EP1648019A1 - Scanning radiographic device (variants) - Google Patents

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EP1648019A1
EP1648019A1 EP04748960A EP04748960A EP1648019A1 EP 1648019 A1 EP1648019 A1 EP 1648019A1 EP 04748960 A EP04748960 A EP 04748960A EP 04748960 A EP04748960 A EP 04748960A EP 1648019 A1 EP1648019 A1 EP 1648019A1
Authority
EP
European Patent Office
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radiation
cathode
ionizing
ionizing radiation
detector
Prior art date
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Pending
Application number
EP04748960A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1648019A4 (en
Inventor
Semen Efimovich Baru
Vladimir Romanovich Groshev
Victor Vasilyevich Leonov
Vyacheslav Victorovich Porosev
Gennadiy Alekseevich Savinov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BUDKER INSTITUTE OF NUCLEAR PHYSICS RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES SIBERIAN BRANCH
Original Assignee
BUDKER INSTITUTE OF NUCLEAR PHYSICS RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES SIBERIAN BRANCH
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Publication date
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Publication of EP1648019A1 publication Critical patent/EP1648019A1/en
Publication of EP1648019A4 publication Critical patent/EP1648019A4/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
    • H01J47/02—Ionisation chambers
    • H01J47/04—Capacitive ionisation chambers, e.g. the electrodes of which are used as electrometers

