DE3311931A1

DE3311931A1 - Strahlungsdetektor

Info

Publication number: DE3311931A1
Application number: DE19833311931
Authority: DE
Inventors: Masayuki Nishiki; Toshihiro Ootawara Tochigi Rifu
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1983-10-13
Also published as: NL8301094A; NL191858B; JPS58168980A; NL191858C; DE3311931C2; US4571494A

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor, insbesondere einen Feld- oder Matrixtyp-Strahlungsdetektor für einen rechnergestützten Tomographie-Abtaster.

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Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung, wird verbreitet bei Untersuchungs- und Meßgeräten für medizinische, technische und andere Zwecke angewandt. Zur Erhöhung der Meß- oder Untersuchungsgenauigkeit ist eine genaue Erfassung bzw. Messung der Strahlungsdosis notwendig. Insbesondere ist es bei einem rechnergestützten Röntgentomographen erforderlich, daß ein Röntgen(strahlungs)detektor die Intensität der durch den lebenden Körper hindurchgehenden Röntgenstrahlung genau mi ßt.

Anstelle der Röntgendetektoren vom Gastyp werden mehr und mehr Festkörper-Röntgendetektoren eingesetzt. Ein Gas-Röntgendetektor enthält ein gasförmiges, photoleitendes Medium, wie gasförmiges Xenon, dessen Leitwert (conductance) entsprechend der Dosis oder Menge der hindurchfallenden Röntgenstrahlung variiert; ein solcher Detektor benötigt also eine Hülle bzw. einen KoI-ben für den Einschluß dieses gasförmigen, photoleitenden Mediums. Ein Gas-Röntgendetektor mit einem solchen Kolben bestitzt aber einen komplizierten Aufbau; außerdem ist seine Röntgenstrahlungs-Absorptionsleitung gering. Letztere wird durch die Schwingung des Detektors beeinflußt und schwankt in Abhängigkeit von der Schwingung.

Ein Festkörper-Röntgendetektor mit Halbleitervorrichtung oder -anordnung ist dagegen in mancherlei Hinsicht vorteilhafter. Zum einen ist er klein und einfach aufgebaut. Zum anderen können seine Detektorelemente in kleinen gegenseitigen Abständen angeordnet sein, so daß sich eine kompakte Anordnung oder Matrix (array) ergibt. Zum dritten besitzt er eine große Röntgenstrahlungs-Absorptionsleistung, so daß mit ihm die Röntgenstrahlungsdosis genau gemessen werden kann. Des weiteren ist die Beziehung zwischen der empfangenen Röntgenstrahlungsdosis und einem gelieferten elektrischen Signal sehr linear. Schließlich ist dabei die Differenz in der Lichtempfindlichkeit zwischen den einzelnen Detektorelementen klein.

Die einzelnen Detektorelemente müssen jedoch in bezug auf die einfallende Röntgenstrahlung sehr genau ausgerichtet sein, weil sonst mit dem Festkörper-Röntgendetektor die Röntgenstrahlungsdosis nicht mit einer zur wirksamen Verwendung bei einem rechnergestützten Rönt-

gentomographen erforderlichen Genauigkeit gemessen werden kann. Genauer gesagt: wenn die Achse gegenüber der einfallenden Röntgenstrahlung geneigt ist, durchläuft die Röntgenstrahlung dieses Element auf einer längeren als der vorgesehenen Strecke, wobei dieses Element mehr Elektronenlochpaare als vorgesehen erzeugt und damit ein fehlerhaftes elektrisches Signal liefert.

Keiner der bisherigen Festkörper-Röntgendetektoren besitzt Detektorelemente, die bezüglich der einfallenden Röntgenstrahlung so genau ausgerichtet und so dicht (nebeneinander) angeordnet sind, daß der Röntgendetektor für die wirksame Verwendung in einem Tomographen der angegebenen Art geeignet wäre.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Strahlungsdetektors, dessen Detektorelemente in bezug auf die einfallende Strahlung sehr genau ausgerichtet und zur Gewährleistung einer Information hoher Dichte in kleinen gegenseitigen Abständen angeordnet sind, der einfach aufgebaut ist und der eine Strahlungsdosis sehr genau zu messen vermag.

