DE1811258A1

DE1811258A1 - Gammastrahlen-Anzeigegeraet

Info

Publication number: DE1811258A1
Application number: DE19681811258
Authority: DE
Inventors: Loveday George Christopher
Original assignee: Ekco Electronics Ltd
Current assignee: Ekco Electronics Ltd
Priority date: 1967-12-07
Filing date: 1968-11-27
Publication date: 1969-07-31
Also published as: CH506796A; DE6808865U; GB1213478A; NL161889B; SE356604B; DE1811258B2; US3594577A; BE725037A; NL6817624A; FR1598285A; NL161889C

Description

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SXCO Electronics ITimited in Priory Crescent _c Sauthend-on-Sea, Essex

Gammastrahlen-Anzeigegerät

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Die Erfindung betrifffein Anzeigegerät für Gammastrahlen und andere Kernstrahlungen, die in einem Kristall oder Leuchtstoff Szintillationen hervorrufen,, Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines solchen SerSts, dafc die Verteilung der Kernstrahlung über eine mehr oder veniger große Fläche anzeigt, . wobei nur ein bestimmter Intensitätsbereick der Szintillationen benutzt vird, in velchem die Szintillationsstärke eine lineare Punktion der Intensität der einfallenden Kernstrahlung ist, (

Die Erfindung geht aus von einem GammastrahlenanzeigegerÄt ₇ bestehend aus einer Vielzahl mosaikartig angeordneter, tptisch voneinander abgeschirmte* Szintillatorelemente, deren SzintillationsstÄrke eine lineare Funktion der Intensität der einfallenden Gammastrahlen ist» und aus einer Mehrzahl von auf die Mosaikfläche gerichteten optisch-elektrischen Wandlern (nachstehend Photozellen genannt)„ und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gesichtsfeld jeder Photozelle mehrere benachbarte

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ORIGINAL INSPECTED

Szintillatorelemente erfaßt und sich mit dem Gesichtsfeld der benachbarten Photoaellen überschneidet., daß die Amplitude eines von einer Photozelle erzeugten Szintillationsimpulses von der Lage des betreffenden Ssintillatorelementes relativ zu der Photozelle abhängt, daß die Photoaellen Zeilen- und spaltenweise über das Mosaik der Szintillatorelente&te ver-.teilt sind und daß die Ausgange der Photozellen seilen- und spaltenweise zusammengefaßt sind; so daß die Amplitude der dadurch gewonnenen Zeilen-und Spaltenifttnalse ei». Maß "für die Lage desjenigen Szintillatorelements in dem Mosaik darstellt, aus dem die beobachtete Szintilla-äon stammt.

Vorzugsweise eind die Zeilen uad;Spalten der Pfeotosellenanorcltiung's'elikreclit'sueinasider angeordnet» so daß die Photozellen in deü Qltterptinkten eines carteslsc&€ß Koordinatensystems sitzen.

Die Saintillatoreleniente können ebenfalls zeilen- und spaltenweise parallel zu den Zeilen unä Spalten der Photozellen angeordnet sein, wobei jedoch der Mittenabstand benachbarter Szintillatorelemente erheblich geringer als · derjenige benachbarter Pfeotozellen ist* - . ,

Vorzugsweise ist eine Interpolationsvorrleistung vorgesehen, welche*die Zeilen- und Spaltenimpulse empfängt und ams

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ein Ausgangssignal mit einer X-Komponente und einer Y-Komponente ableitet; diese Komponenten definieren die Zeile und die Spalte« an deren Schnittpunkt sich das betreffende Szintillatorlernent befindet,. Hierzu .enthält die Interpolationsvorrichtung vorzugsweise ebensoviele Ausgangskanäle, vie Zeilen und Spalten der Szintillatorelenentanordnung vorhanden ist, wobei die X-Kompbnente und die Y-Komponente des Ausgangssigqals in denjenigen ^ Kanälen auftreten„ welche der Zeile und der Spalte, denen das betreffende Szintillatorelement angehört, entsprechen»

In einzelnen «nthXlt die Interpolationsvorrichtung vorzugsweise für jede Zeile und SpdL te der Photozellen einenPulshöhenanalysator und jeder dieser Ana Iy sat or en besitzt mehrere Ausgänge für verschiedene Amplitudenbereiche., Den Analysatoren benachbarter Zeilen bzw. Spalten ist je eine geweinsame ■ Verknüpfungsschaltung zugeordnet und mindestens diejenigen Aus- - d gänge der Analysatoren benachbarter Zeilen bzw. Spalten, die' nicht dem festgelegten maximalen Amplitudenwert entsprechen,

sind mit dieser Verknüpfungsschaltung verbunden. Sie hat mindestens einen Ausgangskanal, der einer Zeile oder Spalte von Szintillatorelementen entspricht, welche zwischen den beiden benachbarten Zeilen oder Spalten von Photozellen liegen» Zeilen und Spaltes werden nachstehend gemeinsam als Reihen bezeichnet.

