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JP2014145783A - Scintillator member - Google Patents

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JP2014145783A JP2014082189A JP2014082189A JP2014145783A JP 2014145783 A JP2014145783 A JP 2014145783A JP 2014082189 A JP2014082189 A JP 2014082189A JP 2014082189 A JP2014082189 A JP 2014082189A JP 2014145783 A JP2014145783 A JP 2014145783A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scintillator member capable of improving strength or adhesiveness of a light shield membrane and suppressing absorption of radioactive rays (α rays and β rays).SOLUTION: A scintillator member includes a scintillator 1 with a radioactive ray incident surface thereof being flattened, a light shield layer 7 directly formed on the radioactive ray incident surface of the scintillator 1, and a protective layer 9 formed on the light shield layer 7.

Description

本実施の形態は、シンチレータを用いたシンチレータ部材に関する。   The present embodiment relates to a scintillator member using a scintillator.

プラスチックシンチレータは、スチレンやトルエンなどの有機溶剤に蛍光体(アントラセン、スチルベンゼンなど)を溶解して高分子化(ポリスチレン、ポリビニルトルエンなど)した固体シンチレータである。   A plastic scintillator is a solid scintillator in which a phosphor (anthracene, stilbenebenzene, etc.) is dissolved in an organic solvent such as styrene or toluene to be polymerized (polystyrene, polyvinyltoluene, etc.).

このプラスチックシンチレータは、薄膜の大面積化、長尺形状などへの成形加工が容易であり、軽量かつ柔軟性があるため耐衝撃性にも優れ、かつ低コストで入手性が良いことから、様々な放射線検出器に適用されている。また、材料の比重が小さくγ線感度が低いことから、β線を計測対象とした高感度な放射線検出器に適用されている。   This plastic scintillator is easy to form into a thin film, long shape, etc., lightweight and flexible, so it has excellent impact resistance, low cost and high availability. Applied to various radiation detectors. In addition, since the specific gravity of the material is small and the γ-ray sensitivity is low, it is applied to a highly sensitive radiation detector for measuring β-rays.

プラスチックシンチレータにおいては、発する蛍光は微弱であるため、検出には光電子増倍管が必要となる。このため、上記放射線検出器のケースは外光を遮断した構造となっており、その内部にプラスチックシンチレータと光電子増倍管が格納され、プラスチックシンチレータが発した蛍光を集光して光電子増倍管で検出できるように配置されている。   In a plastic scintillator, since the emitted fluorescence is weak, a photomultiplier tube is required for detection. For this reason, the case of the radiation detector has a structure in which outside light is blocked, and a plastic scintillator and a photomultiplier tube are housed therein, and the photomultiplier tube collects the fluorescence emitted by the plastic scintillator. It is arranged so that it can be detected.

また、ケースには放射線入射窓が設けられており、放射線入射窓の面にプラスチックシンチレータの表面が密着するように配置される。β線を透過させつつ外光を遮断する目的から、通常ポリエステルなどの樹脂フィルムの片面又は両面に遮光材料としてのアルミニウムを蒸着した薄膜の窓材が放射線入射窓に数枚重ねた状態で形成される。   Further, the case is provided with a radiation incident window, and is arranged so that the surface of the plastic scintillator is in close contact with the surface of the radiation incident window. For the purpose of blocking external light while transmitting β-rays, a thin film window material, in which aluminum as a light-shielding material is vapor-deposited on one or both sides of a resin film such as polyester, is usually formed in a state where several sheets are stacked on the radiation incident window. The

更に、計測対象が窓材に接触する可能性がある場合に窓材を保護するため、開口率の高い格子状の保護部材が放射線入射窓の面上部に設けられる。   Further, in order to protect the window material when there is a possibility that the measurement target comes into contact with the window material, a lattice-shaped protection member having a high aperture ratio is provided on the upper surface of the radiation incident window.

上記窓材は外力に対して極めて脆く、製造から運用を含め破損事故が絶えない。また、蒸着特有の成膜欠陥であるピンホールは、目視での判別が不可能であり、ケース内に漏れた外光を光電子増倍管等で受光して初めてピンホールの存在を発見できるため、製造歩留りも悪い。また、ピンホールレスを保証した窓材も入手可能であるが、高価であり大面積のものは入手が困難である。   The window material is extremely fragile with respect to external force, and there is no constant damage accident including manufacturing and operation. In addition, pinholes, which are film-forming defects peculiar to vapor deposition, cannot be identified visually, and the presence of pinholes can only be found after receiving external light leaking into the case with a photomultiplier tube. Also, the production yield is bad. Moreover, although the window material which guaranteed the pinholelessness is also available, it is expensive and it is difficult to obtain a large-area window material.

そこで、物理的に強い遮光層を実現すべく、プラスチックシンチレータ面との間に接着層を介在させて、遮光層、保護層などを積層した遮光膜シートを熱転写等で貼り付ける方法が考えられる(特許文献1参照)。   Therefore, in order to realize a physically strong light-shielding layer, a method of attaching a light-shielding film sheet in which an adhesive layer is interposed between the plastic scintillator surface and a light-shielding layer, a protective layer, etc. are laminated by thermal transfer or the like is considered ( Patent Document 1).

