 31639493 A JP31639493 A JP 31639493A JP H06317713 A JPH06317713 A JP H06317713A
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Abstract
放射線、粒子等によるイメージングのためのシンチレー
タープレート22としてアレイで使用される。閃光光フ
ァイバー8は、可視放射線に透過性であり、そして約
1.45又はそれ以上の屈折率を有する内側のプラスチ
ックのコアファイバーであり、内側のプラスチックのコ
アファイバーは、内側のプラスチックのコアファイバー
10より小さい屈折率を有するプラスチックのクラッデ
ィング材料12を有する。内側のプラスチックのコアフ
ァイバー10は、ポリマーマトリックス材料;金属部
分;及び有機蛍光材料を含む。 【効果】 このシンチレータープレートは、X線医学診
断又は非破壊検査、並びに熱中性子による非破壊検査の
ため高効率高解像度ラジオグラフ系を得るのに有用であ
る。
Description
等を検出する際使用するための光ファイバーシンチレー
ターに関するものである。更に詳細には、本発明は、ラ
ジオグラフイメージング系、特にリアルタイムイメージ
ング系においてシンチレータープレートとして使用する
ための、改良された、高効率、高空間解像度の光ファイ
バーアレイに関する。
使用される常用のラジオグラフイメージング系は、典型
的には無機燐光体スクリーンと写真フィルムとの、又は
イメージインテンシファイアー、光電検出器との組合せ
である検出器を有する。瞬間的に、即ちリアルタイムで
イメージを見ることが必要であるときには、適当なモニ
ター系と組合せてイメージインテンシファイアー、光電
検出器が使用される。高エネルギー光子イメージングの
ため広く使用されている前記の無機燐光体スクリーン
は、検出効率と空間解像度との間の妥協が問題である。
この妥協は、シンチレーション光を得る燐光体スクリー
ンの厚さ内での高エネルギー光子の低い相互作用の確率
の結果である。スクリーンの厚さを増すことによって相
互作用の確率が大きくされるときには、等方性で得られ
るシンチレーション光が大きい面積にわたって広がるの
で、入射高エネルギー光子の空間解像度が悪化する。空
間解像度の損失は、このような厚い燐光体スクリーンの
粒状度のために、光散乱によって一層悪化する。即ちス
クリーンは、感度を不当に制限することなしにできるだ
けうすくなるように製造される。
服する試みの際、ファイバーオプティックシンチレータ
ープレートがリアルタイムイメージング系が考案され
た。このようなプレートは、Brown、米国特許4,415,810
中及びMATERIALS EVALUATION,49巻,11号,1419〜21
頁,1991年11月におけるPlaciousらによる「リアルタイ
ムX線検査のための高密度ガラスシンチレーター」なる
刊行物中記載されている。Brownは、各々が閃光(scint
illating)材料より構成される内側のコア材料およびレ
フレクターとして作用する内側のコアの周囲のクラッデ
ィングガラス、並びに内側のコアからの迷光を吸収する
ために吸光性である第三の外側の層を持つ、非常に小さ
い直径のものからつくられている、多数の隣接して配置
されたファイバーオプティック管を含む、透過線(pene
trating radiation)をイメージするための装置を開示
している。開示されている特定の閃光性材料は、リチウ
ム及びセシウムを含有するガラス処方物である。Brown
は、この装置を米国特許4,096,381の電子イメー
ジ検出系中使用することができることを開示している。
Placiousらは、すぐれたX線イメージング検出特性を持
つガラスシンチレーターを生じるテルビウム活性化放射
線発光(radiolunescent)ガラスのための処方を開示し
ている。
ーアレイの使用に関して2つの研究が刊行された。5ke
Vを超える高解像度X線イメージングのための閃光光フ
ァイバーが、APPLIED OPTICS;27巻,7号;994〜997
頁;1985年4月1日に E. Bigler及びF. Polakによって
開示された。Biglerらは、検出器が光ファイバーのアレ
イよりなり、そのコアが高インデックス蛍光材料によっ
て置き換えられている、5keVのX線について10〜5
μmの解像度を有するX線イメージ検出器を開示してい
る。実際には、光ファイバーは、液体シンチレーター、
即ち、有機蛍光材料のベンゼン又はトルエン溶液で充た
されたマイクロ管のアレイであった。調査のために示唆
されている他の閃光性材料は、ガラス、プラスチックス
及びゲルを包含していた。閃光ファイバーオプテックス
の物理の研究及びラジオグラフ系におけるその応用は、
H. Shao, D.W. Miller及びC.R. PearsallによりIEEE TR
ANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE;38巻,2号,845〜85
7頁;1991年4月に開示された。Shaoらは、Tb2O3を
ベースとした閃光ファイバーオプテックアレイを使用
し、閃光ファイバーオプテックアレイが、低エネルギー
(即ち、90keVより低い)を除き、すべてのX線エネ
ルギーにおいて燐光体スクリーンよりすぐれていると結
論した。
ネルギー粒子及び放射線のシンチレーション計数のため
に使用され、J.B. Birks著THE THEORY AND PRACTICE OF
SCINTILLATION COUNTING(1964年,Pergamon Press, オ
ックスフォード)の9章に記載されている。特に、33
9及び340頁において、Birksは、不純物クエンチの
ためシンチレーション効率のあまりに大きい低下を引き
起こすことなしに、γ線吸収効率を大きくするため、プ
ラスチックシンチレーター中に重元素を含有する化合物
を組み入れる種々の試みを総説している。重金属元素を
含まない有機プラスチックシンチレーターの例は、Shim
izuら、米国特許4,495,084に開示されているプラスチッ
クシンチレーター及びSimonetti、米国特許4,713,198の
高温プラスチックシンチレーターである。
抵抗性(quench-resistant)蛍光体は、S.W. Wunderly
及びJ.M. KauffmanによりAPPL. RADIAT. ISOT.;41巻,
9号;809〜815頁,1990年;INT. J. RADIAT. APPL. INS
TRUM.;Aの部に開示されている。Wunderlyらは、フル
オレン又は2,2′−ジフルオレンのジアリール誘導体
であり、そして特に非水性系において化学的に消光され
るか、又は乳化剤含有系中水によって消光されるとき、
研究された最も効率のよい蛍光体系であると考えられた
蛍光体を開示している。
てのその使用は、Koechner、米国特許4,788,436
に開示されている。Koechnerは、核放射線の存在下閃光
を発するプラスチックシンチレーター材料及び光ファイ
バーの周囲の光学クラッディング材料より形成されるう
