JPS5916700B2 - Ｘ線螢光増倍管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はＸ＠螢光増倍管の改良に関する。

イメージ管のうち、Ｘ線蛍光増倍管は、医療用を主に工
業用非破壊検査などＸ＠工業テレビを併用して広範囲に
応用されている。

この種のＸ線螢光増倍管は、第１図に示すように構成さ
れ、真空容器である主としてガラスよりなる外囲器１の
入力側内部に入力螢光面２及び光電陰極３が近接して配
設されている。

一方、外囲器１の出力側内部には陽傘４が配設されると
共に出力螢光面５が形成され、更に外囲器１の内部の側
面壁に沿って集束電極６が形成されている。

そして入射Ｘ線１を入力螢光面２で一旦光に変換したの
ち、その光によシ光電陰極３から光電子８を放出させ、
この光電子８を陽極４、集束電極６により加速集束して
出力螢光面５に衝突させ、螢光体を励起、発光させて輝
度増強された光学像９を観察している。

ところで上記のようなＸ線螢光増倍管において入力面は
従来第２図に示すように構成されていいる。

すなわち主としてアルミニウムからなる一定の曲率を有
する基板１０の凹面側に沃化セシウムを母体として、こ
れに付活剤としてナトリウム、タリウム等を加えた螢光
体層１１が真空蒸着法などにより形成され、この螢光体
層１１上にはアンチモノとセシウムからなる光電面１２
がこれも真空蒸着法などにより形成されている。

しかし沃化セシウムからなる螢光体層１１は光電面を形
成する基体としてはセシウムに対して十分安定でないた
め、前記螢光体層１１に形成されたアンチモンとセシウ
ムからなる光電面１２は光電感度が最高でも１０マイク
ロアンペア／ルーメン程度しか得られない。

また。通常の使用状態において、基体が不安定ゆえに光
電感度が徐々に低下してゆく現象が見られる。

その結果、螢光体層１１で発光した光が十分に光電子８
（第１図参照）に変換されないので輝度が低り、シかも
使用時間の増加と共にさらに輝度が低下してゆくという
欠点を有する。

もう１つの欠点としてアンチモンとセシウムからなる光
電面は多量のセシウムを管内に導入してアンチモンと反
応させないと形成されないことに起因するものがある。

即ち、出力面に使用されている螢光体５（第１図参照）
が光電面形成時に導入された高濃度のセシウム蒸気の一
部におかされて輝度の低下を招くことと、更に進行する
と出力面の螢光体粒子が黒変して出力画面品位を全く不
良にすることである。

この発明は上記欠点を改良するためなされたものであり
、光電極度を向上して輝度を明るくし、さらに寿命特性
を向上させると共に、光電面形成時に出力画面品位を劣
化させないのできれいな画質のＸ線螢光増倍管を提供す
ることを目的とする。

以下第３図を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

すなわち、本発明によるＸ線螢光増倍管の入力面は螢光
体層１１と光電面１４との間に低抵抗の中間層１３が弁
配置され、光電面１４は従来のアンチモンとセシウムに
代ってアンチモンとカリウムとセシウムとからなるもの
が用いられる。

低抵抗の中間層１３は螢光体層１１と光電面１４との間
の主としてセシウムの授受に起因する化学反応を防止し
かつ光電面の面方向の導電率を上げる作用をするもので
ある。

即ち、アルミニウム等からなる一定の曲率を有する基板
１０の凹面上に沃化セシウムを母体としてこれに付活剤
としてナトリウムまたはタリウム等を加えた螢光体層１
１が形成され、この螢光体層１１上Ａ ｔｔＡｕ等の金
属からなり、螢光体層１１からの発光に対しほぼ透明と
なるように制御された状態で形成された金属薄層から成
る中間層１３が被着されさらにこの中間層１３上にアン
チモンとカリウムとセシウムからなる光電面１４が形成
されている。

なお、入力面以外は第１図と同様構成ゆえ詳細な説明を
省略する。

このような入力螢光面の製造方法について以下に説明す
る。

第１つの方法は一定の曲率を有する清浄なアルミニウム
基板１０にナトリウムを付活剤として加えた沃化セシウ
ム１１を真空蒸着により１００〜１５０ミクロンの厚さ
まで堆積する。