Diese Aufgabe wird bei einem Strahlungsdetektor mit zwei in einer Richtung senkrecht zur Strahlungs-Einfallsrichtung beabstandeten Tragelementen mit jeweils einer dem anderen Tragelement gegenüberstehenden Fläche und einer Vielzahl von in die jeweilige Fläche eingestochenen Schlitzen, die auf einem Kreisbogen, dessen Zentrum durch eine Strahlungsquelle gebildet wird, in vorbestimmten gegenseitigen Abständen nebeneinander liegen, sich in Richtung der einfallenden Strahlung erstrecken.und jeweils.mit den Schlitzen im betreffenden anderen Trag-

element fluchten, sowie mit einer Vielzahl von durch die Tragelemente gehalterten, auf dem Kreisbogen nebeneinander angeordneten Detektoreinheiten, die jeweils ein Detektorelement zur Umwandlung einer Größe der einfallenden Strahlung in ein elektrisches Signal und eine am Detektorelement befestigte Grundplatte mit einer Signalleitung und einer Masseleitung, die beide elektrisch mit dem Detektorelement verbunden sind, aufweisen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Detektoreinheit ein Halteelement aufweist, das zur Halterung des betreffenden Detektorelements dient und zwei Einsetzabschnitte umfaßt, die jeweils in den einen

¹^ Schlitz des einen sowie in den entsprechenden Schlitz des anderen Tragelements eingesetzt sind.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der einen Seite einer der Detektoreinheiten eines Halbleiter-Strahlungsdetektors gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht der anderen Seite der Detektoreinheit nach Fig. 1,

Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen

Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Halbleiter-Strahlungsdetektors, von der Seite der Röntgenstrahlungsquelle her gesehen, und

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Fig. 5 eine (schematische} Aufsicht auf den Halbleiter-Strahlungsdetektor zur Veranschaulichung seiner Lage gegenüber der Röntgen

strahlungsquelle eines Röntgenstrahlungsabtasters bei einem rechnergestützten Tomographen.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine der Detektoreinheiten 1 eines erfindungsgemäßen Halbleiter-Strahlungsdetektors dargestellt. Die Detektoreinheit 1 umfaßt ein Halbleiter-Detektorelement 2, eine Grundplatte 4 und einen Halter (Rückhaltegefäß) 12. Das Detektorelement 2 ist eine rechteckige, 15 mm breite Platte mit ebener Oberfläche. Es besteht aus einem Halbleitermaterial, wie Si, Ge, CdTe, HgI₂ oder GaAs. Wenn es aus Einkristall-Silizium besteht, ist das Detektorelement 2 je nach dem Fremdatom, mit dem es dotiert ist, entweder vom p- oder vom n-Leitfähigkeitstyp.

Die Grundplatte 4 ist eine dünne rechteckige, isolierende Platte aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder dgl. und weist einen Anschlußteil 4a sowie einen Tragteil 4b auf. Letzterer trägt das Halbleiter-Detektorelement 2. Von der einen Kante des Anschlußteils 4a stehen vier Lappen 4c sowie ein weiterer Lappen 4d ab. Der Tragteil 4b ist mit einer rechteckigen Aussparung 3 versehen, die sich im wesentlichen zum Mittelbereich der Platte 4 erstreckt und die geringfügig größer ist als das Halbleiter-Detektorelement 2. An der einen Fläche der Grundplatte 4 ist eine Signalleitungs-Elektrode 5 angeformt, die von einem der Lappen 4c ausgeht und sich in zwei Abschnitte verzweigt, die gemäß Fig. 1 längs der rechteckigen Aussparung 3 verlaufen. Gemäß Fig. 2 ist an der

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anderen Fläche der Grundplatte 4 eine Masseleitungs-Elektrode bzw. Masseelektrode 6 angeformt, welche eine

•5 ähnliche Form besitzt wie die Signalelektrode 5. Die Masseelektrode 6 geht vom Lappen 4d aus und verzweigt sich in zwei Abschnitte, die gemäß Fig. 2 längs der rechteckigen Aussparung 3 verlaufen. Die beiden Elektroden 5 und 6 sind jeweils durch Aufdampfen, Ätzen oder nach anderer Dünnschichttechnik aus einem elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt.