すいフィラメントコアを含む、核放射線に感受性の光フ
ァイバーを開示している。Koechnerによって開示されて
いる特定のシンチレーター材料は、有機シンチレーター
材料でドープされているポリビニルトルエン又はポリス
チレンである。
クアレイのシンチレータープレートは、リアルタイムラ
ジオグラフ系の解像を改善したが、解像の妥協なしにス
クリーン/フィルム系の効率と少なくとも等しくなるよ
うに、X線、γ線及び熱中性子を検出する際プレートの
効率を改善する必要性は依然としてある。この必要性
は、高エネルギー放射線に対する患者の曝露が最小にさ
れるべき医学診断及び処置の領域において特に重要であ
る。偽りのγ線又はX線を検出することなしに熱中性子
だけを検出する際改善された効率を持つファイバーオプ
ティックスに対する必要性が更にある。
光ファイバーが a) 可視放射線スペクトルの少なくとも一部分におい
て透過性であり、そして約1.45又はそれ以上の屈折
率を有する内側のプラスチックのコアファイバーであっ
て、 1) ポリマーマトリックス材料; 2) 金属部分;及び 3) 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー; b) 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約0.1又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料 よりなるシンチレータープレート及びラジオグラフ系に
おいて用いられる本発明の閃光光ファイバーによって満
たされる。場合によっては、この有機蛍光材料は、有機
クエンチ抵抗性蛍光材料である。
バーのアレイよりなり、各ファイバーの長さが入射透過
線の径路に実質的に平行であり、各閃光光ファイバーが a) 可視放射線スペクトルの少なくとも一部分におい
て透過性であり、そして約1.45又はそれ以上の屈折
率を有する内側のプラスチックのコアファイバーであっ
て、 1) ポリマーマトリックス材料; 2) 金属部分;及び 3) 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー; b) 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約0.1又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料;並びに場合によっては c) 可視放射線に実質的に非透過性である外側のクラ
ッディング材料 よりなる、それに入射する透過線を可視放射線に変換し
て光子イメージを形成するシンチレータープレートであ
るファイバーオプティックシンチレータープレートであ
る。
的イメージを得るためのラジオグラフイメージング系で
ある高解像度、高効率ラジオグラフイメージング系であ
り、この系は、順に A) 被写体の少なくとも一部分を横切る透過線源; B) イメージされる被写体を置く位置; C) その上に入射する透過線を可視放射線に変換して
光子イメージを形成するシンチレータープレート; D) 光子イメージを変調電気信号に変換する電荷結合
素子カメラ;及び E) 変調電気信号を可視イメージに変換するか、又は
データ処理のために信号を捕えるモニター よりなり;シンチレータープレートは上述したシンチレ
ーションプレートである。本発明のラジオグラフイメー
ジング系の一実施態様においては更に、イメージインテ
ンシファイアーは、シンチレーションプレート(C)に
カップルされて電荷結合素子カメラ(D)にはいる光子
イメージの強度を増幅する。
と関連した説明から更に十分に理解することができる:
図1A及び図1Bは各々、単一の閃光光ファイバーの細
部を例示する断面図である。図2は、ファイバーオプテ
ィック、シンチレータープレートの細部を例示する図で
ある。図2Aは、図2の円で囲んだ部分の拡大図であ
る。図3は、リアルタイム、ラジオグラフ系を例示する
模式図である。図3Aは、図3の円で囲んだ部分の拡大
図である。
エネルギー放射線、粒子等を用いてイメージするための
シンチレーターとしての、アレイ状態のその使用に関す
るものである。このシンチレーションプレートは、X線
医学診断又は非破壊検査、並びに熱中性子を用いる非破
壊検査のための、高効率かつ高解像度放射線ラジオグラ
フ系を得る際特に有用である。
は、図面のすべての図において同様な要素を指す。図1
Aを参照すると、閃光光ファイバー(8)は、可視放射
線スペクトルの少なくとも一部分において透過性であ
り、そして約1.45又はそれ以上の屈折率を有する内
側のプラスチックのコアファイバー(10)及び内側の
プラスチックのコアファイバー(10)を囲み、そして
内側のプラスチックのコアファイバー(10)の屈折率
より小さい屈折率を有するプラスチックのクラッディン
グ材料(12)よりなる。内側のプラスチックのコアフ
ァイバー(10)は、ポリマーマトリックス材料;金属
部分;及び1種又はそれ以上の有機クエンチ抵抗性蛍光
材料よりなる。実際には、透過線(16)、例えば電
子、陽子、中性子、X線、γ線等がプラスチックのコア
ファイバー(10)に浸透し、そこではマトリックス材
料との相互作用が可視放射線(18)を等方性に生じ
る。可視放射線(18)の一部分は、プラスチックのク
ラッディング材料(12)とのその界面における反射の
ために、コアファイバー(10)の長さに沿って向けら
れる。透過線(16)について閃光光ファイバー(8)
の検出効率は、マトリックス材料との相互作用効率、マ
トリックス材料の可視光線(18)を生じる効率、マト
リックス材料の生じた可視光線(18)に対する透明性
及び透過性、並びに生じた可視光性についてコアファイ
バー/クラッディング界面における反射効率に関係す
る。
0)のポリマーのマトリックス材料は、典型的には1種
又はそれ以上の芳香族ポリマー又はコポリマーよりな
る。芳香族ポリマーは、ポリスチレン、ポリビニルトル
エン、ポリビニルキシレン、ポリビニルビフェニル、ポ
リビニルターフェニル、ポリビニルアンスラセン等、又
はそれらの混合物であってよい。芳香族コポリマーは、
スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、C2〜C
20アルキル−スチレン、ジビニルベンゼン、又はそれら
の組合せのコポリマーであってよい。別法として、ポリ
マーマトリックス材料は、その中に芳香族化合物が溶解
されている1種又はそれ以上のアクリル系ポリマー又は
コポリマーであってよい。好ましくは、アクリル系ポリ
マーはポリ(メチルメタクリレート)であり、そして芳
香族化合物はナフタレンである。典型的には、ポリマー
マトリックス材料は、約40℃又はそれ以上、例えば約
40℃〜約70℃のガラス転移温度(Tg)を有するも
のである。光ファイバーコア(10)の特性、例えばT
g、屈折率等を最適にするために、ポリマーマトリック
ス材料は、1種又はそれ以上の可塑剤を含有することが
できる。コアファイバー(10)及び(又は)プラスチ
ックのクラッディング材料(12)中可塑剤を使用して
