CN1243972C - 应用x－射线进行快速检测的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及X射线检查系统领域，更具体地说，涉及应用X射线衍射来分析所检查的目标的X射线检查系统。使用X-射线衍射作为结构分析的手段已经很长时间了，关于衍射材料的信息可以通过如下两种方法中的一种方法普通地得出：能量分散或角度分散。应用角度分散的已有技术的衍射系统的关键在于提供单色入射X-射线束。通常，通过借助于衡消滤波器技术从多色或单色X-射线束中滤去所需的频谱峰值中提供这种射线束。这种技术存在的缺点在于它需要从彼此的图像中抽取两种衍射图形以获得所需的频谱峰值。这就导致了束衰减和较差的统计质量的数据。本发明提供了应用半导体检测器元件阵列和相关的电子器件，该电子器件能够从散射的多色或准单色X-射线中抽取单色衍射图形。

Description

应用X-射线进行快速检测的装置
本发明涉及X-射线检查系统领域，更具体地说，涉及应用X-射线衍射来分析所检查的目标的X-射线检查系统。
使用X-射线衍射作为结构分析的手段已经很长时间了。这种技术源于晶体材料的十分公知的特性：晶体材料根据如下的布拉格方程衍射入射的X-射线：
                         nλ＝2d sinθ这里2θ是相对于穿过X-射线源和在晶体材料内的散射中心的轴线所测量的角度，通过这个角度波长为λ的入射X-射线相干地散射；d是晶格间距(d-间距)，而n是整数。例如，从Harding和Kosanetzky J.Opt.Soc.Am.A4(5)933-944，1987中还可以得知：从非晶体或杂乱无序的材料中得出的X-射线衍射图形中也可以得到这种信息。
晶格具有较大的d-间隔特征组。在改变λ或θ的同时可以从所获得的测量值抽取在材料中出现的d-间隔的范围。在衍射束打到某些形式的X-射线检测器上时在衍射图形中所形成的每个点(或峰值)的位置由值{d，λ，θ｝的特征组产生。束点的强度包含了关于材料的分子含量的信息。通过如下两种方法中的任一种方法从在衍射图形中的峰值的位置和强度中可以一般地得出关于衍射材料的信息：检测通过恒定的散射角度衍射的波长的范围(能量分散)或查看通过角度范围散射的单色X-射线(角度分散)。
应用角度分散的已有技术的衍射系统的关键是提供单色入射X-射线束。在此所使用的术语单色和多色是分别指窄δλ和宽Δλ有限频谱范围，δλ＜＜Δλ。窄带频谱范围δλ的中点λ0作为单色X-射线的波长。
在常规的X-射线源中，通过以高能电子轰击靶的阳极材料比如铜或钨产生多色X-射线。所产生的X-射线频谱包括与(阳极材料的)特征能量的峰值重合的连续频谱(连续能谱)。在常规的X-射线源中的连续能谱发射易于高于该发射。通过滤去在峰值周围的频谱区域可以实现单色。
准单色指的是与常规的X-射线源相比提供窄频谱输出的任何射线源。然而，在常规的辐射源中连续频谱发射高于线发射(峰值)，但在准单色辐射源中连续频谱为背景并且线发射占主要。准单色辐射源的实例是荧光X-射线源，在这种荧光X-射线源中使用高能量的X-射线源来激励在材料中的X-射线荧光。
虽然准单色源产生比常规的多色辐射源多得多的更窄的频谱范围，但是它不是真正的单色，并且通过滤去在峰值周围的频谱区域仍然可以实现这种完全单色。
为实现适合于如下应用中的单色度，在这种应用中所研究的物质的散射能力较弱，需要通过从其它的频谱中衍射的X-射线来避免衍射图形的影响。因此，虽然对于某些应用，单滤波器对于在衍射图形中占主要的峰值波长足够，但是更多的鉴别应用要求使用衡消滤波器技术。
衡消滤波器技术包括获取穿过其截止边沿是所需的频谱峰值的任一边的两个高通滤波器的相同频谱区域的两个衍射图像。从另一个图像中抽取一个图像，该结果是经滤波的单色(占据在两个滤波器的吸收边缘之间的频谱区域)衍射图形。这种技术有许多缺陷。在实际中在所研究的频谱范围内任何滤波器不可避免地在一定程度上衰减辐射束；而且还需要提供两个滤波器。很难将其设置成滤波器的衰减特性的紧密配合，这需要确保采样窄带能量带。要求两个图像具有相同的散射目标(每滤波器一个)，结果所研究的任一目标在数据采集的过程中都必须是静止的以允许采集连续图像或要求两个检测系统。此外，两个图像的减少导致了较差的统计质量数据。
