DE2531150B2 - Eingangsschirm fuer eine gamma- oder roentgenstrahlenbildwandlerroehre - Google Patents
Eingangsschirm fuer eine gamma- oder roentgenstrahlenbildwandlerroehreInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Eingangsschirm für eine Gamma- oder Röntgenstrahlenbildwandlerröhre, mit
einem Szintillator und mit einer aus einem Alkaliantimonid bestehenden Photokathode, die beiderseits einer
Aluminiumoxid (AI2O3) enthaltenden Sperrschicht angebracht
sind.
Ein solcher Eingangsschirm ist den einfallenden Gamma- oder Röntgenstrahlen ausgesetzt die von dem
Objekt kommen, dessen Bild man erhalten möchte. Der Eingangsschirm ist so aufgebaut daß er unter der
Einwirkung der einfallenden Strahlen Elektronen emittiert wenn er an eine Spannung gelegt ist Diese
Spannung wird so angelegt daß das Bündel von durch den Eingangsschirm emittierten Elektronen zu einem
zweiten Schirm, d. h. zu einem lumineszierenden Ausgangsschirm geleitet wird, auf dem der Aufprall der
Elektronen eine Leuchtspur ergibt. Diese Spur stellt das sichtbare Bild des Objekts dar.
Bei den Eingangsschirmen der oben genannten Art hat der Szintillator die Aufgabe, die Röntgen- oder
Gammaphotonen in optische Photonen zu transformieren, für die die Photokathode empfindlich ist während
die Sperrschicht den Szinntilator und die Photokathode chemisch voneinander isoliert um jede Reaktion
zwischen ihnen zu vermeiden, die sowohl den Szintillator als auch die Photodiode verschlechtem
würde. Diese Sperrschicht soll außerdem die doppelte Eigenschaft haben, einerseits im Verlauf der Photonentransformation,
die sich im Inneren des Schirms abspielt, so wenig wie möglich Eintrittsenergie zu absorbieren
und andererseits die Auflösung des Photonenbildes während seiner Übertragung in Richtung der Photokathode
so gut wie möglich zu bewahren. Zu diesem Zweck isl bereite versucht worden, die Dicke dieser
Schichten so weit wie möglich zu verringern.
Bei einem bekannten Eingangsschirm, bei dem versucht worden ist, diese beiden Forderungen miteinander
in Einklang zu bringen, werden zur Herstellung einer dünnen Sperrschicht Oxide des einen oder
anderen von zwei Metallen, nämlich Aluminium oder Silicium, verwendet (vgl. FR-PS 21 86 723). Es ist ferner
bekannt, einen Eingangsschirm mit einer Sperrschicht aus AI2O3 mit einer Dicke von etwa 100 Angström
herzustellen (vgL US-PS 2955218). Eine wesentliche Verbesserung der Empfindlichkeit dieser bekannten
Eingangsschirme konnte aber nicht erzielt werden.
Durch die Erfindung soli die Aufgabe gelöst werden, die Empfindlichkeit eines Eingangsschirmes der einleitend genannten Art weiter zu verbessern.
Durch die Erfindung soli die Aufgabe gelöst werden, die Empfindlichkeit eines Eingangsschirmes der einleitend genannten Art weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die Sperrschicht aus einer aus dem
,o Aluminiumoxid (Al2Oj) gebildeten und auf den Szintillator,
der aus einem Alkalihalogenid besteht aufgebrachten ersten Teilschicht mit einer Dicke zwischen 50
Angström und 150 Angström und aus einer zweiten Teilschicht besteht die in dem größeren Teil ihrer Dicke
aus Siliciumsesquioxid (Si2O3) gebildet ist und auf die die
Photokathode aufgebracht ist
Aufgrund der Verwendung einer Sperrschicht mit zwei Teilschichten aus Oxiden von Aluminium und
Silicium, wobei die erste Teilschicht eine Dicke zwischen 50 und 150 Angström hat und wobei in
Weiterbildung der Erfindung die zweite Teilschicht eine Dicke zwischen 200 und 1000 Angström hat weist der
erfindungsgemäße Eingangsschirm eine beträchtlich verbesserte Empfindlichkeit auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
F1 g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Gamma-
oder Röntgenstrahlenbildwandlerröhre,
Fig.2 im Schnitt einen Teil des Eingangsschirms einer solchen Röhre nach der Erfindung und
Fig.2 im Schnitt einen Teil des Eingangsschirms einer solchen Röhre nach der Erfindung und
F i g. 3 ein Diagramm, welches sich auf den Eingangsschirm von F i g. 2 bezieht.
