CN1350646A - 辐射探测器、用在平面束射线照相中的设备及检测电离辐射的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于电离辐射的探测的探测器(64);一种用在平面束射线照相中、包括这样一个探测器的设备;及一种用来探测电离辐射的方法。该探测器包括:一个腔室,填充有一种电离介质;第一和第二电极装置(2、1、18、19),提供在所述腔室中,在它们之间有一个空间,所述空间包括一个转换体积(13);用于电子雪崩放大的装置(17),布置在所述腔室中;及至少一个读出元件装置(15),用于探测电子雪崩。提供一个辐射进口,从而辐射进入在第一与第二电极装置之间的转换体积。为了实现良好定义的雪崩,用于电子雪崩放大的装置包括多个雪崩区域。

Description

辐射探测器、用在平面束射 线照相中的设备及检测电离辐射的方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序用来探测电离辐射的探测器，涉及一种根据根据权利要求25的前序用在平面束射线照相中的设备，及涉及一种根据根据权利要求29的前序用来检测电离辐射的方法。

上述种类的一种探测器和一种设备在共同待决PCT申请PCT/SE98/01873中描述，该申请通过参考包括在这里。在参考资料中描述的探测器包括一个气体平行板雪崩腔室。该探测器提供良好的分辨率、较高的X射线探测效率、及计数吸收在探测器中的每个光子的可能性。当处理诸如能量探测之类的探测信号、从一定能量范围中的光子或从在离阳极或阴极一定距离范围处入射的光子分辨探测信号时，这进一步给出大量可能性。

当在平面束X射线照相，例如缝隙或扫描射线照相，中使用这种类型的探测器时，实现一种提供要成象的物体仅需要用低剂量X射线光子照射的设备，同时得到高质量的图象。

在本发明分领域的上述种类的另一种探测器和设备公开在EP-A1-0810 631中。

对于气体平行板雪崩腔室，已经认为必要的是，雪崩阳极和阴极板是平行的，并且已经进行较大努力以在板之间实现高平行度。然而，关键在于，其中电子经受雪崩放大的距离，即电子雪崩的长度，在气体平行板雪崩腔室中的不同位置处没有差别。其原因于在于，放大强烈取地决于从开始点至雪崩结束点的距离。然而，雪崩阳极和阴极在它们延伸的平面中与它们之间的距离相比具有较大尺寸。因此，得到这些距离或间隙的足够均匀性一直是非常复杂的，并且是高成本的。

本发明的一个主要目的在于，提供一种用来探测电离辐射的探测器，该探测器采用雪崩放大，提供良好定义的雪崩，及能以简单和成本有效的方式制造。

这种和其他目的由根据权利要求1的一种探测器实现。

通过权利要求1的特征也实现这样一种探测器，该探测器能在进入辐射的方向上给出一个用来实现一个希望停止功率的长度，这使得有可能探测进入辐射的主要部分。

通过权利要求1的特征也实现这样一种探测器，其中在基本上垂直于入射辐射的方向上能吸引由在光子与气体原子之间的相互作用释放的电子。由此有可能得到非常高的位置分辨率。

通过权利要求1的特征也实现这样一种探测器，该探测器能提供良好的分辨率、较高X射线探测效率，并且计数入射在探测器中的光子的主要部分。

也得到一种能给出对于X射线的良好能量分辨率的探测器。

也实现这样一种探测器，该探测器能在高X射线通量下操作而没有性能降低，并且具有场寿命。

通过权利要求1的特征也实现一种用于任何种类辐射的有效探测的探测器，这些辐射包括电磁辐射、以及包括基本粒子的入射粒子。

本发明的一个目的还在于，提供一种用在平面束射线照相中的设备，该设备包括用来探测电离辐射的至少一个一维探测器，该探测器采用雪崩放大，提供良好定义的雪崩，及能以简单和成本有效的方式制造。

这种和其他目的由根据权利要求25的一种设备实现。

通过权利要求25的特征也实现一种用在平面束射线照相，例如缝隙或扫描射线照相，中的设备，该设备能提供要成象的物体仅需要用低剂量X射线光子照射，同时得到高质量的图象。

