(57)【要約】【課題】十分な検出感度が得られると共に、アフターグローの問題も無く、明瞭な画像が得られるＸ線検査装置を提供する【解決手段】可視光を電気信号に変換する光電変換素子を有するＸ線検出器において、その蛍光板に使用する蛍光体がプラセオジム付活酸硫化ガドリニウムであり、プラセオジウムの濃度は０．０１〜０．３重量％、セリウムを５〜３０ｐｐｍ含み、蛍光板の、蛍光体平均粒径が１０〜２０μｍ、且つ蛍光体重量が２７０〜３８０ｍｇ／ｃｍ２なる条件を満たすＸ線用蛍光板を用いる【選択図】図５
2020012088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を可視光に変換する蛍光板と、可視光を電気信号に変換する光電変換素子を有するＸ
線検出器において、蛍光板に使用する蛍光体がプラセオジム付活酸硫化ガドリニウムであ
り、プラセオジウムの濃度は０．０１〜０．３重量％、セリウムを５〜３０ｐｐｍ含み、
蛍光板の、蛍光体平均粒径が１０〜２０μｍ、且つ蛍光体重量が２７０〜３８０ｍｇ／ｃ
ｍ２なる条件を満たすことを特徴とするＸ線用蛍光板。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線用蛍光板に用いられるプラセオジム付活酸硫化ガドリニウムおいて、
プラセオジウムの濃度は０．０３〜０．２重量％であり、セリウムを１０〜２５ｐｐｍ含
むことを特徴とするＸ線用蛍光板。
【請求項３】
請求項１〜２記載のＸ線用蛍光板において、用いられる蛍光体の平均粒径が１３〜１８μ
ｍの範囲であることを特徴とするＸ線用蛍光板。
【請求項４】
請求項１〜３記載のＸ線用蛍光板において、用いられる蛍光体の粒子形状が、Ｗａｄｅｌ
ｌの球形度において０．８〜０．９６なる範囲の値を有することを特徴とするＸ線用蛍光
板。
【請求項５】
被検査物に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、被検査物からの透過Ｘ線を検出するＸ
線検出手段と、前記Ｘ線検出手段により測定したＸ線強度に基づいて前記被検査物内部を
画像化する手段とを有するとともに、前記Ｘ線検出手段は透過Ｘ線が照射されることによ
り蛍光を発生する手段を具備するＸ線検査装置において、その蛍光発生手段が、前記請求
項第１〜４項記載の蛍光板を使用することを特徴とするＸ線検出器およびそれを具備するＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線蛍光板、それを用いたＸ線検出器およびＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テロ対策のために、航空機内に荷物を持ち込む際には、航空機の安全運行を確保するた
めに、空港内で予め荷物の検査を行っている。この様な手荷物検査装置としては、いくつ
かの方法が知られ、Ｘ線の透過を利用した透過Ｘ線検査装置、Ｘ線のコンプトン散乱を利
用したコンプトン散乱Ｘ線検査装置、Ｘ線エネルギー差を利用したデュアルエナジー方式
のＸ線検査装置が一般的に広く使用されており、最近ではＸ線断層撮影装置（ＣＴ）も使
われ始めている。
【０００３】
透過Ｘ線はＸ線を通しにくい金属製の物品、例えば銃火器や刃物等の金属製凶器を比較
的容易に発見することができる。一方、プラスチック爆弾や麻薬等の原子番号の小さい元
素によって主として構成される物質は、Ｘ線が透過しやすい為、コンプトン散乱を利用し
た検査装置や、高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像の画像処理から得られるＸ
線エネルギー差を利用した検査装置などで発見が可能となる。
【０００４】
上述したようなＸ線検査装置は、一般に、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器に導き
、これら検出Ｘ線を蛍光体にて可視光に変換した後、この可視光の強度を光電変換素子や
光電子倍増管で検出し、その強度に応じて荷物内を画像化することによって、検査を実施