因此，需要提供一种可替换的技术以应用来自较弱衍射或其它有噪声的材料的角度分散X-射线衍射来改善结构信息的抽取。
本发明的一个目标是通过角度分散X-射线衍射提供适合于结构检查的装置而不会具有已有技术的滤波器技术所固有的强度损失。
根据本发明，提供一种X-射线检查系统，该X-射线检查系统包括X-射线源、要检查的目标材料和检测系统，设置该X-射线检查系统以使通过目标材料在角度范围φ0-φd上散射由该射线源所产生的准单色或多色X-射线束，其中该检测系统包括分别连接到相应的读出通道阵列的对着角度范围φ0-φd的半导体检测器元件阵列，其特征在于检测器元件由具有响应X-射线的辐射的带隙迁移的半导体材料制成，由此每个检测器元件产生电响应，该电响应的幅值取决于入射X-射线的能量，并且每个读出通道包括前端电子器件，该前端电子器件被设计成将半导体电响应变换为具有代表响应幅值的参数的电脉冲；识别电子器件，该识别电子器件被设置成如果脉冲参数在第一和第二预先选择的鉴别器值之间时输出数字信号，以及计数器，该计数器被设置成从识别电子器件中输出的数字信号进行计数。
本发明提供了如下的优点：与已有技术相比，以目标材料的较短的查询时间抽取关于目标材料的信息。在检测器阵列所对着的所有的角度内检测在准单色或多色X-射线的频谱上的散射。每个参数是可分离的。散射角度可从在截取X-射线束的检测器元件的位置中确定。为提供X-射线能量的快速评估使用相对较简单电子电路，在这种电子电路中将模拟检测器元件响应转换为数字输出-具有两个逻辑状态中的一个状态的输出以仅仅指示在特定的窄能量范围内的X-射线入射的存在或不存在。
在这种系统中，理想的是已知X-射线束的能量(或者等效的波长)和角度偏差以推导出所研究的材料的晶格间隔d特征。在已有技术中已经使用检测器阵列来确定散射角度，但是检测器元件一般不适合于提供能量分辨率，尤其是在合理的暴光时间量程内。这就需要在衍射图形检测之前使用X-射线单色技术。单色过程本身不可避免地导致所检测的探测束的强度降低，导致了在目标查询时间内随之增加。通过对比，本发明提供了一种检查系统，该检查系统能够测量散射角度和衍射的X-射线的能量，由此减少在检测之前需要束单色性。通过半导体检测器元件检测在所接受的角度范围内散射的所有的X-射线。仅仅在检测之后电子器件提供记录基本单色衍射图形同时在所需的能带内不存在检测事件的重要的丢弃的快速装置。这样通过布拉格方程所链接的两组特征值{d，ε(λ)θ｝可以测量并且可以计算特征d-间隔以便抽取关于目标材料的信息。
该系统可以包括至少两个读出通道的阵列，每个半导体检测器元件都连接到相应的读出通道(每个阵列中一个)，其中在相同阵列中的读出通道具有设置成基本相同的第一和第二鉴别器值的识别电子器件，而这些鉴别器值又都不同于在其它的阵列中适合于读出通道的鉴别器值。
本发明的检查系统的本实施例提供了一种装置，通过这种装置应用上文所描述的单色衍射图形可以同时抽取进一步的信息。读出通道的不同的阵列被设置成测量占用准单色/多色频谱角度的不同的部分的单色衍射图形。因此，在相同的查询时间中可以抽取更多的信息，由此使这种检测系统相对于已有技术在速度方面具有进一步的优点。
该系统还可以包括显示装置，该显示装置被设置成显示从相对于在分别连接读出通道中寄存的计数数目绘制的在阵列中的每个检测器元件的位置中得出的每个读出阵列X-射线散射图形。这就提供了简洁的优点，以功率衍射图形通用的格式显示该图形。这有利于与公知的衍射图形进行快速比较以有助于未知物质的识别。
优选由镉锌化碲、砷化镓、碘化铅或碘化汞制造半导体元件。如今将这些高原子数半导体材料制成在商业上可购买的阵列并满足在本发明的这些方面使用的检测器元件材料的优选标准。这些材料可以用于提供对从钨源中增强发射的60keV区段敏感的检测器。这种材料具有较高的衰减系数和较高的光电吸收康普顿散射比，并能够使检测元件实际记录所有的入射光子。此外，他们还可以用于构造在60keV能量区间中具有足够的能量分辨率的检测器元件(小于在半高宽时的10％)以能够记录所有的相关入射X-射线光子的真能。
可取的是，角度范围φ0至φd为2°至8°。这对应于应用60keV钨增强发射带在粉末材料的测量衍射图形中所研究的角度范围。此外，在前面段落中所提到的材料在这个角度范围上提供了足够的空间分辨率。