也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中能检测入射在探测器上的X射线光子的主要部分，以便进一步计数或积分从而得到一个用于图象的每个象素的值。

也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中强烈减小由散射在要检查的物体中的辐射引起的图象噪声。

也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中减小由X射线能量谱的散布引起的图象噪声。

也实现一种用在平面束射线照相中的设备，包括一个简单和便宜的探测器，该探测器能借助于较高X射线探测效率和借助于对于X射线的良好能量分辨率操作。

也实现一种用在平面束射线照相中的设备，包括一个能在高X射线通量下操作而没有性能降低并且具有长寿命的探测器。

本发明的一个目的还在于，提供一种用来探测电离辐射的方法，该方法采用雪崩放大，提供良好定义的雪崩，及能以简单和成本有效的方式实施。

这种和其他目的由根据权利要求29的一种设备实现。

通过权利要求29的特征也实现一种方法，借助于该方法有可能探测进入辐射的主要部分。

通过权利要求29的特征也实现一种方法，其中在垂直于入射辐射的方向上能吸引由在光子与气体原子之间的相互作用释放的电子。由此有可能得到非常高的位置分辨率。

也实现一种能在高X射线通量下使用的方法。

图1以整体视图示意表明一种根据本发明一个一般实施例用于平面束射线照相的设备。

图2a是根据本发明一个第一特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。

图2b是根据本发明一个第二特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。

图2c是根据本发明一个第三特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。

图3是由读出带条形成的一个X射线源和一个电极的一个实施例的示意图。

图4是由分段读出带条形成的一个X射线源和一个电极的一个第二实施例的示意俯视图。

图5是根据本发明一个实施例带有叠置探测器的示意剖视图。

图6是根据本发明另一个实施例带有叠置探测器的示意剖视图。

图1是根据本发明在与一种用于平面束射线照相的设备的一个平面X射线束9的平面正交的一个平面中的剖视图。该设备包括一个X射线源60，X射线源60与一个第一细准直窗口61一起产生一个用于要成象的物体62的照射的平面扇形X射线束9。第一细准直窗口61能由用来形成一个基本平面X射线束的其他装置，如X射线衍射镜或X射线透镜，等代替。穿过物体62的束进入一个探测器64。与X射线束对准的一个细缝隙或第二准直窗口10可选择地形成用于X射线束9至探测器64的进口。在探测器64中探测入射X射线光子的主要部分，探测器64包括一个转换和漂移体积13、和用于电子雪崩放大的装置17，并且这样取向，从而X射线光子在两个电极装置1、2之间横向进入，在这两个电极装置1、2之间生成一个用于在转换和漂移体积13中的电子和离子的漂移的电场。

在本申请中，平面X射线束是例如由准直器61准直的束。

下面将进一步描述探测器和其操作。X射线源60、第一细准直窗口61、操作准直窗口10及探测器64由某一装置65例如机架或支撑65相对彼此连接和固定。用于射线照相的如此形成设备能作为一个单元运动以扫描要检查的物体。在单个探测器系统中，如图1中所示，扫描能通过枢轴运动-绕经例如X射线源60或探测器64的一根轴线转动单元。轴线的位置取决于设备的用途或使用，并且在某些用途中有可能轴线也能穿过物体62。在其中运动探测器和准直器、或运动要成象的物体的转移运动中也能进行。在一种其中叠置多个探测器的多线配置中，如以后解释的那样，联系图5和6，能以各种方式进行扫描。在多种情况下，如果固定用于射线照相的设备，并且运动要成象的物体，则能是便利的。

