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JP5080910B2 - Array manufacturing method, scintillator array - Google Patents
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Description

本発明は、複数のシンチレータ結晶からなるシンチレータアレイ、このシンチレータアレイを製造するためのアレイ製造方法、に関する。   The present invention relates to a scintillator array composed of a plurality of scintillator crystals, and an array manufacturing method for manufacturing the scintillator array.

被検体に陽電子放射性同位元素(RI:Radio Isotope)標識の薬剤が投与されると、消滅γ線が放出される。PET(Positron Emission Tomography)、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)、ガンマカメラなどの核医学イメージング装置は、この放射線を検出することにより、被検体内のRIの分布像を得る装置である。   When a drug labeled with a positron emitting isotope (RI) is administered to the subject, annihilation γ rays are emitted. Nuclear medicine imaging apparatuses such as PET (Positron Emission Tomography), SPECT (Single Photon Emission Computation Tomography), and a gamma camera are apparatuses that obtain a distribution image of RI in a subject by detecting this radiation.

このような核医学イメージング装置には、複数のシンチレータ結晶からなるシンチレータアレイが利用されている。このようなシンチレータアレイは、例えば、細長形状のシンチレータ結晶を、その長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列した構造に形成されている。   Such a nuclear medicine imaging apparatus uses a scintillator array composed of a plurality of scintillator crystals. Such a scintillator array is formed, for example, in a structure in which elongated scintillator crystals are two-dimensionally arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction.

シンチレータアレイは、光電子増倍管などの光検出器に接続され、放射線検出器として用いられるが、シンチレータアレイに放射線が入射すると放射線入射箇所のシンチレータ結晶が発光し、接続された光検出器に放射線強度に比例した光量を出力する機能を有している。   The scintillator array is connected to a photodetector such as a photomultiplier tube and used as a radiation detector. When radiation is incident on the scintillator array, the scintillator crystal at the radiation incident site emits light, and the connected photodetector is irradiated with radiation. It has a function to output a light amount proportional to the intensity.

また、光反射率の大きい板材を使用して、所定の間隔で整列した封入穴を持った結晶収納容器を製作し、その封入穴の中にシンチレータ結晶を嵌合してシンチレータアレイを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Also, a method of manufacturing a scintillator array by manufacturing a crystal container having enclosing holes aligned at a predetermined interval using a plate material having a high light reflectance, and fitting a scintillator crystal in the enclosing holes. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

また、ブロック状に切り出したシンチレータ結晶に一定間隔の切込み溝を縦横に形成したのち、その切込み溝に反射材を充填する技術も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開平1−145596号公報 特開平5−341049号公報 特開平5−019060号公報
In addition, a technique has also been proposed in which cut grooves having a predetermined interval are formed vertically and horizontally in a scintillator crystal cut into a block shape, and the cut grooves are filled with a reflective material (see, for example, Patent Document 3).
JP-A-1-145596 Japanese Patent Laid-Open No. 5-341409 JP-A-5-019060

特許文献1に記載された技術においては、反射剤の塗布厚みや、反射材のテープの巻装厚みの均一性を保つことが難しく、個々のシンチレータ結晶の配列の精度を出すことが非常に困難である。さらに、組み上げ作業が煩雑化し、全体寸法精度を出すことが困難である。   In the technique described in Patent Document 1, it is difficult to maintain the uniformity of the thickness of the reflective agent applied and the thickness of the reflective tape, and it is very difficult to obtain the accuracy of the arrangement of the individual scintillator crystals. It is. Furthermore, the assembly work becomes complicated and it is difficult to obtain the overall dimensional accuracy.

また、特許文献2に記載された技術においては、加工されたケースへの各シンチレータ結晶の組み込み作業は容易であり、組み上げ後の全体寸法も高精度に維持できるが、ケースの加工精度をあげるために著しく費用がかかる。   Moreover, in the technique described in Patent Document 2, it is easy to incorporate each scintillator crystal into a processed case, and the overall dimensions after assembly can be maintained with high accuracy. Is significantly more expensive.

また、特許文献3に記載された技術においては、複数の溝に反射剤を均一に注入することが困難である。また溝の製作に伴いシンチレータ結晶の表面が粗面化する。溝表面の粗面化に起因して個々のシンチレータ結晶内における光の多重回反射の量が増加し、出力される光量が減少するといった問題や、溝の切削加工時の結晶の未加工の残存部分のために放射線検出器の位置分解能が低下するという問題が発生する。   Moreover, in the technique described in Patent Document 3, it is difficult to uniformly inject a reflective agent into a plurality of grooves. In addition, the surface of the scintillator crystal becomes rough as the grooves are manufactured. Due to the roughening of the groove surface, the amount of multiple reflections of light within individual scintillator crystals increases and the amount of light output decreases, and the crystal remains unprocessed during groove cutting. The problem arises that the position resolution of the radiation detector is reduced due to the portion.