この方法により、プラスチックシンチレータと遮光膜シートが接着によって一体化して物理的に強い遮光層が実現できる。   By this method, the plastic scintillator and the light shielding film sheet are integrated by bonding, and a physically strong light shielding layer can be realized.

特開2007−147581号公報JP 2007-147581 A

プラスチックシンチレータ内で発光した蛍光は、等方的角度に一様に広がるが、例えば平板形状のプラスチックシンチレータの場合、空気層との屈折率差によって生じる臨界角でプラスチックシンチレータ内を全反射伝播する蛍光成分と、プラスチックシンチレータの外に放出される蛍光成分がある。   Fluorescence emitted in the plastic scintillator spreads uniformly at an isotropic angle. For example, in the case of a plate-shaped plastic scintillator, the fluorescence that totally propagates in the plastic scintillator at a critical angle caused by the refractive index difference from the air layer. There are components and fluorescent components emitted out of the plastic scintillator.

後者の蛍光成分は、遮光膜のアルミニウム蒸着層で反射され、多くはプラスチックシンチレータを透過して反対側に放出される。   The latter fluorescent component is reflected by the aluminum vapor deposition layer of the light shielding film, and most of the fluorescent component passes through the plastic scintillator and is emitted to the opposite side.

しかしながら、特許文献1のように、接着剤を介在させてプラスチックシンチレータ表面に遮光膜シートを貼ると、接着層が蛍光を吸収するため集光量が減少する要因となる。特に、接着層は数μm程度の厚みが必要と考えられ、これは放射線(α線やβ線)の透過を阻害する上で無視できないと考えられる。   However, as in Patent Document 1, when a light-shielding film sheet is attached to the surface of a plastic scintillator with an adhesive interposed, the adhesive layer absorbs fluorescence, which causes a reduction in the amount of collected light. In particular, it is considered that the adhesive layer needs to have a thickness of about several μm, and this is considered to be not negligible for inhibiting the transmission of radiation (α rays and β rays).

しかも、この接着層には反射率を高めるために酸化チタンの粉末が添加されているが、この酸化チタン粉末により、接着性能は低下してしまう。   In addition, titanium oxide powder is added to the adhesive layer in order to increase the reflectance, but the adhesive performance is degraded by the titanium oxide powder.

そこで、本実施の形態は、遮光薄膜の強度や密着性を向上できるとともに、放射線(α線やβ線)の吸収を抑制できるシンチレータ部材を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present embodiment is to provide a scintillator member that can improve the strength and adhesion of the light-shielding thin film and can suppress the absorption of radiation (α rays and β rays).

上述の目的を達成するため、本実施の形態のシンチレータ部材は、放射線の入射表面が平坦化処理されたシンチレータと、前記シンチレータの前記放射線入射表面に直接形成された遮光層と、前記遮光層上に形成された保護層と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the scintillator member of the present embodiment includes a scintillator in which a radiation incident surface is flattened, a light shielding layer directly formed on the radiation incident surface of the scintillator, and the light shielding layer. And a protective layer formed thereon.

本実施の形態によれば、遮光薄膜の強度や密着性を向上できるとともに、放射線(α線やβ線)の吸収を抑制できるシンチレータ部材を提供することができる。   According to this Embodiment, while being able to improve the intensity | strength and adhesiveness of a light shielding thin film, the scintillator member which can suppress absorption of a radiation ((alpha) ray and (beta) ray) can be provided.

シンチレータの表面平坦化方法の一実施の形態を示す断面図であり、(a)は研磨加工前、(b)は研磨加工中、(c)は研磨加工後の状態を示す。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the surface planarization method of a scintillator, (a) is before grinding | polishing process, (b) is during grinding | polishing process, (c) shows the state after grinding | polishing process. 図1に示すシンチレータの表面平坦化方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the surface planarization method of the scintillator shown in FIG. シンチレータ部材の一実施の形態を示す断面図。Sectional drawing which shows one Embodiment of a scintillator member. 図3のシンチレータ部材の製造方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the manufacturing method of the scintillator member of FIG. シンチレータ部材の別の実施の形態を示す断面図。Sectional drawing which shows another embodiment of a scintillator member. シンチレータ部材の更に別の実施の形態を示す断面図。Sectional drawing which shows another embodiment of a scintillator member. 図6のシンチレータ部材の製造方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the manufacturing method of the scintillator member of FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
(シンチレータの表面平坦化方法)
図1は、シンチレータの表面平坦化方法の一実施の形態を示す断面図である。
[First Embodiment]
(Scintillator surface flattening method)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a scintillator surface flattening method.

また、図2は、図1に示すシンチレータの表面平坦化方法を説明するフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the surface flattening method of the scintillator shown in FIG.

本実施の形態の方法では、先ず、図1(a)に示すように、シンチレータ1と補強材2とを貼り合わせたシンチレータ材を用意する(図2のS1)。   In the method of the present embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a scintillator material obtained by bonding the scintillator 1 and the reinforcing material 2 is prepared (S1 in FIG. 2).

