(57)【要約】【課題】素子間で検出精度等の特性のばらつきがなく、高精度で高検出出力のシンチレータを簡単な工程で製造する。【解決手段】直方体状のシンチレータ素材１０に、ｘ方向及びｙ方向に沿って所定ピッチ、所定幅、所定深さの格子状の切り込み溝２０を形成する。この切り込み溝２０に、白色拡散反射層／金属膜／白色拡散反射層の３層構造のセパレータを挿入し、セパレータが挿入された切り込み溝２０に、遠心機を用いて、反射材粉末を含む樹脂を注入・硬化し、反射層を形成する。次いでｚ方向に沿って切断し、４周に反射層が形成された柱状シンチレータ要素を格子状に配列したシンチレータを得る。このシンチレータは反射層の幅のばらつきが±０．０１０ｍｍ以下であり、且つ反射層に含まれる気泡を実質ゼロにすることができるので、各要素の特性が均一でばらつきのない検出器を構成できる。【選択図】図８
2004061492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の柱状のシンチレータ要素を、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ配列し、各シンチレータ要素の配列方向の周囲４面に反射層を設けて成る放射線検出器用シンチレータにおいて、少なくとも前記シンチレータ要素の間に設けられる反射層は反射材を含有する樹脂からなり、前記反射材の含有量が配列方向と直交する方向に単調に変化していることを特徴とする放射線検出器用シンチレータ。
【請求項２】
請求項１記載の放射線検出器用シンチレータであって、少なくとも前記各シンチレータ要素の間に設けられる反射層は、その中央部にセパレータ板が挿入されていることを特徴とする放射線検出器用シンチレータ。
【請求項３】
前記セパレータ板は、金属膜の両面にそれぞれ白色拡散反射層を積層した３層構造を有することを特徴とする請求項２記載の放射線検出器用シンチレータ。
【請求項４】
直方体状のシンチレータ素材に、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定ピッチ、所定幅、所定深さの切り込み溝を形成する工程と、遠心機を用いて、前記切り込み溝に反射材粉末を含む樹脂を注入する工程と、前記樹脂を硬化する工程と、樹脂の硬化後に前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に沿って切断する工程とを含む放射線検出器用シンチレータの製造方法。
【請求項５】
直方体状のシンチレータ素材に、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定ピッチ、所定幅、所定深さの切り込み溝を形成する工程と、前記切り込み溝に、溝幅より厚さの小さいセパレータを挿入する工程と、前記セパレータを挿入した切り込み溝に、遠心機を用いて反射材粉末を含む樹脂を注入する工程と、前記樹脂を硬化する工程と、樹脂の硬化後に前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に沿って切断する工程とを含む放射線検出器用シンチレータの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載の製造方法によって製造された放射線検出器用シンチレータ。
【請求項７】
複数の柱状のシンチレータ要素を、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ配列し、各シンチレータ要素の配列方向の周囲４面に反射層を設けて成る放射線検出器用シンチレータにおいて、前記反射層は反射材を含有する樹脂からなる第１の反射層と、前記第１の反射層の中央部に挿入され、前記第１の反射層と接する第２の反射層を有するセパレータとを有することを特徴とする放射線検出器用シンチレータ。
【請求項８】
請求項７記載の放射線検出器用シンチレータであって、前記セパレータは、金属膜の両面にそれぞれ白色拡散反射層を積層した３層構造を有することを特徴とする放射線検出器用シンチレータ。
【請求項９】
請求項７記載の放射線検出器用シンチレータであって、前記第１の反射層の、十分に厚い試料の拡散反射率Ｒ∞が、前記セパレータの第２の反射層の拡散反射率Ｒｂより大であることを特徴とする放射線検出器用シンチレータ。
【請求項１０】
シンチレータと、このシンチレータの発光を検出する光検出器を備えた放射線検出器において、前記シンチレータとして請求項１〜３及び６〜９のいずれか１項記載のシンチレータを用いたことを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
Ｘ線源と、このＸ線源に対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源及びＸ線検出器を保持し、被検体の周りを回転駆動される回転円板と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づき前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器として請求項１０記載の放射線検出器を用いたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線、γ線などを検出する放射線検出器に関し、特にＸ線ＣＴ装置やポジトロンカメラ等などの放射線検出器に好適な放射線検出器用シンチレータとその製造方法、並びにそれを用いたＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線ＣＴ装置などに用いる放射線検出器としては、キセノンのガスチャンバー、ゲルマニウム酸ビスマス（ＢＧＯ結晶）と光電子増倍管を組み合わせたもの、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ４）とフォトダイオードを組み合わせたものなどが用いられてきたが、近年、放射線からの光への変換効率の高い希土類系蛍光体が開発され、このような蛍光体とフォトダイオードを組み合わせた放射線検出器が実用化されている。
【０００３】
このような放射線検出器は、例えば柱状のシンチレータ要素の周囲４面に反射材を設けた素子を直線状或いは格子状に配列した構造を有しており、放射線検出器としての精度を高めるためには、素子の配列ピッチや各素子の性能の均一性が要求されている。
【０００４】
上記構造の放射線検出器を製造する方法として、例えば特許文献１に、１）複数の板状のシンチレータ素材を反射材を介して所定間隔に積層して一次積層ブロックとした後、２）その積層ブロックを所定の厚さに切断して多数の角柱状シンチレータ素材と反射材とから構成された中間板を製造し、３）この中間板を反射材を介して所定の間隔に積層して二次積層ブロックとし、４）この二次積層ブロックを所定の厚さに切断する方法が開示されている（従来技術１という）。また特許文献２には、１）板状のＢＧＯ結晶に所定ピッチで幅０．５ｍｍ、深さ１２ｍｍ程度の切り込み溝を格子状に形成し、２）この切り込み溝内に反射材粉末を含有する樹脂溶液を充填し、３）減圧装置内に入れて樹脂溶液を真空脱泡、脱溶媒して乾燥させる方法が記載されている（従来技術２という）。
