(57)【要約】  放射線を測定する機器が開示される。当該機器は、少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素を含む。前記少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、少なくとも粒子クラスタの第１グループを含み、前記第１グループのクラスタの粒子は、互いに第１距離に配置され、前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の放射線を、第１特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。当該機器は、粒子クラスタの前記第１グループから放出される光強度を測定するよう構成される光検出器と、前記測定された光強度を用いて前記第１種類の放射線の量を決定するよう構成されるプロセッサと、を更に含む。前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、ポリマーシートである。図１
2020502511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を測定する機器であって、前記機器は、
少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素であって、少なくとも粒子クラスタの第１グループを含み、
前記第１グループの前記粒子クラスタは、互いに第１距離に配置され、
前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の放射線を、第１特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、第１要素と、
粒子クラスタの前記第１グループから放出される光強度を測定するよう構成される光検出器と、
前記測定された光強度を用いて前記第１種類の放射線の量を決定するよう構成されるプロセッサと、
を含み、
前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素はポリマーシートである、機器。
【請求項２】
前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の発光物質で作られている、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、粒子クラスタの第２グループを含み、前記第２グループの前記粒子クラスタは、互いに第２距離に配置される、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の機器。
【請求項４】
前記第２グループのクラスタの粒子は、第２種類の放射線を、第２特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の機器。
【請求項５】
前記第２グループのクラスタの粒子は、第２種類の発光物質で作られている、請求項４に記載の機器。
【請求項６】
少なくとも部分的に透過な第２要素であって、少なくとも粒子クラスタの第３グループを含み、
前記第３グループの前記粒子クラスタは、互いに第３距離に配置され、
前記第３グループのクラスタの粒子は、第３種類の放射線を、第３特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、第２要素と、
を更に含み、
前記光検出器は、前記粒子クラスタの前記第３グループから放出される光強度を測定するよう構成され、
前記プロセッサは、前記粒子クラスタの前記第３グループからの前記測定された光強度を用いて、前記第３種類の放射線の量を決定するよう構成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の機器。
【請求項７】
前記第３グループのクラスタの粒子は、第３種類の発光物質で作られている、請求項６に記載の機器。
【請求項８】
前記少なくとも部分的に光学的に透過な第２要素は、粒子クラスタの第４グループを更に含み、
前記第４グループの前記粒子クラスタは、互いに第４距離に配置され、
前記第４グループのクラスタの粒子は、第４種類の放射線を、第４特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、請求項６又は７に記載の機器。
【請求項９】
前記第４グループのクラスタの粒子は、第４種類の発光物質で作られている、請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
前記粒子クラスタは、円形、矩形、円錐状、角錐状、及びマトリクスから選択された形態に配置される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１１】
前記放射線の種類は、Ｘ線、ガンマ線、ベータ線、アルファ放射線、荷電粒子、及び中性子のグループから選択される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１２】
発光物質は、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、ガドリニウム微粒アルミニウム・ガレート、ルテチウム・イットリウム・オルトケイ酸塩、ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩、テルル化カドミウム、及びテルル化カドミウム亜鉛のグループから選択される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１３】
前記光検出器は、前記粒子クラスタの互いに独立な少なくとも２つのグループからの光強度を測定するよう構成される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１４】
前記クラスタの各々は、１０ナノメートル〜１００マイクロメートル、更に望ましくは１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの直径を有する、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１５】
クラスタ間の距離は、両クラスタの直径の１〜１００倍、望ましくは両クラスタの直径の２〜１０倍、更に望ましくは両クラスタの直径の３〜５倍である、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１６】
前記光検出器及び前記プロセッサは、前記粒子クラスタから放出される光子のタイミングを測定するよう更に構成される、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の機器。
【請求項１７】
少なくとも２つの粒子クラスタを含む少なくとも部分的に光学的に透過な要素を製造する方法であって、前記方法は、
支持表面にポリマー粒を配置して、ポリマー粒シートを形成するステップと、
前記ポリマー粒シートを開口を有するステンシルで覆うステップであって、前記開口は直径を有し及び互いから距離を置いて配置される、ステップと、
前記ステンシルの上部に粒子を配置して、前記粒子を、前記ステンシルの前記開口を介して露出された前記ポリマー粒と混合させ、粒子クラスタを生成するステップと、
時間期間の間、熱量を加えることにより前記少なくとも部分的に透過な要素を形成するステップと、
を含む製造方法。
【請求項１８】
前記支持表面は平坦である、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記方法は、製造中に前記支持表面に振動を加えるステップ、を更に含む請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、凹面、球面、又は曲面形状因子の形態で更に形成される、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、放射線検出に関し、より具体的には、放射線を測定する機器、このような放射線の測定のために使用される光学要素の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線は、ガンマ線及びＸ線のような電離放射線を含んでよく、低エネルギ非電離放射線はマイクロ波及び電波を含む。世界中の人々が毎日、放射線に晒されていることは明らかである。このような例は、電子レンジにより放出されるマイクロ波、Ｘ線機械により放出されるｘ線、ラジオ及びテレビから放出される電波の照射、放射線源からのアルファ粒子、ベータ粒子、及び中性子の照射、等を含み得る。また、低エネルギ非電離放射の穏やかな照射が人々にとって有害でない場合があることが明らかである。しかしながら、比較的低レベルの電離放射（例えば、アルファ粒子、ベータ粒子、及び他の電気的に荷電粒子）又は中性子でも長期間の照射は、放射線の危険性があると考えられる。したがって、このような有害な放射線の検出は、人々の安全を保証するために最高の重要性を有する。