(シンチレータ1)
例えば、β線検出を目的としたプラスチック母材のシンチレータ1は、バックグラウンド線種であるγ線の反応確率を抑制するために薄く加工されており、その厚さはおよそ0.1mm〜0.4mmであり、望ましくは0.2mmである。このような薄く加工されたプラスチックシンチレータは外力に対して脆くなっているので、シンチレータ1と補強材2とを接合し、一体化させることによってシンチレータ1の強度が確保され、かつ平坦化される。
(Scintillator 1)
For example, a plastic base material scintillator 1 for β-ray detection is thinly processed to suppress the reaction probability of γ-rays, which are background line types, and has a thickness of approximately 0.1 mm to 0. 4 mm, desirably 0.2 mm. Since such a thinly processed plastic scintillator is fragile to external force, the strength of the scintillator 1 is ensured and flattened by joining and integrating the scintillator 1 and the reinforcing material 2.

(補強材2)
補強材2は、シンチレータ1の発する蛍光を透過できるように例えば無色透明アクリル系樹脂で形成され、その面サイズはシンチレータ1と同じか、或いは多少大きめとすることが望ましい。シンチレータ1の面サイズが600mm×300mmとした場合、補強材2の厚みは3mm〜5mm程度で必要十分な強度が得られる。あまり厚くすると、蛍光の吸収が大きくなり感度低下を招く可能性がある。
(Reinforcing material 2)
The reinforcing material 2 is formed of, for example, a colorless and transparent acrylic resin so that the fluorescence emitted by the scintillator 1 can be transmitted, and the surface size is preferably the same as or slightly larger than that of the scintillator 1. When the surface size of the scintillator 1 is 600 mm × 300 mm, the reinforcing material 2 has a thickness of about 3 mm to 5 mm, and a necessary and sufficient strength can be obtained. If it is too thick, there is a possibility that the absorption of fluorescence increases and the sensitivity is lowered.

(両者の接合)
シンチレータ1と補強材2との接合に用いる接合剤は、例えばBC600(サンゴバン株式会社)、アロンアルファ(R)201(東亞合成株式会社)などが適用できる。この接合剤を介して補強材2にシンチレータ1を全面接着する。このとき、接着層に接着剤の余剰分や気泡、異物が混入しないように留意する。接着剤の余剰分や気泡を排除するには、シンチレータ1にポリエチレンなどの保護フィルムを敷いてその上からローラなどで押し出すと比較的容易である。
(Bonding of both)
For example, BC600 (Saint-Gobain Co., Ltd.), Aron Alpha (R) 201 (Toagosei Co., Ltd.), or the like can be applied as a bonding agent used for joining the scintillator 1 and the reinforcing material 2. The scintillator 1 is bonded to the reinforcing material 2 through this bonding agent. At this time, care should be taken not to mix excess adhesive, bubbles, or foreign matter into the adhesive layer. It is relatively easy to remove excess adhesive and air bubbles by placing a protective film such as polyethylene on the scintillator 1 and extruding it with a roller or the like.

(突起物3及びキズ・空孔4)
ここで、製品としてのシンチレータ1には、図1(a)に示すように、製造過程でその表面に付着したと考えられる数μm程度から10μmを超えるような複数の突起物3が、シンチレータ1の表面にその一部が埋め込まれた状態となって存在している場合がある。
(Protrusions 3 and scratches / holes 4)
Here, in the scintillator 1 as a product, as shown in FIG. 1A, a plurality of protrusions 3 that are considered to have adhered to the surface during the manufacturing process and that exceed several μm to 10 μm are formed. In some cases, a part of the surface is embedded.

このような突起物3が存在したままの状態で、シンチレータ1の表面に後述する積層薄膜を直接形成しても積層薄膜から突起物3が突き出してしまい、これがピンホールとなって遮光が成立できないことがある。   Even if a laminated thin film, which will be described later, is directly formed on the surface of the scintillator 1 in a state where such a projection 3 is still present, the projection 3 protrudes from the laminated thin film, and this becomes a pinhole, and light shielding cannot be established. Sometimes.

また、シンチレータ1には、突起物3と合わせて表面に長さが数μm程度から数10μmのキズや深さが数μm程度の空孔4が複数存在している場合もある。このようなキズや空孔4が存在したままの状態で、後に説明するシンチレータ1の表面に積層薄膜を直接形成しても積層薄膜の欠陥が生じてしまい、これがピンホールとなって遮光が維持できないことがある。   Further, the scintillator 1 may have a plurality of pores 4 having a length of about several μm to several tens of μm and a depth of about several μm on the surface together with the protrusions 3. Even if the laminated thin film is directly formed on the surface of the scintillator 1 to be described later in the state where such scratches and holes 4 are still present, defects of the laminated thin film are generated, and this serves as a pinhole to maintain light shielding. There are things that cannot be done.