さらには、これら従来技術文献で開示された反射材は、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂やポリエステル系樹脂であり、発光波長が400nm以下の発光では反射率が90%以下と反射能が低いため、シンチレータ結晶から出力される光量が減少するという問題がある。   Furthermore, the reflective material disclosed in these prior art documents is a fluororesin such as polytetrafluoroethylene or a polyester-based resin, and has a low reflectivity of 90% or less for light emission with an emission wavelength of 400 nm or less. There is a problem that the amount of light output from the scintillator crystal decreases.

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、配列されている複数のシンチレータ結晶の位置精度と検出感度とが良好なシンチレータアレイ、このようなシンチレータアレイを簡単に製造することができるアレイ製造方法、を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems. A scintillator array in which the positional accuracy and detection sensitivity of a plurality of arranged scintillator crystals are good, and such a scintillator array can be easily manufactured. An array manufacturing method that can be used is provided.

本発明のアレイ製造方法は、複数のシンチレータ結晶からなるシンチレータアレイを製造するためのアレイ製造方法であって、放射線が入射すると内部で蛍光が発生する細長形状の複数のシンチレータ結晶を形成し、複数のシンチレータ結晶を長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列し、配列された複数のシンチレータ結晶の間隙に樹脂と溶媒とを混合した混合液を充填し、混合液から溶媒を減圧除去して樹脂を凝固させる。   The array manufacturing method of the present invention is an array manufacturing method for manufacturing a scintillator array composed of a plurality of scintillator crystals, and forms a plurality of elongated scintillator crystals that generate fluorescence inside when radiation is incident thereon. The scintillator crystals are two-dimensionally arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and a mixed liquid in which resin and solvent are mixed is filled in the gaps between the arranged scintillator crystals, and the solvent is depressurized from the mixed liquid. Remove and solidify the resin.

従って、本発明のアレイ製造方法では、長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列されている細長形状の複数のシンチレータ結晶と、複数のシンチレータ結晶の間隙に充填されている樹脂と、からなるシンチレータアレイを製造することができる。複数のシンチレータ結晶を二次元状に配列してから、間隙に充填した混合液を凝固させるので、複数のシンチレータ結晶の位置精度が良好である。また、外側面に反射材を塗布したり反射テープを貼着した複数のシンチレータ結晶をアレイ状に配列するような必要がなく、複数のシンチレータ結晶を収納容器に圧入するような必要もなく、大型のシンチレータ結晶を切削してシンチレータアレイを形成するような必要もない。   Therefore, in the array manufacturing method of the present invention, a plurality of elongated scintillator crystals that are two-dimensionally arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction at a predetermined interval, and a resin that fills the gaps between the plurality of scintillator crystals A scintillator array consisting of can be manufactured. Since the plurality of scintillator crystals are arranged two-dimensionally and then the mixed liquid filled in the gap is solidified, the positional accuracy of the plurality of scintillator crystals is good. In addition, there is no need to arrange a plurality of scintillator crystals in which an outer surface is coated with a reflective material or a reflective tape, and there is no need to press-fit a plurality of scintillator crystals into a storage container. There is no need to cut the scintillator crystal to form a scintillator array.

また、本発明のアレイ製造方法において、混合液に反射材の粉末を混入させておいてもよい。   Further, in the array manufacturing method of the present invention, a powder of a reflective material may be mixed in the mixed solution.

また、本発明のアレイ製造方法において、反射材の粉末が、BaSO,TiO,Al,MgO,の少なくとも一つからなってもよい。 In the array manufacturing method of the present invention, the reflector powder may be made of at least one of BaSO 4 , TiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO.

また、本発明のアレイ製造方法において、反射材の粉末の平均粒径が1μm以下であってもよい。   In the array manufacturing method of the present invention, the average particle size of the powder of the reflective material may be 1 μm or less.

また、本発明のアレイ製造方法において、混合液の組成比は、反射材の重量部100に対して樹脂の重量部が5以下であってもよい。   Moreover, in the array manufacturing method of the present invention, the composition ratio of the mixed solution may be 5 parts by weight or less of the resin by weight with respect to 100 parts by weight of the reflective material.

また、本発明のアレイ製造方法において、樹脂は、アクリル樹脂,ポリビニルアルコール,シリコーン樹脂,エポキシ樹脂,の少なくとも一つからなってもよい。   In the array manufacturing method of the present invention, the resin may be composed of at least one of acrylic resin, polyvinyl alcohol, silicone resin, and epoxy resin.