【特許文献１】特開平１１−２３１０６１号公報
【特許文献２】特開平５−１９０６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、放射線検出器の高精度化に伴い、検出器を構成するシンチレータとして約１×２×２ｍｍ３程度の寸法を持ったものが使用されるようになり、周囲の反射材の厚みも数百μｍ程度の薄さになっている。このような寸法の検出器では、シンチレータ要素や反射材の寸法精度が数十μｍ程度ばらついても検出器の検出精度に影響を与え、リング状のアーチファクト発生の原因となる。また反射材内部や反射材とシンチレータとの界面に気泡や欠陥があるとシンチレータ要素の感度分布のばらつきが大きくなり、これもアーチファクトの原因となる。
【０００６】
このような状況において、上記従来技術１ではシンチレータ要素の周囲に反射材を形成するために二度にわたって高精度な積層を行う必要があり、多大の時間と手間を必要とするという問題があった。また従来技術２では、縦横の切り込み溝を同一の機械加工によって行うことによりシンチレータ間隔（反射材の厚み）の精度を機械加工の精度まで高めることができるが、切り込み溝の幅が狭くなると樹脂溶液を溝内に充填するのが困難となり、また充填できたとしても減圧装置による真空脱泡には限界があり、反射層毎に残留気泡のばらつきを生じ、高精度の検出器が得られないという問題があった。また従来技術２では、最終形態においてシンチレータ要素に分離されていない領域があった。
【０００７】
一方、各シンチレータ要素間に挿入される材料としては、シンチレータが発する光を反射させてシンチレータの出力を高めるための反射材料や、光の透過を抑制しシンチレータ要素間のクロストークを防止するための遮蔽材料がある。反射材料としては、鏡面加工した金属板や二酸化チタンや硫酸バリウム等の白色顔料からなる反射材を含む白色塗料などが用いられている。また光の透過を抑制する材料としては鉛、モリブデンなどの重金属薄板が用いられている。
【０００８】
上述の従来技術２のように、シンチレータ要素間に形成された溝内に反射層の材料を充填する場合には、樹脂中に反射材を分散させたものが用いられている。しかし従来の製造方法では、幅の狭い溝に材料を充填するために高粘度材料を用いることができないため、反射層中に含有できる反射材の量に限界があり、十分な反射特性が得られない、クロストークを生じるといった問題あった。
【０００９】
これに対し、板状のシンチレータ要素を積層してシンチレータブロックを製造する場合には、金属薄板の両面に白色塗料の塗布層を設けたものや、白色の高分子フィルム、これらを組み合わせたセパレータが用いられている。また特許文献３には、金属膜を形成した白色フィルム２枚を金属膜が内側となるように積層したものをセパレータとして用いることが記載されている。
【特許文献３】特許公報第２９３０８２３号
【００１０】
セパレータとして金属板の両面に白色塗料の塗布層を設けたものを用いた場合には、クロストークを防止する効果を向上することができるが、塗布層の厚みの不均一に起因し、シンチレータ要素に反射特性のばらつきを生じるという問題がある。一方、白色フィルムを用いたものでは白色顔料の塗布層に比べ、反射特性が低く、極めて高い検出感度が要求される用途では十分な性能を得ることができない。
【００１１】
本発明は、上述した従来の製造方法及び材料で製造されたシンチレータ及び検出器に関する諸問題を解決することを課題とする。即ち、本発明の一つの目的は、シンチレータ要素が分離された高精度の放射線検出器用シンチレータを比較的簡単な工程で製造することができる製造方法を提供すること、それによってシンチレータ要素の感度のばらつきがない高精度の放射線検出器用シンチレータを提供することである。また本発明の他の目的は、シンチレータ要素間に設けられた反射層が均一であり且つ反射特性に優れ、高い検出感度を有する放射線検出器用シンチレータを提供することである。さらに本発明の目的は、このようなシンチレータを用いることにより検出精度が高く、アーチファクトを抑制したＸ線ＣＴ装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する本発明の放射線検出器用シンチレータは、複数の柱状のシンチレータ要素を、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ配列し、各シンチレータ要素の配列方向の周囲４面に反射層を設けて成る放射線検出器用シンチレータにおいて、少なくともシンチレータ要素の間に設けられる反射層は反射材を含有する樹脂からなり、前記反射材の含有量が配列方向と直交する方向に単調に変化しているものである。反射材の含有量の変化率は、単位長さ当たり０ｗｔ％／ｃｍを超え、２０ｗｔ％／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
また本発明の放射線検出器用シンチレータの製造方法は、直方体状のシンチレータ素材に、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定ピッチ、所定幅、所定深さの切り込み溝を形成する工程（１）と、遠心機を用いて、前記切り込み溝に反射材粉末を含む樹脂を注入する工程（２）と、前記樹脂を硬化する工程（３）と、樹脂の硬化後に前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に沿って切断する工程（４）を含むものである。
【００１４】
シンチレータ素材が、希土類酸化物蛍光体からなる場合には、シンチレータ特性を高めるためにアニールする工程を含めることが好ましく、この場合、アニールする工程は、工程（１）に先立って、及び／又は、工程（１）と工程（３）との間に行なうことが好ましい。工程（１）に先立って行なうアニールによって、シンチレータ素材の製造時に発生する熱ひずみ等を緩和でき、また工程（１）において切り込み溝形成した後にアニールすることにより、アニール工程を効率よく行なうことができシンチレータ特性の優れたシンチレータを得ることができる。
【００１５】
本発明の製造方法によって形成されたシンチレータは、遠心法によって切り込み溝に反射層を構成する材料を注入することにより、幅が狭い溝や深い溝であっても空気が混入することなく確実に溝内に材料を注入することができる。こうして形成されたシンチレータは、溝の深さ方向に反射材粉末の濃度に傾斜を生じるが、反射材粉末の粒径及び分布範囲を適切に選択することによって、溝深さ方向の反射率変化を許容範囲内に押さえることができる。
【００１６】
またこの製造方法によって形成された本発明のシンチレータは、反射層の厚さ寸法ばらつきを、切り込み溝を形成する際の加工精度と同程度まで高めることができる。具体的には、第１及び第２の方向について、それぞれ±０．０１０ｍｍ以下とすることができる。これによってシンチレータ要素毎の特性のばらつきのない放射線検出器用シンチレータが得られる。
