DE2923324A1

DE2923324A1 - Strahlungsabtastgeraet

Info

Publication number: DE2923324A1
Application number: DE19792923324
Authority: DE
Inventors: Hideki Kohno; Atsushi Suzuki; Koichi Urabe; Hiromichi Yamada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-06-09
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1979-12-13
Also published as: JPS54179782U; GB2023285A; US4317037A; GB2023285B

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsabtastgerät zum Abtasten von Strahlungen, beispielsweise Röntgenstrahlen und γ-Strahlen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Strahlungsabtastgerät zur Verwendung bei der Computer-Tomographie mit Röntgenstrahlen, einer Posi-tronenkamera usw.

Die Anordnung bei einem mit Röntgenstrahlen arbeitenden Computertomographen, einer Positronenkamera o.dgl. erfordert beispielsweise 30 bis 1000 Detektoren mit gleichen und gleichmäßigen Eigenschaften.

Bislang hat man als Strahlungsdetektoren für Computertomographen usw. in Kombination eine Gaskammer unter Verwendung von Xenon, einen Detektor, der Wismutgermanat (Bi₄Ge₃O₁₃, abgekürzt mit "BGO"), und einen Photomultiplier verwendet. Mit derartigen Detektoren ist es jedoch keinesfalls einfach, die Eigenschaften der entsprechenden Kanäle gleichförmig auszubilden. Infolgedessen war es mit dem gesamten Strahlungsabtastgerät schwierig, ein zufriedenstellendes und klares Bild zu erzeugen.

Insbesondere bei den Detektoren, die jeweils Wismutgermanat und den Photomultiplier im Kombination aufweisen, war es sehr schwierig, die Eigenschaften und Charakteristika der entsprechenden Detektoren gleich zu machen, und zwar unter Berücksichtigung der Abweichungen der Eigenschaften der Wismutgermanat-Einkristalle, die als Szintillatoren verwendet werden, und der Abweichungen der Eigenschaften der Photomultiplier.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Strahlungsabtastgerät zu schaffen, das eine große Anzahl von Strahlungsdetektoren mit gleichmäßigen Eigenschaften aufweist.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, ein Strahlungsabtastgerät anzugeben, das besonders gute Abtasteigenschaften aufweist und sich insbesondere für die Computertomographie mit Röntgenstrahlen für den gesamten Körper eignet.

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Diese Ziele werden gemäß der Erfindung mit einem Strahlungsabtastgerät erreicht, das eine Vielzahl von Strahlungsdetektoren, die jeweils einen Szintillator aufweisen, der in Abhängigkeit von einer Strahlung Licht emittiert, und einen Photodetektor besitzt, der eine Emissionsintensität des Szintillators abtastet, wobei gemäß der Erfindung die Szintillatoren aus Leuchtstoffteilchen bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels, bei dem das Strahlungsabtastgerät gemäß der Erfindung für die Computertomographie mit Röntenstrahlen verwendet wird; Fig. 2, 6, 7 und 9 Darstellungen im Schnitt des erfindungsgemäßen Strahlungsabtastgerätes; Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Strahlungsabtastgerätes; und Fig. 4, 5 und 8 Diagramme sowie eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Strahlungsabtastgerätes.

Das neuartige Strahlungsabtastgerät eignet sich für die Computertomographie mit Röntgenstrahlen, eine Positronenkamera, die Messung eines Röntgenstrahlenprofils u.dgl.

Bei der Computertomographie mit Röntgenstrahlen gibt es verschiedene Arten, wobei ein Beispiel in Fig. 1 dargestellt ist. Ein Röntgenstrahl 8, der sich in Form eines Sektors ausbreitet, und ein Strahlungsabtastgerät 9, das ein kreisförmiges Feld von einer großen Anzahl von Rontgenstrahlendetektoren 12 mit dem Zentrum bei einer Röntgenstrahlquelle 6 aufweist, werden um einen Prüfling 3 gedreht. Die Ausgangssignale der entsprechenden Strahlungsdetektoren 12 werden bei jedem vorgegebenen Winkel gemessen, beispielsweise in Abständen von 1°. Die Querschnittbilder