探测器64包括一个是一块阴极板2的第一漂移电极装置和一个是一块阳极板1的第二漂移电极装置。它们相互平行，并且其之间的空间包括一个是转换和漂移体积的细气体填充间隙或区域13、和一个电子雪崩放大装置17。要不然，板是不平行的。一个电压施加在阳极板1与阴极板2之间，并且一个或几个电压施加在电子雪崩放大装置17上。这产生一个引起间隙13中的电子和离子漂移的漂移场、和在电子雪崩放大装置17中的电子雪崩放大场。与阳极板1连接的是用于提供的电子雪崩探测的读出元件的一个布置15。最好读出元件布置15也构成阳极电极。要不然，读出元件布置15能形成与阴极板2或电子雪崩放大装置17相连接。它也能形成在通过一个介电层或基片与阳极或阴极电极分离的阳极或阴极板上。在这种情况下，阳极或阴极电极必须是半可透过的以产生脉冲，例如形成为条或垫。联系下面的图3和4，表示读出元件的不同可能布置15。

如看到的那样，要探测的X射线横向入射在探测器上，并且进入在阴极板2与阳极板1之间的转换和漂移体积13。X射线最好在与阴极板2和阳极板1平行的方向上进入探测器，并且可以经一个细缝隙或准直窗口10进入探测器。以这种方式，能容易地使探测器带有一条长得足以允许入射X射线光子的主要部分相互作用和被检测的相互作用路径。在使用一个准直器的情况下，这最好应该这样布置，从而细平面束进入靠近电子雪崩放大装置17和与其平行的探测器。

间隙或区域13填充有一种气体，该气体能是一种例如90％氪和10％二氧化碳的混合物或一种例如80％氙和20％二氧化碳的混合物。该气体能处于压力下，最好在范围1-20个大气压内。因此，探测器包括一个带有一个缝隙进口窗口92的气密壳体91，穿过该窗口92 X射线束9进入探测器。窗口由对于辐射可透过的材料例如Mylar或薄铝箔制成。这是本发明一个特别有利的辅助影响，与设计成用于与阳极和阴极板垂直的辐射入射的以前使用的气体雪崩腔室相比，探测在一个气体雪崩腔室64中的横向入射束，要求覆盖较大面积。以这种方式能使窗口较细，因而减小在窗口中吸收的X射线光子的数量。

在操作中，入射X射线9经如果存在则靠近电子雪崩放大装置17的可选择细缝隙或准直窗口10进入探测器，并且在与电子雪崩放大装置17平行的一个方向上穿过气体体积。每个X射线光子作为与一个气体原子相互作用的结果在气体中产生一个初级电离电子-离子对。这种产生由光电效应、康普顿效应或俄歇效应引起。产生的每个初级电子11经与新气体原子的相互作用失去其动能，引起电子-离子对(次级电离电子-离子对)的进一步产生。典型地在该过程中从一个20keV X射线光子产生在几百与几千之间的次级电离电子-离子对。次级电离电子16(与初级电离电子11一起)由于在转换和漂移体积13中的电场向电子雪崩放大装置17漂移。当电子电子雪崩放大装置17的聚焦场线的区域时，它们经受雪崩放大，这在下面进一步描述。

雪崩电子和离子的运动在用于电子雪崩探测的读元件的布置15中产生电信号。联系电子雪崩放大装置17、阴极板2或阳极板1、或所述位置的两个或多个的组合拾波这些信号。诸信号进一步由读出电路14放大和处理，以得到X射线光子相互作用点的准确测量、和可选择的X射线光子能量。