するように構成されている。
【０００５】
荷物検査の精度を上げるためには、より鮮明な画像を得ることが必要となるが、この為に
は十分な強度の可視光が光電変換素子等の検出器に入力されることが求められる。可視光
の強度を高めるには、荷物等に照射するＸ線の強度を高めることで得られるが、空港荷物
検査装置のように、公の場所に設置されるＸ線検査装置において、照射するＸ線の強度を
高めることは装置の大型化を招くと共に、漏洩Ｘ線被曝の危険性も増大してしまう。
【０００６】
そこで重要となるのが、蛍光板のＸ線から可視光への変換効率である。Ｘ線を可視光に変
換する際、変換効率の高い蛍光体を使用すればＸ線の強度を高めることなく、高輝度の可
視光を得ることができ、光電変換素子等の検出器に十分な強度の可視光が入力されること
になる。
【０００７】
ところで、上記のような透過Ｘ線検出器では、通常、図１に示すように、 ４００〜９０
０ｎｍに分光感度特性を有する光電変換素子が用いられている。そこで、Ｘ線を可視光に
変換する蛍光体としては、４００〜９００ｎｍに発光波長のピークを有する蛍光体を利用
した方が有利となる。その上で変換効率の高い蛍光体を使用するのが、最も望ましい選択
である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２９２８６７７号公報
【特許文献２】特許第５７５９３７４号公報
【特許文献３】特許第５２４１９７９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１３６，Ｎｏ．９，                ＰＰ．２７１３−２７１６
【００１０】
特許文献１によれば、この様な用途に最適な蛍光体として、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｄ（ＡはＧｄ、
ＬａおよびＹから選ばれた少なくとも１種の元素を示し、ＤはＰｒとＣｅおよびＹｂから
選ばれた少なくとも１種の元素を示す）、ＢａＦＸ：Ｅｕ、Ａ（ＸはＣｌおよびＢｒから
選ばれた少なくとも１種の元素を示し、ＡはＣｅおよびＹｂから選ばれた少なくとも１種
の元素を示す。）等の蛍光体を、透過型Ｘ線や、コンプトン散乱Ｘ線を可視光に変換する
材料として有効に利用できることが開示されている。またこうしたシステムにおいては、
蛍光板として使用したときに、その塗布量（蛍光体重量）が概ね２００ｍｇ／ｃｍ２程度
で高出力が得られることも開示されている。
【００１１】
特許文献２にはＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）材料のＧｄの２５パーセント以上がＬａやＬｕと
いった希土類元素で置換され、ＣｅとＰｒの少なくとも１つがドープされたシンチレータ
材料が開示されている。これらのドープ量としては、ＧＯＳ材料に対し、１００モルｐｐ
ｍ〜１０００モルｐｐｍのＰｒ３＋濃度、且つ０〜５０モルｐｐｍのＣｅ３＋濃度でドー
プされ得ることが例示されている。
【００１２】
特許文献３には一般式：（Ｇｄ１−Ｘ，ＲＥ′Ｘ）２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ
（式中、ＲＥ′はＹ、ＬａおよびＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ｘ 
は０＜Ｘ≦０．１を満足する数である）で表わされかつ、セリウム、ジルコニウム、お
よびリンから選ばれる少なくとも１種を共付活剤として含有する酸硫化ガドリニウム蛍光
体粉末からなるセラミックシンチレータ材料の製造方法が開示されている。さらに酸硫化
ガドリニウム蛍光体粉末の平均粒子径が６〜１０μｍで、Ｐｒの含有量は０．００１〜
１０モル％の範囲、Ｃｅ，ＺｒおよびＰから選ばれる共付活剤の含有量が０．０００１〜
０．１モル％の範囲であることが開示されている。
【００１３】
非特許文献１にはＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ，Ｃｅ，Ｆなる組成のＸ線用シンチレータ材料が開