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des Prüflings 3 werden aus den Meßwerten rekonstruiert. In der Zeichnung erkennt man eine Drehplatte 1, welche die Röntgenstrahlquelle 6, einen Kollimator 7 und das Strahlungsabtastgerät 9 trägt und die mit einer Mittel-Öffnung 2 versehen ist. Vorzugsweise ist in der in Fig. dargestellten Weise ein Kollimatorzug 10 zwischen dem Prüfling 3 und dem Strahlungsabtastgerät 9 angeordnet. Die Drehplatte 1 und die darauf montierten Teile können um eine Achse 11 im Zentrum der Mittelöffnung 2 gedreht werden, und zwar unter Verwendung eines nichtdargestellten Motors, der ein nicht-dargestelltes Getriebe antreibt. Mit 15 ist ein Träger bezeichnet, der den Prüfling 3 trägt. Der Träger 15 ist in zwei Teile geteilt, von denen einer sich auf der Vorderseite der Drehplatte 1 und der andere auf der Rückseite der Drehplatte 1 befindet. Ein Spalt zwischen diesen beiden Teilen dient dazu, den Röntgenstrahlen ein Durchdringen zu ermöglichen. Bei 14 erkennt man einen Flansch, mit dem ein Bund oder Ring 4 am Träger 15 befestigt ist.

Obwohl in der Zeichnung das Strahlungsabtastgerät 9 und der Kollimatorzug 10 in kreisförmiger Gestalt dargestellt sind, können sie auch geradlinig sein/ wenn die Sektorenausdehnung des Röntgenstrahls 8 schmal ist.

Es ist auch möglich, daß das Strahlungsabtastgerät und der Kollimatorzug 10 über dem gesamten Umfang der Drehplatte 1 angeordnet und befestigt sind, ohne an der Drehplatte 1 montiert zu sein, und daß nur die Röntgenstrahlquelle 6 und der Kollimator 7 zusammen mit der Drehplatte 1 gedreht werden.

Um das Querschnittsbild mit hoher Präzision zu erzielen, sollte die Breite des Strahlungsdetektors ungefähr 1 bis 10 mm, vorzugsweise ungefähr 1 bis 3 mm betragen. Beispielsweise wird eine Breite von 1,3 mm bei einem Ausführungsbeispiel verwendet.

Gemäß der Erfindung wird als Szintillator eine Leuchtstoffschicht verwendet, die aus Leuchtstoff in Form von feinem Pulver besteht und die Abweichungen der Eigenschaften unter

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einer Vielzahl von Szintillatoren verringert.

Im allgemeinen liegen die Abweichungen der Eigenschaften, wie z.B. der Helligkeit, von Leuchtstoff innerhalb von 1%, sogar für unterschiedliche Herstellungsmengen, wenn die Mengen der Ausgangsmaterialien des Leuchtstoffes identisch sind. Wenn die Mengen des Ausgangsoder Rohmaterials unterschiedlich sind, so sind auch die Abweichungen unter den Mengen manchmal größer und liegen bei ungefähr 5%. Auch in dem Falle, wo die Leuchtstoffteilchen derartige Abweichungen aufweisen, werden jedoch die Abweichungen der Eigenschaften als Szintillatoren ungefähr gleich einem Wert, der 1 durch die Quadratwurzel der Anzahl der Teilchen in einem Detektor beträgt, wenn die Szintillatoren so hergestellt werden, daß die Teilchen gut gemischt werden. Nimmt man an, daß die Anzahl der Teilchen 300.000 beträgt, so bedeutet dies, daß die Abweichungen unter einem Wert von 0,01% liegen.