图2a表示根据本发明一个第一特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。如看到的那样，阴极板2包括一个介电基片6和一个是一个阴极电极的导电层5。阳极1包括一个介电基片3和一个是一个阳极电极的导电层4。在间隙13与阳极1之间，布置一个电子雪崩放大装置17。该放大装置17包括一个雪崩放大阴极18和一个雪崩放大阳极19，由一个介电层24分离。这能是携带阴极18和阳极19的气体或固体基片24，如图中所示。如看到的那样，阳极电极4和19由相同导电元件形成。借助于用来在一个雪崩放大区域25中生成一个非常强的电场的一个直流电源7，在阴极18与阳极19之间，施加一个电压。雪崩区域25形成在彼此面对着的雪崩阴极18的边缘之间和其周围的一个区域中，其中由于施加的电压将出现一个集中电场。直流电源7也与阴极5和阳极电极4(19)相连接。选择施加的电压，从而在间隙13上生成一个较弱的电场、漂移场。在转换和漂移体积13中通过相互作用释放的电子(初级和次级电子)，由于漂移场将向放大装置17漂移。它们将进入非常强的雪崩放大场并且被加速。加速的电子11、16将与区域25中的其他气体原子相互作用，引起另外的电子-离子对产生。这些产生的电子也将在场中被加速，并且与新的气体原子相互作用，引起另外的电子-离子对产生。该过程在电子在雪崩区域中向阳极19的行进期间继续，并且形成一种电子雪崩。在离开雪崩区域之后，电子将向阳极19漂移。如果电场足够强，则电子雪崩可能继续到阳极19。

雪崩区域25由在阴极18和如果存在的介电基片24中的一个开口或通道形成。开口或通道从上方看能是圆形的，或者在如果存在的基片24的两个边缘与阴极18之间连续纵向延伸。在当从上方看时开口或通道是圆形的情况下，它们并排布置，每一行开口或通道包括多个圆形开口或通道。多个纵向开口或通道或圆形通道的行彼此相近地、彼此平行或与入射X射线平行地形成。要不然，能以其他图案布置圆形开口或通道。

阳极电极4、19也以联系形成雪崩区域25的开口或通道提供的带条的形式形成读出元件20。对于每个开口或通道或者开口或通道的行布置一个带条。诸带条沿其长度能划分成段，其中为每个圆形开口或通道或者为多个开口或通道能以垫的形式提供一段。带条和段，如果存在的话，则彼此电气绝缘。每个检测器电极元件，即带条或段，最好独立地连接到处理电子电路14上。要不然，读出元件能布置在基片的后侧(相对着阳极电极4、19的侧)。在这种情况下，阳极电极4、19必须是半可透过的以产生脉冲，例如以带条或垫的形式。联系下面的图3和4，表示读出元件的不同可能布置15。

作为一个例子，纵向通道能具有在范围0.01-1mm内的宽度，圆形通道能具有在范围0.01-1mm内的圆直径，及介电层24(在雪崩阴极18与阳极19之间的隔离层)的厚度在范围0.01-1mm内。

要不然，导电层5、4能由例如一氧化硅、导电玻璃或金刚石的一个电阻载体代替，使介电基片3、6由一个导电层代替。在这样一种情况下，当导电层和读出元件20与漂移电极装置相连接地布置时，一个介电层或载体最好布置在它们之间。

图2b表示根据本发明一个第二特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。该实施例与根据图2a的实施例的不同之外在于：阳极电极4和19由不同的导电元件形成，由一个能是固体或气体的介电层隔开；并且开口或通道也形成在雪崩阳极电极19中。雪崩放大阳极19连接到直流电源7上。在阳极电极4与19之间的介电层是固体的情况下，它包括穿过介电层的开口或通道，开口或通道基本上与形成雪崩区域25的开口或通道相对应。一个电场生成在阳极电极4与19之间。该场能是一个漂移场，即一个弱场，或者是一个雪崩放大场，即一个非常强的电场。联系下面的图3和4，表示读出元件的不同可能布置15。

图2c表示根据本发明一个第三特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。该探测器如上所述包括一个阴极2、一个阳极1、及一个雪崩放大装置17。一个是一个转换和漂移体积的间隙13提供在阴极2与雪崩放大装置17之间。间隙13被气体填充，并且如上述那样形成阴极2。漂移阳极1提供在一个介电基片26，例如一个玻璃基片，的一个后表面上，交替地提供雪崩放大阴极18和阳极19带条。阴极18和阳极19带条是导电带条，并且连接到直流电源7上，用于在一个阴极带条18与一个阳极19带条之间的每个区域中生成一个集中电场，即一个雪崩放大场。阳极1和阴极2也连接到直流电源7上。选择施加的电压，从而在间隙13上生成一个较弱电场、漂移场。要不然，介电基片26能由一种气体代替。然后把阳极和阴极支撑在例如其相应端部。

