JPS61127785A - 単結晶シンチレ−タ - Google Patents
単結晶シンチレ−タInfo
- Publication number
- JPS61127785A JPS61127785A JP24931984A JP24931984A JPS61127785A JP S61127785 A JPS61127785 A JP S61127785A JP 24931984 A JP24931984 A JP 24931984A JP 24931984 A JP24931984 A JP 24931984A JP S61127785 A JPS61127785 A JP S61127785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- scintillator
- cerium
- crystal scintillator
- energy resolution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Radiation (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
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。
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、ポジトロン（陽電子）を放出する核種を人体
に投与して体内での核種の経路や分布を体外から調べ、
生理的あるいは病理的代謝機能を診断するためのポジト
ロンＣＴ（コンピュータを使用した陽電子放出核種断層
撮影装置）の放射線検出器などに用いられる単結晶シン
チレータに関する。
に投与して体内での核種の経路や分布を体外から調べ、
生理的あるいは病理的代謝機能を診断するためのポジト
ロンＣＴ（コンピュータを使用した陽電子放出核種断層
撮影装置）の放射線検出器などに用いられる単結晶シン
チレータに関する。
（従来技術とその問題点）
従来、前記ポジトロンＣＴの放射線検出器は。
ゲルマニウム酸ビスマス（Ｂ ｉ４Ｇ ｅ３ ｏ１２
） Ｃ以下ＢＧＯという）単結晶シンチレータと光電子
増倍管の組み合わせが多い。ＢＧＯは実効原子番号が７
５、密度が７．１ｇ／ａｍ”と大きく、ｒａ（ｓｌｌＫ
ｅｙ）に対する吸収係数が大きい。そのため。
） Ｃ以下ＢＧＯという）単結晶シンチレータと光電子
増倍管の組み合わせが多い。ＢＧＯは実効原子番号が７
５、密度が７．１ｇ／ａｍ”と大きく、ｒａ（ｓｌｌＫ
ｅｙ）に対する吸収係数が大きい。そのため。
ＢＧＯ単結単結晶シンチレータいたポジトロンＣＴは空
間分解能が優れている。しかし、ＢＧＯの螢光減衰時間
は３００ｎｓと長いが、ポジトロンＣＴの時間分解能は
３〜４ｎｓと悪くなる（高見勝已２日経エレクトロニク
ス１９８０年２月１８日号Ｆ、１２２）。ポジトロンＣ
Ｔの性能支配要因（医療、福祉機器研究所：医療福祉機
器技術研究開発成果報告書：昭和５９年３月）となる偶
然同時計数率（雑音成分）はタイミングウィンドτ１に
よって支配され、τ曾はｒ線検出器対の時間分解能Δτ
ｒによって左右される（τ豐≧２Δτ７・・・τ、は２
Δτｒとほぼ等しいかあるいは等しい）。したがって画
像のＳｌＮ比（螢光出力対雑音比）向上にはΔτｒを改
善し、τマを小さくすることが第一条件である。Δτｒ
は一般にΔτｒ ” Ｅｒ （ΔＥｒ：エネルギー分解
能）の関係があるので、単結晶シンチレータの単体性能
評価はエネルギー分解能を測定することによって評価で
きる。
間分解能が優れている。しかし、ＢＧＯの螢光減衰時間
は３００ｎｓと長いが、ポジトロンＣＴの時間分解能は
３〜４ｎｓと悪くなる（高見勝已２日経エレクトロニク
ス１９８０年２月１８日号Ｆ、１２２）。ポジトロンＣ
Ｔの性能支配要因（医療、福祉機器研究所：医療福祉機