Der Leuchtstoff kann insofern beliebig sein, wenn er Strahlung absorbiert und Licht emittiert. Der Ausdruck "Licht" bezeichnet in diesem Zusammenhang Licht ganz allgemein und schließt infrarotes und ultraviolettes Licht neben sichtbarem Licht mit ein. Beispielsweise werden folgende Materialien verwendet Y₃O₃S, La₃O₃S, Gd₃O₃S, Lu₃O₃S, LaOBr, BaFCl, BaFBr und BaSO., die mit zumindest einem der Elemente Eu, Pr und Tb aktiviert werden; CdS: Cu, Al; CdS: Ag, Cl; ZnS: Cu, Al; CaWO.; CdWO.; usw. Insbesondere sind Gd„O_S mit Eu, Gd₇O₃S mit Pr, CaWO. usw., die Röntgenstrahlen besonders stark, absorbieren, besonders günstig und geeignet als Leuchtstoff Es ist auch möglich, zwei oder mehrere dieser Leuchtstoff-Sorten zu mischen und zu verwenden. Die mittlere Teilchengröße des Leuchtstoffs sollte vorzugsweise 200 um oder weniger, vorzugsweise 100 ym, oder weniger sein, da die Abweichung der Eigenschaften als Detektoren kleiner wird, wenn die Anzahl der Leuchtstoffteilchen in den Leuchtstoffschichten größer wird. Wenn auf der anderen Seite die Leuchtstoffteilchen zu klein sind, so wird die

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Summe der Oberflächenbereiche sämtlicher Leuchtstoffteilchen in der Leuchtstoffschicht groß und damit sinkt die Emissionsintensität der Leuchtstoffschicht ab. Dementsprechend sollte die durchschnittliche Teilchengröße des Materials bei 1 um oder mehr, vorzugsweise bei 5 ym oder mehr liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform.des neuartigen Strahlungsabtastgerätes. Mit Ausnahme eines darüber angeordneten lichtdurchlässigen Fensters ist die Innenwand eines Behälters 21 mit einem reflektierenden Film aus einer Substanz wie z.B. Aluminium oder Silber überzogen oder beschichtet, welche einen hohen Reflexionskoeffizienten für Licht im sichtbaren und nahen Infrarotbereich aufweist. Der Behälter 21 sollte vorzugsweise so beschaffen sein, daß er mit Ausnahme einer Einfallsebene für eine Strahlung 26 mit einer Substanz wie z.B. Wolfram oder Blei abgeschirmt ist, die geeignet sind. Strahlung abzuschirmen, oder der Behälter besteht selbst aus einem derartigen Material. Die Leuchtstoff teilchen 22. sind in dem Behälter 21 untergebracht. Das vom Material in Abhängigkeit von einfallender Strahlung emittierte Licht wird durch das lichtdurchlässige Fenster einer optischen Führung oder einem Lichtleiter 23 zugeführt. An einem Ende des Lichtleiters 23 wird es in einem aus Silizium bestehenden Photodetektor 25 empfangen, in dem es in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Andere Flächen des Lichtleiters 23 als diejenigen, die mit dem lichtdurchlässigen Fenster und dem Photodetektor 25 in Berühnung stehen, sind mit einem lichtreflektierenden Film, beispielsweise aus Aluminium, versehen.

Der Lichtleiter 23 ist nicht unbedingt erforderlich.

Beispielsweise ist es auch möglich, das lichtdurchlässige Fenster auf einer Seite des Behälters 21 anzuordnen und

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den Photodetektor 25 direkt am Behälter 21 zu montieren.

Optische Führungen bzw. Lichtleiter, um die Lichtemission von der Leuchtstoffschicht dem lichtdurchlässigen Fenster zuzuführen/ können auch oberhalb und unterhalb der Leuchtstoffschicht angeordnet sein.

In Fig. 3 ist zur Erläuterung eine Explosionsdarstellung des Strahlungsabtastgerätes teilweise dargestellt, bei dem eine Vielzahl von Strahlungsdetektoren gekoppelt sind. Entsprechende Kanäle sind durch Strahlungsabschirmplatten 24 getrennt, die aus Wolfram, Blei o.dgl. bestehen, wobei lichtreflektierende Filme oder Folien auf beiden Oberflächen jeder Strahlungsabschirmplatte 24 angeordnet sind. In den jeweiligen Kanälen befindet sich identisches Material, und optische Führungen oder Lichtleiter 23 sowie Photodetektoren 25, von denen nur einer dargestellt ist, sind für die einzelnen Kanäle vorgesehen. Die Strahlungsabschirmplatten 24 sind nicht immer erforderlich, jedoch können die Lichtemissionen der entsprechenden Kanäle nur durch die lichtreflektierenden Filme oder Folien gut getrennt werden. Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, der Kollimatorzug 10 vor dem Strahlungsabtastgerät 9 angeordnet ist, brauchen die Strahlungsabschirmplatten 24 nicht speziell vorgesehen zu sein.

