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JPS61110079A - 放射線検出器 - Google Patents

放射線検出器

Info

Publication number
JPS61110079A
JPS61110079A JP59230260A JP23026084A JPS61110079A JP S61110079 A JPS61110079 A JP S61110079A JP 59230260 A JP59230260 A JP 59230260A JP 23026084 A JP23026084 A JP 23026084A JP S61110079 A JPS61110079 A JP S61110079A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scintillator
scintillator element
light
absorption rate
radiation
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
Application number
JP59230260A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimi Akai
赤井　好美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59230260A priority Critical patent/JPS61110079A/ja
Priority to US06/793,860 priority patent/US4694177A/en
Publication of JPS61110079A publication Critical patent/JPS61110079A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20185—Coupling means between the photodiode and the scintillator, e.g. optical couplings using adhesives with wavelength-shifting fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Radiation (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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、放射線検出器に関し、特にコンピュータ断層
撮影装置に使用される放射線検出器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
放射線断層撮影装置例えば第３世代あるいは第４世代の
ＸＩＣＴ装置は、複数の検出素子を高密度に１次元配列
してなるＸ線検出器を有している。
Ｘ線検出器としては、従来主流を占めていたガス電離箱
の代りに、近年、シンチレータとフォトダイオードを組
合せた固体シンチレーション検出器が汎用されてきた。
これは、固体シンチレーション検出器に使用されるフォ
トダイオードは高密度実装が可能であるので、高分解能
のＣＴｉ１＠を得るためには検出素子の配列ピッチをで
きるだけ小さくしなければならいという要請に応するこ
とができるからである。従来より知られているシンチレ
ーション検出器のＩ造を以下に示す。第３図は複数のシ
ンチレータ素子１をコリメータ板２を介して順次接着し
て形成した多ヂャンネル型シンチレータ素子体３を示す
。コリメータ板２は通常Ｘ線吸収率の大きい重金属１例
えば鉛やタングステンの薄板が用いられ、その両面には
シンチレータ素子１で発生した光を効率よく反射するた
め光反射剤が塗布されている。
第４図は多チヤンネル型フォトダイオード４を示してお
り、１枚の半導体基板５上に複数の半導体光検出素子た
るフォトダイオード亀子６が形成されている。各フォト
ダイオード素子６は信号取り出し用の端子７が設けられ
、この端子７から絶縁基板８上の印刷配線端子上へ図示
しないワイヤボンディング等で電気的に接続されている
。
このような構成による多チヤンネル型フォトダイオード
４は第５図に示すように、透明接着剤例えばガラス用接
着剤を用いて各チャンネルが一致するように接着接合さ
れて、多チャンネル望放射線検出ブロック９を得ること
ができる。
ところで上記構成による放射線検出器において、シンチ
レータ素子として要求される特性には以下のものがある
。
■　Ｘ線吸収率が大きいこと。
■　吸収したＸ線を光へ変換する効率が大きいこと。
■　光透過率が大きいこと。
■　温度変化によって発光量が変化しないこと。（発光
効率の温度係数が小さい こと）。
■　残光が少なく、減衰が卑いこと。
■　発光スペクトルが光半導体素子の 感度波長域に合致すること。
これらの特性を満足するシンチレータ材料としてＧｄ２
Ｏ２Ｓ：Ｐｒ蛍光体がある。特にこの蛍光体は、発光効
率の温度係数が非常に小さく、放射線断Ｂ撮影装置の検
出器のシンチレータとして使用した場合に、周囲温度変
化に伴う各チャンネル間の信号Ｑの不均一な変化が無く
なり、良好な画像を得ることが期待できる。
しかしこの材料は、単結晶育成技術が困難であり、まだ
良好な単結晶が得られないため、粉末を熱間静水圧加圧
法（Ｈｏｔ　ｌ５ｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｉｎａ　
Ｈｅｔｈｏｄ以下ＨＩＰ法と略す）により焼結する方法
が試みられている。この方法で作ったＧｄｚ　０２　Ｓ
　：ｐｒシンチレータは、光透過率が悪い。その理由は
、■材料が光を吸収する。■焼結体中にボイドが存在し
光が散乱される。■不純物混入により着色するなどであ
る。
光透過率が悪いシンチレータを用いて作成した検出器を
Ｘ線ＣＴ装置に使用した場合には、検出器としての感度