器技術研究開発成果報告書：昭和５９年３月）となる偶
然同時計数率（雑音成分）はタイミングウィンドτ１に
よって支配され、τ曾はｒ線検出器対の時間分解能Δτ
ｒによって左右される（τ豐≧２Δτ７・・・τ、は２
Δτｒとほぼ等しいかあるいは等しい）。したがって画
像のＳｌＮ比（螢光出力対雑音比）向上にはΔτｒを改
善し、τマを小さくすることが第一条件である。Δτｒ
は一般にΔτｒ ” Ｅｒ （ΔＥｒ：エネルギー分解
能）の関係があるので、単結晶シンチレータの単体性能
評価はエネルギー分解能を測定することによって評価で
きる。
一方、ポジトロンＣＴあるいは各種放射線計測用機器に
おいて、螢光出力の大小が機器の性能を左右するので８
／Ｎ比を向上させるためには螢光出力のより大きいもの
が望まれる。
おいて、螢光出力の大小が機器の性能を左右するので８
／Ｎ比を向上させるためには螢光出力のより大きいもの
が望まれる。
前記ポジトロンＣＴの時間分解能を良くするためには、
放射線検出器に螢光減衰時間が短い単結晶シンチレータ
を採用する必要がある。螢光減衰時間が短い単結晶７／
チレータとしては螢光発光に寄与するセリウムで付活し
たＧｃｔ、 Ｓ ｉｔｓ （Ｃｅ ：Ｇｏｏ）単結晶シ
ンチレータ（特願昭５７−１９５６４号）がある。それ
は一般式Ｇｃｔ、（ｉ−、−ｙ）ＬｎｔＸＣ’ｅ２）’
５ｉｎｓ（ここＫＬｎは、Ｙ又はＬａからなる群から選
ばれた少なくとも一種の元素を表わし、Ｘ及びｙはＯ≦
ｘに、 ０．５ 、 Ｉ Ｘ １０−”ｉ；＝Ｙ≦０．
１（Ｄ範囲ｏｆｆ［である）で表わされるセリクム付活
ガドリニウム珪酸塩の単結晶シンチレータでｈ り ＋
Ｇｄ１４ｇ Ｃｅ（ｓ６１Ｓｉｎｓの組成における螢
光減衰時間は６Ｑｎｓである。
放射線検出器に螢光減衰時間が短い単結晶シンチレータ
を採用する必要がある。螢光減衰時間が短い単結晶７／
チレータとしては螢光発光に寄与するセリウムで付活し
たＧｃｔ、 Ｓ ｉｔｓ （Ｃｅ ：Ｇｏｏ）単結晶シ
ンチレータ（特願昭５７−１９５６４号）がある。それ
は一般式Ｇｃｔ、（ｉ−、−ｙ）ＬｎｔＸＣ’ｅ２）’
５ｉｎｓ（ここＫＬｎは、Ｙ又はＬａからなる群から選
ばれた少なくとも一種の元素を表わし、Ｘ及びｙはＯ≦
ｘに、 ０．５ 、 Ｉ Ｘ １０−”ｉ；＝Ｙ≦０．
１（Ｄ範囲ｏｆｆ［である）で表わされるセリクム付活
ガドリニウム珪酸塩の単結晶シンチレータでｈ り ＋
Ｇｄ１４ｇ Ｃｅ（ｓ６１Ｓｉｎｓの組成における螢
光減衰時間は６Ｑｎｓである。
一方、ガドリニウムを置換するセリウム量が多いと結晶
がやや茶色になることを指摘している。又セリウム量Ｘ
を０．００４から０．２１で変化させた濃度範囲では、
螢光減衰時間に差が見られないので、セリウム量の濃度
範囲としてｙの値Ｉ Ｘ １０−３≦ｙ≦Ｏ，ＯＳの範
囲を光透過率のおちない好ましい範囲としている。しか
し、セリウム濃度の単結晶シンチレータ特性に及ぼす影
響、すなわち螢光出力、エネルギー分解能などについて
詳細な検討が行なわれていないのが現状である。
がやや茶色になることを指摘している。又セリウム量Ｘ
を０．００４から０．２１で変化させた濃度範囲では、
螢光減衰時間に差が見られないので、セリウム量の濃度
範囲としてｙの値Ｉ Ｘ １０−３≦ｙ≦Ｏ，ＯＳの範
囲を光透過率のおちない好ましい範囲としている。しか
し、セリウム濃度の単結晶シンチレータ特性に及ぼす影
響、すなわち螢光出力、エネルギー分解能などについて
詳細な検討が行なわれていないのが現状である。
（発明の目的）
本発明は、単結晶シンチレータ特性についての好ましい
セリウム量を見出し、螢光出力が最大でエネルギー分解
能が最小になるセリウム付活珪酸ガドリニウム化合物か
らなる単結晶シンチレータを提供するこ゛とを目的とす
るものである。
セリウム量を見出し、螢光出力が最大でエネルギー分解
能が最小になるセリウム付活珪酸ガドリニウム化合物か
らなる単結晶シンチレータを提供するこ゛とを目的とす
るものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、セリウム濃度と単結晶シンチレータ特性
との関係について研究を重ねた結果、セリウム付活珪酸
ガドリニウム化合物のセリウム量Ｘがｏ、ｏｏｓのとき
が単結晶シンチレータ特性のうち螢光出力が最大となり
、エネルギー分解能が最小となることを見出した。
との関係について研究を重ねた結果、セリウム付活珪酸
ガドリニウム化合物のセリウム量Ｘがｏ、ｏｏｓのとき
が単結晶シンチレータ特性のうち螢光出力が最大となり
、エネルギー分解能が最小となることを見出した。
本発明は一般式Ｇｄ２−ｘ Ｃｅｘ Ｓ ｉｏｓ （ｘ
は０．００３≦ｘ≦０．００７の範囲の値である）で表
わされるセリウム付活珪酸ガドリニウム化合物からなる
単結晶シンチレータに関する。
は０．００３≦ｘ≦０．００７の範囲の値である）で表
わされるセリウム付活珪酸ガドリニウム化合物からなる
単結晶シンチレータに関する。
本発明においてセリウム量Ｘは上記の範囲とされ、この
範囲外では螢光出力が小さくなり、又エネルギー分解能
が大きくなり好ましくない。又Ｘの値を０．０ Ｏ４≦
ｘ≦０．００６の範囲とすれば螢光出力が大きくなシ、
そしてエネルギー分解能が小さくなるので好ましい。
範囲外では螢光出力が小さくなり、又エネルギー分解能
が大きくなり好ましくない。又Ｘの値を０．０ Ｏ４≦
ｘ≦０．００６の範囲とすれば螢光出力が大きくなシ、
そしてエネルギー分解能が小さくなるので好ましい。
（実施例）
以下実施例により１本発明の詳細な説明する。
内径が７０ｍｍで高さが７０ｍのるつぼを使用し。
Ｇｄ１．９９！ＩＣ６０，００５Ｓ ｉｔｓの組成を有
する直径３５ｍｍの単結晶を引上げ速度３ｍｍ／時間で
チョクラルスキー法により融液がら育成した。融点は１
９００℃であるためイリジウムるつぼを用いた。単結晶
から作製したシンチレータ特性を第１表に従来のｏ（ｉ
ｌ、９１１ ｃｅ０４１５ｉｎｓ 、 Ｂ１４Ｇｅ３０
ｔｚ、ＣｓＦ及びＮａＩ（ＴＩりと対比して示す。第１
表かられかるように本発明になる単結晶シンチレータは
従来のＧｄｌ、ｇｇ Ｃｅ６．Ｈ８１ｎｓ化合物から育
成した単結晶シンチレータの螢光出力より１８．８％高
い値を示し、単結晶シンチレータの良さを示す性能指数
は１８．８％向上した。
する直径３５ｍｍの単結晶を引上げ速度３ｍｍ／時間で
チョクラルスキー法により融液がら育成した。融点は１
９００℃であるためイリジウムるつぼを用いた。単結晶
から作製したシンチレータ特性を第１表に従来のｏ（ｉ
ｌ、９１１ ｃｅ０４１５ｉｎｓ 、 Ｂ１４Ｇｅ３０
ｔｚ、ＣｓＦ及びＮａＩ（ＴＩりと対比して示す。第１
表かられかるように本発明になる単結晶シンチレータは
従来のＧｄｌ、ｇｇ Ｃｅ６．Ｈ８１ｎｓ化合物から育
成した単結晶シンチレータの螢光出力より１８．８％高
い値を示し、単結晶シンチレータの良さを示す性能指数
は１８．８％向上した。
なお、第１表においてη＊は螢光出力（ＮａＩを１００
とする）、ρは密度、Ｚは実効原子番号、τは螢光減衰
時間、Ｆは性能指数で弐Ｆ＝ρＺＳη／τで表わされる
。
とする）、ρは密度、Ｚは実効原子番号、τは螢光減衰
時間、Ｆは性能指数で弐Ｆ＝ρＺＳη／τで表わされる
。
次にセリウム量Ｘの値を０．００１≦ｘ≦０．０１の濃
度範囲で、０．００１，０．００２，０．００３゜０．
００４，０．００５，０．００６，０．００７，０．０
０８゜０．００９および０．０１の１０種類の単結晶シ
ンチレータを育成し、それぞれの単結晶から採取した単
結晶シンチレータの特性を第２表に示す。なお螢光出力
はチャンネル数（ｃｈ）と相対値（チ）で示した。第１
表における従来品のＧｄ１４＠ Ｃｅ６４□５ｉ（ｈ化
合物を育成し九幕結晶シンチレータは第２表試＾ 番Ｎ１１Ｌ１０に相当し、従来品の螢光出力の相対値（
チ）を１００として対比して示した。その結果セリウム
量Ｘがｏ、ｏｏｓにおける螢光出力が最大となり、エネ