Die Dicke der Leuchtstoff schicht ist so bestimmt, daß das Material die verwendete Strahlung in ausreichendem Maße absorbieren kann. Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung, bei der die Röntgenstrahlen-Durchlässigkeit einer Leuchtstoffschicht in Abhängigkeit von der Dicke dargestellt ist, wobei dort als Leuchtstoff (Gd_{Q 99}9^Pr ₀ oO1^2°2^{S verwendet} wird. Die Einstrahlung der Röntgenstrahlen erfolgt unter Betriebsbedingungen mit 120 kV und 3 mA. Wie sich aus der graphischen Darstellung nach Fig. 4 entnehmen läßt, werden Röntgenstrahlen bei einer Dicke der Leuchtstoffschicht von 2 mm zu 98 % und bei einer Dicke der Leuchtstoff schicht von 3 irm im wesentlichen zu 100 % absorbiert. Dementsprechend ge-

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nügt eine Dicke der Leuchtstoffschicht mit 3 mm bei derartigen Röntgenstrahlenintensitäten, wie sie bei der Computertomographie mit Röntgenstrahlen verwendet wird. Wenn einige Verluste zulässig sind, bietet sogar eine Dicke von 2 mm der Leuchtstoffschicht in der praktischen Verwendung keine Schwierigkeiten.

In diesem Falle beträgt die Packungsdichte des Leuchtstoffs 4,3 g/cm . Es ist auch möglich, die Leuchtstoffschicht mit einem Material mit im wesentlichen guter Transparenz zu härten, beispielsweise mit einem Harz, wie z.B. Polystyrol. In dem Falle, wo zu einem solchen Zeitpunkt die wesentliche Packungsdichte des Leuchtstoffs absinkt, muß die Dicke im umgekehrten Verhältnis dazu zunehmen.

Der Reflektionsfaktor der Oberfläche eines bestimmten Leuchtstoffteilchens zur Lichtemission von einem anderen Leuchtstoffteilchen- ist bei einigen Arten von Leuchtstoff nahezu 100 %. Infolgedessen ist es so, daß auch dann, wenn ein Leuchtstoff teilchen im inneren Bereich einer Leuchtstoffschicht, die ein gewisses Ausmaß an Dicke besitzt, der größte Teil der Lichtemission die Oberfläche der Schicht erreicht. Der Reflektionsfaktor ist jedoch nicht 100 %, so daß dann, wenn die Leuchtstoffschicht zu dick ist, die Lichtemission im inneren Bereich der Schicht nicht wirksam aus der Leuchtstoffschicht herausgelangen kann. Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen dem Ausmaß der RÖntgenstrahlenabsorption und der Summe der Lichtemissionen sowohl von der oberen als auch der unteren Oberfläche einer Leuchtstoffschicht dann erläutert, wenn der Leuchtstoff

(Gd„. _QnnPr._ --.!„0-S, der eine mittlere Teilchengröße u,yyy υ,υυι δ δ

von 6 um besitzt, in Schichten verschiedener Dicke gebracht und diese Schichten mit Röntgenstrahlen bestrahlt wurden. Wie sich aus der graphischen Darstellung nach Fig. 5 entnehmen läßt, ergibt sich dann, wenn die Leuchtstoffschicht dünn ist, eine Ausbeute der Emissionsintensität, die im wesentlichen proportional zur Menge der absorbierten Röntgenstrahlung ist.