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Jede Verknüpfungsschaltung umfaßt vorzugsweise mehrere Und-Glleder, die je an jeweils zwei verschiedene Ausgänge von Analysatoren benachbarter Reihen angeschlossen sind. Diese Analysatorausgänge sind paarweise so gewählt„ daß ein in beiden Ausgängen eines Paars gleichzeitig auftretendes Signal eine Reihe von AnaXysatorelementen definiert_v die sich zwischen den benachbarten Photosellenreihen befindete

Mache Elementreihen werden mit einer bestimmten Photosellenreihe zusammenfallen. Die diesen Elementreihen zugeordneten Ausgangskanäle sind dann mit einem einzigen Analysatorausgang verbunden_s velcher dem maximalen festgelegten Asrsplitudenbereich der betreffenden Photozellenreihe entspricht.

Es kann eine Addiervorrichtung vorgesehen sein, um alle gleichzeitig auftretenden Photozellenimpulse zu summieren, wobei jeder Ausgangskanal derart von der Addiervorrichtung gesteuert wird, daß nur diejenigen Ausgangssignale durchgelassen werden_c die von Photozellenimpulsen herrühren, deren gesamte Amplitudensumme in einen vorbestimmten Bereich fällt» Um dies durchzuführen, kann jedes Und-Glied einen weiteren Eingang aufweisen, der mit der Addiervorrichtung verbunden ist.

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Die Komponentenimpulse können in verschiedener Weise gespeichert oder angezeigt werden_e beispielsweise in einem Kernspeicher oder Bandspeicher, worin die Anzahl der von jedem Szintillatorelement erzeugten Szintillationen unter einer passenden Speicheradresse registriert wird. Die beiden Koordinatenrichtungen können auch in einer Kathodenstrahlröhre zur Anzeige gebracht werden und geben dort eine Analogdarstellung der Lage des betreffenden m Szintillatorelements. Im letzteren Falle ist vorzugsweise jeder einer Elementenzeile zugeordnete Ausgangs\anal tib-?r ein monostabiles Kippglied mit einem Umsetzte* verbunden, der an die Ablenkvorrichtung der Kathodenstrahlröhre ein Analogsignal anlegt, dessen Größe davon abhängt, von welchem Zeilenkanal ein Impuls abgegeben wird, während die den Spalten der Szintillatorelemente zugeordneten Ausgangskanäle ebenfalls je Über ein monostabilds Kippglied mit einem zweiten Umsetzer verbunden sind_e der an die Y-Ablenkvorrichtung der Kathodenstrahl- -^ röhre ein Analogsignal anlegt, dessen Größe davon abhängt, von welchem Spaltenkanal ein Impuls ausgeht.

Die Szintillatorelemente können durch undurchsichtige, optisch reflektierende Wände voneinander abgeschirmt sein.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind:

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Fig₀ 1 eine schematische Darstellung der relativen Lage der Photozellen und der Szintillatorelemente bei einem Ausf tährungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine schematisehe Seitenansicht der Anordnung nach Fig_n 1 ;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Photozellensignals vorr- Abstand des Szintillationsorts von der Mittelachse der Photozelle;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemMßen Geräts; Fig. 5 eine Anzeigevorrichtung für das Gerät nach Fig. 4 und Fig. 6 eine-Abänderung des Geräts nach Fig. 4.

Bei dem in Fig» 1 dargestellter. Ausftihrungsbeispiel enthält das Gerät ein Mosaik aus Szintillatorelementen 1 bis 16. Diese bestehen in bekannter Weise aus Kristallen, die unter der Einvirkung von Gammastrahlen aufleuchten, z.B. mit Thallium aktiviertes Natriumiodid, mit Thallium aktiviertes Caesiumiodid und dgl. Beispielsweise ist jedes Element etwa 10 bis 25 min lang und hat dne freie Stirnfläche (Fenster) von etwa 5mm . Die Fenster liegen in einer gemeinsamen Ebene. Gegebenenfalls

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BAD ORtGlNAL

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können die Elemente auch zylindrisch sein, d.h. kreisförmige Fenster aufweisen. Jedes Element ist von seinen Nachbarn durch einen Metallschirm 18 optisch getrennte wobei eine Aluminiumfolie 20 (Fig. 2) oder dgl. zwischen dem Schirm und dem Kristall zur Nichtreflexion dient. Für den Schirm 18 empfiehlt sich ein Schwermetall, um die Möglichkeit einer Comptonstreuung zvisehen benachbarten Elementen auszuschließen. Oberhalb des Kristallmosaiks befinden sich vier als Photovervielfacherröhren ausgebildete Photozellen 24, 26,28 und 30» Der Zwischenraum zwischen den Szintillatorelementen ι bis 16 und den Photozellen 24 bis ist durch einen Lichtleiter 32 aus. durchsichtigem Material (z.B. Pcrspex) ausgefüllt, um die Lichtstreuung möglichst zu vermeiden.