そのTgを変化させることにより、ファイバー及び(又
は)閃光プレートを得る際の処理を容易にすることがで
きる。閃光光ファイバー(8)の典型的な寿命を通じて
検出効率を保つようにして内側のプラスチックのコアフ
ァイバー(10)とプラスチックのクラッディング材料
(12)との間の移動がコントロールされるかぎり、可
塑剤はいずれの常用の有機可塑剤であってもよい。この
種の有用な可塑剤は、ジ−ブチルフタレート、ブチルオ
クチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ−シ
クロヘキシルフタレート、ジベンジル、ナフタレン等を
包含する。好ましいのは芳香族特性を有する可塑剤、例
えばナフタレン又はピレン等の芳香族化合物であり、そ
れはシンチレーターの光出力を増強する。
クス材料は、典型的にはその中に溶解又は顕微鏡的に分
散されている1種又はそれ以上の金属部分を含有する。
「顕微鏡的に分散」なる用語は、金属部分の粒子径が、
内側のプラスチックのコアファイバー内部の光散乱を実
質的に排除するように十分小さい、例えば約1μm又は
それ以下の粒子径である、ポリマーマトリックス中の部
分を意味するものである。典型的には、この金属部分
は、鉛、ビスマス、すず、リチウム6(即ち6Li)、
ほう素10(即ち10B)、インジウム、ガドリニウム及
びそれらの組合せよりなる群から選択される部分であ
る。その化学的及び(又は)結晶性構造によって、金属
部分は、放射線によって励起されるとき、光を発するこ
とも、発さないこともある。即ち、金属部分は、放射線
によって励起されるとき光を発する燐光体として知られ
る部類の金属化合物であることができる。このような燐
光体の例は、オキシ硫化ガドリニウムである。好ましく
は金属部分は、無機化合物又は有機金属化合物である。
内側のプラスチックのコアファイバー(10)中組み入
れることができる有機金属化合物の例は:テトラエチル
鉛、テトラブチル鉛、テトラフェニル鉛、トリフェニル
メチル鉛、ヘキサヒドロ安息香酸鉛、ヘキサヒドロボレ
ート、トリメチルフェニルすず、ジカルバドデカルボラ
ン(「カルボラン」としても知られる)等である。ほう
素含有有機金属化合物が使用されるときには、その中の
ほう素10同位元素(10B)含量を高めることができ、
例えば、ジカルバドデカルボラン中のほう素は、約95
重量%又はそれ以上のほう素10同位元素(10B)であ
ることができる。金属部分は、ポリマーマトリックス材
料に化学的に結合していてよい。好ましくは、ポリマー
マトリックス材料に化学的に結合している金属部分は、
カルボキシル基を有するポリマー又はコポリマーの金属
塩、例えばp−カルボキシスチレンのポリマー又はコポ
リマーのリチウム又は鉛塩である。金属部分は、ポリマ
ーマトリックス材料内部に遊離金属又は塩として分散さ
れていてよい。前記のポリマー分散系(dispersion)に
おいては、金属部分は、上に定義されたとおり顕微鏡的
に分散されている。典型的には、内側のプラスチックの
コアファイバー(10)の約1重量%又はそれ以上を構
成し、好ましくは金属部分は、有機金属化合物の場合に
は内側のプラスチックのコアファイバー(10)の約2
%〜約15%(重量)、そして無機化合物の場合には内
側のプラスチックのコアファイバー(10)の2重量%
より多くを構成する。
0)のポリマーマトリックス材料は、典型的には1種又
はそれ以上の有機蛍光材料を含む。有機蛍光材料は、可
視放射線スペクトルの少なくとも一部分において蛍光を
発する化合物である。好ましくは、この有機蛍光材料
は、有機クエンチ抵抗性蛍光材料である。典型的には、
有機クエンチ抵抗性蛍光材料は1種だけ必要であるが、
内側のプラスチックのコアファイバーは、2種又はそれ
以上の有機クエンチ抵抗性蛍光材料を含有していてよ
い。典型的には、有機クエンチ抵抗性蛍光材料は、内側
のプラスチックのコアファイバーの約0.1重量%又は
それ以上、好ましくは内側のプラスチックのコアファイ
バーの約0.1%〜約2.0%(重量)を構成する。有機
クエンチ抵抗性蛍光材料の特に有用なものは、上のWund
erlyら、APPL. RADIAT. ISOT.; 41巻,9号; 809〜815頁;
1990によって開示されているオリゴフェニレン蛍光体
であり、これはポリマーマトリックス中不純物原子によ
る消光に高度に抵抗性である。有機クエンチ抵抗性蛍光
材料として使用するのに特に好ましいのは、2,7−ジ
フェニルフルオレン、2,7−ジフェニル−9,9−ジプ
ロピルフルオレン、2,7−ジ(p−メトキシフェニ
ル)−9,9−ジプロピルフルオレン、2,7−ジ(t−
アミルフェニル)−9,9−ジプロピルフルオレン、2,
2′−ビス(7−フェニル−9,9−ジプロピルフルオ
レン)、4,4″−ジ−t−アミル−p−ターフェニル
及びそれらの組合せよりなる群から選択される化合物で
ある。
チックのコアファイバーを囲むプラスチックのクラッデ
ィング材料(12)を含有する。プラスチックのクラッ
ディング材料(12)は、内側のプラスチックのコアフ
ァイバー(10)の屈折率より小さい屈折率を有する。
プラスチックのクラッディング材料は、コアファイバー
(10)中用いられる主なポリマー又はコポリマーと異
なる第二のポリマー又はコポリマーよりなる。第二のポ
リマー又はコポリマーは、可視放射線スペクトルの少な
くとも一部分において透過性であり、そして典型的に
は、約1.45又はそれ以下、好ましくは1.4〜1.3
又はそれ以下の屈折率を有する。第二のポリマー又はコ
ポリマーは、これらの光学的基準を満たすいずれのポリ
マー処方からでも選択することができるが、第二のポリ
マーの好ましいものは、無定形フルオロポリマー、例え
ばE.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Dela
wareによって市販されているフルオロカーボン樹脂TE
FLON(登録商標)AFである。無定形ポリマーの固
有の特性として、TEFLON(登録商標)AFは、
1.29〜1.35の屈折率を有し、そして95%より大
きい光学的透明度及び90%より大きい可視光線の透過
率を有する。その上、半結晶性フルオロカーボン樹脂と
異なり、TEFLON(登録商標)AFは、選択された
溶媒に可溶性であり、選択されたパーふっ素化溶媒中せ
まい溶解度範囲を有し、ピンホールのないコーティング
の製造が容易である。内側のプラスチックのコアファイ
バーを囲むプラスチックのクラッディング材料は、更に
金属部分、例えば内側のプラスチックのコアファイバー
中用いられる金属部分を含有していてよい。典型的には
その追加の金属部分は、鉛、ビスマス、すず、リチウム
6、ほう素10、インジウム、ガドリニウム及びそれら
の組合せよりなる群から選択される部分である。
向けられる得られたシンチレーション光線のフラクショ
ン、“F”は、次の関係式 F=0.5(1−nクラッド/nコア) (ただしnクラッド及びnコアは、グラッディング及び
コアポリマーのそれぞれの屈折率である)によって求め
ることができる。本発明の実施においては、nクラッド
とnコアとの間の差、即ちnコア−nクラッドが約0.