【０００３】
Ｘ線、ガンマ線、アルファ粒子、ベータ粒子又は中性子の自然又は誘導放出は、異なる原子及びそれらの同位元素に特有であり、同位元素を同定するために使用できる。
【０００４】
放射線は、ガイガーカウンタ、電離箱、シンチレーションカウンタ、中性子検出器、等のような放射線検出器を用いて検出できる。シンチレーションカウンタは、主に、入射放射線の検出のために発光物質を含む放射線検出器である。通常、発光物質は、入射放射線との相互作用により光子の形式で光を生成する。この光子は、このような光子に対応する特性吸収帯波長を測定するための適切なハードウェア及びソフトウェアコンポーネントを用いて更に検出され測定され得る。伝統的な発光物質は、（例えば、液体シンチレーションカウンタの中の）有機液体、アントラセン、ナフタレン、硫化亜鉛、イットリウム・アルミニウム・ガーネットのようなモノリシック透明結晶、等を含む。しかしながら、モノリシック結晶のような伝統的な発光物質は、小さな感応面積（又は体積）を有するという制限に悩まされる。さらに、（感応表面積を増大するために）発光物質の大きな結晶を製造することは、例えばコスト、製造設備、又は複雑性などの観点から困難である。さらに、欠陥及び沈殿物の存在に起因する結晶内の均質性欠如は、電荷担体のトラップを生じることがあり、結果として不均一な発光信号をもたらす。
【０００５】
したがって、以上に鑑み、放射線の検出に関連する前述の欠点を克服する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、放射線を測定する機器を提供することを目的とする。本開示は、少なくとも２つの粒子クラスタを含む少なくとも部分的に光学的に透過な要素を製造する方法も提供することを目的とする。本開示は、シンチレーション放射線検出器におけるモノリシックシンチレ―ション結晶の使用に関連する既存の問題に対するソリューションを提供することを目的とする。本開示の目的は、従来技術において遭遇した問題を少なくとも部分的に克服するソリューションを提供すること、及びモノリシックシンチレーション結晶の簡易な代替物を提供し、複数種類の放射線の信頼できる検出を可能にすることである。
【０００７】
一態様では、本開示の一実施形態は、放射線を測定する機器であって、前記機器は、
少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素であって、少なくとも粒子クラスタの第１グループを含み、
前記第１グループのクラスタの粒子は、互いに第１距離に配置され、
前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の放射線を、第１特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、第１要素と、
粒子クラスタの前記第１グループから放出される光強度を測定するよう構成される光検出器と、
前記測定された光強度を用いて前記第１種類の放射線の量を決定するよう構成されるプロセッサと、を含み、前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素はポリマーシートである、機器を提供する。
【０００８】
別の態様では、本開示の一実施形態は、少なくとも２つの粒子クラスタを含む少なくとも部分的に光学的に透過な要素を製造する方法であって、前記方法は、
支持表面にポリマー粒を配置して、ポリマー粒シートを形成するステップと、
前記ポリマー粒シートを開口を有するステンシルで覆うステップであって、前記開口は直径を有し及び互いから距離を置いて配置される、ステップと、
前記ステンシルの上部に粒子を配置して、前記粒子を、前記ステンシルの前記開口を介して露出された前記ポリマー粒と混合させ、粒子クラスタを生成するステップと、
時間期間の間、熱量を加えることにより前記少なくとも部分的に透過な要素を形成するステップと、を含む製造方法を提供する。
【０００９】
本開示の実施形態は、実質的に、従来技術における前述の問題を除去し又は少なくとも部分的に解決し、簡易な、信頼できる、且つコスト効率の良い放射線検出を可能にする。
【００１０】
本開示の追加の態様、利点、特徴、及び目的は、続く添付の請求項と関連して考えられる説明のための実施形態の図面及び詳細な説明から明らかにされる。
【００１１】
本開示の特徴は、添付の請求項により定められる本開示の範囲から逸脱することなく、種々の組み合わせに結合され易いことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
上述の概要、及び実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と関連して読むとき、一層理解される。本開示を説明する目的で、本開示の例示的構成が図面に示される。しかしながら、本開示は、ここに開示される特定の方法及び手段に限定されない。さらに、当業者は、図面が縮尺通りではないことを理解する。可能な場合には常に、同様の要素は同じ符号により示される。
【００１３】
本開示の実施形態は、単なる例として以下の図面を参照して以下に説明される。
【図１】本開示の一実施形態による、放射線を測定する機器を実装する環境の概略図である。
【図２】本開示の一実施形態による、部分的に光学的に透過な要素を製造する例示的な製造設備の概略図である。
【図３】本開示の一実施形態による、部分的に光学的に透過な要素の概略図である。
【図４】本開示の一実施形態による、軸ＸＸに沿う図３の部分的に光学的に透過な要素の断面図である。
【図５】本開示の一実施形態による、部分的に光学的に透過な要素を製造する種々の段階の概略図である。
【図６】２つの要素間の反射体を有する及び反射体を有しない、定電流０．３９５ｍＡにおけるＸ線管電圧の関数としての、分散ＺｎＳｅ（Ａｌ）及びＬＧＳＯ（Ｃｅ）シンチレータからのシンチレーション信号の依存性を示すグラフの概略図である。
【図７】本開示の一実施形態による、部分的に光学的に透過な要素を製造する方法のステップの図である。
【図８】本開示の一実施形態による、放射線を測定する機器の放射線ルミネセンススペクトルを示すグラフである。  添付の図面では、下線付き符号は、該下線付き符号が位置付けられるアイテム、又は該下線付き符号が隣接するアイテムを表すために用いられる。下線無し符号は、該下線無し符号をアイテムにリンクする線により識別される該アイテムに関連する。符号が下線無しであり、且つ関連矢印を伴うとき、下線無し符号は、矢印の指している一般的アイテムを識別するために使用される。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明は、本開示の実施形態、及びそれらが実施され得る方法を説明する。本開示を実施する幾つかのモードが開示されるが、当業者は、本開示を実施し又は実践する他の実施形態も可能であることを認識する。
【００１５】
一態様では、本開示の一実施形態は、放射線を測定する機器であって、前記機器は、
少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素であって、少なくとも粒子クラスタの第１グループを含み、
前記第１グループの前記粒子クラスタは、互いに第１距離に配置され、
前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の放射線を、第１特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、第１要素と、
粒子クラスタの前記第１グループから放出される光強度を測定するよう構成される光検出器と、
前記測定された光強度を用いて前記第１種類の放射線の量を決定するよう構成されるプロセッサと、を含み、前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素はポリマーシートである、機器を提供する。
【００１６】
別の態様では、本開示の一実施形態は、少なくとも２つの粒子クラスタを含む少なくとも部分的に光学的に透過な要素を製造する方法であって、前記方法は、
支持表面にポリマー粒を配置して、ポリマー粒シートを形成するステップと、
前記ポリマー粒シートを開口を有するステンシルで覆うステップであって、前記開口は直径を有し及び互いから距離を置いて配置される、ステップと、
前記ステンシルの上部に粒子を配置して、前記粒子を、前記ステンシルの前記開口を介して露出された前記ポリマー粒と混合させ、粒子クラスタを生成するステップと、