更に、シンチレータ1の表面の突起物3は、その表面を純水や中性洗剤などで洗い流す、エアーを吹き付けるなど、単なる洗浄処理では除去することができない。つまり、このままではシンチレータ1の表面に薄膜を直接形成することはできても、遮光膜として成立させることは困難である。このため、本実施の形態では、図1(b)に示すように、シンチレータ1の平坦化処理を行う。   Further, the protrusion 3 on the surface of the scintillator 1 cannot be removed by a simple cleaning process such as washing away the surface with pure water or a neutral detergent or blowing air. That is, even if a thin film can be directly formed on the surface of the scintillator 1 as it is, it is difficult to establish a light shielding film. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 1B, the scintillator 1 is flattened.

(研磨材を用いた研磨による平坦化処理)
シンチレータ1の平坦化処理方法として、本実施の形態では、シンチレータ1の表面に機械的にバフ研磨加工を行う(図2のS2)。
(Flattening by polishing with abrasive)
As a method for flattening the scintillator 1, in this embodiment, the surface of the scintillator 1 is mechanically buffed (S2 in FIG. 2).

シンチレータ1がプラスチックシンチレータであった場合、その表面の研磨加工には、例えば、図1(b)に示すように、シンチレータ1の表面に深いキズを生じさせにくいバフ部材5と、バフ部材5を回転させるための回転機6と、研磨液(図示せず)とを好適に用いることができる。   When the scintillator 1 is a plastic scintillator, for example, as shown in FIG. 1B, the surface of the scintillator 1 is polished with a buff member 5 that hardly causes deep scratches on the surface of the scintillator 1, and a buff member 5. A rotating machine 6 for rotating and a polishing liquid (not shown) can be suitably used.

バフ部材5には、例えば、住友スリーエム社のフォームバフィングパッド13258、13257などのシンチレータ1の表面に深いキズを生じさせにくいスポンジ材などからなるものが望ましい。   The buff member 5 is preferably made of a sponge material that does not easily cause deep scratches on the surface of the scintillator 1, such as foam buffing pads 13258 and 13257 of Sumitomo 3M.

また、回転機6には、例えば、住友スリーエム社のバフィングサンダー9025などの一箇所を連続的に研磨加工しないようにするダブルアクション機能を有するものがシンチレータ1の表面に深いキズをつけにくいため望ましい。   In addition, it is desirable that the rotary machine 6 has a double action function for preventing continuous polishing of one part such as a buffing sander 9025 of Sumitomo 3M Co., because the surface of the scintillator 1 is not easily damaged. .

研磨液には、例えば、住友スリーエム社のポリッシュエクストラファインなどのように、水100重量部に対して粒子径1μm〜10μmの遊離砥粒を含む研磨粒子を1〜50重量部と更に非シリコン系潤滑液を含有した研磨液を好適に使用することができる。研磨粒子を1〜50重量部としたのは、1重量部未満では研磨に時間が掛かり過ぎて効率が悪くなり、50重量部を超えるとシンチレータ1の表面にキズが生じる場合があるからである。   In the polishing liquid, for example, 1 to 50 parts by weight of abrasive particles containing free abrasive grains having a particle diameter of 1 μm to 10 μm with respect to 100 parts by weight of water, such as polished extra fine of Sumitomo 3M Co., and non-silicon type A polishing liquid containing a lubricating liquid can be preferably used. The reason why the abrasive particle is 1 to 50 parts by weight is that if it is less than 1 part by weight, it takes too much time for polishing and the efficiency is deteriorated, and if it exceeds 50 parts by weight, the surface of the scintillator 1 may be scratched. .

また、研磨粒子としては、アルミナ等の硬い粒子よりも、プラスチック粒子のような柔らかい粒子が好ましい。   The abrasive particles are preferably soft particles such as plastic particles rather than hard particles such as alumina.

更に、非シリコン系潤滑液を用いることにしたのは、研磨液にシリコン系潤滑液が含有していると、研磨液がシンチレータ1に弾かれてしまい、うまく研磨加工ができないためである。   Furthermore, the reason for using the non-silicon-based lubricating liquid is that when the silicon-based lubricating liquid is contained in the polishing liquid, the polishing liquid is repelled by the scintillator 1 and the polishing process cannot be performed well.

(研磨加工工程)
具体的な研磨加工手順として、先ず、回転機6にバフ部材5を装着し、研磨材を100cmあたり、2〜4g程度を目安にバフ部材5につけて、バフ部材5をシンチレータ1の表面に軽く押し当てて回転機6を動作させることにより、シンチレータ1の表面を研磨加工する。
(Polishing process)
As a specific polishing processing procedure, first, the buff member 5 is attached to the rotating machine 6, and the abrasive is attached to the buff member 5 with about 2 to 4 g per 100 cm 2 , and the buff member 5 is attached to the surface of the scintillator 1. The surface of the scintillator 1 is polished by pressing lightly and operating the rotating machine 6.

バフ研磨加工時間の目安は、バフの面サイズ1箇所相当あたり約20秒〜60秒とする。これより、シンチレータ1の表面の突起物を効率的に除去することができ、かつ深いキズが生じにくい。   The standard for the buffing time is about 20 to 60 seconds per buff surface size. As a result, protrusions on the surface of the scintillator 1 can be efficiently removed, and deep scratches are unlikely to occur.