1又はそれ以上、そして好ましくは0.2又はそれ以上
であるように、nクラッドはnコアより小さい。“F”
に対するクラッディング材料の効果は、nコアが1.5
9であるポリスチレン光ファイバーと共に使用される
時、2種の異なったクラッディング材料の効果によって
例示される。1.44のnクラッドを有するポリビニル
アセテートのような常用のクラッディング材料が使用さ
れるときには、フラクション“F”は0.047であ
る。しかし1.31のnクラッドを有するTEFLON
(登録商標)AFのような本発明の好ましいクラッディ
ング材料が使用されるときには、フラクション“F”は
0.088であり、これは常用のクラッディング材料の
ものの2倍に近く、そしてそれによって入射透過線(1
6)の高められた検出効率をもたらす。
らつくられるシンチレーションプレートの空間解像度)
は、等方性に生じた光(18)がコアファイバー(1
0)の側面及びその前端を通して透過する程度によって
強い悪影響を受ける。その外、外来光線がコアファイバ
ー(10)にはいり、透過線(16)によって生じた可
視光線(18)と共に検出されて誤りの信号を得ること
がある。
検出効率(及びそれからつくられるシンチレーションプ
レートの空間解像度)は、更に高めることができる。一
実施態様においては外側のクラッディング材料(14)
はプラスチックのクラッディング材料(12)を囲み、
その際外側のクラッディング材料(14)は可視放射線
(18)に実質的に非透過性であり、それによってコア
ファイバー(10)中への外来光線の透過を排除する。
プラスチックのクラッディング材料(12)を囲む外側
のクラッディング材料(14)は、金属、合金又は可融
プラスチック材料であってよい。好ましくは、プラスチ
ックのクラッディング材料(12)を囲む外側のクラッ
ディング材料(14)は、可融プラスチック材料でおお
われた金属又は合金である。外側のクラッディング材料
(14)が可融プラスチック材料のみであるときには、
この可融プラスチック材料は、典型的には着色材、例え
ば顔料、色素等を、外側のクラッディング材料(14)
を可視光線に対して非透過性にするに足りる濃度で含有
するものである。
ては、閃光光ファイバー(8)の前端は、それに入射透
過線(6)が入射するので、可視放射線(18)に対し
て実質的に反射性である材料(20)で被覆され、それ
によって光ファイバー(8)の入射末端を通しての光の
損失を実質的になくしている。典型的には、この反射性
の材料(20)は、アルミニウム、銀、銅、金等のうす
い金属又は合金のフィルムであり、その際金属及びフィ
ルムの厚さは、入射透過線(16)との相互作用を最小
にするように選ばれる。
の光ファイバーを得るために典型的に使用されるいずれ
かの手段によって製造することができる。即ち成分のモ
ノマー溶液やポリマー及び成分の溶媒の溶液等から予め
製造されているプラスチック材料のビレットから延伸す
ることができる。別法として、予め形成されたポリマー
及び成分を、押出機のバレル中でブレンドし、そこから
ファイバーを押し出すことができる。外側のククラッデ
ィング材料は、延伸の前にビレット上に被覆されるか、
又は延伸もしくは押し出されたファイバー上に被覆され
てよい。別法として、クラッディング材料は、ファイバ
ーと同時押出されてよい。製造法は、後の実施例中更に
例示される。
した閃光光ファイバー(8)のファイバーオプティック
アレイである。これらのシンチレータープレートは、リ
アルタイムラジオグラフ系の場合に必要とされる改善さ
れた解像度を有し、そして同時に、常用のスクリーン/
フィルム系の効率と匹敵するか又はそれよりよくなるよ
うに、X線、γ線及び熱中性子について改善された検出
効率を有する。本発明によって具現される進歩は、医学
診断及び処置、例えば患者のX線曝露を最小にすること
ができるリアルタイム***撮影法の領域において特に有
意義である。これらの進歩は又、リアルタイム非破壊試
験の領域において有意義である。これらのシンチレータ
ープレートは、偽のγ線又はX線を検出することなしに
専ら熱中性子を検出する際改善された効率及び解像度を
有する。
シンチレータープレート(22)は、それに入射する透
過線(16)を可視放射線(18)に変換して光子イメ
ージを形成する。シンチレータープレート(22)は、
閃光光ファイバー(8)のアレイよりなり、各ファイバ
ーの軸は、入射透過線(16)の径路に実質的に平行で
ある。各閃光光ファイバー(8)は、可視放射線スペク
トルの少なくとも一部分において透過性であり、そして
約1.45又はそれ以上の屈折率を有する内側のプラス
チックのコアファイバー(10)よりなる。内側のプラ
スチックのコアファイバーは、ポリマーマトリックス材
料、金属部分及び上述した有機クエンチ抵抗性蛍光材料
よりなる。プラスチックのクラッディング材料(12)
は内側のプラスチックのコアファイバー(10)を囲
み、そして内側のプラスチックのコアファイバー(1
2)の屈折率より小さい屈折率を有する。典型的には、
可視放射線に対して実質的に非透過性である外側のクラ
ッディング材料(14)が、各閃光光ファイバーのプラ
スチックのクラッディング材料(12)を囲む。各閃光
光ファイバーのプラスチックのクラッディング材料(1
2)又は外側のクラッディング材料(14)は可融プラ
スチック材料であり、この可融プラスチック材料によっ
てアレイの各閃光光ファイバー(8)がその隣接閃光光
ファイバー(8)に溶融されている。典型的には、各閃
光光ファイバー(8)は、約1mm又はそれ以下、そして
好ましくは約1〜0.01mmの直径を有する。閃光光フ
ァイバー(8)の長さは、典型的には約0.2〜約30m
mである。上述したとおり、閃光光ファイバー(8)の
各々の末端は、それに透過線が入射するので、可視放射
線(18)に対して実質的に反射性である。このシンチ
レータープレート(22)は、mmあたり約5線対又はそ
れ以上のイメージ解像度及び約10%又はそれ以上の可
視放射線に対する入射透過線(16)の変換効率を特徴
とする。シンチレータープレートアレイ(22)の各閃
光光ファイバーの成分は、上述したとおりである。
得るためのラジオグラフイメージング系に関する。図3
及び3Aを参照すると、ラジオグラフイメージング系
は、順に次のものよりなる:被写体の少なくとも一部分
を横切る透過線(16)の源(31);イメージされる
被写体を配置する位置(33);それに入射する透過線
(16)を可視放射線(18)に変換して光子イメージ
を形成するシンチレータープレート(22);光子イメ
ージを変調電気信号に変換する電荷結合素子カメラ(2