示され、Ｐｒの含有量が１×１０−３原子％で、Ｃｅ，Ｆは発光のアフターグロー（ａｆ
ｔｅｒｇｌｏｗ）を低減させることが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
近年、可視光を電気信号に変換する光電変換素子を使用した検査装置も使用範囲が広が
ってきており、こうしたシステムに対応できる蛍光板が必要となっている。また検査荷物
の多様化により複雑な形状をより正確に判別することが求められる様になり、従来以上の
検査精度の向上が必要になって来ている。このため高い光出力特性に加えて、アフターグ
ローの少ない特性をあわせ持つ蛍光板が、その重要度を増してきた。
【００１５】
最近では航空機の利用が手軽になり、旅行者の手荷物や航空貨物が増加し、連続使用で、
なおかつ高速度で検査される様になって来ており、アフターグロー特性の改善がより厳し
く求められる様になっている。見方を変えると蛍光体のアフターグロー特性の為に、検査
速度が制限されるケースもあり、この面からもアフターグローの短い蛍光体が望まれてい
る。
【００１６】
アフターグロー特性とは、蛍光体にＸ線が照射された場合、蛍光体により吸収されたＸ線
が可視光に変換され、蛍光体が発光を始めるが、その後Ｘ線の照射が遮断された場合、蛍
光体の発光は徐々に低下し、やがて消失してしまう。この時Ｘ線の照射が止められた後の
発光のことを、アフターグローと呼んでいる。この様なアフターグローを強く示す蛍光体
を、荷物検査用として用いた場合、検査精度に悪影響を及ぼしてしまう。何故なら、連続
して荷物検査を行う場合に、目的の画像を観察すると、前の画像の残像と重なることによ
り、鮮明な画像が得られなくなる為である。
【００１７】
なお、アフターグローに類似する特性として、残光特性がある。残光特性とは、Ｘ線の照
射を遮断後、蛍光体の発光強度が十分の一に低下するまでの時間を求めたものである。例
えば特許文献１においては、蛍光体の残光特性を１ｍｓ以下に管理することにより、残像
の対策を行っている。しかしながら近年の検査条件では、残光特性の管理のみでは不十分
であることが明らかとなっている。
【００１８】
蛍光体の発光強度が、短時間で十分の一に減少しても、百分の一から千分の一程度まで低
下した後、微弱な光がダラダラと継続する場合がある。荷物検査においては、この様な微
弱な光が残像として影響を与え、問題となる為である。アフターグロー特性は、蛍光体の
発光を限りなくゼロに近くなるところまで観察した特性であり、このアフターグロー特性
を制御することが重要となる。
【００１９】
さらに最近では光電変換素子のシステムに対処するべく、アフターグロー特性を維持しな
がらより高出力な蛍光板が求められており、その要求に対処する必要が出てきた。
より高い光出力を得るやり方として、Ｘ線検査装置における照射Ｘ線の強度を従来のＸ線
管電圧８０〜１２０ｋＶから強めることも指向されるようになってきた。このため
Ｘ線管電圧が従来の１２０ｋＶを超える照射Ｘ線を用いるＸ線検査装置に対応し、且つア
フターグローの少ない蛍光板を提供することが必要であった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、この様な課題に対処する為になされたもので、近年のＸ線検査装置の使用環境
や条件に最適な検査精度の高いＸ線検査装置を提供することを目的としており、十分な検
出感度が得られると共に、アフターグローの問題も無く、明瞭な画像が得られるＸ線検査
装置を提供することにある。
【００２１】
すなわち、本発明のＸ線検査装置は特にＸ線管電圧が従来の１２０ｋＶを超える照射Ｘ線
を用いるＸ線検査装置に適したものであり、Ｘ線を可視光に変換する蛍光板と、可視光を
電気信号に変換する光電変換素子を有するＸ線検出器において、蛍光板に使用する蛍光体
としてプラセオジム付活酸硫化ガドリニウムを用いる。プラセオジウム（Ｐｒ）の濃度は
０．０１〜０．３重量％、好ましくは０．０３〜０．２重量％、さらに好ましくは０．０