時間期間の間、熱量を加えることにより前記少なくとも部分的に透過な要素を形成するステップと、を含む製造方法を提供する。
【００１７】
本開示は、放射線を測定する機器、このような放射線の測定のために使用される光学要素の製造方法を提供する。本開示は、放射線の検出のために使用されるモノリシック発光結晶を提供する。具体的に、本開示は、放射線検出のために使用可能な複数の粒子クラスタ（結晶）を有する部分的に光学的に透過な要素を開示する。ここで、ポリマーシートとクラスタとの組み合わせは、検出器と呼ぶこともできる。部分的に光学的に透過な要素は、製造サイズの制限を含まず、製造コスト及び製造設備の複雑性の観点から効率的である。したがって、本開示は、簡易な、信頼できる、及びコスト効率の良い放射線検出を提供する。
【００１８】
機器は、少なくとも粒子クラスタの第１グループを含む少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素を含む。少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、粒子クラスタの第１グループを組み込む基板、例えば方形シートであってよい。一例では、少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、入射放射線の実質的に完全な透過を可能にするために完全に透明であってよい。別の例では、少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、入射放射線の一部の透過を可能にするために半透明であってよい。実際には、機器は、放射線を吸収しガンマ／電子を放出し、該ガンマ／電子が後に収集されるべき信号としてルミネセンス光を生じることにより入射粒子を観測可能な信号に変換する結晶粒子を有する光学的に透過なマトリクス材を有する。
【００１９】
少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、ポリマーシートである。シートは、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、シリコン、ポリウレタン、等のような熱可塑性物質又は熱硬化性樹脂で構成されてよい。一例では、ポリマーシートは、０．０５〜１０ミリメートルの厚さを有してよい。シートの厚さは、例えば０．１〜０．３ｍｍ、０．３〜０．５ｍｍ、又は０．５〜１．５ｍｍであり得る。厚さは、したがって、例えば０．０５,０．０８、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．８、２．０、２．４、２．８、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０又は８．５ｍｍから、０．０８、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．８、２．０、２．４、２．８、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、９．５又は１０ｍｍまで変化可能である。
【００２０】
一実施形態では、粒子クラスタの第１グループは、特定ジオメトリ（geometry）（形状）、例えば２次元の円、又は円錐のような３次元ジオメトリに配置される粒子クラスタを有してよい。例えば、該クラスタのうちの各クラスタは、１０ナノメートル〜１０ミリメートル、望ましくは１０ナノメートル〜１００マイクロメートル、更に望ましくは１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの直径を有してよい。さらに、クラスタのうちの各クラスタは、２５マイクロメートルの直径を有してよい。粒子クラスタは、他の配置、例えば２次元で長方形、三角形、楕円、多角形等、及び３次元で錐体、円筒、立方体等で構成されてよい。
【００２１】
第１グループの粒子クラスタは、互いに第１距離に配置される。一例では、第１グループの粒子クラスタは、隣接粒子クラスタが互いに等間隔で離されるように、互いに間隔を開けられてよい。さらに、第１グループの粒子クラスタは、部分的に光学的に透過な第１要素上に（長方形配列又は格子のような）マトリクスで配置されてよい。マトリクスは、複数の行及び列を有してよく、マトリクスの行及び列の数は部分的に光学的に透過な第１要素の形状（及び／又は次元）に依存して変化してよい。例えば、第１グループの粒子クラスタは、１０行及び５列を有するマトリクスに配置されてよい。別の例では、第１グループの粒子クラスタは、１５行及び１５列を有するマトリクスに配置されてよい。代替として、第１グループの粒子クラスタは、少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素上に円配列で、楕円配列で、多角形配列で、又は２次元又は３次元でランダムに配置されてよい。
【００２２】
一実施形態によると、第１グループの粒子クラスタは、シンチレーションの正確な検出を可能にするために、互いに十分な距離に配置されてよい。一例では、粒子クラスタは、アバランシェ効果を回避するために、つまりクラスタから放出される格子が隣接クラスタの粒子と相互作用して、それにより更なる格子を放出して、結果として不正確な信号（又はシンチレーション）を生じることを回避するために、互いに十分な距離だけ離されてよい。このような例では、クラスタは、入射放射線が部分的に光学的に透過な第１要素に接触する位置の検出のような、個々のクラスタにおけるシンチレーションの区別を可能にするために十分な距離だけ離されてよい。
【００２３】
一実施形態では、クラスタ間の距離は、両クラスタの直径の１〜１００倍、望ましくは両クラスタの直径の２〜１０倍、更に望ましくは両クラスタの直径の３〜５倍である。例えば、同じ直径の２つの隣接クラスタ間の距離は、クラスタの直径の４倍であってよい。
【００２４】
異なる特徴の幾つかの例は、以下の表１に与えられる。
【００２５】
【表１】
2020502511.tif 000003
粒子クラスタとして使用されるシンチレータ材料、粒子サイズ、クラスタ直径、クラスタ間距離、ポリマーシート厚さは、検出されるべき入射粒子／放射線の種類及びエネルギに従い変更される。
【００２６】
一実施形態によると、低エネルギＸ線（２０〜８０ｋｅＶ）及び５ＭｅＶアルファ検出器は、ＺｎＳ：Ａｇ、ＡｎＳｅ：Ｔｅシンチレータに基づく。別の実施形態では、光エネルギＸ線（６０〜１４０ｋｅＶ）検出器は、ＬＧＳＯ及びＺＷＯシンチレータに基づく。更に別の実施形態では、Ｘ線検出器は、ＧＡＧＧ：Ｃｅシンチレータに基づき得る。高速中性子及びガンマの検出では、１５７Ｇｄ含有シンチレータ又はＺｎＳｅシンチレータを使用することが可能である。
【００２７】
アルファ線を検出するためのポリマーシートの厚さは例えば１０μｍが可能であり、一方で、ガンマ線を検出するための厚さは１ｍｍが可能である、等である。実際に、ポリマーシートの厚さに関しては、入射粒子種類に依存する。厚さは、以下の順序：アルファ線については薄く、ベータ線についてはより厚く、ガンマ線については更に厚く、中性子線については最も厚い、のように増大する。
【００２８】
一実施形態によると、第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の発光物質で作られている。発光物質は、入射放射線により励起されるとシンチレーション（又はルミネセンス）を示す物質であってよい。このような例では、発光物質は、入射放射線からエネルギを吸収し、（より高いエネルギの状態のような）励起状態に達する。さらに、発光物質は、励起状態の崩壊により、吸収したエネルギを（例えば、基底状態又はより低いエネルギ状態に戻るために）光子として放出する。
【００２９】
一実施形態では、クラスタの粒子は、クラスタのグループの他の粒子と同じ組成を有する（粒状の）結晶であってよい。例えば、粒子クラスタは、同じ発光物質（又は化学組成）の複数の結晶を有してよい。一例では、粒子クラスタは、発光物質の１００個の結晶を有してよい。さらに、このような結晶は、１〜１００マイクロメートルの直径を有してよい。
【００３０】
一実施形態では、発光物質は、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、ガドリニウム微粒アルミニウム・ガレート、ルテチウム・イットリウム・オルトケイ酸塩、ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩、テルル化カドミウム、及びテルル化カドミウム亜鉛のグループから選択されてよい。発光物質は、入射粒子又は量子に基づき選択される。例えば、ＺｎＳ結晶はアルファ粒子のために、ＺｎＳｅ結晶はガンマ粒子のために、及びＣｄ又はＧｄ含有要素は中性子のために使用される。
【００３１】