Definitions

  • the invention belongs to the field of registration of X-rays and can be used both in medical radiography and for physical search for security purposes for the purpose of detecting dangerous and hidden in or on the body or in clothing items or fabrics.
  • the resolution of scintillation detectors does not exceed 1-2 line pairs per mm.
  • the maximum channel width is 1 mm
  • sintillation electronic radiation detectors are new generation hard-body detectors, state, development prospects, industrial application, sv D. Ryzhikov et al., Preprint., Chartcov, Scientific Technological Group "Monokristallov Institute” / Institute of Monocrystals , 1996]
  • detectors with non-light isolated channels such detectors as used in the paper Automated by SN Selesnev et al., 1996, No. 6, p. 80, is the spatial resolution due to light binding It is 1.3 line pairs per mm, and a reduction in the scintillator width to improve the resolution results in a deterioration in the quality of the detector due to the efficiency reduction of the photon registration.
  • This plant comprises an ionizing radiation source whose radiation diverge, a collimator in the form of an elongated gap, wherein the collimator a flat radiation beam supplies, a registration device of the flat radiation beam, wherein the radiation passes through the object to be examined, and a read-out electronics.
  • the registration device includes at least one ionization particle detector having a gas chamber with a side and front radiation input window and three flat electrodes arranged in parallel with each other. In the space between the first electrode and the second electrode, the radiation is converted into electrons, and amplification is achieved in the space between the second and third electrodes by multiplication of these electrons.
  • the disadvantage of this device is the three-electrode system in which the second electrode should be transparent, so that the electrons produced in the conversion space reach the multiplication space.
  • Such an electrode is mostly made of wires that vibrate when scanned, thereby significantly degrading the work of the detector.
  • the gas amplification also limits the quick action of the detector due to the influence of the space charge and allows the filling of the detector with gas under a pressure of about 10 6 Pa (10at) not to, be limited so that the spatial resolution.
  • Another disadvantage associated with the use of gas boosting is the requirement for the purity of the gas mixture, which must be replaced more often.
  • the object of the invention is the development of a high-resolution X-ray system, more efficient registration of ionization quanta, which ensures a greater charge capacity, and with a simpler and thus safer structure.
  • an ionizing radiation source in the known, scanning, radiographic system an ionizing radiation source, a collimator in the form of an elongated gap, which is intended to generate a flat radiation beam, and a registration device of the radiation beam, wherein the radiation through the subject to be examined, including readout, data processing and output electronics and at least one detector of ionizing particles are provided, which has a dense, gas-filled housing, which consists of radiation-transparent material at least at the entry and exit point of the ionizing radiation and in a planar capacitor is arranged parallel to the surface of the radiation path with a lying on both sides of the capacitor full anode and cathode; the cathode is divided into strips which are fan-shaped and aligned to a point which is the focal point of the X-ray source; the stripe length of the cathode is designed to ensure complete interaction of the ionization radiation, each stripe being connected to a single storage capacitor whose charge is read by the electronics.
  • the space between the housing wall at the entrance of the radiation and the planar capacitor may be filled with a dielectric medium having a lower ionization radiation absorption compared to the gas.
  • the dielectric means may be partially disposed between the anode and the cathode of the flat capacitor.
  • the solid anode and the cathode of the planar capacitor are provided at the leading edges in the direction of the radiation beam with plates of ionizing radiation absorbing material which together with the intervening dielectric means form a diaphragm.
  • an additional body can be arranged, which is intended to fix the space between them.
  • the membrane formed by plates of the ionizing radiation absorbing material and the dielectric agent provide the required resolution in the scanning direction and reduce the demands on the allowable vibration level and on the adjustment of individual parts of the scanning system.
  • the system comprises an ionization radiation source 1, which is preferably an X-ray source, a collimator 2, designed in the form of a diaphragm with an oblong gap for producing a flat radiation beam 3, a radiation detector 4 passing through an object 5 to be examined, which has a sealed housing 6 and filled with gas under a pressure of 20-49 at and at least at the input point of the radiation for the ionizing radiation permeable material, wherein in the radiation detector 4, a flat capacitor with a solid anode 7 and a divided into strips cathode 8 is.
  • the solid anode 7 and the cathode 8 are arranged on opposite sides of the flat radiation beam, which runs parallel to the object to be examined.
  • the strips are fan-shaped and aligned to a point which is the focal point of the ionizing radiation.
  • the length of the strips is designed so that the ionizing radiation can interact with the gas in the space between the solid anode 7 and the cathode 8 to almost 100%.
  • a dielectric means 9 is disposed between the housing wall 6 at the entrance of the radiation and the planar capacitor and projects partially into the space between the solid anode 7 and the cathode 8 of the capacitor.
  • Radiopaque material plates 10 secured to the edges of the solid anode 7 and the cathode 8 together with the dielectric means 9 form a diaphragm which ensures the required tripping in the scanning direction.
  • An additional body 11 located between the solid anode 7 and the cathode 8 at the end of the radiation path fixes the space therebetween.
  • a read-out, data processing and output electronics 12 is partially disposed within and partially outside the detector housing 6.
  • the system works in the following way.
  • the ionization radiation of the source 1 passes through the collimator 2, taking the form of a flat radiation beam 3, and passes after passing through the object to be examined 5 to the detector 4 in the condenser space between the electrodes 7, 8 of the planar capacitor, the is under high voltage and ionizing the housing 6 filling gas to form electrons and ions.
  • the charges travel to the solid anode 7 and cathode 8, charging the capacitors connected to the strips of the cathode 8.
  • the charge accumulated on each strip is measured by the read, data processing and output electronics 12.
  • the X-ray image is then generated by scanning the detector together with the radiation source 1 along the object 5 to be examined.
  • the invention can be used in many fields of science, business and medicine.
  • a large dynamic range of the gas detector allows the system to be used to detect the internal structure of various materials, products and devices in the industry.
  • the device can be used in repeated, preventive X-ray examinations on both the patient and the healthy person.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine abtastende, röntgenografische Anlage, die eine lonisierungsstrahlungsquelle, einen Kollimator in Form eines länglichen Spalts zur Erzeugung eines flachen Strahlungsgangs und ein Registrierungsgerät des Strahlungsbündels, das durch das zu untersuchende Objekt hindurchgeht, mit einer Ablese-, Datenverarbeitungs- und Ausgabeelektronik und mindestens einen Detektor der ionisierenden Teilchen umfasst. Im Detektorgehäuse, in das die durch das zu untersuchende Objekt hindurchgehende Strahlung gelangt, ist ein ebener Kondensator mit einer Vollanode und einer in Streifen unterteilten Kathode angeordnet. Die Streifenlänge ist so ausgelegt, dass eine vollständige Absorption der lonisierungsstrahlung im Gas gewährleistet ist. An jedem Streifen ist ein Speicherkondensator angeschlossen, dessen Ladung von der Elektronik abgelesen wird. Im Detektor sind ein dielektrisches Mittel und ein zusätzlicher Körper am Eingang der Strahlung bzw. am Ende des Strahlungspfads vorgesehen, wodurch die Verluste der Ionisierungsstrahlung vermindert werden, die erforderliche Auflösung in Abtastrichtung gewährleistet wird und Anforderungen an das zulässige Vibrationsniveau und der Justierung einzelner Teile der abtastenden Anlage vermindert werden.