また、シンチレータ1の表面の突起が除去しにくい場合には、例えば、バフ部材5を硬さの異なるものを2種類用意し、初めに硬い方のバフ(例えば、住友スリーエム社のフォームバフィングパッド13258)で突起を除去するための研磨加工を行い、次に柔らかい方のバフ(例えば、住友スリーエム社のフォームバフィングパッド13257)で研磨加工を行うことが好ましい。これより、初めのバフ研磨加工で生じたキズが目立たなくなるため、より効果的である。   Further, when it is difficult to remove the protrusions on the surface of the scintillator 1, for example, two types of buff members 5 having different hardnesses are prepared, and a hard buff (for example, a foam buffing pad 13258 of Sumitomo 3M Limited) is prepared first. It is preferable to perform polishing with a soft buff (for example, a foam buffing pad 13257 manufactured by Sumitomo 3M). This is more effective because scratches generated in the initial buffing process are not noticeable.

(洗浄処理工程)
研磨加工後、研磨液に含まれる砥粒がシンチレータ1の表面に強く密着している場合があるが、砥粒が残ったままだと、これが新たな突起物となってしまう。このため、本実施の形態では、中性洗剤を用いた洗浄処理を行って砥粒を除去する(図2のS3)。
(Washing process)
After polishing, the abrasive grains contained in the polishing liquid may be in close contact with the surface of the scintillator 1, but if the abrasive grains remain, they become new projections. For this reason, in this Embodiment, the washing process using a neutral detergent is performed and an abrasive grain is removed (S3 of FIG. 2).

使用する中性洗剤は、シンチレータ1への物性的影響を考慮し、酸やアルカリ性をもたない非イオン性の界面活性剤を0.5〜1wt%含有しているものが望ましい。0.5〜1wt%としたのは、0.5wt%未満では非イオン性の界面活性剤を使用した効果が殆ど現れず、1wt%を超えるとシンチレータ1の表面が化学的に変化してしまうおそれがあるためである。   The neutral detergent to be used preferably contains 0.5 to 1 wt% of a nonionic surfactant having no acid or alkalinity in consideration of physical properties on the scintillator 1. The reason why the content is 0.5 to 1 wt% is that if the amount is less than 0.5 wt%, the effect of using a nonionic surfactant hardly appears, and if it exceeds 1 wt%, the surface of the scintillator 1 is chemically changed. This is because there is a fear.

具体的な洗浄処理手順として、先ず、研磨加工後のシンチレータ1の表面に純水を流しながら研磨液などを洗い落とす。   As a specific cleaning procedure, first, the polishing liquid and the like are washed off while flowing pure water on the surface of the scintillator 1 after polishing.

次に、シンチレータ1の表面に中性洗剤を塗布し表面全体に浸透させることにより、残留している砥粒がシンチレータ1の表面に再付着することを抑制する。   Next, by applying a neutral detergent to the surface of the scintillator 1 and allowing the entire surface to penetrate, the remaining abrasive grains are prevented from reattaching to the surface of the scintillator 1.

更に、再びシンチレータ1の表面に純水を流しながら中性洗剤の成分が残留しないように洗浄し、最後に水分を除去する。   Furthermore, while washing pure water again on the surface of the scintillator 1, washing is performed so that the components of the neutral detergent do not remain, and finally moisture is removed.

以上の処理により、プラスチック母材のシンチレータ1の表面に存在する複数の突起物3を安全にかつシンチレータ1の特性を劣化させずに除去でき、またシンチレータ1の表面に存在するキズ・空孔4もより目立たなくすることができる。   By the above processing, a plurality of protrusions 3 existing on the surface of the plastic base material scintillator 1 can be removed safely and without deteriorating the characteristics of the scintillator 1, and scratches / holes 4 existing on the surface of the scintillator 1 can be removed. Can be less noticeable.

これにより、シンチレータ1の表面に、遮光層として、例えば、0.25μm厚さ程度のアルミニウム層を蒸着(スパッタリングや真空蒸着)により形成しても、突起によるアルミニウム層のピンホールをゼロ又はゼロに近くすることができる。   Thereby, even if an aluminum layer having a thickness of, for example, about 0.25 μm is formed on the surface of the scintillator 1 by vapor deposition (sputtering or vacuum vapor deposition), the pinhole of the aluminum layer due to the protrusions is made zero or zero. Can be close.

また、例えばプラスチック母材のシンチレータ1はその製造工程によって、表面層に放射線(α線やβ線)の不感層(数μm)が存在している場合があるが、研磨加工によってこの不感層を除去できるため、放射線(α線やβ線)の検出効率を改善することができる。   Further, for example, the plastic base material scintillator 1 may have a radiation layer (α ray or β ray) insensitive layer (several μm) in the surface layer depending on the manufacturing process. Since it can be removed, the detection efficiency of radiation (α rays and β rays) can be improved.

[第2の実施の形態]
(平坦化されたシンチレータを用いた第1のシンチレータ部材)
図3は、シンチレータ部材の一実施の形態を示す断面図である。
[Second Embodiment]
(First scintillator member using a flattened scintillator)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a scintillator member.