Das Halbleiter-Detektorelement 2 ist in die Aussparung 3 der Grundplatte 4 eingesetzt und an letzterer mittels eines Klebmittels 7, z.B. mittels eines Epoxyharzklebers, der in den Zwischenraum zwischen dem Detektorelement 2 und der Grundplatte 4 eingefüllt ist, angeklebt. Das Klebmittel 7 darf nicht auf eine der Flächen des Detektorelements 2 aufgetragen werden, da anderenfalls hierdurch die Effektivfläche des Detektorelements, von welcher aus elektrische Signale zu Elektrodenschichten 8 und 9 übertragen werden, verkleinert und damit die Genauigkeit der Röntgenstrahlungs-Dosismessung herabgesetzt werden würde.

Die eine Fläche des Detektorelements 2 und der U-förmige Abschnitt 5b der Signalelektrode 5 sind mit einer Elektrodenschicht 8 aus Gold überzogen. Die Elektrodenschicht 8 wird beispielsweise durch Aufdampfen von Gold auf das Detektorelement 2 und den U-förmigen Abschnitt 5b der Signalelektrode 5 ausgebildet. Die Elektrodenschicht 8 ist elektrisch mit der Signalelektrode 5 verbunden. An den Anschlußteil 5a der Signalelektrode 5 am Lappen 4c ist eine nicht dargestellte Signalverarbeitungsvorrichtung angeschlossen. Die am Detektorele-

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inent 2 ausgebildete Elektrodenschicht 8 ist somit über die auf dem U-förmigen Abschnitt 5a ausgebildete Elektrodenschicht 8 und die Signalelektrode 5 elektrisch mit der Signalverarbeitungsvorrichtung verbunden.

Die andere Fläche des Detektorelements 2 und der U-förmige Abschnitt 6b der Masseelektrode 6 sind mit einer.

Elektrodenschicht 9 aus Aluminium überzogen, die beispielsweise durch Aufdampfen von Aluminium auf das Detektorelement 2 und den U-förmigen Abschnitt 6b der Elektrode 6 ausgebildet ist. Die Elektrodenschicht 9 ist mit der Masseelektrode 6 elektrisch verbunden. Der Masseanschluß der Signalverarbeitungsvorrichtung ist . mit dem am Lappen 4d angebrachten Anschlußteil 6a der Elektrode 6 verbunden. Die sowohl auf dem U-förmigen Abschnitt 6b als auch auf dem Detektorelement 2 ausgebildete Elektrodenschicht 9 ist somit elektrisch mit der Signalverarbeitungsvorrichtung verbunden.

Wie erwähnt, bestehen die Elektrodenschichten 8 und 9 aus verschiedenen Metallen, nämlich erstere aus Gold und letztere aus Aluminium. Infolgedessen wird eine Oberflächensperrschicht (surface barrier) auf einer der beiden Hauptflächen des Halbleiter-Detektorelements 2 gebildet. Ein Stromsignal kann somit vom Detektorelement 2 über die Signalelektrode 5 geliefert werden, ohne daß es vorgespannt zu werden braucht. Bevorzugt bedecken die beiden Elektrodenschichten 8 und 9 die betreffenden Hauptflächen des Detektorelements 2 jeweils vollständig. Je größer die Effektivfläche jeder Elektrodenschicht ist, von welcher elektrische Signale zum Detektorelement 2 geliefert werden, um so größer ist die Genauigkeit der Röntgenstrahlen-Dosismessung.

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Das Halbleiter-Detektorelement 2 und die Grundplatte 4 sind an einer Halteplatte 12 befestigt, wobei die Elektrodenschicht 9 zwischen Detektorelernent 2 und Halteplatte 12 eingefügt ist. Die Halteplatte 12 besteht aus einem starren oder steifen Schwermetall, wie Wolfram oder Molybdän, das Röntgenstrahlung abzuschirmen vermag. Das Detektorelement 2 ist mit der Halteplatte 12 mit Hilfe eines zwischen die Elektrodenschicht 9 und die Halteplatte 12 eingefügten Klebmittels 11 verbunden. Das Detektorelement 2 und die Halteplatte 12 sind so ausgerichtet, daß ihre gegenüberstehenden Flächen zueinander parallel stehen. Das Klebmittel 11 ist ein elektrisch isolierendes Klebmittel, beispielsweise ein Epoxy- oder Polyurethanharz. Das Klebmittel 11 ist unter Bildung einer Isolierschicht auf die gesamte Oberfläche der Elektrodenschicht 9 aufgetragen. Auf ähnliche Weise ist ein elektrisch isolierendes Klebmittel 10 unter BiI-dung einer Isolierschicht auf die Gesamtoberfläche der Elektrodenschicht 8 aufgetragen. Die Isolierschichten trennen somit die beiden Elektrodenschichten 8 und 9 zum Schütze derselben von der Umgebungsatmosphäre.