また、本発明のアレイ製造方法において、発光波長が400nm以下の蛍光を発生するシンチレータ結晶を形成してもよい。   In the array manufacturing method of the present invention, a scintillator crystal that emits fluorescence having an emission wavelength of 400 nm or less may be formed.

本発明のシンチレータアレイは、放射線が入射すると内部で蛍光が発生する複数のシンチレータ結晶からなるシンチレータアレイであって、長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列されている細長形状の複数のシンチレータ結晶と、反射材の粉末が混入されていて複数のシンチレータ結晶の間隙に充填されている樹脂と、を有する。   The scintillator array of the present invention is a scintillator array composed of a plurality of scintillator crystals that generate fluorescence inside when radiation is incident, and has a long and narrow shape arranged in two dimensions in a direction orthogonal to the longitudinal direction. A plurality of scintillator crystals, and a resin in which a powder of a reflecting material is mixed and filled in a gap between the plurality of scintillator crystals.

また、本発明のシンチレータアレイにおいて、反射材の粉末が、BaSO,TiO,Al,MgO,の少なくとも一つからなってもよい。 In the scintillator array of the present invention, the reflective material powder may be made of at least one of BaSO 4 , TiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO.

また、本発明のシンチレータアレイにおいて、反射材の粉末の平均粒径が1μm以下であってもよい。   In the scintillator array of the present invention, the average particle size of the powder of the reflective material may be 1 μm or less.

また、本発明のシンチレータアレイにおいて、樹脂は、アクリル樹脂,ポリビニルアルコール,シリコーン樹脂,エポキシ樹脂,の少なくとも一つからなってもよい。   In the scintillator array of the present invention, the resin may be composed of at least one of acrylic resin, polyvinyl alcohol, silicone resin, and epoxy resin.

また、本発明のシンチレータアレイにおいて、シンチレータ結晶は、蛍光の発光波長が400nm以下であってもよい。   In the scintillator array of the present invention, the scintillator crystal may have a fluorescence emission wavelength of 400 nm or less.

また、本発明のシンチレータアレイにおいて、本発明のアレイ製造方法で製造されていてもよい。   The scintillator array of the present invention may be manufactured by the array manufacturing method of the present invention.

なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。   The various components of the present invention do not necessarily have to be independent of each other. A plurality of components are formed as a single member, and a single component is formed of a plurality of members. It may be that a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps with a part of another component, or the like.

本発明のアレイ製造方法では、複数のシンチレータ結晶を二次元状に配列してから、間隙に充填した混合液を凝固させるので、複数のシンチレータ結晶の位置精度が良好である。また、外側面に反射材を塗布したり反射テープを貼着した複数のシンチレータ結晶をアレイ状に配列するような必要がなく、複数のシンチレータ結晶を収納容器に圧入するような必要もなく、大型のシンチレータ結晶を切削してシンチレータアレイを形成するような必要もない。このため、アレイ状に配列するシンチレータ結晶の外側面を損傷するようなことがなく、シンチレータ結晶の配列精度と検出精度とが良好なシンチレータアレイを簡単に製造することができる。   In the array manufacturing method of the present invention, since the plurality of scintillator crystals are arranged two-dimensionally and then the mixed liquid filled in the gap is solidified, the positional accuracy of the plurality of scintillator crystals is good. In addition, there is no need to arrange a plurality of scintillator crystals in which an outer surface is coated with a reflective material or a reflective tape, and there is no need to press-fit a plurality of scintillator crystals into a storage container. There is no need to cut the scintillator crystal to form a scintillator array. For this reason, a scintillator array with good alignment accuracy and detection accuracy of the scintillator crystals can be easily manufactured without damaging the outer surface of the scintillator crystals arranged in an array.

本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態のシンチレータアレイ100は、放射線が入射すると内部で蛍光が発生する複数のシンチレータ結晶110からなる。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The scintillator array 100 of the present embodiment is composed of a plurality of scintillator crystals 110 that generate fluorescence internally when radiation enters.

より具体的には、本実施の形態のシンチレータアレイ100は、図1および図2に示すように、長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列されている細長形状の複数のシンチレータ結晶110と、反射材の粉末(図示せず)が混入されていて複数のシンチレータ結晶110の間隙に充填されている樹脂120と、を有する。   More specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the scintillator array 100 of the present embodiment includes a plurality of elongated scintillators that are two-dimensionally arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction. A crystal 110 and a resin 120 in which a powder of a reflecting material (not shown) is mixed and filled in a space between the plurality of scintillator crystals 110.