【００１７】
上記本発明の放射線検出器用シンチレータにおいて、好適には、反射層はさらにその中央部にセパレータ板を含む。セパレータ板は、例えば、金属膜の両面に白色拡散反射層を積層した３層構造を有するものとする。
反射材を含有する樹脂からなる反射層に、セパレータ板を挿入することにより、さらに反射層の反射特性、光透過阻止特性を高めることができる。特にセパレータ板として金属膜の両面に白色拡散反射層を持つ３層構造のものを採用することにより、各シンチレータ要素はそれぞれ両側に２層の反射層を備えたものとなり、クロストークを防止してしかも反射特性を大幅に向上することができ、空間分解能と検出感度とを高めることができる。
【００１８】
本発明の第２の目的を達成する放射線検出器用シンチレータは、複数の柱状のシンチレータ要素を、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向にそれぞれ配列し、各シンチレータ要素の配列方向の周囲４面に反射層を設けて成る放射線検出器用シンチレータにおいて、反射層は反射材を含有する樹脂からなる第１の反射層と、前記第１の反射層の中央部に挿入され、前記第１の反射層と接する第２の反射層を有するセパレータとを有することを特徴とするものである。
【００１９】
この放射線検出器用シンチレータは、反射層が、第１の反射層／白色セパレータからなる第２の反射層／第１の反射層の３層で構成されるので、シンチレータ要素ごとに高い検出感度が実現される。特に、白色セパレータを２枚の白色反射拡散層の間に金属膜を有するものとすることにより、反射層の高いクロストーク防止効果を得ることができる。
【００２０】
さらに本発明の放射線検出器用シンチレータは、第１の反射層の、十分に厚い試料の拡散反射率Ｒ∞が、前記第２の反射層の拡散反射率Ｒｂより大であることが望ましい。ここで十分に厚い試料の拡散反射率とは、それ以上試料の厚みを厚くしても拡散反射率が変化しない厚みにおける拡散反射率をいう。
第１の反射層の拡散反射率Ｒ∞を、第２の反射層の拡散反射率Ｒｂよりも大とすることにより、反射層全体としての反射率を９０％以上にすることができ、シンチレータの光出力を向上することができる。
【００２１】
本発明の放射線検出器は、上述した本発明のシンチレータを用いたものであり、具体的には、柱状の４周面に反射層が配置されたシンチレータ素子を複数配列したシンチレータと、このシンチレータの発光を検出する光検出器を備えたものである。この放射線検出器は、シンチレータとして本発明のシンチレータを用いたことにより、素子間の特性のばらつきがなく、高い検出精度を実現できる。
【００２２】
このＸ線ＣＴ装置は、上記素子間の特性のばらつきがなく高い検出精度のＸ線検出器を備えたことにより、リングアーチファクトが抑制され、高品質のＣＴ画像を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放射線検出器用シンチレータ、それを用いた放射線検出器及びその製造方法について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態による放射線検出器を示す図であり、この放射線検出器は、格子状に配列した複数の柱状のシンチレータ要素１２と、柱状のシンチレータ要素１２の周囲４面に設けられた反射層１３と、シンチレータ要素１２の周囲面と直交する一方の面に設けられた光検出器１１と、光検出器１１が設けられた面と平行な面に設けられた反射層１３’とを備えている。尚、図は放射線検出器の一部であって、一つの方向（紙面、横方向）に配列した３つのシンチレータ要素１２のみを示しているが、この方向と直交する方向（紙面に直交する方向）にも複数のシンチレータ要素が同様の構造で配列している。
【００２５】
光検出器１１としては、光電増培管、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード等の公知の光検出器を用いることができる。
シンチレータ要素１２は、Ｘ線やγ線などを受光することにより光を発生するもので、希土類系蛍光体等の公知の材料からなる。好適な希土類系蛍光体として、例えば本発明者らが提案した、発光中心元素がＣｅで、Ｇｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｏを主要元素とするガーネット構造の酸化物蛍光体（特願２０００−３８９３４３号）を用いることができる。
【００２６】
反射層１３は、有機樹脂中に無機化合物粉末を反射材として含有せしめたものからなる。有機樹脂としては、放射線による劣化や着色が少なく接着力の強いものが好ましく、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。
【００２７】
無機化合物粉末としては、５３５ｎｍ前後の波長で光反射率が９０％以上確保でき、しかも放射線照射による劣化の少ない材料が好ましく、具体的には酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム等の無機化合物粉末を使用することができる。無機化合物粉末は粒子径が小さく且つ粒子径分布が狭いものが好ましい。具体的には、平均粒子径３μｍ以下、粒子径分布（標準偏差）２μｍ以下、より好ましくは平均粒子径１μｍ以下、粒子径分布１μｍ以下のものが好ましい。
【００２８】
反射材の含有量は、シンチレータ要素が発生する光をできるだけ多く反射し且つ隣接するシンチレータ要素に対し遮蔽するために、反射材／（反射材＋樹脂）の重量比（％）で３０〜８０ｗｔ％の範囲が好ましい。反射材の含有量が３０ｗｔ％より少ないと十分な反射性及び遮蔽性を得られず、検出能力が低下するとともにシンチレータ要素間のクロストークを生じてしまう。また８０ｗｔ％を超えると、樹脂硬化前の粘度が高くなり、後述する製造方法によっても反射層を形成する際にシンチレータ要素間に反射層形成材料を注入することが困難になる。有機樹脂に反射材を含有せしめた反射層形成材料の硬化前の粘度は、数千〜数十万ｃＰｓ程度とすることが好ましい。このような反射層形成材料の粘度は、有機樹脂の選択、無機化合物粉末の含有量等を調整することにより調整することができる。
【００２９】
また本発明のシンチレータは、反射材の含有量がシンチレータの高さ方向に変化していることが特徴である。これは本発明のシンチレータの製造方法に起因するものであり、反射材の濃度に傾斜を生じるような製造方法を採用して製造することにより、本発明のシンチレータはクロストークに有害な気泡を反射層に含むことなく、反射特性が優れ、全ての反射層で特性むらのないシンチレータとすることができる。濃度傾斜は、単位長さ当たり０ｗｔ％／ｃｍを超え、２０ｗｔ％／ｃｍ以下、好適には１０ｗｔ％／ｃｍ以下、より好適には５ｗｔ％／ｃｍ以下である。
【００３０】