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Bei den neuartigen Strahlungsdetektoren ist es daher vorteilhaft, wenn die Leuchtstoff schicht in zwei oder mehr Schichten unterteilt ist und wenn eine optische Führung oder ein Lichtleiter an zumindest einer Oberfläche der jeweiligen unterteilten Schicht vorgesehen ist, um die Lichtemission von der Leuchtstoffschicht dem lichtdurchlässigen Fenster des Behälters zuzuführen. Selbstverständlich ist es noch günstiger, die optischen Führungen oder Lichtleiter auf beide Oberflächen der Schicht anzuordnen. Die Dicke der Schicht muß zumindest einen ausreichenden Wert besitzen, um Röntgenstrahlung zu absorbieren und Licht zu emittieren. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung ergibt, nimmt, wenn die Dicke der Schicht zunimmt, das Ausgangssignal der Emission von der Schicht bis zu einer bestimmten Dicke zu, während darüber hinaus die Emission wieder absinkt. Dementsprechend ist eine günstige und geeignete Dicke der Schicht im wesentlichen ein Wert, bei dessen Überschreitung das Ausgangssignal der Emission der Schicht nicht zunimmt.

Die Emission aus der Leuchtstoffschicht hängt ab von dem Röntgenstrahlen-Absorptionskoeffizienten der Leuchtstoff schicht, dem Absorptionskoeffizienten der Leuchtstoffschicht für eine Emissions-Wellenlänge, dem Streukoeffizienten der Leuchtstoff schicht für die Emissions-Wellenlänge und der Dicke der Leuchtstoffschicht. Genauer gesagt ändert sich dementsprechend die geeignete Dicke der Leuchtstoffschicht in Abhängigkeit von der Leuchtstoffart. Im allgemeinen beträgt die günstige Dicke höchstens das Hundertfache der mittleren Teilchengröße des verwendeten Leuchtstoffs in denjenigen Fällen, wo die Lichtleiter auf beiden Oberflächen der Schicht angeordnet sind. Eine geeignetere Dicke für die Schicht beträgt zumindest das Doppelte und höchstens das Fünfzigfache der mittleren Teilchengröße des verwendeten Materials Insbesondere sollte die Dicke der Schicht zwischen der Vielzahl von Schichten auf der Seite, auf der die Strahlung einfällt, zweckmäßigerweise

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in dem oben spezifizierten Bereich liegen.

Beispiele, bei denen die Leuchtstoffschicht aus zwei Schichten aufgebaut ist, sind in Fig. 6 und 7 dargestellt. Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist eine obere Leuchtstoffschicht aus (Gd„O S: Pr), die 0,1 mm dick ist, auf der oberen Oberfläche eines Behälters 21 angeordnet, der lichtreflektierende Filme oder Folien auf seinen Innenoberflächen besitzt, welche auf der Seite angeordnet sind, auf der die Strahlung 26 in Form von Röntgenstrahlen einfällt. Hier werden ungefähr 20 % der einfallenden Röntgenstrahlen absorbiert. Die Röntgenstrahlen, die diese Schicht durchlaufen haben, gehen durch einen Raum 27a hindurch, der als optische Führung oder Lichtleiter dient, und das meiste von ihnen wird von einer unteren Leuchtstoff schicht, die 2 mm dick ist. Die Lichtemissionen von den oberen und unteren Leuchtstoffschichten treten in einen photoelektrischen Umwandler oder einen Photodetektor 25 durch den Raum 27a ein und werden dort in elektrischen Strom umgewandelt.

Die Herstellung der Leuchtstoffschicht wird in der nachstehenden beispielsweise beschriebenen Art und Weise durchgeführt. 100 g Leuchtstoff,der ausGd₃O₃S besteht und eine mittlere Teilchengröße von 17 ym besitzt, wird mit einer wäßrigen Lösung aus Polyvinylalkohol in einer Menge von 15 cm gemischt, wobei durch die Mischung eine Aufschlämmung hergestellt wird. Die Aufschlämmung wird in einen Behälter vorgegebener Größe gebracht. Nach einem Trocknungsvorgang bei einer Temperatur von 60 C wird sie aus dem Behälter herausgenommen. Die getrocknete kompakte Masse wird am Boden des Behälters 21 der Strahlungsdetektors mit einem Bindemittel befestigt, der im wesentlichen lichtdurchlässig ist, beispielsweise mit einem Bindemittel auf der Basis eines Epoxyharzes. Die Leuchtstoffschicht, deren Dicke unterhalb von 0,5 mm liegt, wird in der Weise hergestellt, daß ein Abdeckteil des Behälters 21 des Strahlungsdetektors mit einer Nut vorgegebener Dicke versehen ist und daß die Aufschlämmung direkt

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in die Nut eingebracht und dann getrocknet wird.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Strahlungsdetektor besitzt die obere Leuchtstoff schicht eine Dicke von 0,4 mm und ist in einen Lichtleiter 27b aus Acrylharz eingebettet. Die Emission des Leuchtstoffs 22 wird sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite der Schicht in den Lichtleiter 27b eingeleitet. Die untere Leuchtstoffschicht besitzt eine Dicke von 2,6 mm und ist zwischen der optischen Führung bzw. dem Lichtleiter 27b und der unteren Oberfläche eines Behälters 21 angeordnet.