Die Detektoreinheit 1 wird so ausgerichtet bzw. angeordnet, daß ein Röntgenstrahl in Richtung der Pfeile gemäß Fig. 1 und 2, d.h. in Längsrichtung der Grundplatte 4, auf das Detektorelement 2 auftrifft. Fig. 3 veranschaulicht die Detektoreinheit 1 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.

Fig. 4 veranschaulicht einen Röntgenstrahlungs-Detektor 17 aus einer Vielzahl von Detektoreinheiten 1 der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Art. Die Detektoreinheiten 1 sind dabei unter Bildung eines Felds bzw. einer Matrix

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nebeneinander angeordnet. Gemäß Fig. 5 ist das Detektor-Feld bogenförmig auf einem Kreisbogen angeordnet, dessen Mittelpunkt eine Rontgenstrahlungsquelle 18 eines Röntgenstrahlungsabtasters eines rechnergestützten Tomographen bildet. Die einzelnen Detektoreinheiten 1 sind dabei jeweils in Richtung auf die Röntgenstrahlungsquelle 18 ausgerichtet. Fig. 4 veranschaulicht die Vorderseite des Röntgenstrahlungsdetektors 17, von der Rontgenstrahlungsquelle 18 her gesehen.

Gemäß Fig. 4 sind die Detektoreinheiten 1 insbesondere an zwei parallelen, bogenförmigen Tragleisten 14 und ' 15 befestigt, die auf dem genannten Kreisbogen liegen.

Die gegenüberstehenden Flächen 14b und 15b der Tragleisten 14 bzw. 15 sind in einem gegenseitigen Abstand angeordnet, der etwas größer ist als die Breite der Grundplatten 4 und etwas kleiner als die Breite der Halteplatten 12. Die Tragleisten sind an beiden Enden mit Hilfe zweier Seitenleisten 16 miteinander verbunden. In die Fläche 14b der Tragleiste 14 sind in regelmäßigen Abständen zahlreiche Schlitze 14a eingestochen, während dieselbe Zahl von Schlitzen 15a mit den gleichen Mittenabständen in die Fläche 15b der Tragleiste 15 eingestochen sind. Die Schlitze 14a und 15a besitzen eine der Dicke der Halteplatten 12 entsprechende Weite. Sie verlaufen in Richtung der von der Rontgenstrahlungsquelle 18 her einfallenden Röntgenstrahlung. Die Schlitze 14a in der Fläche 14b der Tragleiste 14 sind senkrecht zu den Flächen 14b und 15b mit den Schlitzen 15a in der Fläche 15b der Tragleiste 15 ausgefluchtet. Die Halteplatten 12 sind jeweils mit gegenüberliegenden Endabschnitten 12a und 12b in die Schlitze 14a bzw. 15a eingesetzt, so daß die Detektoreinheiten 1 auf diese Weise

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an den bogenförmig gekrümmten Tragleisten 14 und 15 befestigt sind.

Bevor die Endabschnitte 12a und 12b der einzelnen Halteplatten 12 in die Schlitze 14a bzw. 15a eingesetzt werden, kann in letztere ein Klebmittel eingebracht werden. In diesem Fall sind die Detektoreinheiten 1 fester bzw. sicherer mit den Tragleisten 14 und 15 verbunden, so daß sie unter Schwingung des Röntgenstrahlungs-Detektors 17 keine Klappergeräusche erzeugen.

Die Röntgenstrahlungsquelle 18 emittiert fächerförmig Röntgenstrahlen 19, die in derselben Ebene in unterschiedlichen Richtungen verlaufen und eine Dicke von z.B. 10 mm besitzen. Da die Schlitze 14a und 15a parallel zu diesen Röntgenstrahlen 19 liegen, verlaufen auch die Halteplatten 12 und somit die Detektorelemente 2 der Detektoreinheiten 1 parallel zu den Röntgenstrahlen 19. Die Röntgenstrahlen 19 treffen daher in Längsrichtung der betreffenden Detektorelement 2 auf diese auf.