このシンチレータ部材10は、第1の実施の形態で説明した表面が平坦化されたたシンチレータ材を用い、その上に順に、遮光層7、接着層8、保護層9を設けたものである。   The scintillator member 10 uses the scintillator material having a flattened surface described in the first embodiment, and is provided with a light shielding layer 7, an adhesive layer 8, and a protective layer 9 in this order.

シンチレータ材におけるシンチレータ1、補強材2は、第1の実施の形態で説明したものと同様のものを用いることができる。   As the scintillator 1 and the reinforcing material 2 in the scintillator material, the same materials as those described in the first embodiment can be used.

(遮光層7)
遮光層7は、例えば蒸着(スパッタリングや真空蒸着など)によって形成されたアルミニウム層などで形成できる。遮光層7は、放射線(α線やβ線)の吸収を抑制する必要性からできるだけ低密度(薄膜化)としなければならないが、アルミニウム層の場合、その厚さは、0.07〜0.25μm程度が好ましい。
(Light shielding layer 7)
The light shielding layer 7 can be formed of, for example, an aluminum layer formed by vapor deposition (such as sputtering or vacuum vapor deposition). The light shielding layer 7 must be made as low as possible (thin film thickness) from the need to suppress the absorption of radiation (α rays and β rays), but in the case of an aluminum layer, its thickness is 0.07 to 0. About 25 μm is preferable.

また、遮光層7は突きや引っかき等に脆いため、保護層9で保護することが好ましい。   Further, since the light shielding layer 7 is fragile to bumps and scratches, it is preferable to protect the light shielding layer 7 with a protective layer 9.

(保護層9)
保護層9は、シンチレータ部材の表面層となって通常は気中に晒されるため、帯電等によって気中の粉塵を吸着し、埃に含まれるラドン系放射性物質の影響でバックグラウンドが増加する可能性が懸念される。このため、保護層9としては、表面抵抗値が帯電防止の目安となる1010Ω/sq.以下を有する導電性バリアフィルムとすることが望ましい。この際、保護層9は接地しておくことが好ましい。
(Protective layer 9)
Since the protective layer 9 becomes a surface layer of the scintillator member and is usually exposed to the air, the dust in the air can be adsorbed by charging or the like, and the background can be increased due to the influence of the radon-based radioactive substance contained in the dust. There is concern about sex. Therefore, the protective layer 9 has a surface resistance value of 10 10 Ω / sq. A conductive barrier film having the following is desirable. At this time, the protective layer 9 is preferably grounded.

更に、保護層9は、アルミニウム層などからなる遮光層7の劣化を防止するため、高湿度環境で水分などの透過に対するバリア性を高めることが好ましい。   Furthermore, the protective layer 9 preferably enhances barrier properties against the transmission of moisture and the like in a high humidity environment in order to prevent deterioration of the light shielding layer 7 made of an aluminum layer or the like.

この観点から、保護層9は、シリコン系のシリコン窒化膜(SiNx)、シリコン窒化酸化膜(SiOxNx)、シリコン酸化膜(SiOx)や、金属酸化物系の酸化マグネシウム(MgOx)、酸化アルミニウム(AlOx)等の無機膜を主体とする膜を用いることが望ましい。   From this point of view, the protective layer 9 is composed of a silicon-based silicon nitride film (SiNx), a silicon nitride oxide film (SiOxNx), a silicon oxide film (SiOx), a metal oxide-based magnesium oxide (MgOx), and aluminum oxide (AlOx). It is desirable to use a film mainly composed of an inorganic film such as

一方で、保護層9は、製造時や運用時の偶発事故とは別に、人が興味本位に爪先や鉛筆、シャープペンシルの芯先で突いたり、引っ掻いたりするなどの動作による影響を受けることが考えられる。   On the other hand, the protective layer 9 may be affected by operations such as a person's crushing or scratching with a tip of a toe, a pencil, or a mechanical pencil apart from an accident during manufacture or operation. Conceivable.

例えばJIS K5600−5−4(ISO/DIN 15184)引っ掻き硬度(鉛筆法)準拠で表すと、人の爪先硬度は一般に2H前後と言われており、鉛筆などの芯は通常B〜Hの間が良く利用されている。このため、保護層9の表面硬度を鉛筆硬度で2H以上にすることで、上記要因による破壊を抑制することができる。   For example, when expressed in accordance with JIS K5600-5-4 (ISO / DIN 15184) scratch hardness (pencil method), the toe hardness of a person is generally said to be around 2H. It is used well. For this reason, destruction by the said factor can be suppressed by making the surface hardness of the protective layer 9 into 2H or more in pencil hardness.

(シンチレータ部材10の製造方法)
図4は、シンチレータ部材10の製造方法を説明するフローチャートである。
(Manufacturing method of scintillator member 10)
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the scintillator member 10.