最好雪崩阳极带条19也形成读出元件20，并且然后连接到处理电子电路14上。雪崩阴极带条18能代之以形成读出元件，或者与阳极带条19一起形成。作为一个选择例，阳极电极1能由能分段的带条构成，并且彼此绝缘。这些带条然后能单独或者与阳极和/或阴极带条一起形成读出元件。起阳极/阴极和读出元件作用的带条，借助于用于隔离的适当联接连接到直流电源7和处理电子电路14上。在另一个选择例中，阴极带条18和/或阳级带条19通过由一个例如一氧化硅、导电玻璃或金刚石制成的电阻顶部层覆盖的下部导电层形成。这减小可能由于强电场能出现在气体中的可能火花的功率。在读出带条一种布置的另外一个选择例中，读出带条20布置在下面，并且与雪崩阳极带条19平行。然后使读出带条20稍宽于雪崩阳极带条19。如果它们布置在阳极1下方，则阳极电极必须是半可透过的以产生脉冲，例如以带条或垫的形式。在又一个可选择例中，能省去阳极1，因为借助于阴极电极5、18和阳极电极19能生成必需的电场。

作为一个例子，玻璃基片是约0.1-0.5mm厚。而且，导电阴极带条具有一个是约20-1000μm的宽度，而导电阳极带条具有一个是约10-200μm的宽度，具有一个约50-2000μm的间距。阴极和阳极沿其延伸能划分成诸段。

在操作中，X射线光子进入在图2c的探测器中基本上与雪崩阴极18和阳极19带条平行的空间13。在转换和漂移体积13中，吸收入射X射线光子，并且如上述那样产生电子-离子对。是由一个X射线光子引起的相互作用结果的一团初级和次级电子，向雪崩放大装置17漂移。电子将进入在一个阳极带条与一个阴极带条之间的气体填充区域中的非常强的电场，这是一个雪崩放大区域。在强电场中，电子启动电子雪崩。结果，在阳极带条上收集的电子数量比初级和次级电子数量高几个数量级(所谓的气体倍增)。对于该实施例的一个优点在于，每次电子雪崩仅大都在一个阳极元件上或基本上在一个探测器电极元件上产生一个信号。在一个坐标中的位置分辨率因此由间距确定。

在上述实施例中，已经描述了用于探测器电极装置的不同位置。有多种变化，例如，借助于带条或段的不同方向彼此相邻地、或在分离位置处，能提供多于一个探测器电极装置。

参照图3，表示探测器电极装置4、5、15的一种可能配置。电极装置4、5、15由带条20′形成，并且也能起阳极或阴极电极以及探测器电极的作用。多个带条20′挨着放置，并且在与在每个位置处的入射X射线光子方向平行的方向上延伸。带条形成一个基片上，通过在它们之间留下一个空隙23彼此电气绝缘。带条可以由光刻法或电成形等形成。对于具体探测器调节空隙23、和带条20′的宽度，以便得到希望的(最优的)分辨率。在例如图2a的实施例中，带条20′应该放置在开口或通道或者开口或通道的行下方，并且基本上具有与开口或通道相同的宽度，或者稍宽。这对于探测器电极装置布置成与阳极电极4分离的情形和对于探测器电极装置也构成阳极电极4的情形都是有效的。

每个带条20′借助于一个分离信号导体22连接到处理电子电路14上，其中来自每个带条的信号最好分别地处理。在阳极或阴极电极构成探测器电极的场合，信号导体22也通过用于分离的适当联接把相应带条连接到高压直流电源7上。

如从图中看到的那样，带条20′和空隙23对准X射线源60，并且带条沿进入X射线光子的方向变宽。这种配置提供对于倾斜误差的补偿。

图3中所示的电极装置最好是阳极，但可选择地或共同地阴极能具有描述的构造。在探测器电极装置15是一种分离的装置时，阳极电极4能形成为整体电极而没有带条和空隙。同样这分别对于阴极电极或阳极电极也是有效的，此时只有其另一个包括探测器装置。然而，如果探测器电极装置布置在一个基片上在对于阴极或阳极电极的相对侧，则阳极或阴极电极是半可透过的以产生脉冲，例如形成为带条或垫。