Figure imgaf001
The invention relates to a scanning radiographic equipment comprising an ionizing radiation source, a collimator in the form of an elongated gap for generating a flat radiation path and a registration device of the radiation beam, which passes through the object to be examined, with a read-out, data processing and output electronics and at least comprises a detector of the ionizing particles. In the detector housing, into which the radiation passing through the object to be examined passes, a planar capacitor with a solid anode and a cathode divided into strips is arranged. The strip length is designed so that complete absorption of the ionizing radiation in the gas is ensured. Each strip is connected to a storage capacitor whose charge is read by the electronics. In the detector, a dielectric means and an additional body at the entrance of the radiation or at the end of the radiation path are provided, whereby the losses of the ionizing radiation are reduced, the required resolution in the scanning direction is ensured and requirements for the permissible vibration level and the adjustment of individual parts of the scanning Plant be reduced.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung gehört zum Bereich der Registrierung von Röntgenstrahlung und kann sowohl in der medizinischen Röntgenografie als auch zur körperlichen Durchsuchung aus Sicherheitsgründen zwecks Erkennung von gefährlichen und im bzw. auf dem Körper bzw. in der Kleidung versteckten Gegenständen oder Stoffen eingesetzt werden.The invention belongs to the field of registration of X-rays and can be used both in medical radiography and for physical search for security purposes for the purpose of detecting dangerous and hidden in or on the body or in clothing items or fabrics.

Zur Zeit finden in der Röntgendiagnostik digitale, röntgenografische Systeme eine breite Anwendung, in denen das zu untersuchende Objekt abgetastet wird und die eine Aufnahme unter niedriger Strahlungsdosis für den Patienten liefern. Zur Registrierung der Strahlung werden in diesen Anlagen proportionale Vieldrahtkammem (MWPC) und später entwickelte Szintillationsdetektoren eingesetzt. (S. E. Baru et al., SU-Urheberzeugniss Nr. 1505214, IPC G 01 T 5/12, 1987; S. E. Baru et al., SU-Urheberzeugniss Nr. 1615651, IPC G 01 T 5/12, 1987; E. A. Babichev et al., "Nucl. Instr. and Meth.", A 323, 1992, 49; S. E. Baru et al., "Nucl. Instr. and Meth.", in Phys.At present, in X-ray diagnostics, digital x-ray systems are widely used in which the object to be examined is scanned and which provide a low dose of radiation to the patient. In order to register the radiation, proportional multiwire combs (MWPC) and later developed scintillation detectors are used in these plants. (See Baru et al., SU Applicant's Bulletin No. 1505214, IPC G 01 T 5/12, 1987; SE Baru et al., SU Applicant's Certificate No. 1615651, IPC G 01 T 5/12, 1987; EA Babichev et al., "Nucl. Instr. and Meth.", A 323, 1992, 49; SE Baru et al., "Nucl. Instr. and Meth.", Phys.

Res., A 392, 1997, 12; und später entwickelte Szintillationsdetektoren von S. N. Selesnev et al., "Automessung", 1996, Nr. 6, S. 80).Res., A 392, 1997, 12; and later developed scintillation detectors by S.N. Selesnev et al., Automessung, 1996, No. 6, p. 80).

Die mit dem Aufbau und dem Funktionsprinzip der Kammern verbundenen Besonderheiten aber beschränken die Möglichkeiten dieses Detektors wegen nicht zufriedenstellender Auflösung.However, the peculiarities associated with the structure and operating principle of the chambers restrict the possibilities of this detector for unsatisfactory resolution.