准单色/多色X-射线束优选准直为扇形束以便辐射在目标材料内的体素的共面二维阵列，该系统包括聚焦准直装置，该聚焦准直装置被设置成仅将在所辐射的阵列内在一定的深度和高度上从单个体素中散射的X-射线传输到检测系统。系统可以也包括聚集准直装置阵列和相应的检测系统阵列，该准直阵列部件被层叠起来以便将从在所辐射的体素阵列内的不同高度上的相应的体素中散射的X-射线同时传递到相应的检测系统中。此外，准直装置的阵列优选在不散射的X-射线的方向上相对于目标材料可移动以使得能够检测从在目标材料内的在不同深度上的体素中散射的X-射线。
这些特征使得他们本身可以在扫描X-射线检查系统中实施，这种X-射线检查系统可以用于以实时周期检查大目标的整个体积。与已有的检查系统相比，这降低了用于完成整个检查所需的总的时间。这些实施例因此特别适合于扫描机场行李，在这种应用中在旅客可容允的时间量程内希望较高的吞吐量，并且检测任何爆炸物、毒品或其他的违禁物品的概率很高。
这种检查系统可以包括对称取向的多检测系统以在对称相等的区域上截取衍射X-射线的锥形分布。这就提供了改善精度的优点。通过不同的检测系统所检测的衍射图形可以在相同的单色范围上进行平均以提供更精确的计数统计，由此增加可以识别的目标材料的确定性。
为了更完整地理解本发明，现在参考附图描述本发明的实施例，
在附图中：
附图1所示为本发明的X-射线检查系统的实施例的示意图。
附图2所示为附图1的检查系统的读出电子器件的示意图。
附图3所示为附图2的读出电子器件所执行的脉冲处理的示意图。
附图4所示为使用附图1的检查系统的多通道读出电路的实例。
附图5所示为已有技术的行李扫描系统的X-射线衍射的实例。
附图1所示为X-射线检查系统，以10总体地表示。系统10包括准直器，其被设置成通过从所研究的物质的体积单元(体素)14朝四个线性检测器阵列16，18，20，22结构散射的X-射线12。每个阵列例如16包括一系列镉锌化碲(CZT)检测器单元16a，16b，16c，……。每个检测器单元16a，16b，16c，……连接到相应的读出电路，在该附图中所示为两个检测器阵列16，20的读出电路的相应的阵列24，26。读出电路的每个阵列24，26处理从检测器阵列16，18，20，22中的一个检测器中所接收的信号并输出表示在检测器阵列16，18，20，22中的每个检测器单元16a，16b，16c，……的位置上入射的X-射线辐射12的强度的衍射图形28，30。
附图2a所示为在附图1中所示的X-射线系统的单检测通道40。每个这种通道包括连接到相关的读出电路24a的一个CZT检测器元件16a。在通过入射的X-射线光子42a轰击时检测器元件16a产生电响应。这种响应的幅值与所轰击的光子的能量成比例，通过读出电路24a对它进行处理。电路24a包括前置放大器44、整形放大器46、低电平鉴别器48、高电平鉴别器50和计数器/缓冲器52。
附图2b所示为在附图2a中所示的检测通道40的阵列60。阵列60包括分别连接到CZT检测器元件的阵列的读出电路的阵列24。
附图3所示为在从检测器响应中产生脉冲信号的过程中读出电路的操作的原理。该附图所示为CZT检测器元件16a-h的阵列。每个检测器元件16a-h产生响应入射光子42a-h的电信号，这种响应的幅值与轰击的光子的能量成比例。通过读出阵列24的前置放大器44和整形放大器46对这种响应进行放大和整形以产生电脉冲72a-h。如果电脉冲72a-h的幅值在较低的ε1和较高的ε2的鉴别器电平之间则在读出阵列24内的鉴别器48，50被设置成产生数字输出响应(或计数)74a，c，e，h。计数器/缓冲器52被设置成测量在给定的时间周期内在每个通道40中的计数数目。
参考附图1，现在解释根据本发明的X-射线衍射图形的检测。目标体素14是通过X-射线衍射所检查的单元体积。目前，假设体素14和它相关的衍射图形12与相邻的体素和他们相关的衍射图形隔离，即任一体素14包括所研究的整个目标或者使用某些结构设置由此以便能够有效地实现这种隔离。已知能够以这种方式有效地隔离体素的装置结构描述在PCT专利申请(出版号WO 96/24863)中。然而，这方面并不是本发明的中心，虽然两个系统可以非常有利地组合。因此，在下文中将给出对如何隔离的描述。然而，当前从自体素14中衍射的X-射线不受相邻的体素衍射图形的影响。