その後で２００〜４００℃の温度で活性化処理を行う。

この時点で螢光体層１１０表面は基板１０から垂直に成
長し、直径が約２０ミクロンの結晶同志が作る粒界のた
め、きわめて凹凸に富む形状を呈している。

この上に真空中でアルミニウムを透過率で制御しながら
５０〜６０％に下がるまで蒸着して膜厚数１０００Ａ０
の中間層１３を形成する。

中間層の抵抗値はテスターの針が感じる、つまりＭΩ以
下である。

この入力面を管内にとりつけてから、排気台にとりつけ
所定のベーキングを終了する。

次にアンチモンを光の透過率で制御しながら最初の８０
％に低下するまで蒸着する。

その後カリウムとアンチモンを光電感度が最高になるま
で交互に加えて反応させる。

次いでセシウムとアンチモンを交互に加えて反応させる
と光電感度はさらに向上し、最高感度に至るまで行って
アンチモンとカリウムとセシウム光電面１４の反応を完
了する。

上記方法で形成したＸ線螢光増倍管の輝度は従来のもの
にくらべて４０％明るく、先に述べた方法にる寿命試験
で輝度の低下はθ〜５係であった。

出力螢光面５（第１図参照）の画質は鮮明でアルカリ金
属によって殆んど被毒されなかった。

ところで他の中間層例えば酸化アルミニウム、酸化イツ
トリウム、酸化珪素等を数１０００オングストロームの
厚さ形成してから上記と同じようにアンチモンとカリウ
ムとセシウムからなる光電面１４を形成した場合、光電
面自身の抵抗が木きいため電荷の供給がスムーズに行か
ないことがわかった。

しかし上記酸化物中間層の表面にさらに導電層として例
えばアルミニウム等を形成したものは第１の方法で述べ
たような良好な結果を与えた。

この発明のＸ線螢光増倍管は上記説明及び図示のように
構成され、螢光体層１１と光電面１４との間に低抵抗の
中間層１３が形成されているのでアンチモンとカリウム
とセシウムとからなる光電面１４の使用が可能となった
。

即ち、従来アンチモンとカリウムとセシウムとからなる
光電面は光電面自身の抵抗値がアンチモンとセシウムと
からなる光電面の抵抗値より高いのでＸ線螢光増倍管の
入力面のように大きい面積の所へ適用すると電荷の供給
が不十分となり特に明るい画像すなわち入射Ｘ線の多い
場合で光電流を多く必要とするとき電荷供給源に近い周
辺部しか画が現れないとい５Ｘ線螢光増倍管として致命
的な欠点を有した。

特に沃化セシウム螢光体のように表面の凹凸が激しい基
体上では前記欠点が顕著に現れた。

一方、アンチモンとカリウムとセシウムからなる光電面
は沃化セシウム螢光体によく適合しその発光スペクトル
のピーク波長と、アンチモンとカリウムとセシウムとか
らなる光電面の最大感度波長とはよく一致し、発光スペ
クトルのピーク波長である４００ｎｍではアンチモンと
セシウムからなる従来の光電面にくらべて約２倍の感度
を有するので分光感度の点ではアンチモンとカリウムと
セシウムからなる光電面が螢光体層との組合せに於て最
適である。

そこで本発明の構成によってつくられたＸ線螢光増倍管
は低抵抗性中間層の働きにより、螢光体層と光電面との
間の化学的隔絶が達せられるとともに光電面の面方向の
導電率も向上したので従来のものより輝度が６０〜１０
０％向上し、使用中における輝度の劣化は通常の使用状
態で１年間に相当する強制試験の結果、従来のものが約
２０％の低下に対し、本発明のものは５係で明らかに寿
命特性の上でも改善された。

また入射Ｘ＠量の多い場合でも画面全面に亘ってほぼ均
一な特性の画像が得られるようになった。

さらにアンチモンとカリウムとセシウムからなる光電面
を使用した他の長所として光電面形成時に管内に導入し
たアルカリ金属の量が従来の半分以下に減少したため出
力螢光面がセシウムにおかされないので画質が向上し、
鮮明な画像が得られるようになった。

以上説明したようにこの発明によれば輝度及び寿命特性
が向上し、実用的価値大なるＸ線螢光増倍管を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及びこの発明の一実施例を説明するために
用いるＸ線螢光増倍管を示す概略構成図、第２図は従来
のＸ線螢光増倍管における入力面を拡大して示す断面図
、第３図はこの発明の一実施例に係るＸ線螢光増倍管の
入力面を拡大して示す断面図である。 １０・・・基板、１１・・・螢光体層、１３・・・中間
層、１４・・・光電面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 曲率を有する基板と、この基板の凹面上に形成され
   た沃化セシウムを母体とした螢光体層と、この螢光体層
   上に形成された光電面とを備えたＸ線螢光増倍管におい
   て、前記螢光体層と光電面との間に少なくともＡＡ又は
   Ａｕの金属からなり螢光体層からの発光に対しほぼ透明
   となるように制御された状態で形成された金属薄膜から
   なる中間層を介在配設し、さらに光電面はアンチモンと
   カリウムとからなることを特徴とするＸ線螢光増倍管。