反射材の粉末は、例えば、BaSOからなり、その平均粒径は1μm以下である。樹脂120は、例えば、アクリル樹脂からなる。シンチレータ結晶110は、蛍光の発光波長が400nm以下である。 The reflecting material powder is made of, for example, BaSO 4 and has an average particle size of 1 μm or less. The resin 120 is made of, for example, an acrylic resin. The scintillator crystal 110 has a fluorescence emission wavelength of 400 nm or less.

つぎに、上述のようなシンチレータアレイ100を製造するアレイ製造システムおよびアレイ製造方法を以下に順番に説明する。本実施の形態のアレイ製造システムは、細長形状の複数のシンチレータ結晶110を長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で保持する結晶保持機構と、配列された複数のシンチレータ結晶110の間隙に樹脂120と溶媒とを混合した混合液を充填する混合液充填機構と、混合液から溶媒を減圧除去して樹脂120を凝固させる減圧除去機構と、を有する(図示せず)。   Next, an array manufacturing system and an array manufacturing method for manufacturing the scintillator array 100 as described above will be described in order below. The array manufacturing system according to the present embodiment includes a crystal holding mechanism that holds a plurality of elongated scintillator crystals 110 in a two-dimensional manner at a predetermined interval in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and a gap between the arranged scintillator crystals 110. And a mixed solution filling mechanism for filling a mixed solution obtained by mixing the resin 120 and the solvent, and a reduced pressure removing mechanism for solidifying the resin 120 by removing the solvent from the mixed solution under reduced pressure (not shown).

結晶保持機構は、図3に示すように、長手方向が上下方向と平行な状態に配置された複数のシンチレータ結晶110の下端を保持する平板状の下端保持治具210と、図4に示すように、下端が保持された複数のシンチレータ結晶110の上端を保持する上端保持治具220と、図5に示すように、少なくとも下端保持治具210と密着した状態で複数のシンチレータ結晶110を包囲する樹脂型枠230と、を有する。   As shown in FIG. 3, the crystal holding mechanism includes a flat plate-like lower end holding jig 210 that holds lower ends of a plurality of scintillator crystals 110 arranged in a state where the longitudinal direction is parallel to the vertical direction, and as shown in FIG. In addition, the upper end holding jig 220 for holding the upper ends of the plurality of scintillator crystals 110 with the lower ends held therein and the plurality of scintillator crystals 110 in a state of being in close contact with at least the lower end holding jig 210 as shown in FIG. Resin mold 230.

上述のようなアレイ製造システムを利用してシンチレータアレイ100を製造するアレイ製造方法では、放射線が入射すると内部で400nm以下の波長で蛍光が発生する細長形状の複数のシンチレータ結晶110を形成する。   In the array manufacturing method of manufacturing the scintillator array 100 using the array manufacturing system as described above, a plurality of elongated scintillator crystals 110 that generate fluorescence at a wavelength of 400 nm or less inside when radiation is incident are formed.

つぎに、図3ないし図5に示すように、複数のシンチレータ結晶110を長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列する。つぎに、配列された複数のシンチレータ結晶110の間隙に樹脂120と溶媒とを混合した混合液を充填する。   Next, as shown in FIGS. 3 to 5, a plurality of scintillator crystals 110 are two-dimensionally arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Next, the mixed liquid in which the resin 120 and the solvent are mixed is filled in the gaps between the plurality of arranged scintillator crystals 110.

より具体的には、下端保持治具210には、図3に示すように、シンチレータ結晶110を挿入するために、所定の間隔で複数の挿入用穴が形成されている。この挿入用穴に、シンチレータ結晶110を挿入する。   More specifically, as shown in FIG. 3, a plurality of insertion holes are formed in the lower end holding jig 210 at predetermined intervals in order to insert the scintillator crystal 110. The scintillator crystal 110 is inserted into the insertion hole.

さらに、図4に示すように、シンチレータ結晶110上部を線材を格子状に組んだ上端保持治具220を用いて固定し、図5に示すように、周囲を樹脂型枠230で包囲する。   Further, as shown in FIG. 4, the upper part of the scintillator crystal 110 is fixed by using an upper end holding jig 220 in which wires are assembled in a lattice shape, and the periphery is surrounded by a resin mold 230 as shown in FIG.