Das Gesichtsfeld jeder Photozelle 24 bis 30 umfaßt mehrere Szintillatorelemente und überschneidet sich mit dem Gesichtsfeld der benachbarten Photozellen.

Die Photozellen sind mit Bezug auf ein räumlicheo cartesisches Koordinatensystem X,Y so angeordnet, daß sie Gitterpunkte desselben besetz/en. Sie sind also einerseits spaltenweise

angeordnet, wobei die Spalten parallel zur Y-Koordinate 34 verlaufen,und je durch eine bestimmte X-Koordinate definiert sind. Im vorliegeden Beispiel sind zwei Spalten vorhanden,

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deren eine durch die Photozellen 24 und 28 und deren andere durch die Photozellen 26 und 30 gebildet wird. Andererseits sind die Photozellen zeilenweise angeordnet, wobei die Zeilen parallel zur der X-Ioordinate 36 verlaufen und je durch eine bestimmte Y-JCoordinate definiert sind. Im vorliegenden Beispiel sind zwei solche.. Zeilen vorhanden» von denen die eine durch die Photozellen 24 und 26 und die andere durch die Fhoto-Zeilen 28 und 30 gebildet wird.

Die Szintillatorelemente 1 bis 16. sind ebenfalls in Zeilen und Spalten angeordnet, die parallel zu den Zeilen und Spalten der Photosellen verlaufen. Die Qitterkonstante» d«h, der Mitt©Sieb stand benachbarter Ssintillatorelemente ist aber erheblich kleiner als bei den Photosellen. Bei dem in Fig. 1 dargestelltes» Beispiel fit die Sitterkonftante der Elemente 1/4 derjenigen der Photoxellen. Die Zellen (1,2,3,4) und (13,14,15,1«) der Szintillatorelemente fallen mit den Zeilen (24,26) und (28,30) der Photozellen zusammen. Dasselbe gilt für die Spalten (1,5,9. 13) und (4,8,12,16) der Szintillatorelemente hinsichtlich der Spalten (24,28) und (26,30) der Photozellen.

Die beschriebene Anordnung mit,dem Mosaik 1 bis 16 und den Photovervielfacherröhren 26 bis 30 ist in einera BleigehÄuse untergebracht. Im Betrieb werden Gammastrahlen von de« su

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untersuchenden Objekt über einen nichtdargestellten Kollimator auf die Sziatillatorelemente gerichtet, wobei jedes Loch des Kollimators sich unmittelbar unter bzw. hinter einem Szintillatorelement befindet.

Die Arbeitsweise des Gerätes läßt sich am besten anhand (([

der Pig, 4 beschreiben. In VirklichKeit enthält das Gerät eine große Zahl von Kristallelementen {ζ*Β. 1500) und viele Photozellen (ζ.B₀ 70 bis 1OO), wobei die Mosaikfläche z.B. 250 χ 250 mm beträgt und die Photozellen^inen Durchmesser von etwa 20 bis 25 mm haben. Zur Erläuterung genügt aber die Anordnung nach Fig. 1 mit 16 Szintillatorelementen und 4 Photozellen.

In Fig.. 4 werden in-den Elementen 1,4,13 und 16 auftretende ^ Szintillationen hauptsächlich die Photozellen 24,26,28 bzw. belichten. Die Photozellen sind so eingestellt, daß sie den gleichen Verstärkungsfaktor haben, weshalb die an ihren Ausgängen auftretenden Impulse, die durch eine Szintillation in dem erwähnten, ihrer Mitte zugeordneten Clement ausgelöst werden, die gleiche Amplitude mit einem hohen 3ezugs-wert von z„B. 1VoIt haben. Eine Szintillation im Element 2 hat die gleiche Lichtstärke, die sich jedoch nun auf die Photozellen 24 und 26 aufteilt, wobei Photozelle 24 einen größeren Anteil des Lichtes erhält als Photozelle 26. So ist die Impuls-

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amplitude am Ausgang der Vervielfacherröhre 24 beispielsweise etwa 0,7 Volt und am Ausgang der Vervielfacherröhre 26 etwa 0,3 VoIt= Bei einer .Szintillation im Element 3 sind die relativen Impulsamplituden der Photosellen 24 und 26 vertauscht. Ebenso ergibt ßir.e Scintillation in einem der Elemente 5,8_f9_ri2,i4 oder 15 eine impulSamplitude-von 0,7 Volt in der zugeordneten Photozelle 24,25-23,30, 28 tz-.y, 30 und eine ImpulSamplitude von 0_f/3 Veit in der zugeordneten Photo-» zelle 28, 30, 24,26,30 -bzw. 28 .