Das Schema von F i g. I zeigt, wie eine Gamma- oder Röntgenstrahlenbildwandlereinrichtung im allgemeinen
aussieht Die Bezugszahl 1 bezeichnet in F i g. 1 das Objekt dessen Bild man erhalten möchte, die Bezugszahl 2 eine Str «hlungsquelle zur Bestrahlung dieses
Objekts und die Bezugszahl 3 die Bildwandlerröhre, die bei dem als Beispiel dargestellten Aufbau zu der Achse
XX rotationssymmetrisch ist Die Röhre enthält im Inneren einer Vakuumhülle 4 einen Eingangsschirm 5,
der die von der Quelle kommende einfallende Strahlung empfängt welche auf die schrägen Linien des rechten
Teils von F i g. 1 beschränkt ist und deren das Objekt durchquerender Teil seinerseits auf die gestrichelten
Linien dieses Teils der F i g. 1 beschränkt ist Dieser Schirm emittiert unter der Einwirkung dieser Strahlung
und wenn eine Spannung an ihn angelegt ist Elektronen, die mittels verschiedener Elektroden, die in ihrer
Gesamtheit mit der Bezugszahl 7 bezeichnet sind, gemäß den bekannten Verfahren der Elektronenoptik
zu dem zweiten Schirm der Röhre, d.h. dem Ausgangsschirm 6 geleitet werden. Der Schirm 6 liefert
unter der Einwirkung des Aufpralls der Elektroden des Bündels (schräge Linien des linken Teils von F i g. 1) ein
sichtbares Bild des Objektes 1, welches direkt oder durch jedes optische Bildaufnahmesystem beobachtbar
ist.
Ausgehend von den bekannten Tatsachen des Standes der Technik hat die Anmelderin Versuche
unternommen, um eine dünne Sperrschicht für einen Eingangsschirm 5 aus Oxiden der beiden genannten
Metalle, nämlich Aluminium und Silicium, herzustellen, und zwar im Fall eines Szintillator, der aus einem
Alkalihalogenid besteht, wie beispielsweise mit Thallium oder mit Natrium aktiviertes Cäsiumjodid, mit Thallium
aktiviertes Kaliumjodid usw., und im Fall einer
Photokathode, die aus einem Alkaliantimonid eines oder
mehrerer Metalle der Gruppe Natrium, Kalium, Cäsium besteht Diese Versuche haben die Anmelderin veranlaßt,
zur Herstellung dieser Sperrschichten gleichzeitig Oxide des einen und des anderen dieser Metalle zu
verwenden, die in zwei übereinandergelagerten Teilschichten verteilt sind.