つぎに、平均粒径が1μm以下であるBaSOの反射材粉末、樹脂120および溶媒を混合した混合液を、シンチレータ結晶110の間隙に充填する。混合液の組成比は、反射材の重量部100に対して樹脂120の重量部を5以下としておく。 Next, a mixture of BaSO 4 reflector powder having an average particle diameter of 1 μm or less, the resin 120 and a solvent is filled in the gaps of the scintillator crystals 110. The composition ratio of the mixed liquid is set such that the weight part of the resin 120 is 5 or less with respect to the weight part 100 of the reflecting material.

この充填が完了したら溶剤を減圧除去して樹脂を凝固させることで、反射層を形成する。その後、樹脂型枠230、下端保持治具210および上端保持治具220を取り外す。このシンチレータアレイ100の底面に混合液を塗布したのち乾燥させることで、図1に示すように、シンチレータアレイ100が完成する。   When this filling is completed, the reflective layer is formed by removing the solvent under reduced pressure and solidifying the resin. Thereafter, the resin mold 230, the lower end holding jig 210, and the upper end holding jig 220 are removed. As shown in FIG. 1, the scintillator array 100 is completed by applying the mixed liquid to the bottom surface of the scintillator array 100 and drying it.

本実施の形態のアレイ製造システムを利用したアレイ製造方法によれば、複数のシンチレータ結晶110を二次元状に配列してから、間隙に充填した混合液を凝固させるので、複数のシンチレータ結晶110の位置精度が良好である。   According to the array manufacturing method using the array manufacturing system of the present embodiment, the plurality of scintillator crystals 110 are two-dimensionally arranged and then the mixed liquid filled in the gap is solidified. Good positional accuracy.

また、外側面に反射材を塗布したり反射テープを貼着した複数のシンチレータ結晶110をアレイ状に配列するような必要がなく、複数のシンチレータ結晶110を収納容器に圧入するような必要もなく、大型のシンチレータ結晶110を切削してシンチレータアレイ100を形成するような必要もない。   Further, it is not necessary to arrange a plurality of scintillator crystals 110 coated with a reflective material or a reflective tape on the outer surface in an array, and there is no need to press-fit a plurality of scintillator crystals 110 into a storage container. There is no need to cut the large scintillator crystal 110 to form the scintillator array 100.

このため、アレイ状に配列するシンチレータ結晶110の外側面を損傷するようなことがなく、シンチレータ結晶110の配列精度と検出精度とが良好なシンチレータアレイ100を簡単に製造することができる。   For this reason, the scintillator array 100 with good alignment accuracy and detection accuracy of the scintillator crystals 110 can be easily manufactured without damaging the outer surface of the scintillator crystals 110 arranged in an array.

しかも、混合液に反射材の粉末を混入させておくので、複数のシンチレータ結晶110をアレイ状に固定すると同時に、複数のシンチレータ結晶110の外側面を反射面とすることができる。   In addition, since the powder of the reflective material is mixed in the mixed solution, the plurality of scintillator crystals 110 can be fixed in an array, and at the same time, the outer surface of the plurality of scintillator crystals 110 can be used as a reflective surface.

特に、シンチレータ結晶110が400nm以下の波長で発光し、反射材の粉末がBaSOからなる。このため、反射層の反射率を波長300〜400nmにおいて95%以上とすることができる。 In particular, the scintillator crystal 110 emits light at a wavelength of 400 nm or less, and the reflector powder is made of BaSO 4 . For this reason, the reflectance of a reflection layer can be 95% or more in wavelength 300-400 nm.

また、反射材粉末を含有する混合液は、反射材粉末と高分子系バインダと溶媒とを混合することにより、粘度を調節して流動性を確保することが容易である。しかも、反射材粉末の平均粒径が1μm以下であるので、シンチレータ結晶110の間隙に混合液を良好に充填することができる。   In addition, it is easy to adjust the viscosity of the liquid mixture containing the reflective material powder to ensure fluidity by mixing the reflective material powder, the polymer binder, and the solvent. In addition, since the average particle diameter of the reflector powder is 1 μm or less, the mixed liquid can be satisfactorily filled in the gaps of the scintillator crystals 110.

さらに、アレイ製造システムの加工には精密さを要するが、アレイ製造システム自体はシンチレータアレイ100の構成要素とはなっておらず、一度製作すれば何度でも使用できる。   Further, although precision is required for processing of the array manufacturing system, the array manufacturing system itself is not a constituent element of the scintillator array 100 and can be used any number of times once manufactured.

このため、本実施の形態のアレイ製造システムを利用することで、シンチレータ結晶110の配列精度と検出精度とが良好なシンチレータアレイ100を簡単に量産することができる。   For this reason, by using the array manufacturing system of the present embodiment, it is possible to easily mass-produce the scintillator array 100 with good alignment accuracy and detection accuracy of the scintillator crystals 110.