在图4中，表示一个电极的一种可选择配置。带条已经划分成彼此电气绝缘的段21。最好在相应带条的每段21之间提供垂直于进入X射线延伸的一个小空隙。每段借助于一个分离信号导体22连接到处理电子电路14上，其中来自每段的信号分离地处理。如在图3中那样，在阳极或阴极电极构成探测器电极的场合，信号导体22也把相应带条连接到高压直流电源7上。

当要测量每个X射线光子的能量时，能使用这种电极，因为一个统计具有较高能量的X射线光子在比低能量X射线光子长的穿过气体路径之后，引起初级电离。借助于这种电极，既能探测X射线光子相互作用的位置，又能探测每个X射线光子的能量。通过统计方法，能以非常高的能量分辨率恢复入射光子的频谱。见例如E.L.Kosarev等的Nucl.Instr和methods208(1983)637和G.F.Karabadjak等的Nucl.Instr和methods217(1983)56。

一般对于所有实施例，每个入射X射线光子在一个(或多个)探测器电极元件中引起一个诱导脉冲。脉冲在处理电子电路中处理，该电路最终成形脉冲，并且积分或计数来自表示一个象素的每个带条(垫或垫组)的脉冲。也能处理脉冲，以便为每个象素提供一种能量度量。在探测器电极在阴极侧的场合，诱导信号的面积比在阳极侧宽(在垂直于X射线光子的入射的方向上)。因此，在处理电子电路中的信号的加权是希望的。

图5示意表示本发明的一个实施例，使多个发明的探测器64一个叠置在另一个的顶部上。通过该实施例，能实现多线扫描，这减小整个扫描距离、以及扫描时间。该实施例的设备包括一个X射线源60，X射线源60与多个准直窗口61一起为要成象的物体62的照射产生多个平面扇形X射线束9。穿过物体62的束经多个第二准直窗口10可选择地进入各个叠置的探测器64，第二准直窗口10与X射线束对准。第一准直窗口61布置在一种第一刚性结构66中，并且可选择第二准直窗口10布置在固定到探测器64上的第二刚性结构67中，或者分离地布置在探测器上。

X射线源60；刚性结构66；及分别包括准直窗口61、10、及彼此固定的叠置探测器64的可能结构67，借助于某一装置65，例如机架或支撑65相对于彼此连接和固定。用于射线照相的如此形成设备能作为一个单元运动以扫描要检查的物体。在这种多线配置中，如上所述，能以垂直于X射线束的横向运动进行扫描。如果固定用于射线照相的设备而移动要成象的物体，则也可能是便利的。

与大单体积气体探测器相比，使用一种叠置配置的一个另外的优点在于，减小由散射在物体62中的X射线光子引起的背景噪声。在不平行于入射X射线束的方向上传播的这些散射X射线光子，如果通过阳极和阴极板并且进入这样一个腔室，则在叠置的其他探测器64之一中引起“虚假”信号或雪崩。这种减小通过在阳极和阴极板、或准直器67的材料中显著吸收(散射的)X射线光子实现。

通过在叠置探测器64之间提供薄的吸收板68能进一步减小这种背景噪声，如图6中所示。叠置探测器类似于图5的，不同之处在于薄吸收材料片放置在每个相邻探测器64之间。这些吸收板或片能由高原子数材料例如钨制成。