Die Versuche haben außerdem gezeigt, daß hinsichtlich des oxydierten Siliciums die Dicke der verwendeten
Teilschicht innerhalb weiter Grenzen ohne größere Auswiikung auf die Leistungsfähigkeit des Eingangsschirms ist, während sich dagegen die Dicke der
Teilschicht aus Aluminiumoxid als kritisch erweist
Die Anmf.lderin hat nachgewiesen, daß die beste Empfindlichkeit des Schirms — unter gleichen Bedingungen
— dadurch erzielt wird, daß die Sperrschicht aus
zwei Teilschichten gebildet wird, und zwar die auf den Szintillator aufgebrachte erste Teilschicht aus
Aluminiumoxid (Al2O3) und die gen*äß der Schnittdarstellung
von F i g. 2 auf die erste Teilschicht aufgebrachte andere Schicht aus Siliciumsesquioxid (S12O3). F i g. 2
zeigt einen konkaven Träger 50, den Szintillator 51, die erste Teilschicht 52 und die zweite Teilschicht 53, die
gemeinsam die Sperrschicht 54 bilden. Die Bezugszahl 55 bezeichnet die auf die Sperrschicht aufgebrachte
Photokathode. Bei einer gegebenen Dicke der zweiten Teilschicht 53, die innerhalb weiter Grenzen zwischen
200 A und 1000 Ä liegt, hat es sich gezeigt, daß die
optimale Dicke der ersten Teilschicht 52 aus AbOi
zwischen 50 A und 150 A liegt Dieses Ergebnis ist in
dem Diagramm von F i g. 3 angegeben, welches auf der Ordinate die Empfindlichkeit 5 der Röhre in Abhängigkeit
von der Dicke e (Fig.2) in Angström der Aluminiumoxidteilschicht 52 für eine Dicke der
Sesquioxidschicht zeigt, die in den oben angegebenen Grenzen liegt Diese Empfindlichkeit wird bei konstanter
einfallender Lichtenergie durch die Helligkeit des Bildes auf dem Ausgangsschirm gemessen. In dem
Maximum der Kurve ist S = 1 gesetzt worden. Diese Empfindlichkeit war zweimal größer als die mit der
gleichen Röhre erzielte, die einen Schirm mit einer Sperrschicht gänzlich aus Siliciumsesquioxid (Si2O3) mit
einer Dicke von 200 A bis 100 A oder aus Aluminiumoxid (AIjO3) mit einer Dicke von 50 A bis 100 A hatte.
Außerdem war in chemischer Hinsicht die Wirksamkeit der auf diese Weise gebildeten Sperrschicht ebenso
groß wie die einer Glasschicht'mit einer Dicke von 2/10 mm. Bekanntlich ist eine solche Glasschicht ein
sehr wirksames Mittel, um chemische Reaktionen zwischen Szintillator und Photokathode zu verhindern, so
Die Wirksamkeit erfuhr im Laufe der Zeit keine Verschlechterung, wie es Dauerversuche an einem
Posten von mehreren Röhren über eine Zeitspanne gezeigt haben, die im allgemeiner, als weitgehend
ausreichend angesehen wird, um die Veränderung des Eingangsschirms aufgrund des Wirksamkeitsverlusts
der Sperrschicht zu beurteilen, dessen Entwicklung, wenn es dazu kommt, gewöhnlich schnell vonstatten
geht.
Im folgenden werden zu Erläuterungszwecken einige genauere Angaben über die Anfertigung der oben
beschriebenen Schirme gegeben.
dem Szintillator besteht und die nach einem der bekannten Verfahren hergestellt worden ist, bringt man
durch eines der bekannten Verfahren eine Aluminiumoxidschicht auf, welche den Szintillator bedeckt, beispielsweise
durch Vakuumaufdampfung von Aluminium, so daß auf dem Szintillator eine Schicht mit einer Dicke
von 50 A gebildet wird. An die Aufdampfung schließt sich eine Oxydation in Luft an, wodurch die Dicke dieser
Schicht auf einen Wert zwischen 50 A und 100 A
gebracht wird, wie oben angegeben. Die bewußte Oxydation kann auch gleichzeitig mit der vorgenannten
Aufdampfung ausgeführt werden, indem diese Aufdampfung unter verringertem Druck in der Größenordnung
von ΙΟ-5 Torr bis 10~4 Torr in oxydierender
Atmosphäre, beispielsweise aus Sauerstoff, Wasserdampf usw. durchgeführt wird. Gute Ergebnisse werden
auch durch Verdampfung einer Aluminiumcharge erzielt, die durch Elektronenbeschuß in derselben
oxydierenden Atmosphäre unter verringertem Druck erhitzt wird.