Tritt nun eine Szintillation in Element 6 ein, so verteilt sich'das Licht im wesentlichen auf die'Photozöll^n 24,28 und 26, wobei die relativen Impulsamplituden in diesen Photozellen z.B. etwa 0,5 VoJ.t_t O₉3 Volt und 0„3 Volt betragen» Aehnliches gilt für die Elemente 7· 10-und 11. Fig. 3 zeigt die Aenclerung der Impulsamplitude einer Photoselle mit dem Abstand eir-er Szintillation von der Mittelachse der Photozelle,, wobei diese 12 mm von.der Sbene der Fenster der Szintillatorelemente entfernt ist. Unter Berücksichtigung dieses Zusammenhangs läßt sich jedes Szintillatorelement sfcdeutig durch die Kombination der Impulsamplituden von den vier Photozellen festlegen Um die in den Ausgangsimpulsen enthaltene Information au verwerten, ohne jeden Photozelleniinf>uls einzeln zu behandeln,, w&r*~ den die Ausgangswerte der Photozellen in jeder Reihe summiert. Deshalb sind die Ausgänge der Photozellen 24 und 26 gemeinsam mit einer Leitung'40 in Pig- 4 verbinden und die Photoselleß 28_P3O 24 und 28, 26 und 30 sind ebenfalls jeweils mit gemeinsamen LeI-

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~ 11 -

tungen 42, 44 und 46 verbund en.,

Da die Ausgangssparnungen der in einer Keine liegenden PhQtozellen ^β^είΐε summiert werden, ergeben in mehreren Photozellen dieser Seihe gleichzeitig auftretende Impulse infolge einer bestimmten Szintillation4inen Reihenimpuls« dessen Amplitude (Impulshöfce) vor» den zusammenwirkenden · ' Einseiimpulsen der Photozellen ir. dieser Reihe abhängt.

Jeder Reihenimpuls hat also eine Amplitude_r der in. einen vonAehreren vorbestimmten Amplitudenbereichen fällt» Somit ist die Amplitude eines Reiheninipulses ein Haß für den Abstand der diesen Impuls hervorrufenden Szintillation von der betreffenden Photozellenreihe. Da jede Szintillation Voraussetzungsgent&ß höchstens vier Reihenimpulse erzeugt, nämlich zvei Zeilenimpulse und zvei Spaltenimpulse, kann mittels der Reiheninipulse die Lage des betreffenden Szintilla- J toreletnents ermittelt werden.

Jede Leitung 40, 42, 44, 46 ist mit einem Verstärker 50, 52, 54a-56 verbunden, dem ein Impulshöhenanalysator 58,60,62 bzw. 64 nachgeschaltet ist. Jeder Impulshöhenanalysator hat vier Ausgänge, die verschiedenen Amplitudenbereichen entsprechen. Diese sind beispielsweise auf 1 Volt + 20%, 0,7 Volt + 25#, 0,5 Volt -S- 30% und 0,3 Volt . * .¹JOS eingestellt. An '.einen

BAD ORIGiNAi

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Ausgang eines Ircpulshöhenanalyöators νχτΛ nur darm ein Impuls bestimmter Höhe erzeugt, venn der ankonimende Impuls in den betreffenden Amptitüdenbereich fällt.

Je zwei Analysatoren, die benachbarten Photozellenreihen zugeordnet sind, sind mit gemeinsamen Verknüpfungsg-1 ledern verbunden. So sind die Analysatoren 53 und 60 für die· beiden vorhandenen Bhotozellenreihen mit gmeinsamen Und-Gliedern 66., 68,.7° ^und 72-verbunden* Kur die Ausgänge für 0,7, 0,5 und 0,3 Volt führen zu Eingängen der Und-Glieder» vKhrend der Ausgang mit einem Pegel vonyö Volt unmittelbar als Ausgängskanal dient» Mit jedem Und-Glied sind svei andere AsalyvatorausgStage der Analysatoren 53, 60

Di« Ausgänge äer tJnd~Qlieder 66 und 68 sind mit einem Oder-Qlied 74 verbunden_r während die Ausgänge der ünd-6iieder 70, 72 «it einem Oder-Glied 76 verbunden sind.· Jedes Oder-Glied erzeugt also nur dann eine Ausgangsspannung, venn die Ausgangsspamrangen der Analysatoren 58,60 von einer Szintiilation abgeleitet sind« die in einer «jer zwischen den Photozellenreihen 24,26 und 28,30 liegenden Elementenreihei aufgetreten ist- Baispielsweise ergibt sich eine Ausgangsspannung des Oder-Gliedes 74 nur dann, wenn eine SzintiBation in einem der Elemente 5_t6„7 oder 8 auf-

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.... K*-i ^Λ

„ V . ¹^ * t J

getreten ist.