Der Anschlußteil 5a der Signalelektrode 5 jeder Detektoreinheit 1 ist mit der Signalverarbeitungsvorrichtung verbunden, an welche auch der Anschlußteil 6a der Masseelektrode 6 angeschlossen ist. Ein Patient 20 wird zwischen dem Röntgenstrahlungsdetektor 17 und der Röntgenstrahlungsquelle 18 angeordnet, worauf von letzterer Röntgenstrahlen 19 emittiert werden. Ein Teil der Röntgenstrahlen 19 tritt durch den Patienten 20 hindurch und erreicht den Röntgenstrahlungs-Detektor 17, während andere Röntgenstrahlen unmittelbar auf den Detektor 17 auftreffen. Die Halbleiter-Detektorelemente 2 empfangen dabei die Röntgenstrahlen 19. Durch die Elektrodenschich-

4f'

- yr -

ten 8 und 9 der Detektoreinheiten 1 fließen infolgedessen Ströme, deren Größen den Dosen der auf die betreffenden Detektorelemente 2 auftreffenden Röntgenstrahlen entsprechen. Diese Ströme werden über die Signalelektroden 5 und die Masseelektroden 6 der Detektoreinheiten 1 zur Signalverarbeitungsvorrichtung übertragen. Die Dosis jedes durch den Patienten 20 hindurchtretenden und das betreffende Detektorelement 2 erreichenden Röntgenstrahls 19 hängt davon ab, welchen Teil des Patienten 20 dieser Röntgenstrahl passiert hat.

Die von den in Form eines bogenförmigen Felds angeordneten Detektoreinheiten 1 gelieferten elektrischen Signale stellen Daten für die Dosis der durch den Patienten 20 hindurchgedrungenen Röntgenstrahlen dar. Diese Daten werden in der Signalverarbeitungsvorrichtung gespeichert. Der Röntgenstrahlungs-Detektor 17 und die Röntgenstrahlungsquelle 18 werden um den Patienten 20 als Achse herum in Drehung versetzt, während die Röntgenstrahlungsquelle 18 Röntgenstrahlen 19 emittiert. Auf diese Weise werden weitere Daten erhalten, welche die Dosis oder Menge der durch den Patienten 20 hindurchtretenden Röntgenstrahlen angeben. Die auf diese Weise gewonnenen Daten werden durch die Signalverarbeitungsvorrichtung zur Lieferung eines Tomograms des Patienten 20 verarbeitet.

Die Halbleiter-Detektorelement 20 besitzten jeweils eine Dicke von 0,4 bis 1,5 mm. Die einzelnen Halteplatten 12 sind 0,1 bis 0,2 mm dick und fest bzw. stark genug, um das jeweilige Detektorelement 2 sicher zu haltern. Die Schichten aus den Klebmitteln 10 und 11 sind ungefähr 20 Mikrometer dick, und die Detektoreinheiten 1 sind in kleinen gegenseitigen Abständen von 0,5 bis 1,7 mm neben-

einander angeordnet. Die Röntgenstrahlen 19 bilden ein fächerförmiges Strahlenbündel mit einem rechteckigen 5' Bereich, der am Röntgenstrahlungs-Detektor 17 10 mm breit und etwa 500 mm lang ist. Wenn die Detektoreinheiten 1 in gegenseitigen Abständen von 1 mm angeordnet sind, liefert der Röntgenstrahlungs-Detektor 17 500 Kanal-Daten. Bei einem gegenseitigen Abstand von 0,5 mm zwischen den Detektoreinheiten 1 liefert der Detektor 17 1000 Kanal-Daten. Je kleiner die gegenseitigen Abstände zwischen den Detektoreinheiten 1 sind, um so größer ist die Auflösung des Tomograms.

Wie erwähnt, ist der Festkörper-Röntgenstrahlungsdetektor 17 vom nichtjvorgespannten Typ mit einer Vielzahl von Detektoreinheiten 1, die jeweils ein Detektorelement 2 zur unmittelbaren Umwandlung von Röntgenstrahlung in ein elektrisches Signal und zwei Elektrodenschichten aus unterschiedlichen Metallen, die eine Oberflächensperrschicht bilden, enthalten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Detektorart beschränkt. Die Halbleiter-Detektorelemente 2 können durch Röntgenstrahlungs-Detektorzellen mit jeweils einem Szintillator, wie NaI, CsI, Bi₄Ge₃O₁₂, CdWO₄ oder ZnWO₄, zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in einen fluoreszierenden Lichtstrahl und einem photoelektrischen Element, z.B. einer Fotodiode, zur Umwandlung des fluoreszierenden Lichtstrahls vom Szintillator in einen elektrischen Strom ersetzt werden.