ルギー分解能は最小で、最高品質の単結晶シンチレータ
が得られた。
度範囲で、０．００１，０．００２，０．００３゜０．
００４，０．００５，０．００６，０．００７，０．０
０８゜０．００９および０．０１の１０種類の単結晶シ
ンチレータを育成し、それぞれの単結晶から採取した単
結晶シンチレータの特性を第２表に示す。なお螢光出力
はチャンネル数（ｃｈ）と相対値（チ）で示した。第１
表における従来品のＧｄ１４＠ Ｃｅ６４□５ｉ（ｈ化
合物を育成し九幕結晶シンチレータは第２表試＾ 番Ｎ１１Ｌ１０に相当し、従来品の螢光出力の相対値（
チ）を１００として対比して示した。その結果セリウム
量Ｘがｏ、ｏｏｓにおける螢光出力が最大となり、エネ
ルギー分解能は最小で、最高品質の単結晶シンチレータ
が得られた。
第２表
一方、一般式Ｇｄ２−ｘ Ｃｅｘ ８ ｉ ０ｓでセリ
ウム量Ｘの値を０．００１≦ｘ≦０．０１の濃度範囲で
作製した単結晶シンチレータの光透過率は第１図に示す
如く１発光波長４３０ ｎｍ領域でｏ、ｏｏｉから０．
０１まで光透過率は直線的に変化し、試料厚さ５．５ｍ
ｍで８４％から８１％（屈折率を考慮しない実測値）ま
で変化する。なお、波長４００１ｍにおける光透過率は
６２チから２２％まで２次曲線的に変化する。可視光の
短波長側の光吸収（紫？ ４ Ｑ Ｑ ｎｍ）が大きい
と結晶は黄色に着色する。そこで、セリウム量Ｘが０．
０１の結晶は淡黄色に着色し、ｏ、ｏｏｉの結晶は殆ん
ど無色に近い。単結晶シンチレータ特性はセリウム量Ｘ
が０．００５の結晶と比較すると両者ともに特性が劣る
。一方、セリウム量Ｘがｏ、 ｏ ｏ ｓの結晶の光透
過率は波長４３０ ｎｍで８２チであシ、波長４ Ｑ
Ｑ Ｉｍｍで３５チであって、前記試料１０種類のうち
中間的な光透過率を示し、シンチレータ特性は螢光出力
及びエネルギー分解能ともに最良値を得た。
ウム量Ｘの値を０．００１≦ｘ≦０．０１の濃度範囲で
作製した単結晶シンチレータの光透過率は第１図に示す
如く１発光波長４３０ ｎｍ領域でｏ、ｏｏｉから０．
０１まで光透過率は直線的に変化し、試料厚さ５．５ｍ
ｍで８４％から８１％（屈折率を考慮しない実測値）ま
で変化する。なお、波長４００１ｍにおける光透過率は
６２チから２２％まで２次曲線的に変化する。可視光の
短波長側の光吸収（紫？ ４ Ｑ Ｑ ｎｍ）が大きい
と結晶は黄色に着色する。そこで、セリウム量Ｘが０．
０１の結晶は淡黄色に着色し、ｏ、ｏｏｉの結晶は殆ん
ど無色に近い。単結晶シンチレータ特性はセリウム量Ｘ
が０．００５の結晶と比較すると両者ともに特性が劣る
。一方、セリウム量Ｘがｏ、 ｏ ｏ ｓの結晶の光透
過率は波長４３０ ｎｍで８２チであシ、波長４ Ｑ
Ｑ Ｉｍｍで３５チであって、前記試料１０種類のうち
中間的な光透過率を示し、シンチレータ特性は螢光出力
及びエネルギー分解能ともに最良値を得た。
（発明の効果）
本発明によれば、セリウム量Ｘの値をｏ、ｏｏｓ±０．
００２にするので螢光出力を大にしてＳ／Ｎ比を向上し
、エネルギー分解能を向上して９画像を鮮明にでき高品
質な単結晶シンチレータが非常に高収率で得ることがで
きる上に従来の単結晶シンチレータの低性能指数や潮解
性の有ることによる結晶取扱い上の問題が除かれるので
、ポジトロンＣＴや各種放射線検出装置の性能向上がで
き。
００２にするので螢光出力を大にしてＳ／Ｎ比を向上し
、エネルギー分解能を向上して９画像を鮮明にでき高品
質な単結晶シンチレータが非常に高収率で得ることがで
きる上に従来の単結晶シンチレータの低性能指数や潮解
性の有ることによる結晶取扱い上の問題が除かれるので
、ポジトロンＣＴや各種放射線検出装置の性能向上がで
き。
工業的な単結晶シンチレータを得ることができる。
第１図はセリウム濃度と光透過率との関係を示すグラフ
である。 ￥１１ 国 − にワクＡ１」 （初
である。 ￥１１ 国 − にワクＡ１」 （初
Claims (1)