6);及び変調電気信号を可視イメージに変換するか、
又は、データ処理のための信号を捕えるモニター(3
5)。シンチレータープレート(22)は、図1A、1
B、2及び2Aを参照して上に説明されている。シンチ
レータープレート(22)は、電荷結合素子カメラ(2
6)に直接カップルされていてよいが、イメージインテ
ンシファイアー(24)をシンチレータープレート(2
2)にカップルさせて、電荷結合素子カメラ(26)に
はいる前に光子イメージの強度を増幅することができ
る。イメージングインテンシファイアー(24)は、そ
の入力面に入射する、きわめて低い光レベルのイメージ
を取り、そしてそれを増幅し、その出力面において最終
イメージを示す装置である。同様に、シンチレータープ
レート(22)は、イメージインテンシファイアー(2
4)に直接カップルされていてよいが、大きさ及び(又
は)位置の不整合の理由で、シンチレータープレート
(22)は、イメージガイド(30)又はファイバーオ
プティックテーパー(28)によってイメージインテン
シファイアー(24)にカップルされる。イメージガイ
ド(30)は、ガイドに沿ってイメージを送るミクロフ
ァイバーのコヒーレント管束である。ファイバーオプテ
ィックテーパー(28)は特殊なタイプのイメージガイ
ドであり、各ミクロファイバーの直径がその長さに沿っ
て小さくなっているので、テーパーの大きい直径の末端
に入射するイメージが、低い直径の出力端において大き
さが減少するか、又は縮小する。シンチレータープレー
ト(22)のイメージ領域は、通常イメージインテンシ
ファイアー(24)の入力面より大きいので、ファイバ
ーオプティックテーパー(28)を用いて、典型的には
イメージを縮小(又は縮める)してイメージインテンシ
ファイアーに適応させる。同様な適応は、イメージイン
テンシファイアー(24)の出力面と電荷結合素子カメ
ラ(26)との間で行なうことができる。
ジ解像度がmmあたり5線対又はそれ以上であり、そして
入射透過線の系検出効率が約10%又はそれ以上であ
る、改善された検出感度と共に改善されたイメージ解像
度を特徴とする。このラジオグラフイメージング系は、
いずれの透過線源でも用いることができる。透過線は、
広い範囲の高エネルギー放射線及び粒子を包含する。ラ
ジオグラフイメージング系中典型的に使用される透過線
は、電子、陽子、中性子、X線又はγ線を含み、そのう
ちX線及び熱中性子が特に好ましい。線源は常用のもの
であってよく、又はデジタルラジオグラフィーと共に使
用するためパルス型線源(pulsed source)であってよ
い。好ましいパルス型線源は、毎秒10より大きいパル
スにおいて操作することができ、1.0ミリ秒未満のパ
ルス持続を持つ20〜80keV X線発生器である。
が、それによって限定するものではない。 実施例1 高解像度デジタル***撮影系中使用するための閃光光フ
ァイバーを製造する。
処理して抑制剤を除去する。このカラムは、Polyscienc
es, Inc., Warrington, PAからのDehibit 100マクロ網
状イオン交換樹脂を含有する。次に真空蒸留によってこ
のモノマーを精製する。4×4cmの四角い断面及び10
0cmの長さを有するガラス重合管を硝酸及び硫酸できれ
いにし、蒸留水で洗い、次にクロロホルム中ジメチルジ
クロロシランの30%溶液で約4時間処理する。次に管
を、順次クロロホルム、メタノール及び蒸留水で洗い、
風乾する。この処理によって、重合後管から固体プラス
チックを容易に取り出すことができる。
鉛45gと共に精製スチレン900gを添加する。2,
2′−ビス(7−フェニル−9,9−ジプロピルフルオ
レン)13gをこのスチレン溶液に溶解し、得られた溶
液を、くり返された凍結−真空−解凍サイクルによって
脱ガスする。管をシリコン油浴中110℃において24
時間、次に125℃において48時間、そして最後に1
40℃において12時間浸すことによって、スチレン溶
液を重合させる。油浴から取り出して後、重合スチレン
ビレットの急速な放出のために、管を液体窒素中急冷す
る。
を、常法を使用してビレットから延伸する。延伸は、フ
ァイバー中いくらかの分子アラインメントを達成するよ
うに行なわれる。約30μmのクラッディング厚さを得
るTEFLON(登録商標)1600無定形フルオロポ
リマー(約160℃のTgを有する)の層を被覆するこ
とによって、コアファイバーを囲むように無定形フルオ
ロポリマークラッディング材料を施用する。クラッディ
ング層は、Fluorinert(登録商標)FC−75フルオロ
カーボン溶剤中TEFLON(登録商標)AF 160
0無定形フルオロポリマーの溶液から被覆される(TE
FLON AF 1600及びFluorinertFC−75は、
E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Delawa
reの製品である。この方法によって得られる1mm×1mm
の閃光光ファイバーは、X線その他の高エネルギー放射
線を検出するために使用することができる本発明の一実
施態様である。このクラッド1mm×1mm閃光光ファイバ
ーは、更にポリビニルアセテートのメタノール溶液から
被覆されて、厚さが約5μmのクラッディングを得る。
ィック管束プレフォームを、30mm×30mmの四角断面
を有する四角い断面のガラス管中1mm×1mmの閃光光フ
ァイバーのセグメント(長さ約900mm)を重ねること
によって調製する。重ねられたファイバーは、管の壁に
よってその場所に保たれる。次にこの四角い管を真空炉
に入れ、温度を約200℃まで約60分にわたって段階
的に上げ、それによってファイバーを溶融し、コアはい
くらか拡大して、ファイバーオプティック管束が形成さ
れる。加熱の間、空気の泡その他の望ましくない空隙を
避けるために真空が使用される。ガラスを液体窒素中に
おろすことによって、プラスチックプレフォームをガラ
スから放出する。別法として、ファイバーの溶融を金属
管中で行ない、これを約200℃に上げ、内容物は、プ
ランジャーによってひき起こされる平方インチあたり約
2000ポンド(約141 kgf/cm2)を受ける。ここ
でも、空気の泡を避けるために真空が用いられる。
ティックの管束は、常法を使用してこの管束プレフォー
ムから延伸されるが、プレート形態に処理されるとき、
エントロピー収縮が起こらないことを確実にするため
に、ファイバーオプティック管束は、延伸速度の場から
の分子配向を最小にするような速さ及び温度において管
束プレフォームから延伸される。得られる1.0mm2のフ
ァイバー管束は、各々が約33μmのコア厚さ及び1.