４〜０．１重量％、また共付活剤としてのセリウム（Ｃｅ）を５〜３０ｐｐｍ、好ましく
は１０〜２５ｐｐｍ、さらに好ましくは１２〜２２ｐｐｍ含むものとする。
【００２２】
蛍光体の平均粒径（Ｄ）は、１０〜２０μｍ、好ましくは１３〜１８μｍの範囲であり、
その粒子形状は球状のものがよく、Ｗａｄｅｌｌの球形度（Ψ）において０．８以上、好
ましくは０．８５以上のものを用いる。かつ蛍光板の蛍光体重量（ＣＷ）は２７０〜３８
０ｍｇ／ｃｍ２、好ましくは３００〜３５０ｍｇ／ｃｍ２とすることを特徴とする。
【００２３】
これにより光出力が従来の１．４倍以上にも及び、Ｘ線停止２０ｍｓ後のアフターグロー
が０．０６％以下である蛍光板が提供できる。かかるＸ線蛍光板は、Ｘ線管電圧が従来の
８０〜１２０ｋＶを超える照射Ｘ線を用いた、透過光検出Ｘ線検査装置に特に適したもの
である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＸ線検出器においては、相対光出力が少なくとも１１０％（対標準蛍光体）以
上で、２０ｍｓ後のアフターグローが０．０６％以下の特性を同時に得ることができ、こ
の様なＸ線検出器を用いてＸ線検査装置を構成すれば、比較的低強度のＸ線によって十分
な検出感度を得ると共に、残像等の無い明瞭な検査画像を得ることができる、低減された
アフターグローを維持し、高速度で連続して検査を行っても、精度の高い検査を可能とす
るものである。本発明のＸ線検査装置は、空港手荷物検査装置に限らず、各種のセキュリ
ティシステムにも応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】Ｘ線検出器に用いられるフォトダイオード（ＰＤ）の分光感度特性を示すイメージ図である。
【図２】Ｘ線管電圧１６０ｋＶにおける蛍光板の光出力を、平均粒径（Ｄ）と蛍光体重量（ＣＷ）に対して示した図である。
【図３】本発明の光出力及びアフターグロー特性を添加Ｃｅ濃度に対して示した図である。
【図４】Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ蛍光体の発光波長特性を示す図である。
【図５】本発明のＸ線検査装置の一実施例の構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明のＸ線検出器の一実施例および本発明に用いられる蛍光板の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明のＸ線検出器およびＸ線検査装置に用いる蛍光体はプラセオジム付活酸硫化ガドリ
ニウムＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒを用いる。
まずＸ線による光出力の向上の要求が強いため、Ｘ線を可視光に変換させる蛍光板の発
光効率を高める必要がある。その方法として、蛍光体の平均粒径を大きくすることが挙げ
られる。平均粒径を大きくすることで蛍光体層は透明性を持ち、発光した光が減衰するこ
となくフォトダイオード（ＰＤ）に到達するため光出力が向上する。ただ平均粒径を大き
くすることには得られる画質が粗くなり、鮮鋭度が低下するというデメリットがある。こ
のため従来は平均粒径が５〜１０μｍの蛍光体が主に用いられてきた。
【００２７】
また、蛍光板の蛍光体層を厚くすることも挙げられ、Ｘ線によって発光する蛍光体の量を
増やすことで光出力が向上する。ただし、蛍光体層が極端に厚くなると、Ｘ線が透過しに
くくなり、また発光した光もフォトダイオード（ＰＤ）まで到達しにくくなるため光出力
は低下し始める。このため従来は蛍光体層の重量が２００ｍｇ／ｃｍ２前後の蛍光板が汎
用品となっていた。
【００２８】
但し、こうした蛍光体の平均粒径、蛍光体層の厚さは、Ｘ線管電圧が８０〜１２０ｋＶの
範囲のＸ線検査装置において用いられてきた条件であり、現在はＸ線管電圧を１２０ｋＶ
より大きくすることで、光出力を稼ぐようになってきている。図２は現在試行されている