Es wurden dreißig derartige Detektoren hergestellt und die Abweichungen der Eigenschaften der Detektoren untersucht. Die Abweichungen von charakteristischen Kurven, welche die Verhältnisse zwischen den Quantitäten der Röntgenstrahlen und der Ausgangssignale der entsprechenden Detektoren angeben, welche Eichungen unterworfen wurden, lagen unterhalb von 0,2 %.

Wie oben bereits erwähnt konnte das Ausgangssignal durch Unterteilung der Leuchtstoffschicht in zwei Bereiche um 60 bis 70 % gegenüber dem Fall gesteigert werden, wo eine Anordnung mit einer einzigen Schicht vorlag (vgl. Fig..2). Wenn die untere Leuchtstoffschicht in eine Vielzahl von Schichten weiter unterteilt wird, so kann das Ausgangssignal noch mehr gesteigert werden. Bei der Herstellung erweist es sich jedoch als ein Nachteil, die Schicht in eine übermäßig große Anzahl von Schichten zu unterteilen, und die Anzahl von Leuchtstoffschichten in einem Strahlungsdetektor sollte vorzugsweise zwischen 2 und 5 liegen.

Der erfindungsgemäße Strahlungsdetektor sollte außerdem einen der nachstehend beschriebenen Art aufweisen. Bei dieser Anordnung ist eine Leuchtstoffschicht geneigt und derart angeordnet, daß eine senkrecht zur Leuchtstoffschicht verlaufende Linie einen Winkel von 10°

bis 80°, vorzugsweise 30° bis 60° gegenüber der Einfallsrichtung der Röntgenstrahlen bildet. Fig. 8 zeigt eine

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Leuchtstoff schicht gemäß einer derartigen Aus f uhr ungs form. ^Die Leuchtstoff schicht ist so angeordnet, daß eine Linie senkrecht zur Leuchtstoffschicht einen Winkel α gegenüber der Einfallsrichtung der Röntgenstrahlen 26 bildet. Nehmen wir an, daß der Winkel 60 beträgt, so wird die effektive Tiefe in Richtung der Linie 28 senkrecht zur Leuchtstoffschicht 22a halb so groß gegenüber der Tiefe in der Einfallsrichtung der Röntgenstrahlen, und das Ausgangssignal der Emission steigt in diesem Maße an.

Fig. 9 zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einen Strahlungsdetektor der oben beschriebenen Art. Die Leuchtstoff schicht ist so angeordnet, daß die senkrecht dazu verlaufende Linie einen Winkel von 45 gegenüber der Einfallsrichtung der Röntgenstrahlen 26 bilden kann.

In diesem Falle wird das Ausgangssignal um ungefähr 30 % erhöht, und zwar verglichen mit dem Fall_r wo die Leuchtstoffschicht nicht geneigt ist.

Außerdem wird bei einem Strahlungsdetektor einer derartigen Anordnung das Ausgangssignal weiter erhöht, indem man die Leuchtstoffschicht in eine Vielzahl von Schichten unterteilt. Beispielsweise wird das Ausgangssignal in der Weise stärker gesteigert, wenn bei der Ausführungsform nach Fig. 6 eine Leuchtstoffschicht am Abdeckteil des Behälters 21 des Strahlungsdetektors nach Fig. 9 angeordnet wird.

Wie oben bereits erwähnt kann das Strahlungsabtastgerät der oben beschriebenen Art für den Fall der Messung des Profils einer Strahlung verwendet werden, die durch ein vorgegebenes Objekt hindurchgelassen wird, und außerdem ganz generell für die Messung von Profilen von Röntgenstrahlen o.dgl.