多色X-射线的准直束(未示)入射在体素14上。(注意：熟练的技术人员可以理解的是也可以使用准多色束)。体素14包括具有d-间隔范围的许多晶体，这种晶体根据布拉格方程衍射X-射线。在粉末材料中，晶体随机取向并且在许多方向上存在每个d-间隔。对于给定的d-间隔和入射波长λ，衍射束由此位于具有半角θ的锥形的表面。应用多色入射束，衍射的X-射线12形成了具有半角0至θmax的范围的锥形连续序列。然而，对于每个θ值，存在d和λ的组合范围，这种范围满足布拉格方程，由此存在形成衍射的束12的X-射线的可能的波长。可以将衍射束组12视为形成许多多色(覆盖波长区间δλ)的角度分散衍射图形的空间叠加。
衍射束12入射在CZT检测器元件的四个线性阵列16，18，20，22上。由于衍射图形12为锥形对称，因此单个线性阵列足够用于它的检测。然而，四个检测器阵列16，18，20，22对称取向，如果对检测器结果进行平均则提供更好的计数统计。下文解释一个这种阵列16的操作，可以理解的是其它的三个18，20，22的操作都相同。这个阵列16包括被设置成在角度范围0至φd上延伸的检测器元件16a，16b，16c，…。选择范围0至φd以包含衍射束0至θmax的范围的更高的强度区间。对于在机场所感兴趣的粉末成分，这种范围对应于较小的角度散射。因此在阵列中的每个检测器16a，16b，16c，…截取衍射图形的一个角度区间δθ。
现在参考附图2a和3，下面描述在提供能量鉴别方面的读出通道24的功能(等效于分解所叠加的单色衍射图形)。CZT检测器元件16a响应X-射线42a辐射产生电脉冲。这种响应的幅值与在响应时间间隔中入射在元件16a上的X-射线的能量成比例。前置放大器44和整形放大器46将CZT检测器响应转换为电脉冲72a，电脉冲72a的高度代表入射X-射线42a的能量。如果这个脉冲的高度落在由低电平鉴别器48所设置的较低的阈值ε1和由高电平鉴别器50所设置的较高的阈值ε2之间，则将信号74a发送给计数器52，将其作为一次“照射(hit)”寄存。如果峰值脉冲高度是在由鉴别器48，50所设置的范围δε＝ε2-ε1之外，则没有寄存照射。然后计数器52将在观察期间所寄存的照射数目送入缓冲器并在衍射图形28中在检测器元件16a的位置上作为强度读数显示这些。
在附图1中所示为通过装置10所显示的衍射图形28，30，这些衍射图形包括相对于单色X-射线(能量或等效于波长，在范围ε1-ε2内)的散射角度(检测器元件位置)绘制的散射强度(计数数目)的曲线。这些图形等效于在已有技术的角度分散衍射系统中所检测的图形，但不存在使用滤波器获得单色性所固有的缺点。基于应用滤波器来实现单色性的已有技术的任何装置固有地导致了入射或衍射束的强度损失(取决于滤波器的设置)，并且导致信号噪声比降低。相反，虽然在本实施例中本发明也放弃来自单色性范围之外的可能携带信息的X-射线，但是它不降低在所检测的单色光谱区域中的X-射线的强度。
如果将如在附图4中所示的多通道读出电路连接到每个检测器元件16a，则还可以实现本发明相对于已有技术的进一步的优点。在这个附图中，所示的单个检测器元件16a连接到第一24a、第二80a和第三82a读出电路。多通道电路包括公共的前置放大器44′和整形放大器46′和多个鉴别器48，50和计数器/缓冲器52。除了每个鉴别器48，50被设置成提供不同的阈值电平ε1，ε2以外，每个读出电路24a，80a，82a都与前面所描述的那个24a相同。因此在第一读出电路24a抽取关于单色范围ε1-ε2的信息时，第二80a从不同的单色范围ε3-ε4中抽取信息和第三82a从第三单色范围ε5-ε6中抽取信息。如果将来自第一24a、第二80a和第三82a中的计数从不同的检测器元件与设置到相同的相应的阈值的读出电路的计数进行组合以得出28形式的三个衍射图形，每个衍射图形是按照强度相对于X-射线频谱的不同部分的散射角度绘制。显然，这种设置并不限于三个读出电路。可以提供一系列电路，这些电路都从一系列的不同的单色范围读出信息。这样，在体素辐射的单一周期中可以从检测器元件中分段抽取来自衍射频谱的其它部分的信息。