このシンチレータ部材10は、第1の実施の形態で説明したように、補強材とシンチレータを貼り合わせたシンチレータ材のシンチレータ1表面を研磨加工、洗浄処理によって平坦化し(S1〜S3)、その上に遮光層7を直接形成し(S4)、さらに接着層8を介して保護層9を設ける(S5)ことによって製造することができる。   As described in the first embodiment, the scintillator member 10 is obtained by flattening the surface of the scintillator 1 of the scintillator material in which the reinforcing material and the scintillator are bonded together by polishing and cleaning processes (S1 to S3). It can be manufactured by directly forming the light shielding layer 7 (S4) and further providing the protective layer 9 via the adhesive layer 8 (S5).

[第3の実施の形態]
(平坦化されたシンチレータを用いた第2のシンチレータ部材)
図5は、シンチレータ部材の別の実施の形態を示す断面図である。
[Third Embodiment]
(Second scintillator member using flattened scintillator)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the scintillator member.

このシンチレータ部材20は、第1の実施の形態で説明した表面が平坦化されたたシンチレータ材を用い、その上に順に、遮光層7、接着層8、保護層11を設けたものである。   The scintillator member 20 uses the scintillator material having a flattened surface described in the first embodiment, and is provided with a light shielding layer 7, an adhesive layer 8, and a protective layer 11 in this order.

シンチレータ部材20においては、保護層11を除き、第2の実施の形態のシンチレータ部材10と同様のものを用いることができる。   In the scintillator member 20, the thing similar to the scintillator member 10 of 2nd Embodiment can be used except the protective layer 11. FIG.

(保護層11)
保護層11は、例えば、バリア膜及び帯電防止膜として、導電性樹脂フィルム12の表面にアルミニウム薄膜13を蒸着形成したアルミナイズドマイラーとすることができる。
(Protective layer 11)
The protective layer 11 can be, for example, an aluminized mylar in which an aluminum thin film 13 is formed on the surface of the conductive resin film 12 as a barrier film and an antistatic film.

本実施の形態のアルミナイズドマイラーは、導電性樹脂フィルム12の片側面のみアルミニウム薄膜13を形成し、このアルミニウム薄膜13側を遮光層7に向けて接着した例を示したが、導電性樹脂フィルム12の両側面にアルミニウム薄膜13を形成したものを用いても良い。   In the aluminized mylar of the present embodiment, an example in which the aluminum thin film 13 is formed only on one side of the conductive resin film 12 and the aluminum thin film 13 side is bonded to the light shielding layer 7 is shown. Alternatively, an aluminum thin film 13 formed on both side surfaces of 12 may be used.

また、導電性樹脂フィルム12の代わりに導電性を有しないPETフィルムを用いた場合には、その片面に形成したアルミニウム薄膜13を、図5とは逆に、遮光層7側ではなく、外気側に形成したものを用いることができる。   Further, when a PET film having no conductivity is used instead of the conductive resin film 12, the aluminum thin film 13 formed on one surface thereof is not on the light shielding layer 7 side, but on the outside air side, contrary to FIG. What was formed in can be used.

シンチレータ部材20も、図4に示した方法によって製造することができる。   The scintillator member 20 can also be manufactured by the method shown in FIG.

[第4の実施の形態]
(平坦化されたシンチレータを用いた第3のシンチレータ部材)
図6は、シンチレータ部材の更に別の実施の形態を示す断面図である。
[Fourth Embodiment]
(Third scintillator member using flattened scintillator)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the scintillator member.

このシンチレータ部材30は、第1の実施の形態で説明した表面が平坦化されたたシンチレータ1の表面に遮光層7が形成され、さらにその上に、順に緩衝層14、バリア層15、導電性樹脂層16からなる積層薄膜の保護層17が形成されている。   In this scintillator member 30, a light shielding layer 7 is formed on the surface of the scintillator 1 whose surface has been flattened as described in the first embodiment, and further, a buffer layer 14, a barrier layer 15, and a conductive layer are further formed thereon. A protective layer 17 of a laminated thin film made of the resin layer 16 is formed.

緩衝層14は、遮光層7の上に形成されるが、遮光性を高めるために色素を含有させることが好ましい。   Although the buffer layer 14 is formed on the light shielding layer 7, it is preferable to contain a pigment | dye in order to improve light-shielding property.

図7は、シンチレータ部材30の製造方法を説明するフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the scintillator member 30.

このシンチレータ部材30は、第1の実施の形態で説明したように、補強材とシンチレータを貼り合わせたシンチレータ材のシンチレータ1表面を研磨加工、洗浄処理によって平坦化し(S1〜S3)、その上に遮光層7を直接形成し(S4)、さらに緩衝層14、バリア層15、導電性樹脂層16からなる保護層を遮光層7上に直接形成する(S6)ことによって製造することができる。   As described in the first embodiment, the scintillator member 30 flattens the surface of the scintillator 1 of the scintillator material in which the reinforcing material and the scintillator are bonded together by polishing and cleaning processes (S1 to S3), It can be manufactured by directly forming the light shielding layer 7 (S4) and further directly forming a protective layer comprising the buffer layer 14, the barrier layer 15, and the conductive resin layer 16 on the light shielding layer 7 (S6).