0μmの外側クラッディング厚さを有する四角い断面を
持つ約900の閃光光ファイバーを含む。
して溶融して、四角いミクロファイバーの大きいアレイ
を形成させることによって、高解像度デジタル***撮影
系において使用するためのシンチレータープレートが製
造される。実施例1中得られた1.0mm2の四角いファイ
バー管束を切って、長さ約14mmのセグメントにする。
長さ50mm及び幅12mmの非レクティリニアー長方形金
属フレーム中に、この小片を端と端をつないで(end wi
se)積重ねる。積重ねられた小片で充填された時、小片
をその場に押えるようにフレームの壁を調節する。視差
効果を考慮して、ファイバーの軸は、入射X線の方向に
平行であるように配置されるので、フレームの端のファ
イバー管束がフレームの中心の垂直線に対して約2.5
°の角度で配向される。次のその場に押えられた小片を
持つフレームを真空炉に入れ、120℃まで約20分に
わたって温度を段階的に上げる。加熱の間、空気の泡そ
の他の望ましくない空隙を避けるために真空が使用され
る。室温に冷却して後、ファイバー管束アレイを切り、
磨いて名目10mmの厚さにする。次にこのシンチレータ
ーファイバープレートの磨かれた入射端にアルミニウム
の反射面を蒸着させる。
20〜30 keVの範囲にわたって平均≧90%の、高い
X線の量子吸収効率を有し、一方mmあたり16.7線対
に相当する、30μmの高い空間解像度を有する。指示
された染料の使用による蛍光の小さい(<10%)クエ
ンチングのために光の出力は高い。
度デシタル***撮影系が製造される。透過線源は、毎秒
15パルス、パルス持続0.1ミリ秒で操作することが
できるX線発生器である。イメージは20〜40 keVに
おいて得られ、焦点スポットは直径0.15mmである。
4つの実施例2のプレートから形成される幅12mm、長
さ200mmのシンチレータープレート検出器を、焦点ス
ポットから60cmのところに置き、X線管に対して固定
してのせる。***に対するX線管プラス検出器の系の運
動は、コンピューターコントロールされる。運動は均一
であり、1.1秒の時間に胸壁の位置から乳首の向うま
で20cmの全距離をカバーする。線位置コントロール及
び再現性は25μmよりよい。0.1ミリ秒X線パルス持
続の間の***の相対的動きのための空間解像度の低下
は、10μm未満に限定される。
X線は、高い効率(≧90%)で吸収されて、シンチレ
ーション光を生じ、これは、4つの再フォーマットミク
ロファイバーイメージガイドによって4つのイメージイ
ンテンシファイアーに送られる。イメージインテンシフ
ァイアーの入力面において四角いイメージを生じる必要
があるので、イメージガイドは、イメージインテンシフ
ァイアーにおいてスクランブルイメージを生じる。イメ
ージインテンシファイアーの出力面は、ファイバーオプ
ティック面板を経て低ノイズ電荷結合素子に直接カップ
ルされる。電荷結合素子の出力はデジタル化され、コン
ピューターに移され、そこでイメージはスクランブルで
なくなり、適当なアルゴリズムを使用して再構築され
る。
0μmの直径のガラス光ファイバーの管束よりなり、5
0mm×12mmの長方形を形成してシンチレータープレー
トの出力面に整合している。イメージガラスの出力は、
小口で24.5mmの四角い断面を有し、イメージインテ
ンシファイアーの入口面と整合している。シンチレータ
ープレートからの光は、35.6°までの角度でイメー
ジガイドにはいるので、41°のイメージガイド透過受
容角度とのシンチレーション光の角度分布の整合があ
る。イメージガイド中シンチレーション光の減衰は、2
0cmの距離を超えて5%未満である。
イアー(Delft Electronische Production(オランダ)
から入手できる)は、その入力面がイメージガイドを受
容するのに適当である28.3mmの四角いイメージを収
容することができるので、それが使用される。第一世代
イメージインテンシファイアーは、電子加速を得るため
に静電の場を基にするものである。第一世代の40mmの
イメージインテンシファイアーは、少なくとも2000
の線形性の範囲を有し;例えば95線対/mmのすぐれた
解像度を有し;長い寿命(例えば20,000時間)を
持つ傾向があり;その寿命の間安定なゲインを有し;そ
して他の類似のサイズの装置よりいくらか低いノイズを
有する。
次の特性を有する:8mm×8mmの入力面サイズ;6μm
×6μmのピリセルサイズ;1024×1024のアレ
イサイズ;線形性>2000;ノイズ(e/ピクセル)
≦20;完全フレーム構成;>50%の550nmにおけ
る量子効率;及びこの場合15フレーム/秒の読出し速
度。
の再構築の間、全部で64フレームを与える間1.1秒
間に15フレーム/秒で1024×1024のイメージ
が読み取られる。***の最終X線像を表示する前に、デ
ータ処理の際要求される常用の工程が用いられる。イメ
ージ再構築は、リアルタイム獲得、処理、蓄積及び表示
ワーク・ステーションを使用して実施される。Sun Micr
osystems Computer Corporation, San Jose, Californi
aからのSUN SPARCstation(登録商標)10モデル52
をこの目的に使用することができる。モニター表示、2
000×2000カラーモニターである。この系を使用
すると、オペレーターは、像の任意の限られた区域にお
いても像を横切るロウム(roam)及び2又は4倍のズー
ム・インへのアクセスを有する。
ンシファイアー及び電荷結合素子カメラとカップルされ
たシンチレータープレートの組合せの量子効率である。
20keVのX線量子エネルギーの場合には、シンチレー
タープレートに入射する各X線量子についてイメージイ
ンテンシファイアーの入力面において少なくとも1つの
光電子を生じる確率は、82%又はそれ以上である。イ
メージインテンシファイアーカソードの波長応答へのシ
ンチレーター発光スペクトルの形を注意深く整合させる
ことにより、量子効率を改善することができる。系のポ
アソン統計によれば、相互作用X線あたり少なくとも1
つの光電子が得られる確率は、97%にもなることが示
される。イメージインテンシファイアーのゲインは10
0より大きいので、発生する各入射光電子について、イ
メージインテンシファイアーの出口面において少なくと
も100の光子がつくり出され、電荷結合素子カメラに
到達する。50%の量子効率を有する電荷結合素子カメ
ラは、シンチレータープレートに入射するX線あたり少
なくとも50の光電子を発生する。このようにして、典
型的なX線は、系中のノイズよりかなり過剰の信号を発
生する。
求めるために構築される。各直径30μmの562,0
00のミクロファイバーから構成される四角の25mm×
25mm×1cm厚さのシンチレータープレートが、実質的
に実施例2に記載されたとおりに製造される。プレート
の面積は、実施例3のスロットシンチレータープレート
とほぼ等しい。プレートをテーパー付き(1.5:1)
ガラスミクロファイバー(直径6μm)イメージガイド
にカップルし、これをBurle Industries, Inc. 型 s 81
035 E 11Aイメージインテンシファイアーに連結する。B
urle Industries, Inc.型 T C301 E電荷結合素子センサ
ーを使用して強化されたイメージを読み出す。Macintos
h ComputerのためのData Translation, Inc.型 DT2322
フレームグラッバーを使用して後の解析のためのイメー
ジを得る。
5mmの厚さの鉛板について測定する。次にエッジ応答関
数から計算される線広がり関数のフーリエ変換から系の
変調伝達関数を得る。この原形系の場合の限界解像度