Ｘ線管電圧１６０ｋＶにおける光出力を、平均粒径（Ｄ）と蛍光体重量（ＣＷ）に対して
示したもので、Ceを含まない蛍光体を用い、これらの影響を調べたものである。光出力は
従来条件（平均粒径（Ｄ）８μｍ，蛍光体重量（ＣＷ）２００ｍｇ／ｃｍ２）の蛍光板の
光出力を１００として示した。
【００２９】
図２から明らかに、Ｘ線管電圧１６０ｋＶのＸ線強度では、従来とは異なる条件で光出力
の高い値となっている。平均粒径では１０μｍを超える領域で高出力が得られている。但
し実際の画像試験では平均粒径が２０μｍを超えると鮮鋭度の低下が顕著となるため、好
ましい範囲は１０〜２０μｍであり、より好ましくは１３〜１８μｍの範囲であることが
分かった。
【００３０】
また蛍光体層厚についても、従来より厚い領域で、高い出力が得られるものの、蛍光体重
量４００ｍｇ／ｃｍ２程度になると低下傾向が認められる。従って、好ましい領域は蛍光
体重量（ＣＷ）で２７０〜３８０ｍｇ／ｃｍ２、さらに好ましくは３００〜３５０ｍｇ／
ｃｍ２の範囲で高光出力が得られる。このような傾向はＸ線管電圧が１４０〜１８０ｋＶ
の範囲でほぼ同様であった。
【００３１】
表１は蛍光体の平均粒径（Ｄ）を約１５μｍとし、蛍光体の粒子の形状を表わす、Ｗａｄ
ｅｌｌの球形度（Ψ）変えた蛍光体を用いた蛍光板の、Ｘ線による蛍光出力を示したもの
である。蛍光体重量は３００ｍｇ／ｃｍ２とし、Ｘ線管電圧が１６０ｋＶのＸ線強度にて
測定した。光出力は明らかにＷａｄｅｌｌの球形度（Ψ）の値と共に増加する傾向にある
。好ましい球形度（Ψ）は０．８以上、さらに好ましくは０．８５以上である。
【００３２】
【表１】
2020012088.tif 000003
【００３３】
蛍光板の内部では、蛍光体から放射される光が他の蛍光体の表面で反射し、多重反射を繰
り返して、外部に光が取り出される。光の反射現象が生じると、光のエネルギー効率が低
下する。光のエネルギー効率の低下を抑制するために、蛍光体の粒子形状の球形度（Ψ）
を向上させ、粒子の表面積を小さくすることが出力の増加に影響したものと思われる。
【００３４】
Ｗａｄｅｌｌの球形度（Ψ）（以下、「球形度」ともいう）は蛍光体の粒子形状が球形で
あるか否かを判断する指標で、三次元的な尺度である。このような指標としては、粒子の
ＳＥＭ像、投影像などに基づく、アスペクト比、円形度（投影面積の等しい円の周長／粒
子の周長）などが用いられている。これらはいずれも二次元的な尺度で、厳密には
球状の尺度ではない。例えば、コイン状の粒子の場合、円形度では０．９以上の高い値が
出ても、Ｗａｄｅｌｌの球形度では０．６にも満たない値となる。
【００３５】
後述の製造方法を用いて蛍光体を作製することにより球形度を高めることができる。蛍光
体の製造では、蛍光体の構成元素を含む数種類の原料や合成反応を促進するフラックス（
融剤）が用いられる。フラックスとして、希土類酸硫化物ではアルカリ金属燐酸塩が一般
に用いられ、その種類、量を変えることにより粒子の形状を変更できる。球形度１は真球
を意味するが、現実には球形度０．９６以上の蛍光体を得ることは難しく、またコスト高
となる、従って本発明の蛍光体の好ましい球形度としては、０．８以上０．９６以下、さ
らに好ましくは０．８５以上０．９６以下のものである。
【００３６】
Ｗａｄｅｌｌの球形度（Ψ）は、実際の粒子の表面積とその粒子と同じ体積を有する
球の表面積の比として次式（Ａ１）により定義される。
Ψ＝（粒子と同じ体積を有する球の表面積）／（実際の粒子の表面積）    （Ａ１）
【００３７】
通常、任意の体積を有する粒子において、最も小さい表面積を有する粒子は球形の粒子
である。従って、Ｗａｄｅｌｌの球形度（Ψ）は通常の粒子では１以下であり、粒子形状
が球形でない場合は球形に近いほど１に近い。
【００３８】
Ｗａｄｅｌｌの球形度（Ψ）は、次の方法で求められる。まず、粉末の蛍光体の粒度分
布をコールターカウンター法で測定する。コールターカウンター法は、粒子の体積に応じ
た電圧変化から粒度を規定する方法である。コールターカウンター法により得られる粒度