第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の放射線を、第１特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる。第１種類の放射線は、第１グループのクラスタの粒子を励起状態に到達させる。さらに、第１グループのクラスタの粒子の励起状態の崩壊により（例えば、数ナノ秒後に）放出される光子は、第１特性吸収帯波長を含んでよい。特性吸収帯波長は、例えば特定波長において１つ以上のピークを有する光スペクトルを参照し得る。
【００３２】
一実施形態では、放射の種類は、Ｘ線、ガンマ線、ベータ線、アルファ放射線、荷電粒子、及び中性子のグループから選択されてよい。例えば、第１グループのクラスタの粒子は、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）を含んでよく、したがって、ガンマ放射線を第１特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。特定種類の放射線を変換した後に放出される光子の吸収帯波長は、クラスタの粒子の発光物質及び該粒子の格子構造に依存してよいことが明らかである。
【００３３】
一実施形態によると、少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、粒子クラスタの第２グループを含み、第２グループの粒子クラスタは、互いに第２距離に配置される。粒子クラスタの第２グループは、（２次元で）円形又は（３次元で）円錐形のような、粒子クラスタの第１グループと同様の配置構成を有してよい。代替として、粒子クラスタの第２グループは、楕円又は多角形のような異なるジオメトリで構成される粒子クラスタを有してよい。また、第２グループの粒子クラスタの各クラスタは、第１グループの粒子クラスタと比べて同じ又は異なる直径を有してよいことが明らかである。例えば、第２グループの粒子クラスタは、第１グループの粒子クラスタより大きく又は小さくてよい。一例では、第２グループの粒子クラスタの各々は５０マイクロメートルの直径を有してよい。
【００３４】
一実施形態では、第２グループの粒子クラスタは、互いに、第１距離と同じであってよい又は同じでなくてよい第２距離に配置される。例えば、部分的に光学的に透過な第１要素は、等間隔に離されて、第１グループの粒子クラスタ及び第２グループの粒子クラスタの行（又は列）が交互に現れてよい。別の例では、第２グループの粒子クラスタは、第１グループの粒子クラスタにより形成される空洞（又はクラスタを有しない空間）に配置されてよい。更に別の例では、部分的に光学的に透過な第１要素は、半分に第１グループの粒子クラスタを、別の半分に第２グループを含んでよい。このような例では、第１グループ及び第２グループの粒子クラスタは、個々のクラスタにおけるシンチレーションの区別を可能にするために、互いに十分な距離だけ離されてよい。
【００３５】
一実施形態では、第２グループのクラスタの粒子は、第２種類の放射線を、第２特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる。例えば、第２グループのクラスタの粒子は、ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩（lutetium−gadolinium  oxyorthosilicate：ＬＧＳＯ）を含んでよく、したがって、中性子を第２特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。第２グループのクラスタの粒子は、したがって、第１グループのクラスタの粒子と異なり、両者は、上述の及び後述の粒子の同じリストから選択できる。後述するように、任意の更なるグループのクラスタの粒子も同様である。
【００３６】
一実施形態によると、第２グループのクラスタの粒子は、第２種類の発光物質で作られている。第２グループのクラスタの粒子は、１〜１００マイクロメートルの直径を有してよい（粒状の）結晶を有してよい。
【００３７】
一実施形態では、機器は、少なくとも粒子クラスタの第３グループを含む少なくとも部分的に光学的に透過な第２要素を含む。部分的に光学的に透過な第２要素は、（部分的に光学的に透過な第１要素のように）粒子クラスタの第３グループを組み込む基板、例えば方形シートであってよい。さらに、部分的に光学的に透過な第２要素は、部分的に光学的に透過な第１要素と同じ厚さ、密度、及び寸法を有するポリマーシートであってよい。これは、互いに上部に置かれるとき、部分的に光学的に透過な第１要素及び第２要素の容易な配置を可能にし得る。代替として、部分的に光学的に透過な第２要素は、部分的に光学的に透過な第１要素と比べて異なる厚さ、密度、及び寸法を有してよい。
【００３８】
一実施形態では、（光学的に透明な液体粘着剤又はＬＯＣＡのような）光学的伝導性接着剤が、部分的に光学的に透過な第１要素及び部分的に光学的に透過な第２要素を互いに上部に接着するために使用されてよい。
【００３９】
一実施形態では、粒子クラスタの第３グループは、粒子クラスタの第１グループ又は第２グループと同じジオメトリ、例えば円を有するよう構成される粒子クラスタを有してよい。代替として、粒子クラスタの第３グループは、異なるジオメトリ、例えば楕円又は多角形を有してよい。さらに、第３グループの粒子クラスタの各クラスタは、粒子クラスタの第１グループ及び第２グループと比べて同じ又は異なる直径を有してよい。一例では、粒子クラスタの各々は７５マイクロメートルの直径を有してよい。
【００４０】
一実施形態では、第３グループの粒子クラスタは、互いに第３距離に配置される。第３距離は、第１距離又は第２距離と同じであってよく、又は代替として、第３距離は、第１距離及び第２距離と異なってよい。さらに、第３グループの粒子クラスタはマトリクスに配置されてよく、又は代替として、部分的に光学的に透過な第２要素上にランダムに配置されてよい。
【００４１】
一実施形態によると、第３グループのクラスタの粒子は、第３種類の放射線を、第３特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる。例えば、第３種類の放射線はアルファ粒子であってよい。
【００４２】
一実施形態によると、第３グループのクラスタの粒子は、第３種類の発光物質で作られている。第３種類の発光物質は、第１種類及び第２種類の発光物質と異なってよい。例えば、第３グループのクラスタの粒子は、硫化亜鉛（zinc  sulphide：ＺｎＳ）を含んでよく、したがって、アルファ粒子を第３特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。
【００４３】
一実施形態によると、少なくとも部分的に光学的に透過な第２要素は、粒子クラスタの第４グループを更に含む。粒子クラスタの第４グループは、円のような、粒子クラスタの第３グループのようなジオメトリを含んでよい。代替として、粒子クラスタの第４グループは、長方形のような、異なる配置を含んでよい。さらに、第４グループの粒子クラスタは、第３グループの粒子クラスタと同じ直径を有してよい。代替として、第４グループの粒子クラスタは、第３グループの粒子クラスタと異なる直径、例えば９０マイクロメートルを有してよい。
【００４４】
一実施形態では、第４グループの粒子クラスタは、互いに第４距離に配置される。第４グループの粒子クラスタは、互いに、第３グループの粒子クラスタと同じ距離に配置されてよい。代替として、第４グループの粒子クラスタは、第３距離と比べて異なる距離に配置されてよい。さらに、第４グループの粒子クラスタは、マトリクスに配置されてよい。また、第４グループの粒子クラスタは、マトリクスの行（又は列）が第３グループの行（又は列）にある粒子クラスタの数と同じ数の粒子クラスタを含み得るように、マトリクスに配置されてよい。代替として、マトリクスの行（又は列）は、第３グループの行（又は列）にある粒子クラスタの数と比べて異なる数の粒子クラスタを有してよい。さらに、第４グループの粒子クラスタは、部分的に光学的に透過な第２要素上にランダムに配置されてよい。このような例では、第４グループの粒子クラスタ及び第３グループの粒子クラスタは、個々のクラスタにおけるシンチレーションの区別を可能にするために、互いに十分な距離だけ離されてよい。
【００４５】
一実施形態では、第４グループのクラスタの粒子は、第４種類の放射線を、第４特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる。例えば、第４種類の放射線はベータ粒子であってよい。
【００４６】
一実施形態によると、第４グループのクラスタの粒子は、第４種類の発光物質で作られている。第４グループのクラスタの粒子は、セレン化亜鉛（zinc  selenide：ＺｎＳｅ）のような特定の化学組成を有する（粒状の）結晶であってよい。
【００４７】