作为用于所有实施例的一个可选择例，在转换漂移间隙(体积)中的电场能保持高得足以引起电子雪崩，因此以预放大模式使用。

对于所有实施例一般是，气体体积非常薄，这引起离子的快速除去，这导致空间电荷的低或无积累。这使得高速率下的操作是可能的。

对于所有实施例一般的还有，小距离导致低操作电压，这导致在可能火花中的低能量，这对于电子电路是希望的。

为了抑制电子流形成，在实施例中的场线的会聚也是希望的。这导致对于火花的减小危险。

作为一个另外的可选择实施例，间隙或区域13可以包括一种诸如液体介质或固体介质来代替所述气体介质之类的电离介质。所述固体或液体介质可以是一个转换和漂移体积及一电子雪崩体积。

液体电离介质例如可以是TME(三甲基乙烷)或TMP(三甲基戊烷)或具有类似性质的其他液体电离介质。

固体电离介质例如可以是一种半导体材料，例如硅或锗。当电离介质是固体时，能除去绕探测器的壳体。

能使使用固体或液体电离介质的探测器较薄，并且它们相对于来自由探测器探测的辐射物体的图象的分辨率对入射X射线的方向没有类似的气体探测器敏感。

电场最好在引起雪崩放大的区域中，但本发明也能工作在较低电场范围下，即当在探测器中使用固体或液体电离介质时高得不足以引起电子雪崩。

尽管联系多个最佳实施例已经描述了本发明，但要理解，仍可以进行各种修改而不脱离由附属权利要求书定义的本发明的精神和范围。例如，电压能以其他方式施加，只要生成描述的电场。

Claims (35)

1.一种用于电离辐射的探测的探测器，包括：

一个腔室，填充有一种电离气体，

第一和第二电极装置，提供在所述腔室中，在它们之间有一个空间，所述空间包括一个转换和漂移体积，

用于电子雪崩放大的装置，布置在所述腔室中，及

至少一个读出元件装置，用于探测电子雪崩，

该探测器的特征在于：

提供一个辐射进口，从而辐射进入在第一与第二电极装置之间的转换和漂移体积，

用于电子雪崩放大的装置包括至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极，在它们之间施加一个电压以便生成用于雪崩放大的至少一个电场，及

用于电子雪崩放大的所述装置包括多个雪崩区域。

2.根据权利要求1所述的探测器，其中

用于电子雪崩放大的装置包括场集中装置。

3.根据权利要求2所述的探测器，其中

所述场集中装置包括提供有开口或孔的雪崩阴极。

4.根据权利要求1-3任一项所述的探测器，其中

一个介电基片的一个表面在所述至少一个雪崩阴极与所述至少一个雪崩阳极之间形成用于局部雪崩放大的一个区域的至少一个限制表面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的探测器，其中

所述至少一个雪崩阴极和所述至少一个雪崩阳极形成在一个介电基片的一个第一侧，使一个隔离层在所述至少一个雪崩阴极与所述至少一个雪崩阳极之间，所述隔离层形成用于局部雪崩放大的区域的限制表面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的探测器，其中