分布において、ある粒径Ｄｉにおける個数頻度をＮｉとする。粒径Ｄｉは、コールターカ
ウンター法により粒度が規定された実際の粒子と同体積の球形粒子の直径である。
【００３９】
個数頻度Ｎｉおよび粒径Ｄｉを用いて粉末蛍光体の比表面積（Ｓ）を計算する。比表面
積は粉体の表面積をその重量で割った値であり、単位重量当たりの表面積として定義され
る。粒径Ｄｉの粒子の重量は、（４π／３）×（Ｄｉ／２）３×Ｎｉ×ρ（ρは粉体の密
度）である。粉体の重量は、粒径毎の粒子の重量の和であり、下記式（Ａ２）で表される
。
粉体の重量＝Σ｛（４π／３）×（Ｄｉ／２）３×Ｎｉ×ρ｝        （Ａ２）
【００４０】
粒径Ｄｉの粒子の表面積は、４π×（Ｄｉ／２）２×Ｎｉである。実際の粒子形状が球
形でない場合、実際の粒子の比表面積は、粒子の表面積をＷａｄｅｌｌ球形度（Ψ）で割
った値（｛４π×（Ｄｉ／２）２×Ｎｉ｝／Ψ）であり、粉体の比表面積（Ｓ）は、粒径
毎の粒子の比表面積の和であり、下記式（Ａ３）で表される。実際にはＷａｄｅｌｌ球形
度（Ψ）が粒径毎に異なる値であることも考えられるが、粉体全体として球形からのずれ
として平均的な値であると解釈することができる。
Ｓ＝［Σ｛４π×（Ｄｉ／２）２×Ｎｉ｝／Ψ］／［Σ｛（４π／３）×（Ｄｉ／２）
３×Ｎｉ×ρ｝］
＝（６／ρ／Ψ）×｛Σ（Ｄｉ２×Ｎｉ）｝／｛Σ（Ｄｉ３×Ｎｉ）｝    （Ａ３）
【００４１】
粉体の粒径を測定する方法としては、通気法（ブレーン法、フィッシャー法等）が知ら
れている。通気法では、両端が開放した金属製のチューブに粉体を詰め、その粉体層に空
気を通過させて、空気の通過割合から粒径を規定する。通気法により規定された粒径を比
表面積径（ｄ）ともいう。比表面積径（ｄ）と比表面積（Ｓ）とは下記式（Ａ４）の関係
がある。
Ｓ＝６／ρ／ｄ        （Ａ４）
【００４２】
従って、Ｗａｄｅｌｌの球形度（Ψ）は、下記式（Ａ５）で表され、粒度分布から計算
される比表面積と通気法の粒径から計算される比表面積とを比較することにより算出する
ことができる。粒度分布の粒径は通常粒径範囲として表わされるが、本実施形態では粒径
Ｄｉを粒径範囲の中間値とし、精度をあげるために粒径範囲を０．２μｍ毎にする。粒度
分布を対数正規確率紙にプロットすると２本の直線で近似できる。従って、その２本の正
規確率分布から０．２μｍ毎の個数頻度データを容易に得ることができる。
Ψ＝ｄ×｛Σ（Ｄｉ２×Ｎｉ）｝／｛Σ（Ｄｉ３×Ｎｉ）｝        （Ａ５）
【００４３】
蛍光体のアフターグローは例えばＣｅを添加することで制御することができる。図３は本
発明のＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ蛍光体を使用した蛍光板を、Ｘ線検出器およびＸ線検査装置に
使用した場合の光出力及びアフターグロー特性を示している。蛍光体の平均粒径を約１５
μｍとし、蛍光体重量は３００ｍｇ／ｃｍ２とし、Ｘ線管電圧が１６０ｋＶのＸ線強度に
て測定したものである。
【００４４】
図４に示されるＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ蛍光体の発光スペクトルは、発光波長のピークが５１
２ｎｍ、６７０ｎｍ、７７０ｎｍ付近であり、かつ発光効率（Ｘ線を可視光に変換する効
率）が非常に高い。したがって、Ｘ線検出器において、４００〜９００ｎｍに受光感度の
ピークを有するシリコンホトダイオード（Ｓｉ−ＰＤ）を用いた場合、蛍光板との相性が
よく高出力で検出を行うことができる。またＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒに加えるＣｅ共付活剤は
、発光波長に影響を与えることは無く、Ｃｅ添加しても発光ピーク波長は変わらない。
【００４５】
一方の蛍光体のアフターグロー特性は２０ｍｓ後の光出力が０．０６％以下であることが
望ましい。０．０６％以下であれば、通常の条件で連続してＸ線の検出を行っても、残像
の残らない鮮明な画像を得ることができる。この特性であれば、現在の検査装置を使用し