In diesem Fall müssen die einzelnen Röntgendetektorzellen, ebenso wie die Halbleiter-Detektorelemente 2, die Form einer rechteckigen Platte besitzen. Alle Flächen jeder Röntgendetektorzelle, mit Ausnahme der Röntgenstrahlungs-Einfallsflache und der Fluoreszenzlicht-Emissionsfläche, müssen dabei mit Schichten aus Schwermetall, wie

Molybdän oder Wolfram bedeckt sein. Wenn die Röntgendetektorzelle auf diese Weise mit Schwermetallschichten versehen ist, werden sekundäre Röntgenstrahlen vom Szintillator daran gehindert, die Szintillatoren anderer Zellen zum Aufleuchten anzuregen.

Die Erfindung ist auch keineswegs auf einen Röntgenstrahlungs-Detektor beschränkt, sondern auch auf Detektoren zur Messung oder Erfassung anderer Strahlungen, wie Gammastrahlung, anwendbar.

Bei der beschriebenen Ausführungsform weisen die Tragleisten 14 und 15 jeweils eine Vielzahl von in Strahlungs-Einfallsrichtung verlaufenden Schlitzen 14a bzw. 15a auf, und die Halteplatten 12 sind jeweils mit beiden Endabschnitten 12a und 12b in die Schlitze 14a bzw. 15a eingesetzt. Jede Detektoreinheit 1 ist so ausgerichtet, daß ihr Detektorelement 2 mit der Strahlungs-Einfallsrichtung fluchtet. Alle Detektorelemente 2 sprechen daher in gleicher Weise auf die einfallende Strahlung an und vermögen die Dosen der jeweils einfallenden Strahlung genau zu messen. Der Detektor vermag somit die auf den Patienten 20 einwirkende Strahlungsdosis genauestens zu messen bzw. zu erfassen. Die Detektorelemente 2 besitzen eine etwas größere Weite oder Breite als die Dicke der den Detektor 17 erreichenden, einfallenden Strahlung. Zur Gewährleistung einer gewünschten Meßgenauigkeit muß der Detektor 17 eine ausreichend große Strahlungsempfangsfläche besitzen. Die Detektorelemente 2 können daher nicht unbegrenzt dünn ausgebildet werden.

Wenn die Elemente 2 an beiden Enden in die Schlitze 14a und 15a eingesetzt sind, muß deren Breite der Dicke der

Detektorelemente 2 entsprechen. Um die Detektorelemente 2 zur Erzielung eines Tomograms hoher Auflösung in kleinen gegenseitigen Abständen anzuordnen, müssen die Schlitze 14a und 15a mit denselben kleinen gegenseitigen Abständen in die Tragleisten 14 bzw. 15 eingestochen sein. Wenn in den Tragleisten breite Schlitze eines kleinen Mittenabständs eingestochen sind, sind die diese Schlitze festlegenden Stege unweigerlich zu dünn, um die Detektorelemente 2 unbeweglich zu halten. Außerdem ist es schwierig, solche breiten Schlitze in den Tragleisten 14 bzw. 15 auszubilden. Kurz gesagt, wenn die Detektorelemente 2 an beiden Enden in die Schlitze 14a bzw. 15a eingesetzt werden, können sie nicht mit ausreichend kleinem gegenseitigen Abstand nebeneinander angeordnet werden, um ein Tomogram hoher Auflösung zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß sind aus diesem Grund die Halteplatten 12, die erheblich dünner sind als die Detektorelemente 2, mit den beiden Endabschnitten 12a und 12b in die zugeordneten Schlitze 14a bzw. 15a eingesetzt. Die Schlitze 14a und 15a besitzen dabei eine kleine Breite, welche der geringen Dicke der Halteplatten 12 entspricht. Die Detektorelemente 2 können somit zur Lieferung eines Tomograms hoher Auflösung in kleinen gegenseitigen Abständen nebeneinander angeordnet werden. Das Einstechen der engen Schlitze in die Tragleisten 14 und 15 ist vergleichsweise einfach. Der Spalt zwischen je zwei benachbarten Detektorelemente 2 kann infolgedessen auf die Dicke der Halteplatte 12 reduziert werden. Die Detektorelemente 2 können demzufolge in den vorher angegebenen kleinen gegenseitigen Abständen angeordnet sein.