ここで、緩衝層14は、例えば、サンユレック社製SUV−600などのUV硬化樹脂を用いて遮光層7の上に塗布し、乾燥後、UVを照射して硬化させることにより、遮光層7の上に直接形成することができる。   Here, the buffer layer 14 is applied onto the light shielding layer 7 using, for example, a UV curable resin such as SUV-600 manufactured by Sanyu Rec Co., Ltd., dried, and then cured by irradiating with UV. Can be formed directly on top.

また、帯電防止膜としての導電性樹脂層16も例えば、サンユレック社製SUV−600などのUV硬化樹脂を用いてバリア層15の上に塗布し、乾燥後、UVを照射して硬化させることにより形成することができる。   Further, the conductive resin layer 16 as an antistatic film is also applied on the barrier layer 15 using a UV curable resin such as SUV-600 manufactured by Sanyu Rec Co., Ltd., dried, and then cured by irradiation with UV. Can be formed.

以上の説明したように、第2〜4の実施の形態において、遮光層7の上に、それぞれ保護層9、保護層11、保護層17を設けることにより、帯電等によって気中の粉塵を吸着することを防止できるため、埃に含まれるラドン系放射性物質の影響でバックグラウンドが増加する可能性を低減できる。   As described above, in the second to fourth embodiments, by providing the protective layer 9, the protective layer 11, and the protective layer 17 on the light shielding layer 7, respectively, dust in the air is adsorbed by charging or the like. Therefore, the possibility that the background increases due to the influence of the radon-based radioactive substance contained in the dust can be reduced.

また、高湿度環境で水分などの透過に対するバリア性を高めて、アルミニウム層などから成る遮光層7の劣化を防止できる。   Further, it is possible to improve the barrier property against the transmission of moisture or the like in a high humidity environment and prevent the light shielding layer 7 made of an aluminum layer or the like from being deteriorated.

更に、保護層9、保護層11、保護層17の硬度を鉛筆硬度2H以上を確保することで、製造時や運用時の偶発事故とは別に、人が興味本位に爪先や鉛筆、シャープペンシルの芯先で突いたり、引っ掻いたりされて遮光層7が破損することを防止することができる。   Furthermore, by securing the hardness of the protective layer 9, the protective layer 11 and the protective layer 17 to a pencil hardness of 2H or more, a toe, a pencil, and a mechanical pencil It is possible to prevent the light shielding layer 7 from being damaged by being pierced or scratched by the tip of the core.

1… シンチレータ
2… 補強材
3… 突起物
4… 表面キズ・空孔
5… バフ部材
6… 回転機
7… 遮光層
8… 接着層
9… 保護層
10…シンチレータ部材
11…保護層
12…導電性樹脂フィルム
13…アルミニウム薄膜
14…緩衝層
15…バリア層
16…導電性樹脂層
17…保護層
20…シンチレータ部材
30…シンチレータ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scintillator 2 ... Reinforcement material 3 ... Protrusion 4 ... Surface scratch / hole 5 ... Buff member 6 ... Rotating machine 7 ... Shading layer 8 ... Adhesive layer 9 ... Protective layer 10 ... Scintillator member 11 ... Protective layer 12 ... Conductivity Resin film 13 ... Aluminum thin film 14 ... Buffer layer 15 ... Barrier layer 16 ... Conductive resin layer 17 ... Protective layer 20 ... Scintillator member 30 ... Scintillator member

Claims (5)

放射線の入射表面が平坦化処理されたシンチレータと、
前記シンチレータの前記放射線入射表面に直接形成された遮光層と、
前記遮光層上に形成された保護層と、
を備えることを特徴とするシンチレータ部材。
A scintillator with a planarized incident surface of radiation;
A light shielding layer directly formed on the radiation incident surface of the scintillator;
A protective layer formed on the light shielding layer;
A scintillator member comprising:
前記保護層は、表面抵抗値が1010Ω/sq.以下の導電性フィルム層であって、前記遮光層の上に接着剤を介して形成されていることを特徴とする請求項1記載のシンチレータ部材。 The protective layer has a surface resistance value of 10 10 Ω / sq. The scintillator member according to claim 1, wherein the scintillator member is the following conductive film layer, which is formed on the light shielding layer via an adhesive. 前記保護層は、樹脂フィルム層の片面又は両面にアルミニウム薄膜を形成したものであって、前記遮光層の上に接着剤を介して形成されていることを特徴とする請求項1記載のシンチレータ部材。   The scintillator member according to claim 1, wherein the protective layer is formed by forming an aluminum thin film on one side or both sides of a resin film layer, and is formed on the light shielding layer via an adhesive. . 前記保護層は、前記遮光層側から順に緩衝層、バリア層、導電性樹脂層からなる積層薄膜であることを特徴とする請求項1記載のシンチレータ部材。   The scintillator member according to claim 1, wherein the protective layer is a laminated thin film including a buffer layer, a barrier layer, and a conductive resin layer in order from the light shielding layer side. 前記緩衝層は色素を含有しており、かつ、前記緩衝層及び前記導電性樹脂層は、UV硬化樹脂を用いたことを特徴とする請求項4記載のシンチレータ部材。   The scintillator member according to claim 4, wherein the buffer layer contains a dye, and the buffer layer and the conductive resin layer are made of UV curable resin.
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