一実施形態では、第４グループのクラスタの粒子は、ベータ粒子のような異なる種類の放射線を、第４特性吸収帯波長を有する光子に変換できてよい。例えば、第４グループのクラスタの粒子は、セレン化亜鉛（zinc  selenide：ＺｎＳｅ）を含んでよく、ベータ粒子を第４特性吸収帯波長を有する光子に変換できる。
【００４８】
一実施形態では、少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素及び／又は第２要素は、（粒子クラスタの第１及び第２グループ、又は粒子クラスタの第３及び第４グループのような）粒子クラスタの異なるグループを有してよい。
【００４９】
別の実施形態では、部分的に光学的に透過な第１要素及び／又は第２要素は、（粒子クラスタの第１グループのような）粒子クラスタの１つのみのグループを有してよい。さらに、グループのクラスタの粒子は、２つの異なる種類の放射線を、異なる特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる発光物質でできていてよい。例えば、グループのクラスタの粒子は、テルル化カドミウム（cadmium  telluride：ＣｄＴｅ）を含んでよく、ガンマ放射線及び中性子を異なる特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。
【００５０】
一実施形態では、部分的に光学的に透過な第１要素及び／又は部分的に光学的に透過な第２要素は、（粒子クラスタの第５グループのような）粒子クラスタの追加グループを有してよい。第５グループの粒子クラスタは、粒子クラスタの第１グループ、第２グループ、第３グループ、又は第４グループのうちの１つと比べて同じ又は異なるジオメトリを有してよい。また、第５グループの粒子クラスタは、粒子クラスタの第１グループ、第２グループ、第３グループ、又は第４グループのうちの１つと比べて互いに同じ又は異なる距離に配置されてよい。さらに、追加グループのクラスタの粒子は、粒子クラスタの第１グループ、第２グループ、第３グループ、又は第４グループと同じ又は異なる種類の放射線を、異なる特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる発光物質でできていてよい。例えば、第５グループのクラスタの粒子は、ルテチウム・イットリウム・オルトケイ酸塩（lutetium−yttrium  oxyorthosilicate）を含んでよく、Ｘ線を異なる特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。
【００５１】
一実施形態によると、機器は、追加の部分的に光学的に透過な要素、例えば部分的に光学的に透過な第３要素を有してよい。このような例では、部分的に光学的に透過な第３要素は、少なくとも粒子クラスタの第５グループを有してよい。
【００５２】
一実施形態によると、更に追加の部分的に光学的に透過な要素が、本発明の範囲から逸脱することなく、レイヤ（又は他の結合）として機器に追加されて、複数のエネルギ反応（例えば、低エネルギガンマ放射線及び高エネルギガンマ放射線に対応する応答）、異なる種類の入射放射線の区別（Ｘ線、ガンマ線、中性子、アルファ粒子、等）を可能にし、機器の検出効率などを向上してよい。
【００５３】
一実施形態では、部分的に光学的に透過な要素は、粒子クラスタの代わりに基板内に分散された発光物質の結晶を含んでよい。このような例では、結晶は、（ポリマーシートのような）複数の光学的に透過な要素内に均一に分散されてよい。一例では、結晶は、ポリマーシート内に分散されてよく、その結果、結晶は少なくともポリマーシートの５０％の体積を構成する。部分的に光学的に透過な要素の中の結晶の量は異なってよいことが明らかである。一例では、部分的に光学的に透過な要素の中の結晶の量は、より高い量子効率（入射光子の変換される光電子に対する比）を得るために変更されてよい。
【００５４】
一実施形態では、異なる発光物質の結晶は、結合され基板内に分散されてよい。例えば、異なる発光物質の結晶のこのような結合は、異なる種類の入射放射線の位置（又はエネルギ）分解能の向上、（ガンマ線、Ｘ線、アルファ粒子、及び中性子のような）異なる種類の入射放射線の間の区別（又は検出）、等を可能にし得る。
【００５５】
一実施形態によると、粒子クラスタは、円形、長方形、円錐状、角錐状、及びマトリクスから選択された形態に配置される。粒子クラスタは、したがって、円形、長方形、及び他の形状におけるように、２次元堆積物（deposition）であり得る。粒子クラスタは、また、例えば円錐、角錐、及び他の形状におけるように、３次元堆積物（deposition）であり得る。粒子クラスタは、また、Ｎ×Ｍマトリクスに構成され得る。それにより、クラスタ間の距離、及びクラスタのサイズは、検出を特定エネルギ分解能及び感度に合わせるよう調整され得る。粒子クラスタの幾つかの種類のグループが存在する場合、種々のグループが同じ又は異なる配置を有し得る。
【００５６】
機器は、また、粒子クラスタの第１グループから放出される光強度を測定するよう構成される光検出器を含む。光検出器は、部分的に光学的に透過な第１要素及び部分的に光学的に透過な第２要素からの変換した光子（又は光）を吸収し、それらを電子に変換するよう動作してよい。変換された電子は、入射放射線の光高度を取得するために分析され得る電流を生じる。一例では、光検出器は、電荷結合素子（charge−coupled  device：ＣＣＤ）又は（フォトダイオードのような）半導体素子を有してよい。別の例では、光検出器は、（光検出器に専用の波長のような）特定波長を検出するよう動作してよく、又は特性吸収帯波長を測定するために全範囲に渡り波長を検出するよう動作してよい。更に別の例では、光検出器は、部分的に光学的に透過な第２要素（及び／真ｔｈ亜部分的に光学的に透過な第１要素）の全領域に渡り変換した光子を検出するよう動作し得る大面積光検出器であってよく、或いは、少なくとも部分的に光学的に透過な第２要素（及び／又は少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素）の領域の一部の変換した光子を検出するよう動作し得るマトリクス光検出器であってよい。
【００５７】
一実施形態によると、光検出器は、また、粒子クラスタの第２グループ、第３グループ、及び第４グループから放出された光強度を測定するよう構成される。さらに、粒子クラスタの第２グループ、第３グループ、及び第４グループにより放出される光子は、光検出器により検出されてよい。光検出器は、光子を電子（又は光電子）に変換するよう構成されてよい。さらに、電子は、デジタル信号に変換され得る電流を生じ得る。デジタル信号は、粒子クラスタの第２グループ、第３グループ、及び第４グループから放出された光（又は光子）の光強度を得るために、更に処理され分析されてよい。
【００５８】
一実施形態では、部分的に光学的に透過な第１及び第２要素のうちの一方を有する光検出器の光学的結合は、光コンデンサ（photo  condenser）のような光カプラ素子を用いて達成されてよい。光カプラ素子は、部分的に光学的に透過な第２要素から放出される光子を光検出器へ向ける（又は集中させる）よう動作してよい。一例では、光コンデンサは、光ファイバを有してよい。
【００５９】
一実施形態によると、光検出器は、粒子クラスタの互いに独立な少なくとも２つのグループからの光強度を測定するよう構成される。例えば、光検出器は、部分的に光学的に透過な第１要素及び第２要素に光カプラ素子を介して結合されてよい。したがって、光検出器は、（粒子クラスタの第１グループのような）部分的に光学的に透過な第１要素の粒子クラスタの少なくとも１つのグループ、及び（粒子クラスタの第３グループのような）第２要素の粒子クラスタの少なくとも１つのグループからの光強度を測定するよう構成されてよい。代替として、光検出器は、部分的に光学的に透過な第１要素のような、部分的に光学的に透過な要素のうちの１つに結合されてよい。したがって、光検出器は、第１要素の（粒子クラスタの第１グループ及び第２グループのような）粒子クラスタの両方のグループからの光強度を測定するよう構成されてよい。
【００６０】