Mit der Erfindung wird somit ein Strahlungsdetektor ge-

schaffen, der klein und leicht ist und einen einfachen Aufbau besitzt. 5

Claims

PATENTANSPRÜCHE :

V.

Strahlungsdetektor mit zwei in einer Richtung senkrecht zur Strahlungs-Einfallsrichtung beabstandeten Tragelementen (14, 15) mit jeweils einer dem anderen Tragelement gegenüberstehenden Fläche (14b, 15b) und einer Vielzahl von in die jeweilige Fläche eingestochenen Schlitzen (14a, 15a), die auf einem Kreisbogen, dessen Zentrum durch eine Strahlungsquelle (18) gebildet wird, in vorbestimmten gegenseitigen Abständen nebeneinander liegen, sich in Richtung der

einfallenden Strahlung (19) erstrecken und jeweils mit den Schlitzen im betreffenden anderen Tragelement fluchten, sowie mit einer Vielzahl von durch die Tragelemente (14, 15) gehalterten, auf dem Kreisbogen nebeneinander angeordneten Detektoreinheiten (1), die jeweils ein Detektorelement (2) zur Umwandlung einer Größe der einfallenden Strahlung in ein elektrisches Signal und eine am Detektorelement befestigte Grundplatte (4) mit einer Signalleitung (5) und einer Masseleitung (6), die beide elektrisch mit dem Detektorelement (2) verbunden sind, aufweisen,

dadurch gekennzeichnet , daß jede Detektoreinheit (1) ein Halteelement (12) aufweist, das zur Halterung des betreffenden Detektorelements (2) dient und zwei Einsetzabschnitte (12a, 12b) umfaßt, die jeweils in den einen Schlitz (14a) des einen sowie in den entsprechenden Schlitz (15a) des anderen Tragelements (14 bzw. 15) eingesetzt sind.
2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Detektorelement (2) eine rechteckige Platte ist, daß die Grundplatte (4) die Form einer rechteckigen, isolierenden Platte mit einer rechteckigen Aussparung (3) besitzt, die sich zum Mittelbereich der Grundplatte (4) erstreckt und etwas größere Abmessungen besitzt als das Detektorelement (2), und daß das Detektorelement (2) in die rechteckige Aussparung eingesetzt und an der Grundplatte (4) mit Hilfe eines in einen Spalt zwischen Detektorelement (2) und Grundplatte (4) eingebrachten Klebmittels (7) befestigt ist.
3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalleitung (5) auf einer ersten Fläche der Grundplatte (4) vorgesehen ist und sich längs des Rands der rechteckigen Aussparung (3) erstreckt, daß die Masseleitung (6) auf einer zweiten Fläche der Grundplatte (4) ausgebildet ist und sich längs des Rands der rechteckigen Aussparung (3) erstreckt, daß auf einer ersten Fläche des Detektorelements eine den Bereich der Signalleitung bedeckende erste Elektrodenschicht (8) ausgebildet ist und daß auf einer zweiten Fläche des Detektorelements eine den Bereich der Masseleitung bedeckende zweite Elektrodenschicht (9) ausgebildet ist, wobei die beiden Elektrodenschichten das Detektorelement mit Signalleitung (5) bzw. Masseleitung (6) verbinden.
4. Strahlungsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Elektrodenschichten (8, 9) aus unterschiedlichen Metallen bestehen, so daß das Detektorelement (2) eine Strahlung unmittelbar und ohne Vorspannung in ein elektrisches Signal umwandelt.
5. Strahlungsdetektor nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine dünne Halteplatte (12) ist. 30
6. Strahlungsdetektor nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Schlitze (14a, 15a) der Tragelemente (14 bzw. 15) jeweils eine der Dicke der Halteelemente (12) entsprechende Weite oder Breite besitzen, so

daß jedes Halteelement durch Einschieben seiner Endabschnitte in entsprechende Schlitze der Tragelemente an letzteren befestigbar ist.
7. Strahlungsdetektor nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichne, t , daß die Endabschnitte der Halteelemente (12) an den Tragelementen (14, 15) mit Hilfe eines Klebmittels befestigt sind.
8. Strahlungsdetektor nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß jedes Halteelement (12) aus einem Röntgenstrahlung abschirmenden Schwermetall hergestellt ist.
9. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß das Detektorelement (2) aus einem Halbleitermaterial, wie Si, Ge, CdTe, HgI₂ oder GaAs, hergestellt ist.