濃度傾斜が２０ｗｔ％／ｃｍ以上では、反射層の光反射率が厚さ方向で約４％以上変化する。シンチレータの厚さを約２．０ｍｍとすると、光反射率がシンチレータの厚さで０．８％異なることになり、検出器としたときに感度むらを生じアーチファクトの原因となる。濃度傾斜を２０ｗｔ％／ｃｍ以下とすることにより、このような感度むらをなくすことができる。
【００３１】
反射層の厚さは放射線検出器によって異なるが、例えば０．１〜０．３ｍｍの範囲とすることができる。本発明の放射線検出器では、後述する製造方法で製造することにより、反射層の幅の精度を±０．０１０ｍｍ以下に抑えることができる。また本発明の放射線検出器は、素子間のクロストークを減ずるために、反射層の内部にモリブデン、タングステン、ステンレス等からなる金属遮蔽板を含むことができる。
【００３２】
次にこのように構成される本発明のシンチレータの製造方法について説明する。
図２は本発明のシンチレータの製造工程の一例を示す図であり、シンチレータ素材として酸化物蛍光体を用いた場合を示す。図示するように、直方体形状のシンチレータ素材１０を用意し、このシンチレータ素材１０の一つの面に垂直で且つ互いに直交する二方向の切り込み溝を２０形成する（ステップ２０１）。図ではシンチレータ素材の縦方向をｙ、横方向をｘ、高さ方向をｚとしたとき、溝はその深さ方向がｚとなるように、ｘ方向及びｙ方向に形成される。切り込み溝の深さＨは、シンチレータ素材の高さＺよりも浅く、シンチレータ素材は切断されず数ｍｍ程度残した状態とする。
【００３３】
溝の深さ、幅、ｘ方向及びｙ方向のピッチは、放射線検出器の用途によって異なるが、例えば溝の深さは、１０〜３０ｍｍである。またＸ線ＣＴ用のＸ線検出器の場合、例えば幅０．１〜０．３ｍｍ、ピッチ１．０〜２．５ｍｍ程度である。従来の、反射層形成材料の自重によって溝内に注入する方法、プレスなどの機械的な加圧法、真空中で含浸させる法では、幅の狭い溝に気泡を生じることなく反射層形成材料を注入することが困難であったが、本発明の方法では上述した狭い幅の溝や深い溝であっても、気泡を生じることなく反射層形成材料を確実に底部まで注入することができる。
【００３４】
このような切り込み溝は、ワイヤーを供給しながら往復運動させて加工するマルチワイヤーソーや、ダイヤモンドで被覆された切刃を有するスライサー等の高精度の加工機械を用いて形成することができ、これにより、溝のピッチ、幅を加工機械の精度と同程度まで高めることができる。具体的には、切り込み溝の溝幅ばらつき及びピッチばらつきを±０．０１０ｍｍ以下にすることができる。なお、ばらつき精度が０．０１ｍｍ以上では、検出器の精度が低下し、リング状アーチファクトが発生しやすくなる。
【００３５】
切り込み溝を形成した後、シンチレータ素材をアニール処理する（ステップ２０２）。アニール処理は一般に酸化物蛍光体にシンチレータ特性を付与するために行なわれる処理であり、例えば温度１１００〜１６００℃の高温で数１０分〜数時間、酸素中で熱処理する。このようなアニール処理は、シンチレータ材料に切り込み溝を形成する前に行なうこともできるが、本実施形態の製造方法では、アニール処理前に切り込み溝を形成しているので、アニール効率を高めることができる。
【００３６】
次いで切り込み溝内に反射層を形成する材料を注入する（ステップ２０３〜２０５）。このため、まずシンチレータ素材を切り込み溝が上面になるように成型枠中に配置し（ステップ２０３）、反射材を含有する未硬化の有機樹脂を切り込み溝上面に配置した後（ステップ２０４）、遠心機に入れ、遠心注型する（ステップ２０５）。既に述べたように、反射層を形成する材料は、有機樹脂中に無機化合物粉末を分散させたものからなり、粘度が数千〜数十万ｃｐｓ程度となるように調整されている。粘度を調整した反射層形成材料を用いることにより遠心注型により溝の底部まで材料を注入することができ、しかも樹脂中の気泡を実質的になくすことができる。
【００３７】
遠心注型により気泡を除去するメカニズムを図３により説明する。有機樹脂６の密度をρ、粘度をμ、無機化合物粉末７の密度をρｓ、直径をｄｓ、気泡８の密度をρ０、直径をｄ０とする。一般に液体中での粒子（直径ｄｓ、密度ρｓ）の運動は、粒子の速度をｕｓとすると、レイノルズ数Ｒｅ（＝ｄｓｕｓρｓ／μ）の範囲によって、ストークスの法則、アレンの法則、ニュートンの法則が適用される。上述した反射層形成材料では、粘度μが大きく、粒子の運動の抵抗はもっぱら摩擦によって生じ、レイノルズ数は５．８以下となり、ストークスの法則が適用される。
【００３８】
ストークスの法則に従えば、粒子に働く抵抗力ＲはＲ＝３πｄｓｕｓμで表される。一方、有機樹脂と粒子との相対変位のための有効遠心力は、質量ｍの粒子が半径ｒの円周上を角速度ωで回転するときは、次式（１）である。従って両者のつり合いから粒子の移動速度ｕｓは式（２）で表される。
【００３９】
【数１】
2004061492.tif 000003
【数２】
2004061492.tif 000004
【００４０】
一方、気泡の移動速度ｕ０は、式（３）となる。故に、有機樹脂６中に分散する無機化合物粉末粒子７と気泡８の移動速度比は、式（４）で表される。
【００４１】
【数３】
2004061492.tif 000005
【数４】
2004061492.tif 000006
【００４２】
例えば、ρ０＝０、ρｓ＝４．２ｇ／ｃｍ３、ρ＝１．４ｇ／ｃｍ３、ｄ０＝１０μｍ、ｄｓ＝１μｍとすると、ｕ０／ｕｓ＝−５０となる。即ち、気泡８は無機化合物粉末７と反対方向に、５０倍の速度で遠心力とは逆方向に移動する。このことから、遠心注型によって狭くて深い切り込み溝に、気泡がなくなるような状態で効率よく注入できることがわかる。
【００４３】
上述した遠心注型においては、前述の気泡の除去と同時に、無機化合物粉末７の有機樹脂６に対する相対変位が生じる（図４）。その結果、図５に示すように、反射層は注入方向（溝の深さ方向）に無機化合物含有量が段階的に異なる３つの領域Ａ、Ｃ、Ｂに分かれる。上側の領域Ａは無機化合物の含有量が少なく、下側の領域Ｂは無機化合物の含有量が多い。これら領域は、後続するスライス工程で切断されシンチレータとしては利用しない領域であり、できるだけ狭いことが望ましい。これら領域Ａ、Ｂを狭くするためには、式（４）において粒子の密度ρｓと有機樹脂の密度ρとの差をできるだけ小さくするか、粒子の粒子径ができるだけ小さくする必要がある。具体的には、無機化合物粉末の平均粒径を３μｍ以下とすることにより、領域Ａ、Ｂを全体の厚みの約５％以下に抑え、シンチレータとして利用できる領域Ｃを広くすることができる。
【００４４】
一方、反射層として有効な領域Ｃは、無機化合物粉末の粒子径分布に起因して注入方向に無機化合物含有量の傾斜αを生じる。本発明者らの研究によれば、シンチレータの反射率の変化は、厚さ方向について４％／ｃｍ以内であれば許容することができ、反射率の変化４％／ｃｍは無機化合物含有量の傾斜２０ｗｔ％／ｃｍに対応する。無機化合物粉末の粒子径分布の指標である標準偏差を２．０μｍ以下にすることにより、無機化合物含有量の傾斜２０ｗｔ％／ｃｍ以下に抑えることができ、感度むらのない検出器を構成することができる。