なお、本発明者は実際に上述のようなアレイ製造システムでシンチレータアレイ100を試作した。これを以下に簡単に説明する。まず、2×2×15mmのPr:LuAG結晶をシンチレータ結晶110として形成し、樹脂型枠230、下端保持治具210および上端保持治具220を用いて0.15mmの隙間で8×7ピクセルとなるように固定した。   The inventor actually made a prototype of the scintillator array 100 using the above-described array manufacturing system. This will be briefly described below. First, a 2 × 2 × 15 mm Pr: LuAG crystal is formed as the scintillator crystal 110, and the resin mold 230, the lower end holding jig 210, and the upper end holding jig 220 are used to form 8 × 7 pixels with a 0.15 mm gap. It was fixed to become.

つぎに、樹脂型枠230内に前述のように調製した混合液を注入した後、Pr:LuAG結晶を樹脂型枠230ごと減圧装置に入れ、減圧装置内を真空引きして1.0×10Pa以下に減圧した。 Next, after injecting the mixed solution prepared as described above into the resin mold 230, the Pr: LuAG crystal is put together with the resin mold 230 into the decompression device, and the decompression device is evacuated to 1.0 × 1010. The pressure was reduced to 5 Pa or less.

混合液は流動性を有しており、シンチレータ結晶110の間隙の隙間をその深部まで流動するとともに、減圧によって溶媒成分が気化し、真空脱泡される。これらの操作により、シンチレータ結晶110の間隙の隙間には反射材粉末が密に充填された反射層が形成される。反射層形成後、減圧装置からPr:LuAG結晶を取り出し、樹脂型枠230、下端保持治具210および上端保持治具220を外した。   The liquid mixture has fluidity, and flows to the deep part of the gap between the scintillator crystals 110, and the solvent component is vaporized and degassed by vacuum. By these operations, a reflective layer in which the reflector powder is densely filled is formed in the gap between the scintillator crystals 110. After forming the reflective layer, the Pr: LuAG crystal was taken out from the decompression device, and the resin mold 230, the lower end holding jig 210, and the upper end holding jig 220 were removed.

つぎに、図6に示すように、フッ素樹脂テープ,ESRフィルム,BaSOの各反射材を用いたアレイブロックを位置有感型光電子増倍管(H8500)に接着し,137Csγ線を照射した。 Next, as shown in FIG. 6, an array block using a fluororesin tape, an ESR film, and a BaSO 4 reflector was adhered to a position-sensitive photomultiplier tube (H8500) and irradiated with 137 Csγ rays. .

このときの二次元マップを図7に示す。また、反射材と発光量の関係を表1に示す。   A two-dimensional map at this time is shown in FIG. Table 1 shows the relationship between the reflective material and the light emission amount.

Figure 0005080910
Figure 0005080910

平均粒径100μm,1μm,130nmの各BaSO粉末を含有する各反射材を用いたアレイブロックを光電子増倍管に接着し,137Csγ線を照射したときの発光量、エネルギー分解能を表2に示す。 Table 2 shows the amount of light emission and energy resolution when an array block using each reflecting material containing BaSO 4 powder having an average particle size of 100 μm, 1 μm, and 130 nm is bonded to a photomultiplier tube and irradiated with 137 Csγ rays. Show.

Figure 0005080910
Figure 0005080910

表2のように平均粒径130nmの各BaSO粉末を含有する各反射材を用いたアレイブロックで、シンチレータ結晶110の発光量が15chと最大となり位置弁別特性が最好となった。 As shown in Table 2, the array block using each reflecting material containing each BaSO 4 powder having an average particle size of 130 nm had the maximum light emission amount of the scintillator crystal 110 of 15 ch, and the position discrimination characteristics were the best.

また、反射材と発光量の関係も表3として示す。   Table 3 also shows the relationship between the reflective material and the light emission amount.

Figure 0005080910
表3のように、反射材としてBaSOが好適であることが確認された。
Figure 0005080910
As shown in Table 3, it was confirmed that BaSO 4 was suitable as the reflecting material.

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではシンチレータ結晶110の組成やサイズなどを具体的に例示したが、当然ながら、その組成やサイズなどは各種に変形することができる。   The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications are allowed without departing from the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the composition, size, and the like of the scintillator crystal 110 are specifically exemplified.

また、上記形態では反射材の粉末がBaSOからなることを例示した。しかし、この反射材の粉末としては、TiO,Al,MgO、これらの混合物、等を利用することもできる。 Further, in the above embodiment exemplifies the case where powder of reflective material is made of BaSO 4. However, as the powder of the reflecting material, TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, a mixture thereof, or the like can be used.