てどの様な速度で行っても、残像の無い鮮明な画像を得ることができる。図４の本発明の
蛍光体は、Ｘ線の照射を止めた２０ｍｓｅｃ後の光出力は、０．０６％と非常に低い値を
示しており、優れたアフターグロー特性を示している。このため、この様な蛍光体を有す
る蛍光板を用いて、連続してＸ線の検出を行う場合に、残像の残らない鮮明な画像を得る
ことができる。
【００４６】
本発明のこのような光出力及びアフターグロー特性は、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ蛍光体におい
て、Ｐｒの濃度を最適化すると共に、Ｃｅを共付活することで得られる。Ｐｒ濃度に対し
て光出力は０．０５〜０．１重量％の範囲でピークを示した後徐々に低下していく。実用
上０．０１〜０．３重量％が好ましく、０．０３〜０．２重量％がより好ましく、０．０
４〜０．１重量％がさらに好ましい濃度範囲である。またＣｅにおいては、その添加がア
フターグローの低減に有効である反面光出力の低下を引起すため、過剰の添加は好ましく
ない。実用上Ｃｅ濃度が５〜３０ｐｐｍ、好ましくは１０〜２５ｐｐｍ、さらに好ましく
は１２〜２２ｐｐｍ含むものとする。
【００４７】
特許文献１では、使用可能な蛍光体として、例えばＧｄ２Ｏ２Ｓ：ＴｂやＢａＦＣｌ：Ｅ
ｕなどの蛍光体も挙げられているが、Ｔｂ付活蛍光体の場合、２０ｍｓｅｃ後のアフター
グロー特性が０．０６％以下の特性を得ることが難しく、本発明の目的には適さない。ま
たＢａＦＣｌ：Ｅｕ蛍光体は、アフターグロー特性のみを満足することは可能であるが、
輝度を含めた総合特性で比較すると、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：ＰｒまたはＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ、Ｃ
ｅより劣るため、この蛍光体を単独で使用することはできない。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。 
図５は、本発明のＸ線検査装置を空港荷物検査装置に適用した一実施例の構成を模式的に
示す図である。同図において、１はＸ線照射手段例えばＸ線管であり、このＸ線管１から
射出されたＸ線Ａは、コンベアなどで移動する被検査物２、例えば荷物に対して走査照射
される。なお、被検査物である荷物は、Ｘ線の検出感度に応じた速度で移動する。
荷物を透過したＸ線Ｂは、Ｘ線検出器３によって検出される。これらＸ線検出器によって
検出された透過Ｘ線は、連続的な強度値として測定され、このＸ線強度に応じて液晶ディ
スプレー等の表示装置４上に荷物内部の状態が画像化される。そして、この画像によって
荷物内部の検査が行われる。
【００４９】
上記したＸ線検出器は、図６に示すような構成を有している。
検出器本体のＸ線入射面の内側には、蛍光発生手段として、発光方向を検出器本体５の内
側に向けた蛍光板が設置されている。Ｘ線入射面の反対側には、光電変換手段としてフォ
トダイオード（ＰＤ）が設置されている。このＰＤとしては、 ４００〜９００ｎｍに受
光感度を有するものが使用される。まずＸ線入射面の内側に配置された蛍光板にＸ線が照
射され、ＰＤに向けて発光される。そして、これら可視光がＰＤによって検知され、Ｘ線
の強度が求められる。
【００５０】
実施例１における蛍光板はＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ，Ｃｅ蛍光体を用いたものである。
この蛍光体は以下の工程を経て製造される。まず酸化プラセオジウムと酸化セリウムを、
ＰｒとＣｅを重量部で目的の比率（９９．３:０．７）で硝酸に溶解し、両者の混合溶液
を作製する。次にこの溶液を、例えば所定量のシュウ酸ジメチル溶液と反応させ、Ｐｒと
Ｃｅの共沈シュウ酸塩を得る。この共沈シュウ酸塩を大気中、１０００℃以下の温度で数
時間焼成し、ＰｒとＣｅの混合酸化物を得る。こうして、ＰｒとＣｅが微小な単位まで均