機器は、測定された光強度を用いて、第１種類の放射の量を決定するよう構成されるプロセッサを更に有する。光検出器により測定された光強度は、（中央処理ユニットのような）プロセッサにより受信されてよい。さらに、プロセッサは、受信した光強度の分析を実行するよう構成されてよい。例えば、プロセッサは、光検出器から受信した光強度を第１種類の放射線の量に変換するよう構成されてよい。一例では、第１種類の放射線の量は、グレイ／時（gray/hour：ｇｙ／ｈ）で示されてよい。一例では、第１種類の放射線の量は、シーベルト／時（sievert/hour：ｓｙ／ｈ）で示されてよい。同様に、プロセッサは、光検出器から受信した光強度を第２種類、第３種類、及び第４種類の放射線の量に変換するよう構成されてよい。一実施形態では、同様に、プロセッサは、粒子クラスタの第２グループ、第３グループ、及び第４グループからの測定された光強度を用いて、第２種類、第３種類、及び第４種類の放射線の量を決定するよう構成される。さらに、光検出器により検出される第２グループ、第３グループ、及び第４グループから放出される光強度は、プロセッサにより受信されてよい。さらに、プロセッサは、粒子クラスタの第２グループ、第３グループ、及び第４グループから放出された光強度を用いて、第２種類、第３種類、及び第４種類の放射線の量を決定するよう構成されてよい。さらに、プロセッサは、特性吸収帯波長を測定するために、波長範囲に渡り光強度を測定するよう構成されてよい。
【００６１】
本発明の機器は、粒子クラスタの異なるグループから放出された光強度を測定する。実際に、異なる種類の放射線は、粒子クラスタに異なる量の光を放出させ、異なる光強度を生じる。例えば、アルファ放射線は、（大部分が電離した大きな電荷を有する）大量の光を放つ。さらに、放たれる光の量は、入射粒子の運動量にも依存する。遅い粒子ほど、大きく電離し、つまりより多くの光を生じる。ガンマ放射線は、信号として光子を生成するセカンダリ（secondary）を放出する際に効率的である伝統的物質を必要とするので、特別な場合である。中性子照射は特別な場合を表し、それ自体の特定変換物質を必要とする。放出される光の量は、変換物質、中性子エネルギ、及びジオメトリに依存する。各種類の放射に適する粒子クラスタの例は、本願明細書中で与えられる。
【００６２】
一実施形態では、第１種類の放射線の量は、更なる分析のためにプロセッサにより更に送信されてよい。例えば、第１種類の放射線の量は、通信ネットワーク（例えば、無線ローカルエリアネットワークのような長距離通信ネットワーク）を介してサーバへ送信されてよい。サーバは、第三者サービスに関連付けられてよく、第三者サービスは、第１種類の放射線の量を更に処理し及び分析するよう動作してよい。一例では、分析は、第１種類の放射線の量が（安全性限界のような）閾を超えるか否かの決定で構成されてよい。
【００６３】
一実施形態によると、光検出器及びプロセッサは、粒子クラスタから放出される光子のタイミングを測定するよう更に構成される。
【００６４】
本開示は、少なくとも２つの粒子クラスタを含む少なくとも部分的に光学的に透過な要素を製造する方法も提供する。例えば、少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、上述の部分的に光学的に透過な第１要素であってよい。さらに、少なくとも２つの粒子クラスタは、第１グループ（又は第２グループ）の粒子クラスタのような同じグループの粒子クラスタを含んでよい。代替として、少なくとも２つの粒子クラスタは、第１グループ及び第２グループの粒子クラスタのような異なるグループの粒子クラスタを含んでよい。同様に、少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、第３及び／又は第４グループの粒子クラスタを有する第２要素を含んでよい。
【００６５】
方法は、支持表面にポリマー粒を配置して、ポリマー粒シート（又は基板）を形成するステップを含む。ポリマー粒は、部分的に光学的に透過な第１要素が構成される、プラスチック粒のような物質の粒を含んでよい。一例では、ポリマー粒は、ポリ塩化ビニル粒であってよい。一例では、ポリマー粒は、ポリウレタン粒であってよい。さらに、ポリマー粒は、支持表面上に配置されて、５〜１０ミリメートルの厚さを有するポリマー粒シートを形成してよい。
【００６６】
一実施形態では、支持表面は平坦であってよい。例えば、支持表面は、部分的に光学的に透過な要素のために必要な寸法と等価な寸法を有する平面（又はトレイ）であってよい。
【００６７】
方法は、ポリマー粒シートを、開口を有するステンシルで覆うステップを更に含み、開口は直径を有し及び互いにある距離に配置される。ステンシルは、プラスチック、金属、等のシートであってよく、マトリクスに配置された（穴のような）開口を有してよい。開口及びそれらの配置は、粒子クラスタの形状、寸法、及び位置のような所要特性に対応してよいことが明らかである。ステンシルは、ポリマー粒シート上に置かれてよい。
【００６８】
方法は、ステンシルの上部に粒子を配置して、粒子を、ステンシルの開口を介して露出されたポリマー粒と混合させ、粒子クラスタを生成するステップを更に含む。粒子は、（発光物質の結晶のような）第１、第２、第３、又は第４グループのうちの１つのクラスタの粒子を有してよい。粒子は、ステンシルの上部に配置されて（一様に広げられ又は分散される）、粒子をポリマー粒シート上に降下させる。さらに、これは、粒子がステンシルの開口を介して露出されたポリマー粒と混合する際に、所要位置に粒子クラスタを生成することを可能にする。一例では、ステンシルは円形開口のマトリクスを有してよい。このような例では、円形（又は円筒形）粒子クラスタは、ポリマー粒シート上に形成される。
【００６９】
一実施形態では、方法は、異なる寸法（又は直径）の開口を有する複数のステンシルの上部に粒子を配置するステップを含んでよい。一例では、粒子は、１０ミリメートルの直径を有する開口を含むステンシルの上部に配置されて、粒子をポリマー粒シート上に降下させる。さらに、ステンシルは、８ミリメートル、６ミリメートル、４ミリメートル、２ミリメートル、等の直径を有する開口を含む他のステンシルで順次置換されてよく、粒子はステンシルの上部に配置されて、粒子をポリマー粒シート上に降下させてよい。このような例では、形成された粒子クラスタは（異なる直径の粒子クラスタの複数の層を含む）円錐構造を有し得ることが明らかである。
【００７０】
一実施形態では、方法は、製造中に支持表面に振動を加えるステップを含む。振動は、ポリマー粒を有する粒子の均一な分散を可能にするために、支持表面に加えられてよい。さらに、異なる分子量を有するポリマー粒及び粒子の例では、振動はある方向（例えばｘ、ｙ、及びｚ方向）に沿って、より重い分子量を有する成分（例えば粒子）の分散を管理するために適用されてよい。表面レベル上で又は部分的に光学的に透過な要素の厚さを通じて混合するような、粒子をポリマー粒と混合する量は、適用される振動に基づき制御されてよいことが明らかである。
【００７１】
方法は、時間期間の間、熱量を加えることにより、少なくとも部分的に透過な要素を形成するステップをさらに含む。ポリマー粒シート及び粒子クラスタを含む支持表面は、加熱炉（又は工業用オーブン）のような熱源に導入されてよい。熱源は、ポリマー粒シート及び粒子クラスタを含む支持表面に、時間期間の間、熱量を適用して、部分的に透過な要素を形成するよう構成されてよい。
【００７２】
一実施形態によると、熱源は、ポリマー粒シートを形成するために使用され得るモノマー（monomer）粒子のポリメリゼーション（polymerisation）を可能にし得る。
【００７３】
一実施形態では、少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、さらに、凹面、球又は湾曲形状因子の形態で形成される。具体的に、支持表面は、このような部分的に等価な要素を形成するために、このようなジオメトリ（凹面、球又は湾曲形状因子）を有するよう形成されてよい。
【００７４】
一実施形態では、（無機イソシアネートのような）硬化剤が、ステンシル上に粒子を配置する前に、粒子と混合されてよい。
【００７５】
一実施形態では、ステンシルは、支持表面を熱源に導入する前に、ポリマー粒シートから除去されてよい。
【００７６】
一実施形態では、方法は、粒子クラスタを形成するために結晶を選択するステップと、さらに、選択の前に血書の品質制御を実行するステップと、を含んでよい。このような例では、結晶は、不純物又は不純物により引き起こされ得る欠陥を除去するために、表面清浄を受けてよい。結晶は、光収率（供給されたエネルギ量あたりの得られる光の量）及び残光（励起状態の崩壊後の時間期間の間に持続するシンチレーション光の量）のような特性に従い分類されてよい。例えば、結晶は、それらの光収率特性に依存して異なる用途のために分類されてよい。さらに、方法は、結晶性粉末を得るために、（機械的モータのような）モータを用いて結晶を研磨するステップを含んでよい。さらに、結晶性粉末は、（振動篩過器のような）篩過器を用いて種々のサイズに分けられて（fractioned）よい。
【００７７】
一実施形態では、方法は、支持表面を清浄するような、支持表面を準備するステップを更に含んでよい。さらに、支持表面は、結晶性粉末をポリマー粒と混合するために使用されてよい。さらに、支持表面は、部分的に光学的に透過な要素を得るために、熱源に導入されてよい。
【００７８】