Auf der auf diese Weise gebildeten Teilschicht aus Aluminiumoxid wird eine Schicht aus Siliciumsesquioxid
(S12O3) niedergeschlagen, die durch Verdampfung von
Siliciummonoxid (SiO) in oxydierender Atmosphäre unter reduziertem Druck (10~5 bis 10-4Torr) hergestellt
wird. Das Siliciummonoxid wird im Verlauf dieser Operation in einem Tiegel, der beispielsv/eise durch
Stromwärme erhitzt wird, auf eine Temperatur zwischen 10500C und 1200° C gebracht Die Auftragsgeschwindigkeit
liegt unter diesen Umständen in der Größenordnung von einem Bruchteil von Angström bis
einigen Angström Dicke pro Sekunde.
Nach diesen Operationen verfügt man über ein Teil, das fertig zum Einbau in eine Bildwandlerröhre ist.
Nachdem die auf diese Weise angefertigte Unterarordnung
in der beispielsweise in F i g. 1 gezeigten Weise in die Röhre eingebaut ist, wird in der Röhre die
Photokathode in Form einer Schicht aus einem der weiter oben genannten Materialien hergestellt, die auf
die Teilschicht aus Siliciumsesquioxid durch eines der bekannten Verfahren aufgebracht wird, beispielsweise
durch Vakuumaufdampfung. Bei bestimmten Ausführungsformen ist diese Unteranordnung integrierender
Bestandteil der Umhüllung, von der sie ein Ende einnimmt.
Es ist zu erkennen, daß im Verlauf der Anfertigung der Röhre das oben angegebene Verfahren, welches in
der Technik dieser Röhren üblich ist, die durch den Träger, den Szintillator und die Sperrschicht der
Eingangsschirme dieser Röhren gebildete Unteranordnung im Verlauf des Transports, der ihrem Einbau in die
Röhre vorausgeht, der Atmosphäre ausgesetzt ist. Das Sesquioxid wandelt sich im Verlauf dieses Transports
teilweise in Siliciumdioxid (SiO?) um. Im übrigen betrifft diese Umwandlung allein einen feinen Film an der
Oberfläche der Teilschicht aus Sesquichlorid, die in dem größeren Teil ihier Dicke ihre Anfangszusammensetzung
behält
In ihrer Gesamtheit erweist sich die Sperrschicht 54 in
der praktischen Wirklichkeit als träge gegenüber Mitteln in der umgebenden Atmosphäre, wodurch eine
gute Reproduzierbarkeil unter gegeben^n Herstellungsbedingungen
gesichert wird.
Claims (2)
1. Eingangsschirm für eine Gamma- oder Röntgenstrahlenbildwandlerröhre, mit einem Szintillator
und mit einer aus einem Alkaliantimonid bestehenden Photokathode, die beiderseits einer
Aluminiumoxid (AI2O3) enthaltenden Sperrschicht angebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrschicht (54) aus einer aus dem Aluminiumoxid (AI2O3) gebildeten und auf den
Szintillator (51), der aus einem AlkalihaJogenid besteht, aufgebrachten ersten Teilschicht (52) mit
einer Dicke zwischen 50 Angström und 150 Angström und aus einer zweiten Teilschicht (53)
besteht, die in dem größeren Teil ihrer Dicke aus Siliciumsesquioxid (Si2O3) gebildet ist und auf die die'
Photokathode (55) aufgebracht ist
2. Eingangsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teilschicht (53) eine
Dicke zwischen 200 Angström und 1000 Angström hat
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7424367 | 1974-07-12 | ||
FR7424367A FR2278156A1 (fr) | 1974-07-12 | 1974-07-12 | Tube a image de rayons x ou g a ecran perfectionne |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2531150A1 DE2531150A1 (de) | 1976-01-29 |
DE2531150B2 true DE2531150B2 (de) | 1977-04-21 |
DE2531150C3 DE2531150C3 (de) | 1978-01-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2536871A1 (fr) * | 1982-11-29 | 1984-06-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Agrandisseur radiographique |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2536871A1 (fr) * | 1982-11-29 | 1984-06-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Agrandisseur radiographique |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1507370A (en) | 1978-04-12 |
FR2278156A1 (fr) | 1976-02-06 |
DE2531150A1 (de) | 1976-01-29 |
JPS5133554A (ja) | 1976-03-22 |
FR2278156B1 (de) | 1976-12-24 |
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