Eine genau gleiche Verknüpfungsschaltung ist für die Bulshöhenanalysatoren 69,64 vorgesehen., Sie besteht aus vier ünd-Qliedern 80,82,84 und 86 und zvei Oder -Gliedern

88 und 90, während die Analysatorausgänge für den Pegel. μ

1,0 Volt direkt als Ausgangskan&le verv/endet verden.

Somit existieren vier Spalteniusgaiig^oinale >." _c X, , X und X₄ und vier Zeilenausgangskanäle Y , Y _{ Y und i' .. d.h* jeder Reihe der Szintillatorelements ist ein Ausgang skanal zugeordnet« Das Gerät erzeugt jedesmal bei;?) Auftreten einer Scintillation in einem Element ein Ausgangs·* signal in einem Zeilenkanal und einem Spaltenkanal, das einer X-Komponente und einer Y"Komponente entspricht., Jeder Ausgangskanal ist zwar vier Szintill3tore5.e>tienten ^

zugeordnet, aber die Kombination z*eia:r AusgangskanäJe legt ein bestimmtes Element eindeutig fest, Beispielsweise führt ein Reihenimpuls von der Spalte 24,26,, der den 0,7 Volt-Pegel des /nalysators :>8 trigceTt „ zugleich fflit einem Reihenimpuls von der Rexhe 28_rSO. r!ar -3en 0_f3 Volt-Pegel des Analysators 60 triggert,. zur Oeffnung des Und--61ledes 60 und kann demgemäß nur aus einem der Elemente 5 oder 8 stammen„ Pindüt die .'!zintillation im Element 5 *tatt_u so vird gleichseitig der 1 _f,0 Volt-Pegel

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des Impulshöhenanalysatörs der Keife© (24^28) getriggerd,, wodurch der Ort der Scintillation festgelegt ist»

Die ImpulshöhenanaIysatoren und die rait ihnen verbundenen Verknüpfungsschaltung stellen also eine Interpolationsvorrichtung dar, velche die Eeihenirapulse empfängt und aus ihnen ein Ausgangssignal ableitet₍ das aus Impulsen in einem X-Kanal und einem» Y-Kanal besteht,. Die Ausgangskanäle X₁ , X. und Y , Y entsprechen denjenigen Szintil-latorreihen, die mit den Fhotozellenreihen zusammenfallen, und empfangen jeweils dann ein Ausgangssignal von de® zugeordneten Analystor, wean dessen Eingangssignal dem höchsten festgelegten Amplitudenpegel (1„0 Volt) entspricht.

In einer entsprechenden Anordnung mit vier Photozellen und 25 Szintillatoreleaienten beträgt die Auflösung etwa 7o5 mn»» bei eine« Photozellendurchiwesaer von 25miß. Durch

Vervendung geringerer Photozellendurchmesser könnte di© Auflösung auf »«,B. 5 mm verbessert werden.

Die von den Gerät gelieferte Lageinformation befindet »ich. dabei in Digitaler« und kann deshalb i gespeichert verden, beispielsweise in einem apeicher oder einem Magnetbandspeicher. So kann di© Anzahl der von jedem Szintillatorelement erzeugten Ssintillatioa^a

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unter einer entsprechenden Speicheradresse registriert werden* Es ist hierzu nur erforderlich, die Ausgangskanäle des Geräts mit dem Magnetspeicher zu verbinden. Die Anzahl der von jedem Szintillatorelement erzeugten Szintillationen ist selbstverständlich ein Maß für die auf dieses Element einfallende Gesamtstrahlung,

Es kann aber atsch eine Analogdarstellung ip einfacher Weise durchgeführt werden. Hierzu verwendet man gemäß Fig. 5 verzugsveise eine Kathodenstrahlröhre 1OO„ Jeder Spaltenkanal X bis X. ist über einen eigenen monostabilen Trigger 102 bis 108 mit einem Digital-Analog-Umsetzerverbunden, der aus einem stromstärken-Addiernetzverk 110, mit binär abgestuften Widerständen und einem Verstärker 112 besteht ο Der Verstärker 112 führt den X-AbIsnkplatten

der Kathodenstrahlröhre ein Analogsignal zu, das einen ^

von mehreren diskreten Werten hat, jenachdem, auf welchem Ausgangskanal X bis X. die X-Kcmponente des Ausgangssignals auftritt. Eine entsprechende Anordnung ist für die Y-Ablenkplaften vorgesehen, nämlich die monostabilen Trigger 114, 116, 118 und 120_P der Umsetzer 122 und der Verstärker 124, Die Ausgangskanäle X₁ bis X₄ und Y. bis Y₄ sind ferner