读出电路的并行处理能力可以使许多单色衍射图形同时地从一般的多色衍射图形中抽取。这就将信息内容减少到许多易于截取的常规单色表示，并且能够最终用于增加所抽取的结构细节的精度。
本发明特别适合用于需要尽可能地快速完成数据采集的情况。例如，在机场的行李扫描器具有较高的旅客行李吞吐量，并且需要一种可靠的系统，应用这种系统来检测在较大的集装箱中隐藏的可能的少量的非法物质比如毒品或爆炸物。类似地，本发明还可以用于快速扫描食品比如在传送带上的肉类以检测骨头、软骨或其它的不可食用的杂质。
为了有利于大目标的快速扫描，需要能够避开在由相邻的散射中心所产生的衍射图形之间的干扰。因此，每个体素必须是独立地可寻址的。如上文所述，实现这种计数的方法描述在WO 96/24863中，WO96/24863简要地提到了它用于机场行李扫描。由此很容易地看到将本发明与该技术组合的优点。
WO 96/24863描述了通过入射扇形束辐射较大的目标结合特定形式的衍射束的准直如何在来自目标体素的散射和来自相邻材料的散射之间实现增强的鉴别。通过应用本发明可以进一步实现通过该发明所提供的优点(即大目标的更快速的三维扫描)。
考虑通过X-射线扇形束所辐射的体素的三维阵列。在通过在入射X-射线束的传播方向上叠加所确定的深度尺寸方面，从连续体素中产生类似于12的锥形衍射图形。可以应用聚焦的准直器来在一个特定的深度方向上聚焦，该聚焦准直器反射锥形对称的衍射图形。
附图5所示为在较大的三维目标中在一个特定的深度方向上来自一个体素单元的平面的X-射线衍射。这个附图是平行于体素平面并在入射X-射线束的传播方向上移位的平面。来自相邻的体素衍射束在中心位于这个平面的投影体素位置上的圆形截面90a，90b，90c，……，上与这个平面交叉。入射的X-射线扇形束准直为在每个深度上仅与体素的一个线交叉，由此确定了与附图5的平面的线性相交92。聚焦准直器的截面94也与这个平面交叉。截面94包括分别提供垂直和深度特性的水平94a和垂直94b准直片。
在任何时候，通过对束的准直比如仅使一“行”体素90e，90a，90d由扇形束所形成的X-射线线92有效地辐射，由此能够容易地避免来自相邻的水平的(即垂直于扇形束的平面)散射所产生的干扰。然后体素90a，90b，90c可以相对于扇形束移动以使来自相邻的体素的衍射图形实时地分离。为了避免来自在垂直(即在扇形束的平面内)方向上叠加的体素的干扰，通过聚焦准直器可以接收有限高度的每个衍射图形的一部分。通过水平准直片94a容易实现这一点。
WO 96/24863的发明可以很有利地与本发明结合以提供快速X-射线扫描器以便对在机场行李中所携带的爆炸物和/或毒品进行检测。在应用X-射线对行李进行辐射时一件行李的每个基本单元作为扫描中心(体素)。机场扫描器的目的是快速扫描行李的体积以便首先发现是否存在违禁物质，其次，如果检测到某些违禁物品，识别它是什么物品和在它所装载的行李内的什么地方。因此分析每个单元衍射图形以证实某些衍射峰值，即任何预定的违禁物质的特征。通过与已知的违禁物质的衍射图形的查询表进行比较可以最快速地实现识别。
如在WO 96/24863中所描述，聚焦准直器可以在附图5的垂直方向上层叠，以提供来自在由扇形束所辐射的特定深度上的所有体素的衍射图形的同时准直束。附图1的线性检测阵列的一个检测阵列16和它相关的读出电路24的阵列用于这种组合系统中，并也在相同的方向上层叠。因此，每个检测器系统(包括检测器阵列16和读出电路24)可以用于快速地检测通过组合WO 96/24863的每个准直系统和扇形束辐射92隔离的每个体素单元所产生的衍射图形的一个或多多色谱系列。
为扫描整个行李体积，将扇形束设置成在一维(或说高度)上辐射。通过传送带普通地移动行李以通过扇形束沿着它的长度辐射。准直94和检测16，24系统相对于行李移动以扫描它的深度。在每个扫描点上，必须采集足够的信息以识别(就是否包含在违禁物质查询表中而言)散射的体素的成分。从传送带/深度扫描系统的结构中识别这种体素的位置，该检测系统寄存这种图形。执行这些的能力在已有技术中是十分公知的。为了能够将每个体素的扫描时间减少到足够短的值以便能够以旅客可接收的延迟扫描机场的整个行李吞吐量，关键在于需要有能够快速地采集足够的成分识别信息的检测器。在本发明中通过应用能量敏感检测器来实现这些，该能量敏感检测器不需要单色滤波器及其在衍射图形中出现的X-射线强度的固有的降低。因此可以降低从每个衍射元件中采集数据所需的时间。