は、約10線対/mmであることが見出されている。
んだ(convolute)結果である: シンチレータープレート 16.7線対/mm テーパー付きイメージガイド 83 線対/mm イメージインテンシファイアー 75 線対/mm 電荷結合素子 25 線対/mm 限界系解像度は、シンチレータープレート及び電荷結合
素子によってコントロールされ、その25線対/mmは、
シンチレータープレートに逆転換する時1.5で割られ
る(テーパーのため)。
同様にして求められ、この場合個々の解像度は次のとお
りである: シンチレータープレート 16.7線対/mm イメージガイド 50 線対/mm イメージインテンシファイアー 95 線対/mm 電荷結合素子(6μmのピクセル) 84 線対/mm 限界系解像度は、閃光プレート(16.7線対/mm)及
び電荷結合素子(84線対/mm、イメージインテンシフ
ァイアー中縮小のため4で割って21線対/mmを得る)
によって求められる。したがって実施例3の***撮影系
の系解析度は、約12線対/mmである。
チレータープレートを用いて、非破壊試験、例えば、主
要航空機部品(翼、ジェットエンジン等)の検査におい
て使用するため構築される。各々が約30μmのコア厚
さ及び1μmの外側クラッディング厚さを有する四角の
断面を持つ約900の閃光光ファイバーを含む1.0mm2
の閃光光ファイバー管束を、実施例1に記載されたとお
りにして得るが、ただし1mm×1mmの四角断面のコアフ
ァイバーは、次の方法によって製造される。
ーマトリックス材料を、p−カルボキシスチレンモノマ
ーの重合、次に生成したポリマーを水素化リチウム−6
(6LiH)と反応させることによって合成する。この
方法においては、p−カルボキシスチレンは、塊熱重合
によって重合される。5重量%の水素化リチウム−6(
6LiH)を反応混合物に溶解し、カルボキシ基と反応
させて、リチウム化ポリ−p−カルボキシスチレンを生
成させる。このポリマーの顆粒を、1重量%のクエンチ
抵抗性色素2,7−ジ(p−メトキシフェニル)−9,9
−ジプロピル−フルオレンと共に押出機のホッパーに添
加する。この混合物を押出機のバレル中で混合し、得ら
れるポリマー溶液を押出して1mm四角の閃光ファイバー
コアとする。次にこの四角のファイバーコアを、上に実
施例1と同様にクラッドする。
バー管束からシンチレータープレート、即ち中性子コン
バータープレートを製造するが、ただし仕上プレートの
寸法は30cm×30cm四角×0.5cm厚さであり、ミク
ロファイバーは直径30μmである。この中性子コンバ
ータープレートは、熱中性子(0.01 eV≦E≦0.0
25 eV)について90%の中性子検出効率及び5線対
/mmの解像度を有するが、中性子に伴なうことがあるγ
線に反応しない。熱中性子源は、106中性子/cm2/秒
の熱フラックスを与える。長さ/直径比25、30cm×
30cmのイメージサイズを持つ加速器である。加速器は
ポータブルであり、中性子コンバータープレートと固定
して並べたターンキイ操作で使用することができる。中
性子コンバータープレートは、4つのグループのイメー
ジインテンシファイアー/電荷結合素子モジュールの組
立体にカップルされているので、コンバータープレート
の各15cm×15cmの四分区間の出力は、テーパー付き
(5:1)ファイバーオプティックイメージガイドによ
ってイメージインテンシファイアーの入力面にカップル
されている。4つのイメージインテンシファイアー/電
荷結合素子モジュールの各々は、実施例3に記載された
ものと実質的に同じである。
入射される中性子あたり、1960の光電子が各電荷結
合素子から発生し、約67電子のノイズを付随するもの
である。単一の中性子が検出される時、全信号対ノイズ
比は30:1である。系の空間解像度は、コンバーター
プレート、テーパー付きファイバーオプティックス、イ
メージインテンシファイアー及び電荷結合素子からの寄
与によって決定されるが、主な限定構成要素はコンバー
タープレートである。入射中性子によって生じる荷電粒
子の比較的長い停止範囲のために、半分を超えるシンチ
レーション光を発生する発生したα−粒子が、シンチレ
ーションファイバーコアのサイズに比肩し得る範囲を有
するように、コンバータープレートは系の空間解像度を
限定する。したがって、30μmの閃光ファイバーコア
を有するコンバータープレートは、少なくとも5線対/
mmの空間解像度を有する。
されるが、ただしトリフェニルメチル鉛の代りにトリメ
チルフェニルすず130gを含有する。実施例1の蛍光
染料に加えて、ファイバー処方物は又、ナフタレン10
0gも含有する。すず化合物は20 keV X線の吸収を
増強し、ナフタレンは閃光ファイバーの光出力を増強す
る。
載されたようにして得られる閃光光ファイバー管束を使
用して構築されるが、ただしスチレンモノマーは、13
重量%のジカルバドデカルボランを含有するようにし
た。ジカルバドデカルボラン中ほう素は、ほう素10同
位元素(10B)97重量%である。シンチレータープレ
ート、即ち中性子コンバータープレートは、このファイ
バー管束から製造され、実施例5に記載されたとおりに
用いられるが、ただしプレートは、ファイバーオッティ
ックテーパーを経由して電荷結合素子に直接連結され
る。このプレートは、熱中性子について95%を超える
検出効率を有する。
載されたとおり構築されるが、ただしファイバーを含有
しない1mmの厚さの固形のプラスチックのシンチレータ
ープレートが用いられる。この場合には、固形のプラス
チックプレートは、実施例8のシンチレーター処方物か
ら製造され、97%の高いほう素10( 10B)よりなる
ジカルバドデカルボラン15重量%を含有する。このプ
レートは、直接にか、又はファイバーオプティックテー
パーを経由して、位置感受性光電子増倍管(例えばモデ
ルHamamatsu R 2486)にカップルされる。この系を使用
すると、中程度の空間解像度(約1mm)の中性子イメー
ジングと共に、高い計数速度(≧106/秒)を実現す
ることができる。
ポリマー又はコポリマーを含むポリマーマトリックス材
料;ジカルバドデカルボランである金属部分;及び有機
蛍光材料よりなる固形のプラスチックシンチレーターを
実証する。場合によっては、有機蛍光材料は、有機クエ
ンチ抵抗性蛍光材料である。
細部を例示する断面図である。
プレートの細部を例示する図であり、BはAの円で囲ん
だ部分の拡大図である。
模式図であり、BはAの円で囲んだ部分の拡大図であ
る。
Claims (36)
- 【請求項1】 a) 可視放射線スペクトルの少なくと
も一部分において透過性であり、そして約1.45又は
それ以上の屈折率を有する内側のプラスチックのコアフ
ァイバーであって、 1) ポリマーマトリックス材料; 2) 金属部分;及び 3) 有機蛍光材料 よりなる内側のプラスチックのコアファイバー; b) 内側のプラスチックのコアファイバーを囲み、そ
して約0.1又はそれ以上の差で内側のプラスチックの
コアファイバーの屈折率より小さい屈折率を有するプラ
スチックのクラッディング材料よりなる閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項2】 ポリマーマトリックス材料が1種又はそ
れ以上の芳香族ポリマー又はコポリマーよりなる請求項
1の閃光光ファイバー。 - 【請求項3】 ポリマーマトリックス材料がポリスチレ
ン、ポリビニルトルエン、ポリビニルキシレン、ポリビ
ニルビフェニル、ポリビニルターフェニルもしくはポリ
ビニルアンスラセン、又はスチレン、ビニルトルエン、
ビニルキシレン、C2〜C20アルキル−スチレン、ジビ
ニルベンゼンもしくはそれらの組合せのコポリマーであ
る請求項2の閃光光ファイバー。 - 【請求項4】 ポリマーマトリックス材料が芳香族化合