【００４５】
従って、本発明のシンチレータの製造方法においては、シンチレータとして利用できる領域Ｃをできるだけ広くし且つその厚さ方向の反射率の変化を４％／ｃｍ以内に抑えるために、無機化合物粒子として平均粒子径３μｍ以下、標準偏差２．０μｍ以下のものを用いることが望ましい。
【００４６】
こうして反射層形成材料を切り込み溝２０に注入した後、有機樹脂を硬化させて（ステップ２０６）、反射層１３を形成する。しかる後に、溝の深さ方向と直交する方向（即ち、ｘ、ｙ平面に平行）に所望の厚さにシンチレータをスライスする（ステップ２０７）。この場合、図５に示す領域Ａ、Ｂを除去し、領域Ｃからシンチレータとなる部分をスライスする。最後に、必要に応じてスライス面を研磨し（ステップ２０８）、放射線検出器用シンチレータ１００を得る。
【００４７】
尚、反射層は、可視光を遮蔽するためにモリブデン、タングステン、ステンレス等からなる金属遮蔽板やセパレータ板を挿入することができる。反射層に金属遮蔽板等を挿入する場合には、遠心分離注入する前に（ステップ２０３の前に）、切り込み溝に金属遮蔽板を挿入し、その後反射層形成材料を注入する。これにより例えばＸ線検出器のチャンネル方向に金属遮蔽板が入ったシンチレータを得ることができる。
【００４８】
本発明のシンチレータを放射線検出器として利用するためには、さらにシンチレータ１００の周囲及び光検出器が配置される面の反対側に、反射層を形成する。この反射層は、上述した無機化合物粉末を含む有機樹脂を硬化させたものを通常用いるが、不都合がなければ異なる素材であってもよい。
【００４９】
上記製造方法によって製造されたシンチレータは、切り込み溝を形成する加工精度と同程度の寸法精度の反射層を有し、且つ反射層に気泡が含まれることがないので、シンチレータ素子毎の特性のばらつきがなく、検出精度の優れた放射線検出器を提供することができる。
【００５０】
次に本発明の第２の実施形態によるシンチレータ及びそれを用いた放射線検出器を説明する。本実施形態によるシンチレータ２００の構成を図６に、それを用いた放射線検出器の構成を図７にそれぞれ示す。図６及び図７において、図１と同じ要素は同じ符号で示している。
【００５１】
本実施形態においても、シンチレータ要素１２及び反射層１７は、所定の大きさのシンチレータブロックに所定のピッチで所定幅の溝を形成し、この溝に反射層を構成する材料を充填することにより形成されている点は第１の実施形態と同様である。またシンチレータ素材としても第１の実施形態と同様に、例えば発光中心元素がＣｅで、Ｇｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｏを主要元素とするガーネット構造の酸化物蛍光体を好適に用いることができる。
【００５２】
但し、本実施形態のシンチレータ及び検出器は、反射層１７の構造に特徴を有し、反射層１７を白色の無機化合物粉末を含有する樹脂（以下、白色樹脂という）からなる反射拡散層１３とセパレータ板１６とから構成している。このようなセパレータ板を挿入することにより、シンチレータ要素間の光の漏洩を防止し、チャンネル間のクロストークをなくすことができる。
【００５３】
セパレータ板１６としては、図示するように白色拡散反射層１４／金属膜１５／白色拡散反射層１４の３層構造のセパレータ板１６を用いる。このような３層構造のセパレータ板を用いることにより、金属板のみを用いる場合に比べ、反射層の反射率を向上することができ、且つセパレータ板１６を反射層１７のほぼ中央に位置させることができ、シンチレータ要素に隣接する反射層１３及び白色拡散反射層１４の厚みをシンチレータ要素毎にほぼ均一にすることができる。
【００５４】
本実施形態のシンチレータ２００において、白色拡散反射層１３は、その十分厚い試料での拡散反射率Ｒ∞が、セパレータ板１６（金属膜１５／白色拡散反射層１４）の拡散反射率Ｒｂよりも大きいことが好ましい。具体的には白色拡散反射層１３の拡散反射率Ｒ∞は９７％以上、セパレータ１６の拡散反射率Ｒｂは８５％以上であることが好ましい。これによりシンチレータ要素界面での拡散反射率を９０％とすることができ、シンチレータの光出力を向上することができる。
【００５５】
上述したような拡散反射率を実現するために、白色拡散反射層１３は、有機樹脂中に白色の無機化合物を分散させた白色樹脂からなり、無機化合物／（無機化合物＋有機樹脂）の重量比（％）で３０〜８０ｗｔ％であることが好ましい。但し、８０ｗｔ％を越えると白色樹脂の粘度が極めて高くなり、遠心注入法で注入しても気泡を完全に除去することが困難になるので、重量比は８０ｗｔ％以下であることが好ましい。無機化合物は、酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム等を使用することができるが、特に酸化チタン（ＴｉＯ２）が好適であり、また無機化合物粉末は粒子径が小さく且つ粒子径分布が狭いものが好ましい。有機樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの無色透明樹脂のほか、５００〜６００ｎｍ付近の可視光に強い吸収のない白色の樹脂を用いることができる。
【００５６】
また白色反射拡散層１４／金属膜１５／白色反射拡散層１４からなる３層構造のセパレータ板１６は、例えば、金属膜の両面に白色顔料を樹脂に分散してなる白色塗料を塗工することにより製造することができる。この場合、金属膜１５の材質としては、モリブデン、タングステン、鉛、アルミニウム、ステンレス及びリン青銅などの銅合金等を用いることができる。金属膜の厚さは、実質的に可視光を遮光できる厚さであればよいが、塗工層を形成する作業性等を考慮し、厚さ１０〜５０μｍの範囲とする。白色拡散反射層１４を構成する材料としては、白色拡散反射層１３を構成する無機化合物粉末及び有機樹脂を用いることができるが、無機化合物粉末として特に粒子径０．２〜２μｍ程度の酸化チタンが好適である。有機樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの無色透明樹脂のほか、５００〜６００ｎｍ付近の可視光に強い吸収のない白色の樹脂を用いることができる。このような無機化合物を塗工することによって白色拡散反射層１４を形成する場合、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、刷毛塗り、スプレー塗りなど公知の塗装法を採用することができる。白色拡散層１４の厚さは、セパレータ板の厚さにより異なるが、例えば１０〜６０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍとする。
【００５７】
３層構造のセパレータ板は、上述したもののほか、白色ポリマーフィルムに片面にアルミニウム等の金属膜を蒸着等により形成し、その蒸着面に白色ポリマーフィルムを接着することによって製造してもよい。金属蒸着膜の厚さは可視光の遮光が可能な厚さとし、具体的には０．０５〜２μｍ程度とする。白色ポリマーフィルムとしては、例えば、白色ポリエステルフィルム、白色ポリエチレンフィルム、白色ポリ塩化ビニルフィルム等を用いることができる。