WS/CW

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Leerseite

Claims

PATENTAM WALTE

SCHIFF ν. F(JNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 90 POSTADRESSE: POSTFACH 95O16O. D-8000 MÜNCHEN 95

Hitachi, Ltd.

DEA-5923 8. Juni 1979

Strahlungsabtastgerät

(iJ Strahlungsabtastgerät mit einer Vielzahl von Strahlungsdetektoren, die jeweils einen Szintillator besitzen, der Licht in Abhängigkeit von einer Strahlung emittiert, und mit einem Photodetektor, der eine Emissionsintensität des Szintillators abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillator aus Leüchtstoffteilchen (22) besteht.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eine durch ein vorgegebenes Objekt (3) hindurchgegangene Strahlung ist und daß das Strahlungsabtastgerät (9) Signale zur Konstruktion von QuerSchnittsbildern des Objektes (3) erzeugt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillator (22) in einem Behälter (21) angeordnet

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ist, dessen Innenwände lichtreflektierend ausgebildet sind und der in einem Bereich ein lichtdurchlässiges Fenster aufweist, um die Lichtemission vom Szintillator (22) einem Photodetektor (25) zuzuführen. 5
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Führung oder ein Lichtleiter (23, 27b) zwischen dem lichtdurchlässigen Fenster und dem Photodetektor (25) angeordnet ist.
5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Szintillator bildenden Leuchtstoffteilchen (22) in zwei oder mehr Schichten unterteilt sind und daß zumindest eine Fläche der jeweiligen unterteilten Schicht (22) mit einer optischen Führung oder einem Lichtleiter (27b) versehen ist, der die Lichtemission von der speziellen Schicht (22) dem Photodetektor (25) zuführt.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke einer Leuchtstoffteilenschicht (22) nicht größer als ein Wert ist, oberhalb dessen die Emissionsintensität aus der Schicht nicht weiter zunimmt.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffteilchenschicht (22) auf einer Seite, auf der die Strahlung einfällt, auf beiden Flächen mit einer optischen Führung oder einem Lichtleiter (27b)

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versehen ist, um die Lichtemission aus der Schicht (22) dem Photodetektor (25) zuzuführen.
8. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke der Leuchtstoffteilchenschicht (22) einen Wert besitzt, der nicht größer als das Hundertfache einer mittleren Teilchengröße der Leuchtstoffteilchen (22) ist.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Leuchtstoffteilchenschicht (22) einen Wert besitzt, der mindestens das Doppelte und höchstens das Fünfzigfache der mittleren Teilchengröße der Leuchtstoffteilchen (22-) ausmacht.
10. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffteilchenschicht (22) auf einer der Seite der einfallenden Strahlung gegenüberliegenden Seite so angeordnet ist, daß eine senkrecht zu der speziellen Schicht verlaufende Linie gegenüber der Einfallsrichtung der Strahlung (26) geneigt ist.
11. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leuchtstoffteilchenschicht (22), welche den Szintillator bilden, derart anqeordnet ist, daß eine senkrecht zu der Leuchtstoffteilchenschicht (22) verlaufende Linie gegenüber einer Einfallsrichtung der Strahlung (26) geneigt ist.

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12. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung (26) aus Röntgenstrahlen besteht.
13. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Leuchtstoff zu der Gruppe gehört _r die aus den Substanzen Y₃O₃S, La₃O₃S, Gd₃O₃S, Lu₃O₃S, LaOBr, BaFCl, BaFBr und BaSO₄ besteht und die zumindest mit einem der Elemente Eu, Pr und Tb aktiviert sind; CdS: Cu, Al; CdS: Ag, Cl; ZnS: Cu, Al; CaWO₄; und CdWO₄. 10
14. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffteilechen (22) eine mittlere Teilchengröße von 1 bis 200 um besitzen.
15. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (21) mit einer Strahlungsabschirmenden Substanz abgeschirmt ist, mit Ausnahme eines lichtdurchlässigen Fensters und einer Oberfläche, an der die Strahlung einfällt.
16. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoff teilchen in ein im wesentlichen lichtdurchlässiges Material eingebettet sind.

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