物である可塑剤を含有する請求項1の閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項5】 ポリマーマトリックス材料が約40℃又
はそれ以上のガラス転移温度(Tg)を有する請求項1
の閃光光ファイバー。 - 【請求項6】 ポリマーマトリックス材料が芳香族化合
物をその中に溶解している1種又はそれ以上のアクリル
系ポリマー又はコポリマーよりなる請求項1の閃光光フ
ァイバー。 - 【請求項7】 芳香族化合物がナフタレン又はピレンで
ある請求項4又は6の閃光光ファイバー。 - 【請求項8】 有機蛍光材料が可視放射線スペクトルの
少なくとも一部分において蛍光を発する化合物である請
求項1〜7のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項9】 内側のプラスチックコアファイバーが2
種又はそれ以上の蛍光材料を含有する請求項1〜8のい
ずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項10】 有機蛍光材料が内側のプラスチックコ
アファイバーの約0.1重量%又はそれ以上よりなる請
求項1〜8のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項11】 有機蛍光材料が有機クエンチ抵抗性蛍
光材料である請求項1〜10のいずれかの閃光光ファイ
バー。 - 【請求項12】 有機クエンチ抵抗性蛍光材料が2,7
−ジフェニルフルオレン、2,7−ジフェニル−9,9−
ジプロピルフルオレン、2,7−ジ(p−メトキシフェ
ニル)−9,9−ジプロピルフェニル、2,7−ジ(t−ア
ミルフェニル)−9,9−ジプロピルフルオレン、2,
2′−ビス(7−フェニル−9,9−ジプロピルフルオレ
ン)、4,4″−ジ−t−アミル−p−ターフェニル及び
それらの組合せよりなる群から選択される化合物である
請求項11の閃光光ファイバー。 - 【請求項13】 有機蛍光材料がポリマーマトリックス
材料に化学的に結合している請求項1〜11のいずれか
の閃光光ファイバー。 - 【請求項14】 放射線によって励起されるとき金属部
分が光を発する請求項1〜13のいずれかの閃光光ファ
イバー。 - 【請求項15】 金属部分が燐光体である請求項14の
閃光光ファイバー。 - 【請求項16】 金属部分が鉛、ビスマス、すず、リチ
ウム6、ほう素10、インジウム、ガドリニウム又はそ
れらの組合せである請求項1〜13のいずれかの閃光光
ファイバー。 - 【請求項17】 金属部分が無機化合物又は有機金属化
合物である請求項16の閃光光ファイバー。 - 【請求項18】 金属部分がオキシ硫化ガドリニウム、
テトラエチル鉛、テトラブチル鉛、テトラフェニル鉛、
トリフェニルメチル鉛、ヘキサヒドロ安息香酸鉛、ヘキ
サヒドロボレート、トリメチルフェニルすず、ジカルバ
ドデカルボラン又はそれらの組合せである請求項16の
閃光光ファイバー。 - 【請求項19】 金属部分が約95重量%又はそれ以上
のほう素10同位元素(10B)を含有するジカルバドデ
カルボランである請求項18の閃光光ファイバー。 - 【請求項20】 金属部分が内側のプラスチックのコア
ファイバーの約1重量%又はそれ以上よりなる請求項1
〜19のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項21】 金属部分がポリマーマトリックス材料
に化学的に結合している請求項16の閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項22】 内側のプラスチックのコアファイバー
を囲むプラスチックのクラッディング材料が無定形のフ
ルオロポリマーよりなる請求項1〜21のいずれかの閃
光光ファイバー。 - 【請求項23】 内側のプラスチックのコアファイバー
を囲むプラスチックのクラッディング材料が鉛、ビスマ
ス、スズ、リチウム6、ほう素10、インジウム、ガド
リニウム及びそれらの組合せよりなる群から選択される
部分である添加金属部分を含有する請求項1〜22のい
ずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項24】 内側のプラスチックのコアファイバー
を囲むプラスチックのクラッディング材料が約0.2又
はそれ以上の差で内側のプラスチックのコアファイバー
の屈折率より小さい屈折率を有する請求項1〜23のい
ずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項25】 外側のクラッディング材料がプラスチ
ックのクラッディング材料を囲み、そして外側のクラッ
ディング材料が可視放射線に実質的に非透過性である請
求項1〜24のいずれかの閃光光ファイバー。 - 【請求項26】 プラスチックのクラッディング材料を
囲む外側のクラッディング材料が金属又は合金又は可融
プラスチック材料である請求項25の閃光光ファイバ
ー。 - 【請求項27】 プラスチックのクラッディング材料を
囲む外側のクラッディング材料が更に可融プラスチック
材料でクラッディングされている金属又は合金である、
請求項25の閃光光ファイバー。 - 【請求項28】 閃光光ファイバーのアレイよりなり、
各ファイバーの軸が入射透過線の経路に実質的に平行で
あり、各閃光光ファイバーが請求項1〜27のいずれか
による、入射する透過線を可視放射線に変換して光子イ
メージを形成するシンチレータープレート。 - 【請求項29】 プラスチックのクラッディング材料又
はプラスチックのクラッディング材料を囲む外側のクラ
ッディング材料が可融プラスチック材料であり、そして
アレイの各閃光光ファイバーが可融プラスチック材料に
よってその隣接閃光光ファイバーに溶融されている請求
項28のシンチレータープレート。 - 【請求項30】 閃光光ファイバーの各々が約1mm又は
それ以下の直径を有する請求項28のシンチレータープ
レート。 - 【請求項31】 閃光光ファイバーの長さが約0.2〜
約30mmである請求項28のシンチレータープレート。 - 【請求項32】 入射透過線がその上に入射する閃光光
ファイバーの各々の末端が、可視放射線に対して実質的
に反射性である請求項28〜31のいずれかのシンチレ
ータープレート。 - 【請求項33】 入射透過線の吸収効率が約10%又は
それ以上であり、そしてイメージ解像度がmmあたり約5
線対又はそれ以上である請求項28〜32のいずれかの
シンチレータープレート。 - 【請求項34】 順に A) 透過線が電子、陽子、中性子、X線又はγ線より
なる、被写体の少なくとも一部分を横切る透過線源; B) イメージされる被写体を置く位置; C) その上に入射する透過線を可視放射線に変換して
光子イメージを形成するシンチレータープレート; D) 光子イメージを変調電気信号に変換する電荷結合
素子カメラ;及び E) 変調電気信号を可視イメージに変換するか、又は
データ処理のために信号を捕えるモニター よりなり、シンチレータープレートが請求項28〜33
によるものである、被写体の瞬間的イメージを得るため
のラジオグラフイメージング系。 - 【請求項35】 イメージインテンシファイアーをシン
チレーションプレート(C)にカップルさせて電荷結合
素子カメラ(D)にはいる光子イメージの強度を増幅す
る請求項34のラジオグラフイメージング系。 - 【請求項36】 シンチレータープレートがイメージガ
イド又はファイバーオプティックテーパーによってイメ
ージインテンシファイアーにカップルされている請求項
34か又は請求項35のラジオグラフイメージング系。
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