【００５８】
セパレータ板の厚さは、反射層として形成された溝幅に依存し、溝幅に対し３０％以上、９０％未満であることが望ましい。セパレータの厚さが３０％に満たない場合には、溝幅に対して白色拡散反射層１３の占める割合が大きくなるため、白色拡散反射層１３の厚さに偏りが生じやすい。一方、セパレータの厚さが９０％以上であると、溝にセパレータを挿入し難く、また白色拡散反射層１３を形成する白色樹脂を注入する隙間が小さいため白色樹脂の注入が困難になる。これにより気泡の残留などにより拡散反射層１３が不均質になり、各シンチレータ要素の特性がばらつきやすい。
【００５９】
次に第２の実施形態によるシンチレータの製造方法を説明する。図８に、製造方法の概要を示す。
【００６０】
まず直方体形状のシンチレータ素材１０に、その厚さ方向（ｚ方向）と直交する二方向（図ではｘ方向及びｙ方向として示す）に切り込み溝２０を形成する。切り込み溝の深さは、シンチレータ素材の高さよりも浅く、シンチレータ素材は切断されず数ｍｍ程度残した状態とする。溝の深さ、幅、ｘ方向及びｙ方向のピッチは、放射線検出器の用途によって異なるが、Ｘ線ＣＴ用のＸ線検出器の場合、例えば溝の深さ１０〜３０ｍｍ、幅０．１〜０．３ｍｍ、ピッチ１．０〜２．５ｍｍ程度である（ステップ８０１）。この溝入れも、第１の実施形態と同様に、ワイヤーを往復運動させながら加工するマルチワイヤーソーや、ダイヤモンドで被覆された内周切刃を有するインナーソー等の高精度の加工機械を用いて形成することができ、これにより±０．００５ｍｍ以下の高精度の加工が可能になる。
【００６１】
このように溝入れした後のシンチレータ素材にアニール処理を行なう（ステップ８０２）。アニール処理は、シンチレータ素材が酸化物蛍光体である場合に、そのシンチレータ特性を付与するための処理であり、例えば温度１１００〜１６００℃の高温で数１０分〜数時間、酸素中で熱処理する。
【００６２】
一方、シンチレータ素材に形成された溝に挿入するためのセパレータ板を作製する（ステップ８０３）。セパレータ板は、上述したように金属膜の両面に白色拡散反射層を形成した３層構造のものであり、金属膜の厚さが溝幅の３０〜９０％のものを用意する。次いでセパレータ板をシンチレータ素材に形成された各溝に配置する（ステップ８０４）。セパレータ板は、標準的には、ＣＴ画像の分解能に重要な、チャンネル間を分離する溝（例えばｙ方向溝）のみに配置する。この場合にはシンチレータ素材のｙ方向の長さとほぼ同じ長さのセパレータ板をｙ方向溝と同数用意して、ｙ方向溝に挟み込む。またスライス間を分離する溝（例えばｘ方向溝）にもセパレータ板を入れる場合には、例えばシンチレータ素材のｘ方向の長さとほぼ同じ長さのセパレータ板をｘ方向の溝と同数用意し（ｘグループとする）、それぞれにｙ方向の溝のピッチと同じピッチで厚さ方向に１／２の深さの切り込みを形成するとともに、ｙ方向の長さと同じ長さのセパレータ板をｙ方向の溝と同数用意し（ｙグループとする）、これらについてもｘ方向の溝のピッチと同じピッチで厚さ方向に１／２の深さの切り込みを形成し、ｘグループのセパレータ板とｙグループのセパレータ板が直交するように互いの切り込みを上下から噛合わせて、格子状の切り込み溝に対応した格子状のセパレータ板の組み立て体を作製しておくことが好ましい。
【００６３】
このようにセパレータ板を切り込み溝に配置した後、溝内に白色樹脂を注入する（ステップ８０５）。白色樹脂の注入は第１の実施形態と同様に遠心注入法で行なうことが好ましい。遠心注入法を採用することにより、白色樹脂の粘度が１０万ｃＰｓ程度の高粘度であっても、気泡を生じることなく確実に深い切り込み溝に注入することができる。
【００６４】
尚、白色樹脂の注入に先立って、切り込み溝の表面に上記白色樹脂を塗布しておいてもよい（ステップ８０３’）。予め溝表面に白色拡散反射層の一部をなす白色樹脂の塗布層を形成しておくことにより、シンチレータと白色拡散反射層との間に空気の層ができるのを確実に防止することができ、高い拡散反射率が達成できる。溝表面に白色樹脂を塗布する方法としては、例えば、遠心注入法により白色樹脂を溝内に充填した後、逆向きに遠心をかけて、溝内の白色樹脂を排出させる方法を採用することができる。
【００６５】
注入した白色樹脂を硬化させた後、切り込み溝に垂直にシンチレータ素材をスライスする（ステップ８０６、８０７）。スライスには、例えばマルチワイヤーソー、内周刃スライサー、外周刃スライサー等の機械加工を用いることができる。この場合にも、白色樹脂の注入法として遠心注入法を採用した場合には、白色無機化合物の含有量に傾斜を生じるので、図５に示す傾斜２０ｗｔ％／ｃｍ以下の領域を切り出し、シンチレータとする。最後にスライス面をラップ研磨等することにより目的厚さのシンチレータを得る（ステップ８０８）。
【００６６】
このように製造したシンチレータを放射線検出器として利用するためには、図７に示したように、放射線の入射面を反射材１８で覆うとともに、その反対面を、シンチレータ要素と同一ピッチで光検出器（フォトダイオード）１１が形成された基板２１に透明接着剤１９等により接着する。
このような放射線検出器の入射面に放射線が入射すると、入射放射線の線量に応じてシンチレータが発光し、その光をフォトダイオードが光電変換する。ここで各シンチレータ要素が、白色拡散反射層１３／白色拡散反射層１４／金属膜１５／白色拡散反射層１４／白色拡散反射層１３からなる反射層１７で分離されているので、要素間のクロストークがなく、シンチレータ要素で発生した光が反射層１７で高反射率で反射されるため高い検出出力を得ることができる。
【００６７】
次に本発明のＸ線ＣＴ装置について説明する。図９は、Ｘ線ＣＴ装置の概略を示す図で、この装置はガントリ部６０と画像再構成部７０とを備え、ガントリ部６０には、被検体が搬入される開口部６１ａを備えた回転円板６１と、この回転円板６１に搭載されたＸ線管６２と、Ｘ線管６２に取りつけられＸ線の放射方向を制御するコリメータ６３と、Ｘ線管６２に対向して回転円板６１に搭載されたＸ線検出器６４と、Ｘ線検出器６４で検出されたＸ線を特定の信号に変換する検出器回路６５と、回転円板６１の回転及びＸ線束の幅を制御するスキャン制御回路６６とを備えている。画像再構成部７０は、検査条件などを入力するための入力部７１と、画像を表示するモニター７２とを備えている。ここでＸ線検出器６４として、本発明のシンチレータを用いたＸ線検出器を用いる。
【００６８】
このような構成において、開口部に設置された寝台に被検者を寝かせた状態で、Ｘ線管６２からＸ線が照射される。このＸ線はコリメータ６３によって指向性を得て、Ｘ線検出器によって検出される。回転円板を被検者の周りを回転させることによって、Ｘ線の照射方向を変えながらＸ線を検出し、画像再構成部７０で断層像を作成し、モニター７２に表示される。
【００６９】