一実施形態では、結晶性粉末は、モノマー粒子と混合されてよい。さらに、支持表面を熱源に導入する前に、モノマー粒子のポリメリゼーションを可能にするために、（無機イソシアネートのような）硬化剤が加えられてよい。
【００７９】
代替の実施形態では、方法は、粒子クラスタを形成するようある量の粒子を配置するために調剤器（dispenser）を用いてポリマーシートの上部に粒子を配置するステップを含んでよい。
【００８０】
ポリマーシートは、一般的な工業製造過程により製造され得る。所要の機械的及び光学的特性に関連して選択されたポリマーに依存して、最適なものが採用される。ポリマーが熱可塑性ポリマーである場合、最も一般的な製造過程は射出成形である。この過程では、マトリクスを形成するために、ポリマー又は組成が加熱され、所望のジオメトリの型に注入される。シンチレーション特性を有する物質は、望ましくは、複合マトリクスと同様の過程で注入されてよい。対応物の分配は、本願明細書の他の場所に記載される。
【００８１】
選択されたポリマーが熱硬化性ポリマーである場合、最も一般的な製造過程は反応射出成形（reaction  in  mold、ＲＩＭ）である。この過程は、殆どの場合、室温で実行される。シンチレーション特性を有する物質は、望ましくは、両方の部分の間の良好な結合を達成するために、同様の熱硬化性化合物と混合される。
【００８２】
ポリマーが熱可塑性又は熱硬化性物質であり且つ他の物質がシンチレーション特性を有する物質である場合がある（つまり、ポリマーが熱可塑性であり、シンチレーション特性を有する物質が熱硬化性である場合、及びその逆）。
【００８３】
［図面の簡単な説明］
図１を参照すると、本開示の一実施形態による、放射線を測定する機器１０２を実装する環境１００の概略図が示される。図示のように、環境１００は、機器１０２を用いて測定されるべき入射放射線を供給する放射線源１１０を含む。放射線源１１０は、放射線、例えばガンマ放射線１１２及び中性子を放出するよう示される。機器１０２は、部分的に光学的に透過な第１要素１２０及び部分的に光学的に透過な第１要素１２０の上部に配置された部分的に光学的に透過な第２要素１２２のような、少なくとも１つの部分的に光学的に透過な要素を含む。部分的に光学的に透過な第１及び第２要素１２０及び１２２は、異なる種類の放射線を、異なる特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる。例えば、部分的に光学的に透過な第１及び第２要素１２０及び１２２は、ガンマ放射線１１２及び中性子１１４を、それぞれ（部分的に光学的に透過な要素におけるクラスタの粒子の励起状態の崩壊により放出される）第１及び第２特性吸収帯波長を有する光子に、少なくとも部分的に変換できる。
【００８４】
機器１０２は、部分的に光学的に透過な第１及び第２要素１２０及び１２２に動作可能に結合される光カプラ素子１３０と、部分的に光学的に透過な第１及び第２要素１２０及び１２２から放出された光子の光強度を測定するよう構成される光検出器１４０と、を更に含む。光カプラ素子１３０は、光子を光検出器１４０へ送信することを可能にする。機器１０２は、光検出器１４０に動作可能に結合されたプロセッサ１５０であって、（放出された光子に関連する）測定した光強度を用いて、放射線源１１０から放出するガンマ放射線及び中性子１１２及び１１４の量のような、ある種類の放射線の量を決定するよう構成されるプロセッサ１５０を更に含む。環境１００は、通信ネットワーク１７０を用いてプロセッサ１５０に通信可能に結合されたサーバ１６０であって、測定された光強度を更に処理し及び分析するよう動作するサーバ１６０を更に含む。プロセッサ１５０は、特性吸収帯波長を生成するために光波長範囲に渡る関連付けのために測定された光強度を使用するよう構成される。
【００８５】
図２を参照すると、本開示の一実施形態による、部分的に光学的に透過な要素を製造する例示的な製造設備２００の概略図が示される。具体的に、製造設備２００は、図１の機器１０２の部分的に光学的に透過な第１及び第２要素１２０及び１２２のような部分的に光学的に透過な要素に関連する。図示のように、製造設備２００は、（トレイのような）支持表面２０２と、ポリマー粒シートを形成するために支持表面２０２上に置かれたポリマー粒２１０を含む。製造設備２００は、複数の開口（又は穴）２２２を有するステンシル２２０を更に含む。ステンシル２２０は、ポリマー粒シート２１０の上部に置かれるよう適応される。製造設備２００は、（ステンシル２２０の上部に配置されるべき）発光物質の結晶のための容器２３０を更に含む。したがって、容器２３０からの結晶は、穴２２２を通じて導入されて、ポリマー粒２１０と混合する。製造設備２００は、発光物質の結晶及び硬化剤の混合物のための容器２４０を更に含む。容器２４０からの混合物は、穴２２２を通じて導入されて、部分的に光学的に透過な要素を形成するためにポリマー粒２１０と混合する。
【００８６】
図３を参照すると、本開示の一実施形態による、（図１の機器１０２の部分的に光学的に透過な第１及び第２要素１２０及び１２２のような）部分的に光学的に透過な要素３００の概略図が示される。図示のように、部分的に光学的に透過な要素３００は、ポリマーシート３０２と、クラスタ３０６及び３０８のような粒子クラスタのグループと、を含む。さらに、クラスタ３０６及び３０８は、互いにある距離に配置され、放射線を、特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる粒子を含む。
【００８７】
図４を参照すると、本開示の一実施形態による、軸ＸＸに沿う図３の部分的に光学的に透過な要素３００の断面図が示される。部分的に光学的に透過な要素３００は、ポリマーシート３０２と、クラスタ３０６及び３０８のような粒子クラスタのグループと、を含む。図示のクラスタ３０６及び３０８は、発光物質の結晶及びポリマー粒の混合物により構成される。
【００８８】
図５を参照すると、本開示の一実施形態による、（図３の部分的に光学的に透過な要素３００のような）部分的に光学的に透過な要素の種々の段階５００の概略図が示される。図示のように、種々の段階５００は、（図２の支持表面２０２のような）支持表面を準備するステップ、例えば支持表面を清浄するステップを含む段階５０２を含む。段階５０４で、（異なる用途のために）結晶の選択及び分類が実行される。段階５０６で、結晶は、結晶性粉末を得るために、モータを用いて細かくされる。段階５０８で、結晶性粉末を種々の大きさに分けるステップが、篩過器を用いて実行される。段階５１０で、部分的に光学的に透過な要素が（例えば、図２の製造設備２００を用いることにより）形成される。
【００８９】
図６は、２つの要素間の反射体を有する（１、３）及び該要素間の反射体を有しない（２、４）、定電流０．３９５ｍＡにおけるＸ線管電圧の関数としての、異なる分散発光物質ＺｎＳｅ（Ａｌ）（マーカ１及び２）及び発光物質ＬＧＳＯ（Ｃｅ）（マーカ３及び４）シンチレータからのシンチレーション信号の依存性の概略図である。設備の中で、要素の２つの層がテストされ、第１層は低エネルギ感応発光物質ＺｎＳｅ（ＡＬ）を有し、第２層は高エネルギ感応発光物質ＬＧＳＯ（Ｃｅ）を有する。マーカ１及び３は、反射体材料が層の間にある設定を示し、マーカ２及び３は反射体が層の間にない状況を示す。
【００９０】
図７を参照すると、本開示の一実施形態による、（図３の部分的に光学的に透過な要素３０２のような）部分的に光学的に透過な要素を製造する方法７００のステップの図が示される。ステップ７０２で、ポリマー粒は、ポリマー粒シートを形成するために、支持表面に配置される。ステップ７０４で、ポリマー粒シートは、開口を有するステンシルで覆われ、開口は直径を有し及び互いにある距離に配置される。ステップ７０６で、粒子はステンシルの上部に配置されて、粒子を、ステンシルの開口を介して露出されたポリマー粒と混合させ、粒子クラスタを生成する。ステップ７０８で、時間期間の間、熱量を加えることにより、少なくとも部分的に透過な要素が形成される。
【００９１】
ステップ７０２〜７０８は単に説明のためであり、１つ以上のステップが追加され、１つ以上のステップが削除され、又は１つ以上のステップが本願で請求される範囲から逸脱することなく異なる順序で設けられる他の代替方法も提供可能である。例えば、方法７００では、ポリマー粒シートを形成するために使用される支持表面は平坦であってよい。さらに、方法７００では、製造中に支持表面に振動が加えられてよい。さらに、方法７００では、少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、さらに、凹面、球又は湾曲形状因子の形態で形成されてよい。
【００９２】