über Oder-Glieder 126, 128 und ein Und-Glied 130 mit eine»"Helligkeitssteuerkreis 132 verbunden, der die Helligkeit der Kathodenstrahlröhre stark erhöht, wenn beide

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loordinatenkompenenten eines Ausgangssignals gleichzeitig empfangen werden,

Fig. 6 zeigt eine Abänderung des Geräts nach Fig. 4, Da die beiden Ausftihrungsforoien sich veitgehend ähnlich sind» verden nur die abweichenden Merkmale im einzelnen beschrieben. ' ■

Das Sfcintillatormosaik besteht hier aus 28 Elementen 201 bis 228 (in Wirklichkeit natürlich viel mehr) / Bs sind 6 Photosellen (Photovervielfacherrölaren) 230 bis 235 vorgesehen. Die Ausgänge jeder Photosellenreihe führen Über Ladungsverstärker 236 bis 240„ Spannungsverstärker 241 bis 243 und Pulsforraer 246 bis 250 zu Irapulshöfcenanalysatoren 251 bis 255 mit je drei festgelegten Ausgangspegeln.

Der Abstand der Sainti11atorelemente und das Gesichtsfeld der Photozellen sind so abgestimmt, daß beispielsweise hinsichtlich der Photosellen 230, 231, und 233 eine Scintillation in Element 201 einen Impuls mit der willkürlich angenommenen Bezugshöhe von 1 Volt in Photocells 230 allein ergibt. Eine Scintillation in Element 202 ergibt Impulse von 0,7 und 0,3 Volt in den Photozellen 230 und 231. Eine Scintillation in Element 209 ergibt einen Impuls von 0,6 Volt in Photoselle 230 und von 0,2 Volt,in den Photozellen 231 und

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Die Amplitudenbereiche der ImpulshchenanaIysatoren sind auf 1 Volt + 3O#_p.O_#65 Volt + 40% und 0,25 Volt + 50% festgesetzt» Da also die ImpulshGhenanalysatoren hier nur

drei Amplitudenbereiche haben, besteht die gemeinsame Ver- ^ knüpfungsschaltung nur aus den Und-Gliedern 256 bis 261, vährend die Oder-Glieder in Fig„ 4 nicht benötigt verden.

Wie in Fig. 4 empfängt jedes Und-Glied eine andere Kombinaticm von je zvei Analysatorausgängen. Die Und-Glieder 256 bis steuern Ausgangskanäle Y₀, Y,, Y-, Y - und X₉₀ X , welche den zvisehen benachbarten Phototellenreihen liegenden Elementreihen entsprechen.

Die Spaltenimpulse von den Photozellenspalten (230,231,232) (j und (233p234,236) verden an einer Verbindungsstelle 262 aufsummiert, die mit den Ausgängen der Verstärker 239» 240 verbunden shd. Die Verbindungsstelle summiert somit alle gleichzeitig auftretenden Pkotozellenimpulse. Die gebildete Summe vird Über einen Verstärker 264 einem Impulshöhenana Iy sat or 265 mit einem einzigen Ausgangskanal«und einem monostabilen Kippglied 266 zugeführt. Der Analysator 265 erzeugt nur dann ein Ausgangssignal,, venn die Amplitudensumme aller Photozellenimpulse in einen bestimmten Amplituden-

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bereich füllt_f der einer Szintillation entspricht, welche von einer Gammastrahlung mit bestimmtem Energieniveau erzeugt vurde.

Die Und-Qlieder 256 bis 261 haben jeveils einen Eingang mehr als die entsprechenden Und-Glieder des, Geräts nach FIg₀ 4. Das Ausgangssignal des Analysators 265 wird auf diese zusätzli« chen Eingänge der Und-Glieder 256 bis 26r gegeben . Diese lassen also nur dann einen Impuls durch, venn die Gammastrahlung, von der er herrührt» sich innerhalb des vorbestimmten Energiebereichs befindet, Das Ausgangssignal des Analysators 265 irird ferner vetteren Und-Gliedern 267 bis 271 zugeführt, velche die Ausgangskanäle Y₁, Y₄, Y₇₉ X und X. steuern, die unmittelbar den Ausgängen der Analysatorea 251 bii 255 mit dem Maximalen Spannungspegel (1,0 Volt) zugeordnet sind.'Diese. Ausgangskanäle entsprechen denjenigen 52*itilatorelementreiben, die mit Photozellenreihen zusammenfallen. Auch in diesen Kanälen verden also nur dann Ausgangssignale erzeugt, venn die auslösende Gammastrahlung ein bestimmtes Energieniveau besitzt. Dadurch verden falsche Ausgangssignale, die von Streustrahlungen herrühren, unterdruckt.