とＳ／Ｎが低下する。また検出する信号中に、入射Ｘ線
の低エネルギー成分が少なくなり、画像にした場合には
低コントラストにおける空間解像度が悪くなる。
そこで光透過率の悪いシンチレータ素子を使用する場合
は、シンチレータ素子内で発生した光を有効に光半導体
素子まで導くようなｍ造が必要であり、特にＧｄ２Ｏ２
Ｓ：Ｐｒをト１１Ｐ法で焼結したシンチレータに前記構
造を適用できれば、Ｘ線ＣＴ用検出器として最良のもの
ができる。
［発明の目的１ 本発明の目的は、光透過率の良くないシンチレータ素子
内で発生した光を有効に光半導体素子に導くような構造
にし、検出器と−での性能を向上させることである。
［発明の概要］ 本発明の放射線検出器は、光透過率が大きく、かつ、Ｘ
線吸収率の大きい物質をシンチレータ素子の光半導体素
子と接する側の面に、ＨＩＰ法などにより接合し、シン
チレータ素子内で発生した光を自己吸収を極力少なくし
て、光半導体素子まで導き検出器としての感度、Ｓ／Ｎ
、低コントラストにおける空間解像度の向上を可能にし
たことを特徴とするものである。
［発明の実施例］ 第１図は本発明の放射線検出器の一実施例構造の横断面
図である。シンチレータ素子１０のフオトダイオード１
１と接する側の面に光透過率が大きく、かつ、Ｘ線吸収
率の大きい物質１２を接合しである。これらはコリメー
タ板１３を介して順次接着して多チヤンネル型シンチレ
ータ素子体をフォトダイオード１１に透明接着剤１４を
介して接着している。
次にこのような検出器を製造する場合の一例について説
明する。第２図は、シンチレータ素子と光透過率が大き
く、かつ、Ｘ線吸収率の大きい物質を一体化して形成す
るＨＩＰ装置の炉本体の断面図を示すものである。１５
が炉本体、１６が原料を充填するカプセル、そのカプセ
ルの中にシンチレータ素子の原料１７と光透過率が大き
く、かつ、Ｘ線吸収率の大きい物質の原料１８とを交互
に充填している。これを所定の圧力と温度をかけて焼結
して第１図の構造を得る。
以下、シンチレータ素子としてＧｄ２Ｏ２Ｓ　：Ｐｒを
、また光透過率とＸ線吸収率の大きい物質としてＰｂＦ
２　（フッ化鉛）とした場合に、従来の構造と本発明の
構造の性能比較を表１に示す。
このように光吸収率の大きいシンチレータは、その厚み
を薄くし、Ｘ線吸収率を低下させないように、光透過率
が大きく、かつ、Ｘ［ｌ吸収率の大きい物質を接合させ
ることにより、検出可能光量を増すことができる。
前記シンチレータ素子の一例としては、Ｇｄ２Ｏ３：　
Ｅｕ、ＣｄＷＯ４，Ｚｎ　Ｗｏｎ等を苧げることができ
、前記物質の他制としては、ＰｂＦ２゜ＢａＦ２．Ｌａ
Ｆ３を誉げることができ、これらを適宜組合せたものが
考えられる。
（以下余白） ［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、シンチレータ素子内で発
生した光を有効に光半導体素子まで導くことにより、＠
度、Ｓ／Ｎ、空間分屏能（特に低コントラストにおける
空間分解能）が向上する検出器を提供することができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る検出器の一実施例を示す断面図、
第２図は本発明に係る検出器を製造するための装置の一
例を承す断面図、第３図は従来の多チヤンネル型シンチ
レータ素子体を示す斜視図、第４図は従来の多チヤンネ
ル型フォトダイオード素子体を示す斜視図、第５図は前
記第３図及び第４図の素子体を組合せた検出器を示す斜
視図である。 １０・・・シンチレータ素子、 １１・・・フォトダイオード、 １２・・・光透過率及びＸ線吸収率の大きい物質、１３
・・・コリメータ、１４・・・透明接着剤。 代理人　弁理士　則近憲佑（ばか１名）第１図 第　　２　図 第３図 第４図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）放射線により発光可能なシンチレータ素子と、こ
    のシンチレータ素子の光を電気信号に変換する半導体光
    検出素子とを組合せてなる放射線検出器において、シン
    チレータ素子における半導体光検出素子に接する側の面
    に、光透過率及び放射線吸収率の大きい物質を接合した
    ことを特徴とする放射線検出器。
  2. （２）シンチレータ素子と光透過率及び放射線吸収率の
    大きい物質の接合は、それぞれ原料を熱間静水圧加圧法
    により、一体化して焼結し形成することを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の放射線検出器。
  3. （３）シンチレータ素子Ｇｄ＿２ Ｏ＿２Ｓ；Ｐｒ、Ｇｄ＿２Ｏ＿３：Ｅｕ、ＣｄＷＯ＿４
    、ＺｎＷＯ＿４とし、光透過率及び放射線吸収率の大き
    い物質を、ＰｂＦ＿２、ＢａＦ＿２、ＬａＦ＿３とした
    とき、これらの組合せからなり、より好ましくは、Ｇｄ
    ＿２Ｏ＿２Ｓ：ＰｒとＰｂＦ＿２であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の放射線検出器
    。
JP59230260A 1984-11-02 1984-11-02 放射線検出器 Pending JPS61110079A (ja)

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JP59230260A JPS61110079A (ja) 1984-11-02 1984-11-02 放射線検出器
US06/793,860 US4694177A (en) 1984-11-02 1985-11-01 Radiation detector having high efficiency in conversion of absorbed X-rays into light

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JP (1) JPS61110079A (ja)

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