所述至少一个雪崩阴极和所述至少一个雪崩阳极包括导电带条。

7.根据权利要求5或6所述的探测器，其中

多个雪崩阴极和阳极交替地提供在所述基片上。

8.根据权利要求7所述的探测器，其中

所述雪崩阴极和所述雪崩阳极包括带有基本上与入射辐射平行的纵向边缘的导电带条。

9.根据权利要求4或5所述的探测器，其中

所述至少一个雪崩阴极形成在所述介电基片的一个第一侧，而所述至少一个雪崩阳极形成在所述介电基片的一个第二侧，

至少一个通道布置在所述至少一个雪崩阴极和所述介电基片中，并且所述至少一个雪崩阳极形成所述至少一个通道的一个壁。

10.根据权利要求4或5所述的探测器，其中

所述至少一个雪崩阴极形成在所述介电基片的一个第一侧，而所述至少一个雪崩阳极形成在所述介电基片的一个第二侧，

至少一个通道布置在所述至少一个雪崩阴极、所述介电基片、及所述至少一个雪崩阳极中。

11.根据权利要求9或10所述的探测器，其中

所述至少一个通道具有一个基本圆形的横截面。

12.根据权利要求9或10所述的探测器，其中

所述至少一个通道具有一个基本方形的横截面，并且在介电基片的两个相对边缘之间延伸。

13.根据任何以上权利要求所述的探测器，其中

读出元件包括带有与入射辐射平行的纵向边缘的细长带条。

14.根据权利要求1-12任一项所述的探测器，其中

读出元件包括带有与入射辐射垂直的纵向边缘的细长带条。

15.根据任何以上权利要求所述的探测器，其中

第一电极装置是一个漂移阴极，

第二电极装置是一个漂移阳极，

读出元件布置在漂移阳极与雪崩阳极之间。

16.根据权利要求1-14之一所述的探测器，其中

第一电极装置是一个漂移阴极，

第二电极装置是一个漂移阳极，

漂移阳极布置在读出元件与雪崩阳极之间。

17.根据权利要求1-14之一所述的探测器，其中

第一电极装置是一个漂移阴极，

第二电极装置是一个漂移阳极，

漂移阳极布置在读出元件与雪崩阴极之间。

18.根据权利要求1-14之一所述的探测器，其中

读出元件也构成第一漂移电极装置。

19.根据权利要求1-14之一所述的探测器，其中

读出元件也构成第二漂移电极装置。

20.根据权利要求1-14之一所述的探测器，其中

读出元件也构成雪崩阳极装置。

21.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中

带条形式的多个读出元件布置在雪崩区域的行下方。

22.根据权利要求1-20任一项所述的探测器，其中

带条形式的一个读出元件布置在每个雪崩区域或雪崩区域组下方。

23.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中

一个细缝隙或准直窗口布置成与辐射进口连接，从而辐射靠近第一电极装置入射。

24.根据权利要求1-22任一项所述的探测器，其中

一个细缝隙或准直窗口布置成与辐射进口连接，从而辐射将靠近雪崩阴极入射。

25.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中所述腔室填充有电离液体或固体材料来代替所述电离气体。

26.一种用在平面束射线照相中的设备，包括

一个X射线源，

用来形成一个基本平面X射线束的装置，定位在所述X射线源与一个要成象的物体之间，

该设备的特征在于，它进一步包括一个根据权利要求1-25任一顶所述的探测器。

27.根据权利要求26所述的设备，其中

多个探测器叠置以形成一个探测器单元，

对于每个探测器布置用来形成一个基本上平面的X射线束的装置，所述装置定位在所述X射线源与要成象的物体之间，

X射线源、用来形成一个基本平面的X射线束的所述装置及所述探测器单元彼此相对地固定，以便形成一个能用来扫描物体的单元。

28.根据权利要求27所述的设备，其中

吸收板布置在探测器之间，以便吸收散射的X射线光子。

29.根据权利要求26-28任一项所述的设备，其中

一个细缝隙或准直窗口布置在面对着X射线源的每个探测器侧。

30.一种用来探测电离辐射的方法，其中辐射与在气体填充转换和漂移体积中的气体原子相互作用，用于长生释放的电子，

该方法的特征在于

电子在转换和漂移体积中经受一个第一电场，所述第一电场基本上垂直于辐射的方向，

在多个区域的每一个中，形成用来引起电子雪崩的一个集中电场，

所述第一电场强迫电子进入具有一个集中电场的所述多个区域之一，及

所述电子雪崩借助于读出元件探测。

31.根据权利要求30所述用来探测电离辐射的方法，其中

具有一个集中电场的区域由场集中装置形成。

32.根据权利要求30或31所述用来探测电离辐射的方法，其中

具有一个集中电场的区域由提供有开口或孔的一个雪崩阴极形成。

33.根据权利要求30-32任一项所述用来探测电离辐射的方法，其中

分离地探测在具有一个集中电场的每个区域中由电子雪崩引起的信号。

34.根据权利要求30-33任一项所述用来探测电离辐射的方法，其中

分离地探测在具有一个集中电场的区域组中由电子雪崩引起的信号。

35.根据权利要求30-34任一项所述用来探测电离辐射的方法，其中辐射与代替气体原子的属于液体或固体材料的原子相互作用。

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