Das monostabile Zippglied 266 erzeugt Impulse, velche den Impulsforroern 246 bis 25Ο zugeführt verden, ura deren

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zu steuern. Die Impulsformer 246 bis 250 gewährleisten_c daß die von den Ircpulshöhenanalysatoa^en empfangenen Impulse stets vergleichbare Gestalt haben_e trotz der leichten VerlaufsSchwankungen der von verschiedenen Phoiozellen herrührenden Impulse.

Die Erfindung kann verschied en -e andere Ausgestaltungen er- - ™ fahren. So können die Szintillatofeieme'nte kreisförmige Fenster besitzen und in manchen Fällen können Photozellen verschiedenen ^Durchmessers verwendet \tferden, ur, verschiedene sich überschneidend Gebiete der Kristal litiatrix: zu beobachter, λ

Die relativen Abmessungen bzu', Ab sonde der Szintillatcrelemente könnenebenfalls in veiten Grenzen geändert verden. Wenn ZoB. der Mittenabstand der Elemente halb so groß ist vie derjenige der Photozellen, liegt zwischen je zvei Photo- g zellenreihen nur eine Elementreihe.Die gemeinsame Verknüpf ungsanordnung für je zvei benachbarte .Photozellenreihen benötigt dann nur einen AusgangsltanaI. Ist andererseits die Anordnung so getroffen, daß keine Szintillatorreihe. mit einer von zvei benachbarten Photozellenreihen zusammenfällt, so müssen alle Ausgänge der Impulshöhenanalysatoren mit der gemeinsamen Verknüpfungsanordnung verbunden sein.

Die in Fig. 5 dargestellte Anzeigevorrichtung kann selbst-

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verständlich auch bei der Anordnung nach ^pig„ 6 verwendet werden. Dasselbe gilt £ür die oben erwähnten Digitalspeicher,

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Claims

An Sprüche

1. Gammastrahlen-Anzeigegerät, bestehend aus eine:· Vielzahl mosaikartig: angeordneter, optisch gegeneinander abgeschirmter S»intillatorelemen te, deren Szintillatbnsstärke eis« linear« Auktion der Ietensitat der einfallenden Gamma^strahleti 1st» und einer Mehrzahl von auf die Mosaikob«rflache gerichteten optisch-eiektrisehen Wandlern (Phototellen), dadurch gekennzeichnet,, daß das Gesichtsfeld ^3er Photozelle (2'4,26_p28_e30) Über mehrere benachbarte |

Szintillatorelemente (-1 -- 16) binwegreicht und sich mit dem Gesichtsfeld der benachbarten Photozellen überschneidet, daß die Amplitude eines in einer Photozelle erzeugten, von • einer Szintillation herrührenden Impulses von der Lage des betreffenden Saintillatorelementes relativ zu der Photozelle abhängt, daß die Photozellen zeilen* und spaltenweise Über das Mosaik der Szintillatorelen^nte verteilt sind und daß die Ausgänge <äear Photozellen zeilen- und spaltenweise verbunden Sind, So da3 die Amplituden der durch Suramenbildung in den <?|iciselnen Zeilen und Spalten

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-κ-

(Reihen) erhaltenen Impulse ein Haß für die Lage des» jenigen Szintillatorelementes (1-16),. aus dem eine Scintillation statnmt, innerhalb des Mosaiks darstellen.

2, Ger&t nach Ansprufe 1, dadurch «/©kennzeichnet„ daß die Photozellen in Gitterpunkten ein&s cartesisehen Koordinatensystems derart angeordnet sin4„ daß die Photocell enspalten (24,28 und 26„3C) parallel zur Y-Achse (34) desselben und die PhptozelleHxeilen (24,26 und 28,30) parallel %ur X-Achse (36) desselben verlaufen.

* A

3» Gerät nach Anspruch 2« dadurch gekennzeichnet,, daß auch die Szintiilatörelemente in Zeilen (1,2,3»4) und Spalten (1·5·9«13) parallel zu den Zeilen und Spalten aer Ph'otozellen4ngeordnet sind und daß der Mittenabstand der Szintiilatörelemente esteblich geringer als <3erj*?nige der Photozellen ist, . ·

4. Gerät nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet«, daß eine laterpolationsvorrichtung (58 bis 90) aus den Reihenimpulsen ein Ausgangssignal ableitet» das aus einem X-Kanal-Irapuls und einem Y-Kanal-Impuls besteht« velche die .Spatte und die Zeile definieren, ir, welchen eich das* betreffende Ssintillatorelement

5. Gerät nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolationsvorrichtung (58 bis 90) für jede Spalte und für jede Zeile der Oszillatorelemente einen Ausgangs»

kanal (X„ bis X_Mt Y, bis Yj aufweist, und daß der 1 4 1 4

X-Kanal-Impuls und der Y~Kana!-Impuls des Ausgangssignals . in demjenigen Spaltenkanal und'demjenigen Zeilenkanal übertragen werden_r welche derjenigen Spalte umd Zeile t| zugeordnet'sind, in denen das betreffende Szintillatorelement sich befindet*

6» Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichni. daß die Interpolationsvorrichtung (58 bis 90) BiXr jede Photozellenreihe einen Impulshöhenanalysator (58 bis 64) aufweist, der mit mehreren Ausgängen für verschiedene vorbestimmte Amplitudenbereiche ausgerüstet ist, und daß den ImpulshöhenanaIysatorsn benachbarter Photozellen- ,

« f reihen je eine gemeinsame Verknüpfungsvorrichtung (66) derart zugeordnet ist, daß mindestens diejenigen Ausgänge der Analysator«*] benachbarter Reihen_r die nicht dem maximalen Amplitudenbereich entsprechen,- mit der betreffenden Verknüpfungsvorrichtung verbunden sind, vährend an jede Verkntififungsvorrichtung mindesten» ein .' * · Ausgangskanal(X , X ; Y_g, Y) angeschlossen ist, der einer zvischen den benachbarten Photozellenreihen befinlichen Elementenreihs zugeordnet ist.

7. Gerät nach Anspruch 6„ dadurch gekennzeichnet,, daß jede Verknüpfungsvorrichtung (66 bis 90) mehrere Und-Glieder (66 bis 72)_f (80 bis 86) enthält, deren Eingänge jeweils mit verschiedenen Paaren von Ausgängen der

• Analysatoren (58,60,62,64) benachbarter Photozellen reihen derart verbündet? sind , daß ein Ausgangssi.gnai des betreffenden Und~Gliedes eine bestimmte mischen den benachbarten Photozsllenreihen Liegende Elementenreihe definiert.

8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, das gewisse Elementenreihen (1,2,3.4) mit gevissen Photozellenreihen (z.B. 24,26) zusammenfallen und daß die diesen Elementenreihen zugeordneten Ausgangskanäle (z.B. Y ) mit demjenigen Ausgang des zugeordneten Analysators verbunder/aind „ der dem vorb;estimmten •Raleo Amplitudenbereich entspricht,

9. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8»

durch eine Viddier.vorrichtung (262/264) für alle gleich-. zeitig auftretenden Photozelleniinpul£e„ sovie durch knüpfungsglieder (256 bis 26% 267 bis 271) in den Eingängen aller Ausgangskanäle ν die derart-von der Addiervorrichtung gesteuert werden, daß sie nur diejenigen Ausgangssignale durchlassen, die von PiwitotelleBinpulsen Snn-tfWnH, iU#-tvi aufsumwierte

0O9S3t/O8tf

ir

amplituden in einen vorbestimmten Amplitudenbereich fallen.

1O„ Gerät nach den Ansprüchen 7 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Und-Glieder (256 bis 261) je einen weiteren Eingang besitzen, der mit der Addiervojrriehtung (26:2, 264) verbunden ist. <(|

11. Gerät nach einem Ansprüche 4 bis 10„ dadurch gekennzeichnet _t daß die X-Kanäla und die 7-KanäLe mit einem Magnetkernspeicher oder einem Magnetbandspeicher verbunden sind, der die Anzahl der von den einzelnen Szintillatorelementen erzeugten Szintillationen unte,r entsprechenden Speicheradressen registriert.

12. Gerät nach eine*.der A'nsprUche 4 bis 9, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10/ bis 124) zur Zuführung von Aifeenksignalen an die X- und Y-A^ienkvorricntungen einer KathodenStrahlrohre (100) entsprechend X- und Y-Kanalimpulten des Ausgangssignals iu.v Analogdarstellung dt* betreffenden Seintillatorwlements. · , . £\,

13. Gerät nach den Ansprüchen 5 und 12, dadurch

■ ' ·· · daß jed«r Spaltenkanal (X bis X₄) über ein monostabil**

rippglied (1O2 bis 108) mit einem Spaltenumsetter (11O) 809831/0837

verbunden ist, der an die X-Abienkplatten der Kathodenstrahlröhre ein Analogsignal anlegt₀ dessen Größe davon abhängt „ welcher Spaltenkanal einen Impuls ΡίίήΓί, daß die Zeilenkanäle (Y bis Y₄) über . monostabil^ lippglieder (11O bis 120^ mit einem weiteren Umsetzer (122) verbunden sind _B der an aie Y-Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre eia Analogsignal anlegt., dessen Größe davon abhängt, von weichem $paltenkanal es» Impuls ausgeht, ■ *

14. Qerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die SssintiXlatorelewsente (i-1ö) durch undurchsichtige nichti>a£lektierende Wärade Cl8,20) gegeneinander abgeschirmt sind.