さらに、樹脂120がアクリル樹脂からなることを例示した。しかし、この樹脂120としても、ポリビニルアルコール,シリコーン樹脂,エポキシ樹脂,これらの混合物、等を利用することもできる。   Furthermore, it illustrated that resin 120 consists of an acrylic resin. However, as the resin 120, polyvinyl alcohol, silicone resin, epoxy resin, a mixture thereof, or the like can be used.

また、下端保持治具210のシンチレータ結晶110の挿入用穴の大きさ、および上端保持治具220の格子の大きさ、ならびにシンチレータ結晶110同士の間隔は、それぞれシンチレータ結晶110の大きさおよび使用する線材の径により決定される。   Further, the size of the insertion hole for the scintillator crystal 110 of the lower end holding jig 210, the size of the lattice of the upper end holding jig 220, and the interval between the scintillator crystals 110 are the size of the scintillator crystal 110 and the size used. It is determined by the diameter of the wire.

なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。   Needless to say, the above-described embodiment and a plurality of modifications can be combined within a range in which the contents do not conflict with each other. Further, in the above-described embodiments and modifications, the structure of each part has been specifically described, but the structure and the like can be changed in various ways within a range that satisfies the present invention.

本発明の実施の形態のシンチレータアレイの外観を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the external appearance of the scintillator array of embodiment of this invention. シンチレータアレイの内部構造を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the internal structure of a scintillator array. アレイ製造方法の工程を示す模式的な分解斜視図である。It is a typical disassembled perspective view which shows the process of an array manufacturing method. アレイ製造方法の工程を示す模式的な分解斜視図である。It is a typical disassembled perspective view which shows the process of an array manufacturing method. アレイ製造方法の工程を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the process of an array manufacturing method. 試作したシンチレータアレイでの実験方法を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the experimental method in the scintillator array made as an experiment. 試作したシンチレータアレイでの実験結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the experimental result in the scintillator array made as an experiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 シンチレータアレイ
110 シンチレータ結晶
120 樹脂
210 下端保持治具
220 上端保持治具
230 樹脂型枠
100 scintillator array 110 scintillator crystal 120 resin 210 lower end holding jig 220 upper end holding jig 230 resin mold

Claims (15)