図８は、本開示の一実施形態による、放射線を測定する機器の放射線ルミネセンススペクトルを示すグラフ８００である。放射線を測定する機器は、Ｘ線放射線を２つの異なる特性吸収帯波長を有する光子に変換するよう構成されるアルミニウム添加セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ（Ａｌ））及びセリウム添加ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩（ＬＧＳＯ（Ｃｅ））で構成される。さらに、アルミニウム添加セレン化亜鉛は低エネルギＸ線放射線に応答し、セリウム添加ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩は高エネルギＸ線放射線に応答する。図示のように、曲線８０２は、アルミニウム添加セレン化亜鉛の放出された光子の波長（６２０ｎｍ近傍に最大ピークを有し且つ５５０ｎｍから開始し７５０ｎｍまで延びている第１特性吸収帯波長）の光強度の分布に対応し、曲線８０４は、セリウム添加ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩の放出された光子の波長（４２５ｎｍ近傍に最大ピークを有し且つ３７５ｎｍから開始し６５０ｎｍまで延びている第２特性吸収帯波長）光強度の分布に対応する。異なる発光物質から生じる特性吸収帯波長は少なくとも部分的に重なりある場合があることが分かる。
【００９３】
以上に記載された本開示の実施形態に対する変更は、添付の請求項により定められるような本開示の範囲から逸脱することなく、可能である。本開示を説明するために及び請求するために使用される「含む」、「有する」（including、comprising、have）、「組み込む」、「である」（is）のような表現は、非排他的方法で構成されることを意図し、つまりアイテム、コンポーネント、又は要素が提示されるように明示的に記載されないことを可能にする。単数形の言及は、複数にも関連すると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年6月18日(2019.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を測定する機器であって、前記機器は、
少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素であって、少なくとも粒子クラスタの第１グループを含み、
前記第１グループの前記粒子クラスタは、互いに第１距離に配置され、
前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の放射線を、第１特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、第１要素と、
粒子クラスタの前記第１グループから放出される光強度を測定するよう構成される光検出器と、
前記測定された光強度を用いて前記第１種類の放射線の量を決定するよう構成されるプロセッサと、
を含み、
前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素はポリマーシートである、機器。
【請求項２】
前記第１グループのクラスタの粒子は、第１種類の発光物質で作られている、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記少なくとも部分的に光学的に透過な第１要素は、粒子クラスタの第２グループを含み、前記第２グループの前記粒子クラスタは、互いに第２距離に配置される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項４】
前記第２グループのクラスタの粒子は、第２種類の放射線を、第２特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、請求項３に記載の機器。
【請求項５】
前記第２グループのクラスタの粒子は、第２種類の発光物質で作られている、請求項４に記載の機器。
【請求項６】
少なくとも部分的に透過な第２要素であって、少なくとも粒子クラスタの第３グループを含み、
前記第３グループの前記粒子クラスタは、互いに第３距離に配置され、
前記第３グループのクラスタの粒子は、第３種類の放射線を、第３特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、第２要素と、
を更に含み、
前記光検出器は、前記粒子クラスタの前記第３グループから放出される光強度を測定するよう構成され、
前記プロセッサは、前記粒子クラスタの前記第３グループからの前記測定された光強度を用いて、前記第３種類の放射線の量を決定するよう構成される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項７】
前記第３グループのクラスタの粒子は、第３種類の発光物質で作られている、請求項６に記載の機器。
【請求項８】
前記少なくとも部分的に光学的に透過な第２要素は、粒子クラスタの第４グループを更に含み、
前記第４グループの前記粒子クラスタは、互いに第４距離に配置され、
前記第４グループのクラスタの粒子は、第４種類の放射線を、第４特性吸収帯波長を有する光子に少なくとも部分的に変換できる、請求項６に記載の機器。
【請求項９】
前記第４グループのクラスタの粒子は、第４種類の発光物質で作られている、請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
前記粒子クラスタは、円形、矩形、円錐状、角錐状、及びマトリクスから選択された形態に配置される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１１】
前記放射線の種類は、Ｘ線、ガンマ線、ベータ線、アルファ放射線、荷電粒子、及び中性子のグループから選択される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１２】
発光物質は、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、ガドリニウム微粒アルミニウム・ガレート、ルテチウム・イットリウム・オルトケイ酸塩、ルテチウム・ガドリニウム・オルトケイ酸塩、テルル化カドミウム、及びテルル化カドミウム亜鉛のグループから選択される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１３】
前記光検出器は、前記粒子クラスタの互いに独立な少なくとも２つのグループからの光強度を測定するよう構成される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１４】
前記クラスタの各々は、１０ナノメートル〜１００マイクロメートル、更に望ましくは１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの直径を有する、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１５】
クラスタ間の距離は、両クラスタの直径の１〜１００倍、望ましくは両クラスタの直径の２〜１０倍、更に望ましくは両クラスタの直径の３〜５倍である、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１６】
前記光検出器及び前記プロセッサは、前記粒子クラスタから放出される光子のタイミングを測定するよう更に構成される、請求項１又は２に記載の機器。
【請求項１７】
少なくとも２つの粒子クラスタを含む少なくとも部分的に光学的に透過な要素を製造する方法であって、前記方法は、
支持表面にポリマー粒を配置して、ポリマー粒シートを形成するステップと、
前記ポリマー粒シートを開口を有するステンシルで覆うステップであって、前記開口は直径を有し及び互いから距離を置いて配置される、ステップと、
前記ステンシルの上部に粒子を配置して、前記粒子を、前記ステンシルの前記開口を介して露出された前記ポリマー粒と混合させ、粒子クラスタを生成するステップと、
時間期間の間、熱量を加えることにより前記少なくとも部分的に透過な要素を形成するステップと、
を含む製造方法。
【請求項１８】
前記支持表面は平坦である、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記方法は、製造中に前記支持表面に振動を加えるステップ、を更に含む請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも部分的に光学的に透過な要素は、凹面、球面、又は曲面形状因子の形態で更に形成される、請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【国際調査報告】
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