このＸ線ＣＴ装置は、本発明のシンチレータを用いることによって、Ｘ線感度、線質特性の各素子間、各チャンネル間でのばらつきが小さく、高精度でＸ線を検出できるため、身体頭頂部の断面を画像処理する場合にもアーチファクトを生じず、高画質、高分解能の画像を得ることができる。
【００７０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００７１】
［実施例１］
組成式が（Ｇｄ，Ｃｅ）８（１−ｘ）（Ａｌ，Ｇａ）８ｘＯ１２、Ｘ＝０．６２０、Ｃｅ／Ｇｄ＝０．００８、Ｇａ／（Ｇａ＋Ａｌ）＝０．４４である粉末を用いてホットプレス焼結を行い直径１６０ｍｍ、厚さ約１５ｍｍの焼結体を得た。この焼結体の相対密度は９９．９％以上であった。この焼結体から、マルチブレードソーを用いてｘ方向、ｙ方向及びｚ方向のサイズが４０ｍｍ×２５ｍｍ×約１５ｍｍであるシンチレータ素材を８個切り出した。
【００７２】
切り出したブロックに、線径０．１６ｍｍのマルチワイヤーソーを用いて、ｘ−ｙ面に対して垂直な格子状の切り込み溝を形成した。まずｘ方向に２．２５ｍｍのピッチで溝入れを行い、次にシンチレータ素材を９０°回転させ、ｙ方向に１．０ｍｍのピッチで同様に溝入れを行った。溝の深さはいずれも約１３ｍｍとした。こうして形成した格子状の切り込み溝は、ｘ方向、ｙ方向ともに何れも溝幅が０．２００±０．００５ｍｍの精度を有していた。
【００７３】
次に、このシンチレータ素材にシンチレータ特性を付与するための酸素中でアニール処理を行った。熱処理条件は、温度１３００℃、４時間とした。上記組成の希土類酸化物蛍光体は、このようなアニール処理によって、Ｘ線感度、残光の減衰率等のＸ線ＣＴ用検出器に最適な特性を付与することができることが本発明者らにより確認されている（特願２０００−３８９３４３号）。
【００７４】
一方、エポキシ樹脂に、粉末平均粒径０．３μｍのＴｉＯ２粉末を混合割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋エポキシ樹脂））が６５ｗｔ％となるように添加し、これらを均一になるように混合した。このＴｉＯ２含有エポキシ樹脂の粘度は９８，０００ｃＰｓであった。
【００７５】
アニール処理を行ったシンチレータ素材に有機樹脂との密着性を向上させるための表面処理を施した後、有機樹脂を注型するための注型枠の中に入れ、切り込み溝が形成された表面に、上述のＴｉＯ２含有エポキシ樹脂を配置した。次いで、このシンチレータ素材を注型枠ごと遠心機のバケットにセットして、３５００ｒｐｍにて５分間回転させ、ＴｉＯ２含有エポキシ樹脂を切り込み溝に注型した。注型後のシンチレータ素材を、６０℃で３時間加熱し、エポキシ樹脂を硬化させて反射材を形成した。この反射材内部には気泡は見られず、表面から脱離除去されていた。
【００７６】
このように格子状の反射材を形成したシンチレータ素材に対し、ｘ−ｙ面に平行に、即ちｚ軸に垂直に厚さ２．０ｍｍになるようにマルチワイヤーソーを用いてスライス加工して、シンチレータ要素の周囲４面が反射材で囲まれた５枚のシンチレータ板を作製した。これらシンチレータ板をラッピングマシーンを用いて、シンチレータ板の厚さが１．８００±０．００５ｍｍとなるように研磨した。以上の工程によって、２．０５ｍｍ×０．８ｍｍ×１．８００ｍｍのシンチレータ要素からなる５枚のシンチレータ板が得られた。
【００７７】
シンチレータ板の高さ方向（ｚ軸方向）の反射材のＴｉＯ２含有量を調べるため、ＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｓｐｅｃｔｏｒｓｃｏｐｙ）法を用いてＴｉ元素の含有量を計測した。この結果、１．８００ｍｍの高さ方向に対して、０．８ｗｔ％の違いが認められた。なお、この測定時の標準偏差は２σで０．３１ｗｔ％であった。
【００７８】
［実施例２］
実施例１で製造したシンチレータにフォトダイオードを組み合わせて図１に示すような検出器を作り、Ｘ線源（１２０ｋＶ、０．５ｍＡ）から１５ｃｍ離れたところに検出器を置きＸ線感度および残光特性を評価した。その結果、Ｘ線感度は典型的なＸ線ＣＴシンチレータであるＣｄＷＯ４の約２倍とすることができ、３００ｍｓでの残光の減衰率は約１０−５とすることができた。
【００７９】
［実施例３］
実施例１と同一組成の粉末を用いてホットプレス焼結を行い直径１６０ｍｍ、厚さ約１５ｍｍの焼結体を得た。この焼結体から、マルチブレードソーを用いてｘ方向、ｙ方向及びｚ方向のサイズが３３ｍｍ×２５ｍｍ×約１５ｍｍであるシンチレータ素材を１１個切り出した。
切り出したブロックに、線径０．１１ｍｍのマルチワイヤーソーを用いて、ｘ−ｙ面に対して垂直な格子状の切り込み溝を形成した。まずｘ方向に１．０ｍｍのピッチで深さ約１３ｍｍに溝入れを行い、次にシンチレータ素材を９０°回転させ、ｙ方向にも１．０ｍｍのピッチで深さ約１３ｍｍに溝入れを行った。こうして形成した格子状の切り込み溝は、ｘ方向、ｙ方向ともに何れも溝幅が０．１３０±０．００５ｍｍの精度を有していた。
【００８０】
次に、このシンチレータ素材にシンチレータ特性を付与するための酸素中でアニール処理を行った。熱処理条件は、温度１３００℃、４時間とした。上記組成の希土類酸化物蛍光体は、このようなアニール処理によって、光出力は典型的なＸ線ＣＴ用シンチレータであるＣｄＷＯ４の約２倍と大きく、３００ｍｓでの残光の減衰率は約１×１０−５といった特性が得られた。
【００８１】
一方、厚さ３８μｍの白色ポリエステルフィルムの片面に、厚さ０．１μｍのＡｌ膜を蒸着によって形成し、次いでこのＡｌ蒸着面に厚さ３８μｍの白色ポリエステルフィルムを接着して、白色ポリエステルフィルム／Ａｌ蒸着膜／白色ポリエステルフィルムの３層構造からなるセパレータ板を製造した。このセパレータ板の拡散反射率は、５５０ｎｍの波長で８６％であった。
【００８２】
またシンチレータの溝に注入する白色樹脂として、エポキシ樹脂とＴｉＯ２粉末を重量比で１：１で均一に混合した。この白色樹脂の拡散反射率Ｒ∞は５５０ｎｍの波長で９８％であった。溝入れ後のシンチレータ素材の溝に上記のように製造したセパレータ板を挿入した後、注型枠の中にセットし、この白色樹脂をシンチレータ素材表面に配置した。その後、注型枠を遠心機にセットして、３０００ｒｐｍで１０分間遠心注入を行なった。
【００８３】
注入後、白色樹脂を室温で１２時間硬化させた後、さらに６０℃で３時間硬化させた。次いでシンチレータ素材の上面に平行に、即ちｚ軸と垂直にマルチワイヤソーを用いてスライス加工し、厚さ方向中央部から厚さ１．９５ｍｍのシンチレータ板を５枚切り出した。これらシンチレータ板の両面を、ラッピングマシーンで厚さ１．８００±０．００５ｍｍとなるように研磨した。以上の加工により、０．８７ｍｍ×０．８７ｍｍ×１．８００ｍｍのシンチレータ要素からなる、２４チャンネル３２マルチスライス用シンチレータが５枚製造できた。
【００８４】
［比較例１］
実施例３と同様に切り込み溝を有するシンチレータ素材を作製した。この溝に実施例３と同様のセパレータ板を挿入し、溝とセパレータ板との間の隙間にエポキシ系透明接着剤を注入し硬化させた。その後、実施例３と同様にスライス加工、ラッピングを行い、シンチレータ板を製造した。