- １．一般式Ｇｄ＿２＿−＿ｘＣｅ＿ｘＳｉＯ＿５（ｘ
は０．００３≦ｘ≦０．００７の範囲の値である）で表
わされるセリウム付活珪酸ガドリウム化合物からなる単
結晶シンチレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24931984A JPS61127785A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 単結晶シンチレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24931984A JPS61127785A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 単結晶シンチレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127785A true JPS61127785A (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=17191225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24931984A Pending JPS61127785A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 単結晶シンチレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127785A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04218588A (ja) * | 1990-04-20 | 1992-08-10 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶シンチレータ及びそれを用いた地下層探査装置 |
| US11460068B2 (en) | 2018-07-27 | 2022-10-04 | Nhk Spring Co., Ltd. | Ball joint, stabilizer link, and ball joint manufacturing method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58138774A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | Hitachi Chem Co Ltd | γ線検出器 |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP24931984A patent/JPS61127785A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58138774A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | Hitachi Chem Co Ltd | γ線検出器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04218588A (ja) * | 1990-04-20 | 1992-08-10 | Hitachi Chem Co Ltd | 単結晶シンチレータ及びそれを用いた地下層探査装置 |
| US11460068B2 (en) | 2018-07-27 | 2022-10-04 | Nhk Spring Co., Ltd. | Ball joint, stabilizer link, and ball joint manufacturing method |
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