一に分散された混合粉末が得られる。
【００５１】
次に、蛍光体を合成する工程として、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ母体に対するＰｒ添加量が０．０７重
量％（同時にＣｅ添加量が０．０００５重量％）となる割合で、原料の酸化ガドリニウム
、付活剤混合酸化物（Ｐｒ，Ｃｅ）、イオウ、更にフラックス材料（アルカリ金属炭酸塩
、アルカリ金属燐酸塩、アルカリ金属ハロゲン化物等）を粉末の状態で十分混合し、容器
に入れて１０００〜１４００℃の温度で数時間焼成する。イオウやフラックス材料の量、
種類を変えることにより、蛍光体の平均粒径、粒子形状を制御することが出来る。こうし
て得られた蛍光体焼成物を、洗浄、分散、篩別等の工程を経て、蛍光体完成品とする。
【００５２】
次に比較例として、従来の製造方法による蛍光体も同時に合成した。ＰｒやＣｅの添加量
は本発明と同様のＧｄ２Ｏ２Ｓ蛍光体を製造した。比較例の製造方法では、付活剤のみの
混合酸化物は作製せず、出発原料として、酸化ガドリニウム、酸化プラセオジウム、酸化
セリウム、硫黄、更にフラックス剤をそれぞれ所定量混合し、粉末の状態で十分混合し、
原料混合粉末を得た。次に焼成工程以降は本発明と全く同じ方法で、蛍光体の完成品を得
た。続いて、入射側の蛍光板を作成した。蛍光板は、図６に示す様に、プラスチックフィ
ルムや不織布の支持体上に、本発明または比較例の蛍光体を、バインダーおよび有機溶剤
と共に混合したスラリーを塗布することによって、蛍光体層を形成した。
【００５３】
同様にして、実施例２以下に、本発明の種々蛍光体を、蛍光板に適用した時のＸ線検出器
の特性を、比較例の蛍光体による蛍光板を用いた場合と対比して表２に示す。これらの実
施例では、蛍光体の種類および蛍光体重量を変更したのみで、蛍光板の製造方法、Ｘ線検
出器の構成等は実施例１と同じものを用いた。
なお、光出力に関しては、１１０％を超えれば良く、２０ｍｓ後のアフターグローは０．
０６％以下であればよい。
【００５４】
【表２】
2020012088.tif 000004
【００５５】
表２はＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ蛍光体において、平均粒径、蛍光体重量、及びＣｅ濃度を
変化させた時の検出器の相対光出力と、アフターグロー特性をそれぞれ表す。表２から平
均粒径を大きくするとともに、相対光出力は高くなることがわかる。一方、Ｃｅ濃度を増
加させたときは、相対光出力は低くなり、アフターグロー特性は小さくなることがわかる
。相対光出力は高ければ高いほど良いのが当然であるが、比較標準蛍光体（比較例１）に
対して少なくとも１１０％以上が必要である。この値より低くなると、限界以上にＸ線強
度を強くするか、Ｘ線強度を変えない場合には、正確に画像を分析するだけの光出力が得
られなくなる。一方、アフターグローは低ければ低い方が残像のないＸ線画像が得られる
が、Ｃｅ濃度を高くすると必要とする光出力が得られなくなるため、少なくとも０．０６
％以下であれば十分である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の蛍光板を用いることにより、より高速処理される方向にある荷物検査において、
鮮明な画像が提供できる。また、その蛍光板を用いたＸ線検査装置は、空港手荷物検査装
置に限らず、各種のセキュリティシステムにも応用が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  Ｘ線管
Ａ  照射Ｘ線  
２  被検査物
Ｂ  透過Ｘ線
３  Ｘ線検出器
４  表示装置
５  検出器
【図１】
2020012088.tif 000005
【図２】
2020012088.tif 000006
【図３】
2020012088.tif 000007
【図４】
2020012088.tif 000008
【図５】
2020012088.tif 000009
【図６】
2020012088.tif 000010