【００８５】
［実施例４、比較例２］
実施例３及び比較例１で製造したシンチレータに、それぞれフォトダイオードを組み合わせて図７に示すような検出器を作り、１５ｃｍ離れたところからＸ線（１２０ｋＶ、０．５ｍＡ）を照射し、Ｘ線感度を測定した。その結果、Ｘ線感度は実施例２のシンチレータで製造した検出器（実施例４）は、比較例１のシンチレータで製造した検出器（比較例２）の１．１〜１．２倍のＸ線感度が得られた。また実施例４の検出器は各シンチレータ要素の感度分布のばらつきは５．０％以下であり、均一性にも優れていた。
【００８６】
［実施例５］
実施例３と全く同様に格子状の切り込み溝を有するシンチレータ素材を製造した。一方、セパレータ板として、厚さ１０μｍのモリブデン板の両面に白色樹脂をスクリーン印刷によって塗布、硬化し、厚さ３５±１０μｍの白色拡散反射層を形成し、白色拡散反射層／Ｍｏ板／白色拡散反射層の３層構造のセパレータ板を製造した。ここで白色拡散反射層を形成する白色樹脂は、エポキシ樹脂に対し粒径０．２５μｍのＴｉＯ２粉末を重量比１：１で均一に混合したものを用いた。このセパレータ板の拡散反射率は、５５０ｎｍの波長で９２〜９３％であった。
【００８７】
このセパレータ板をシンチレータ板の溝に挿入した後、実施例３と同じ白色樹脂（エポキシ樹脂：ＴｉＯ２粉末＝１：１、拡散反射率Ｒ∞＝９８％）を用いて実施例と同様にシンチレータ板の溝に注入、硬化し、スライス加工及びラッピングを行い、０．８７ｍｍ×０．８７ｍｍ×１．８００ｍｍのシンチレータ板５枚を製造した。
このシンチレータを用いて、検出器を作り、１５ｃｍ離れたところからＸ線（１２０ｋＶ、０．５ｍＡ）を照射し、Ｘ線感度を測定した。その結果、比較例２の検出器の１．１５〜１．２５倍のＸ線感度が得られた。また各シンチレータ要素の感度分布のばらつきは５．０％以下であり、均一性にも優れていた。
【００８８】
［実施例６］
実施例３と全く同様に格子状の切り込み溝を有するシンチレータ素材を製造した後、このシンチレータ素材の切り込み溝の表面に白色樹脂の塗布層を形成した。白色樹脂としては、実施例３で溝に注入した白色樹脂と同じものを用いた。塗布層の形成のために、まず白色樹脂を遠心注入法により溝に注入し溝内に充填した後、溝の解放部を遠心注入のときと逆向きにセットして、即ち溝の底部が遠心機の中心方向を向くようにして、遠心機を稼動し溝内の樹脂を除去した。遠心機は樹脂の注入時、樹脂の排出時ともに１０００ｒｐｍ、５分間行なった。これにより溝表面に厚さ約３０μｍの白色樹脂の塗布層を形成した。この塗布層を室温で１２時間硬化させることにより、１５μｍ±１０μｍの白色拡散反射層を形成した。
【００８９】
こうして表面に白色拡散反射層を形成したシンチレータ素材の溝に、実施例３と同様の白色ポリエステルフィルム／Ａｌ蒸着膜／白色ポリエステルフィルムの３層構造からなるセパレータ板を挿入し、さらに切り込み溝とセパレータ板との間に白色樹脂を遠心注入して白色拡散反射層を形成した。白色樹脂としては、エポキシ樹脂とＴｉＯ２粉末を重量比１：１で混合したものを用い、遠心条件は３０００ｒｐｍ、１０分間とした。注入後室温で１２時間硬化させた後、さらに６０℃で３時間硬化した。次いで実施例３と同様にスライス加工及びラッピングを行い、０．８７ｍｍ×０．８７ｍｍ×１．８００ｍｍのシンチレータ板５枚を製造した。
【００９０】
このシンチレータを用いて、検出器を作り、１５ｃｍ離れたところからＸ線（１２０ｋＶ、２００ｍＡ）を照射し、Ｘ線感度を測定した。その結果、比較例２の検出器の１．１〜１．２倍のＸ線感度が得られた。また各シンチレータ要素の感度分布のばらつきは５．０％以下であり、均一性にも優れていた。
【００９１】
［実施例７］
実施例２で作成したＸ線検出器を、図９のＸ線ＣＴ装置として用い、Ｘ線管電圧１２０ｋＶ、Ｘ線管電流１７５ｍＡ、スライス幅１０ｍｍ、スキャン時間２ｓの条件で、頭頂部近似ファントムを用いてＸ線ＣＴ像の撮影を行った。アーチファクトは見られず高品質の断層像が得られた。
【００９２】
［実施例８］
実施例４で作成したＸ線検出器を、図９のＸ線ＣＴ装置として用い、Ｘ線管電圧１２０ｋＶ、Ｘ線管電流１７５ｍＡ、スキャン時間０．８ｓの条件で、頭頂部近似ファントムを用いてＸ線ＣＴ像の撮影を行った。アーチファクトは見られず高品質の断層像が得られた。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、４周面を反射層で囲んだ柱状シンチレータを多数配列した検出器において、反射層の厚さばらつき、並びにピッチ精度を、反射層用切り込み溝を形成するために用いた加工機の加工精度と実質的に同程度にまで高めることができると同時に、気泡等の反射層の欠陥が無く、最小限のシンチレータ製造工程で高精度のシンチレータを得ることができる。また本発明によれば、各シンチレータ要素間に設けられる反射層を、第１反射層／第２の反射層／金属膜／第２の反射層／第１の反射層で構成することにより、シンチレータ要素界面において高い拡散反射率を達成することができるとともにシンチレータ要素間のクロストークを確実に防止できるので、検出感度及び検出出力の高い検出器を提供することができる。従って、このシンチレータをＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器に適用することによって、アーチファクトのない高品質の断層像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される放射線検出器の概略を示す図
【図２】本発明のシンチレータ製造工程の一例を説明するための図
【図３】本発明の遠心注型法のメカニズムを説明するための図
【図４】シンチレータ素材の一部分を説明するための図
【図５】本発明のシンチレータの反射材の無機化合物粉末粒子含有割合を説明するための図
【図６】本発明の第２の実施形態によるシンチレータの構成を示す図
【図７】図６のシンチレータを用いた放射線検出器の構成を示す図
【図８】図６のシンチレータの製造工程の一例を説明するための図
【図９】本発明が適用されるＸ線ＣＴ装置の概略を示す図
【符号の説明】
６・・・有機樹脂
７・・・無機化合物粉末
１０・・・シンチレータ素材
１３・・・反射層（第１の反射層）
１４・・・第２の反射層
１５・・・金属膜
１６・・・セパレータ板
２０・・・切り込み溝
１００、２００・・・シンチレータ
【図１】
2004061492.tif 000007
【図２】
2004061492.tif 000008
【図３】
2004061492.tif 000009
【図４】
2004061492.tif 000010
【図５】
2004061492.tif 000011
【図６】
2004061492.tif 000012
【図７】
2004061492.tif 000013
【図８】
2004061492.tif 000014
【図９】
2004061492.tif 000015