シンチレータとは？X線検査装置・CT・PET・放射線計測器に使うシンチレータの種類（NaI・CsI・GAGG・LGSO・GOS・プラスチック）と、発光量・減衰時間の選び方

シンチレータとは

シンチレータは、X線やガンマ線などの放射線が当たると光る材料です。出た光を光電子増倍管やフォトダイオード、イメージセンサで受けて、放射線の量や画像にします。シンチレーターとも書きます。

比較ページには、日本の会社が自社で作るシンチレータを、各社の代表の品の単位で載せています。シンチレータを組み込んだ放射線測定器やX線カメラ、海外ブランドを輸入して売る商社の製品は載せていません。

4つの種類

• ハロゲン化物の単結晶（NaI・CsI）：発光量が多く、ガンマ線を測る計測器の定番です。例はI.S.C.LabのNaI(Tl)とCsI(Tl)の結晶です
• 酸化物の単結晶（GAGG・LGSO・GSO）：密度が高く、湿気で溶けません。例はC&AのGAGG(Ce)とGFAG(Ce)、オキサイドのLGSOとGSOです
• X線撮像用のプレート・シート・セラミックス：イメージセンサに重ねてX線の画像をとります。例は浜松ホトニクスのFOSとGPXS、Niterra MaterialsのGOSセラミックスとシートのTGP180です
• プラスチック（板・ファイバー）：減衰がナノ秒と速く、形を自由に作れます。例は東京インキのルミネードXと、クラレのSCSF-78です

NaIとCsIの違い

• I.S.C.LabのNaI(Tl)は、発光効率38,000photons/MeV、減衰時間250nsで、湿気で溶けます
• I.S.C.LabのCsI(Tl)は、発光効率54,000photons/MeVと多く、減衰時間は1,000nsと長めです
• CsIは劈開面がなく割れにくく、潮解性もわずかです。NaIは封をして使います

GAGG・LGSO・GSOの違い

• C&AのGAGG(Ce)は、発光量45,000photon/MeVから55,000photon/MeV、減衰時間は約90nsです。ガンマカメラやサーベイメータに使います
• C&AのGFAG(Ce)は、減衰時間が40ns以下と速く、PET検査機に向きます
• オキサイドのLGSOは、高密度で減衰が速く、PETスキャナーに使われています
• オキサイドのGSOは、150℃でも使えて、自分で放射線を出す元素を含みません

減衰時間（残光）⁠の⁠見⁠方

• 減衰時間は、光ったあと消えるまでの時間です。長いと、高速で流すスキャンで前の像が残ります
• Niterra Materialsのシートでは、TOシリーズの残光が700μs、TGPシリーズは3μsです
• 東京インキのルミネードXは1.2〜2.1ns、クラレのSCSF-78は2.8nsと、プラスチックはとくに速いです

湿気と有害物質

• NaIは湿気で溶けます。GOSセラミックス・GAGG・LGSO・GSOは湿気で溶けません
• Niterra MaterialsのGOSセラミックスは、カドミウムやタリウムを含みません
• 東京インキのルミネードXは鉛を使わず、Zr・Hf・Biを詰めています

大きさと値段

• I.S.C.LabはNaIを最大で直径150×150mmまで、C&AはGAGGを直径3インチ×長さ100mmまで育てています
• Niterra Materialsのシートは、最大幅430mmまで作れます
• このページの製品は、どれも公式に値段を出していません。東京インキのルミネードXは、公式サイトのe-shopsで売っています