複数のシンチレータ結晶を有するシンチレータアレイを製造するためのアレイ製造方法であって、
放射線が入射すると内部で蛍光が発生する細長形状の複数の前記シンチレータ結晶を形成し、
複数の前記シンチレータ結晶を長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列し、
配列された複数の前記シンチレータ結晶の周囲を型枠で包囲し、前記型枠で包囲された領域に樹脂と溶媒とを混合した混合液を充填することで、複数の前記シンチレータ結晶の間隙及び複数の前記シンチレータ結晶の周囲前記混合液を充填し、
前記混合液から前記溶媒を減圧除去して前記樹脂を凝固させることで、凝固した前記樹脂が、複数の前記シンチレータ結晶の間隙を埋めるとともに、複数の前記シンチレータ結晶の周囲を包囲しているシンチレータアレイを形成することを特徴とするアレイ製造方法。
An array manufacturing method for manufacturing a scintillator array having a plurality of scintillator crystals,
Forming a plurality of elongated scintillator crystals that generate fluorescence inside when radiation is incident thereon,
A plurality of the scintillator crystals are arranged two-dimensionally at a predetermined interval in a direction orthogonal to the longitudinal direction,
By surrounding a plurality of the scintillator crystals arranged with a mold, and filling a mixed solution in which a resin and a solvent are mixed into a region surrounded by the mold, a plurality of gaps and a plurality of scintillator crystals are filled. the mixture was filled around the scintillator crystal,
In Rukoto the solvent to coagulate the resin was removed under reduced pressure from the mixture, scintillator solidified the resin, together with fills the gaps of a plurality of the scintillator crystals, and surrounds the periphery of a plurality of the scintillator crystals An array manufacturing method comprising forming an array.
前記混合液に反射材の粉末を混入させておくことを特徴とする請求項1に記載のアレイ製造方法。   The array manufacturing method according to claim 1, wherein a powder of a reflective material is mixed in the mixed solution. 前記反射材の粉末が、BaSO,TiO,Al,MgO,の少なくとも一つからなることを特徴とする請求項2に記載のアレイ製造方法。 The array manufacturing method according to claim 2, wherein the reflective material powder is made of at least one of BaSO 4 , TiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO. 前記反射材の粉末の平均粒径が1μm以下であることを特徴とする請求項2または3に記載のアレイ製造方法。   The array manufacturing method according to claim 2 or 3, wherein an average particle size of the powder of the reflecting material is 1 µm or less. 前記混合液の組成比は、前記反射材の重量部100に対して前記樹脂の重量部が5以下であることを特徴とする請求項2ないし4の何れか一項に記載のアレイ製造方法。   5. The array manufacturing method according to claim 2, wherein the composition ratio of the mixed liquid is 5 parts by weight or less of the resin with respect to 100 parts by weight of the reflective material. 前記樹脂は、アクリル樹脂,ポリビニルアルコール,シリコーン樹脂,エポキシ樹脂,の少なくとも一つからなることを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載のアレイ製造方法。   6. The array manufacturing method according to claim 1, wherein the resin is made of at least one of acrylic resin, polyvinyl alcohol, silicone resin, and epoxy resin. 発光波長が400nm以下の前記蛍光を発生する前記シンチレータ結晶を形成することを特徴とする請求項1ないし6の何れか一項に記載のアレイ製造方法。   The array manufacturing method according to claim 1, wherein the scintillator crystal that generates the fluorescence having an emission wavelength of 400 nm or less is formed. 前記型枠で包囲された領域に前記混合液を充填する処理は、The process of filling the mixed solution in the region surrounded by the mold is
前記シンチレータ結晶が長手方向と直交する方向に移動することを抑制するように前記シンチレータ結晶の下端を保持した状態で行われる請求項1ないし7の何れか一項に記載のアレイ製造方法。The array manufacturing method according to any one of claims 1 to 7, wherein the array manufacturing method is performed in a state where the lower end of the scintillator crystal is held so as to suppress the scintillator crystal from moving in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
前記型枠で包囲された領域に前記混合液を充填する処理は、The process of filling the mixed solution in the region surrounded by the mold is
前記シンチレータ結晶が長手方向と直交する方向に移動することを抑制するように前記シンチレータ結晶の上端を保持した状態で行われる請求項1ないし8の何れか一項に記載のアレイ製造方法。The array manufacturing method according to any one of claims 1 to 8, which is performed in a state in which an upper end of the scintillator crystal is held so as to prevent the scintillator crystal from moving in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
反射材の粉末が混入された所定形状の樹脂と、A resin of a predetermined shape mixed with powder of the reflective material;
放射線が入射すると内部で蛍光が発生する細長形状の複数のシンチレータ結晶と、を有し、  A plurality of elongated scintillator crystals that generate fluorescence inside when radiation is incident thereon, and
前記複数のシンチレータ結晶は、長手方向と直交する方向に二次元状に所定間隔で配列されており、  The plurality of scintillator crystals are arranged two-dimensionally at a predetermined interval in a direction orthogonal to the longitudinal direction,
前記樹脂は、複数の前記シンチレータ結晶の間隙を埋める部分と、複数の前記シンチレータ結晶の周囲を包囲する部分を有し、これら2つの部分が一体形成されているシンチレータアレイ。  The scintillator array, wherein the resin has a portion that fills gaps between the plurality of scintillator crystals and a portion that surrounds the periphery of the plurality of scintillator crystals, and these two portions are integrally formed.
前記反射材の粉末が、BaSO,TiO,Al,MgO,の少なくとも一つからなることを特徴とする請求項10に記載のシンチレータアレイ。 11. The scintillator array according to claim 10 , wherein the reflective material powder is made of at least one of BaSO 4 , TiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO. 前記反射材の粉末の平均粒径が1μm以下であることを特徴とする請求項10または11に記載のシンチレータアレイ。 The scintillator array according to claim 10 or 11 , wherein an average particle diameter of the powder of the reflecting material is 1 µm or less. 前記樹脂は、アクリル樹脂,ポリビニルアルコール,シリコーン樹脂,エポキシ樹脂,の少なくとも一つからなることを特徴とする請求項10ないし12の何れか一項に記載のシンチレータアレイ。 The scintillator array according to any one of claims 10 to 12 , wherein the resin is made of at least one of acrylic resin, polyvinyl alcohol, silicone resin, and epoxy resin. 前記シンチレータ結晶は、前記蛍光の発光波長が400nm以下であることを特徴とする請求項10ないし13の何れか一項に記載のシンチレータアレイ。 The scintillator array according to any one of claims 10 to 13 , wherein the scintillator crystal has an emission wavelength of the fluorescence of 400 nm or less. 請求項1ないし9の何れか一項に記載のアレイ製造方法で製造されていることを特徴とする請求項10ないし14の何れか一項に記載のシンチレータアレイ。 The scintillator array according to any one of claims 10 to 14 , wherein the scintillator array is manufactured by the array manufacturing method according to any one of claims 1 to 9 .
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