Claims (9)

1.一种X-射线检查系统(10)，该X-射线检查系统(10)包括X-射线源、要检查的目标材料(14)和检测系统(60)，设置该X-射线检查系统以使通过目标材料在角度范围φ0-φd上散射由该射线源所产生的准单色或多色X-射线束，其中该检测系统(60)包括分别连接到相应的读出通道阵列(24)的对着角度范围φ0-φd的半导体检测器元件(16a，b，...)的阵列(16)，其特征在于
检测器元件(16a)由具有响应X-射线的辐射的带隙迁移的半导体材料制成，由此每个检测器元件(16a)产生电响应，该电响应的幅值取决于入射X-射线的能量，
并且每个读出通道(24a)包括前端电子器件(44，46)，该前端电子器件(44，46)被设置成将半导体电响应变换为具有代表响应幅值的参数的电脉冲(72a-h)；识别电子器件(48，50)和计数器(52)，该识别电子器件(48，50)被设置成如果脉冲参数在第一(ε1)和第二(ε2)预先选择的鉴别器值之间时输出数字信号(74a，c，e，g，h)，该计数器(52)被设置成对从识别电子器件(48，50)中输出的数字信号进行计数。
2.根据权利要求1所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于检测系统(60)包括至少两个读出通道的阵列，每个半导体检测器元件(16a，b，...)都连接到每阵列中的相应的一个的读出通道，其中在相同阵列中的读出通道(24a，80a，82a)具有设置成基本相同的第一(ε1)和第二(ε2)鉴别器值的识别电子器件(48，50)，而这些鉴别器值又都不同于在其它阵列中适合于读出通道的鉴别器值(ε3，ε4)。
3.根据权利要求1所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于它也包括显示装置，该显示装置被设置成显示从相对于在分别连接读出通道(24a)中寄存的计数数目(74a)绘制的在阵列(16)中的每个检测器元件(16a，b，c，...)的位置中得出的每个读出阵列(24)的X-射线散射图形(28，30)。
4.根据权利要求1所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于半导体元件(16a，b，c)由镉锌化碲、砷化镓、碘化铅或碘化汞制造。
5.根据权利要求1所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于角度范围φ0至φd为2°至8°。
6.根据权利要求1所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于准单色/多色X-射线束被准直为扇形束以便辐射在目标材料内的体素的共面二维阵列，并且该系统(10)包括聚焦准直装置，该聚焦准直装置被设置成仅将在所辐射的阵列内从在一定的深度和高度的单个体素(14)中散射的X-射线传输到检测系统(60)。
7.根据权利要求6所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于该系统(10)包括聚集准直装置阵列和相应的检测系统阵列，该准直阵列部件被层叠起来以便将从在所辐射的体素阵列内的不同高度上的相应的体素(14)中散射的X-射线同时传送到相应的检测系统(60)中。
8.根据权利要求7所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于该准直装置阵列在不散射的X-射线的方向上相对于目标材料可移动以使得能够检测从在目标材料内的在不同深度上的体素(14)中散射的X-射线。
9.根据前述任意权利要求所述的X-射线检查系统(10)，其特征在于它包括对称取向的多(16，18，20，22)检测系统(60)以在对称相等的区域上截取衍射X-射线的锥形分布。
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