Die Auflösung der Szintillationsdetektoren überschreitet auch 1-2 Linienpaare pro mm nicht. In den Detektoren mit lichtisolierten Kanälen ist die maximale Kanalbreite 1 mm (Szintillationselektronische Strahlungsdetektoren sind Hartkörperdetektoren neuer Generation, Zustand, EntvOcklungsaussichten, industrielle Anwendung, s.V. D. Ryzhikov et al., Preprint. Chartcov, Wissenschaftlich technischer Konzem "Institut Monokristallov"/ Institut für Monokristalle, 1996], und in den Detektoren mit nicht lichtisolierten Kanälen, und zwar solchen Detektoren, die in der Schrift Automessung von S. N. Selesnev et al., 1996, Nr. 6, S. 80, eingesetzt wurden, ist die räumliche Auflösung durch die Lichtbindung von benachbarten Kanälen beschränkt und beträgt 1,3 Linienpaare pro mm. Eine Verringerung der Szintillatorbreite zur Verbesserung der Auflösung führt zu einer Verschlechterung der Qualität des Detektors wegen der Wirksamkeitsverminderung der Fotonenregistrierung.The resolution of scintillation detectors does not exceed 1-2 line pairs per mm. In detectors with light-isolated channels, the maximum channel width is 1 mm (scintillation electronic radiation detectors are new generation hard-body detectors, state, development prospects, industrial application, sv D. Ryzhikov et al., Preprint., Chartcov, Scientific Technological Group "Monokristallov Institute" / Institute of Monocrystals , 1996], and in detectors with non-light isolated channels, such detectors as used in the paper Automated by SN Selesnev et al., 1996, No. 6, p. 80, is the spatial resolution due to light binding It is 1.3 line pairs per mm, and a reduction in the scintillator width to improve the resolution results in a deterioration in the quality of the detector due to the efficiency reduction of the photon registration.

Durch das Patent EP 0 597 725, IPC G01V, 5/00, 12.11.93, ist eine abtastende Anlage bekannt, in der ein Szintillationsdetektor eingesetzt wird. Die gelieferte, optische Abbildung wird verstärkt und danach in eine digitale Form umgewandelt. Eine weitere Verarbeitung der digitalen Abbildung erlaubt, eine Abbildung des ganzen Körpers zu erhalten. Die Auflösung dieser Anlage ist niedrig.The patent EP 0 597 725, IPC G01V, 5/00, 12.11.93, a scanning system is known in which a scintillation detector is used. The delivered optical image is amplified and then converted into a digital form. Further processing of the digital picture allows to obtain a whole body picture. The resolution of this system is low.

Hinsichtlich der technischen Merkmale steht die im Patent US 5 959 302, IPC G01T, 1/185, 27.05.97, beschriebene, radiografische Vorrichtung hoher Auflösung der Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung am nächsten.In terms of technical features, the high-resolution radiographic apparatus described in US Pat. No. 5,959,302, IPC G01T, 1/185, 27.05.97, is closest to the plant according to the present invention.

Diese Anlage umfasst eine lonisierungsstrahlungsquelle, deren Strahlung auseinanderläuft, einen Kollimator in Form eines länglichen Spalts, wobei der Kollimator ein flaches Strahlungsbündel liefert, ein Registrierungsgerät des flachen Strahlungsbündels, wobei die Strahlung durch das zu untersuchende Objekt hindurchgeht, und eine Ableseelektronik. Das Registrierungsgerät enthält mindestens einen Detektor der lonisierungsteilchen, der eine Gaskammer mit einem Fenster zum seitlichen und vorderen Strahlungseingang und drei flache Elektroden aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Im Raum zwischen der ersten Elektrode und zweiten Elektrode wird die Strahlung in Elektronen umgewandelt, und im Raum zwischen der zweiten und dritten Elektrode erfolgt eine Verstärkung durch Multiplikation dieser Elektronen.This plant comprises an ionizing radiation source whose radiation diverge, a collimator in the form of an elongated gap, wherein the collimator a flat radiation beam supplies, a registration device of the flat radiation beam, wherein the radiation passes through the object to be examined, and a read-out electronics. The registration device includes at least one ionization particle detector having a gas chamber with a side and front radiation input window and three flat electrodes arranged in parallel with each other. In the space between the first electrode and the second electrode, the radiation is converted into electrons, and amplification is achieved in the space between the second and third electrodes by multiplication of these electrons.

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist das Drei-Elektroden-System, in dem die zweite Elektrode durchsichtig sein soll, damit die im Umwandlungsraum entstandenen Elektronen in den Multiplikationsraum gelangen. Eine solche Elektrode wird meistens aus Drähten hergestellt, die beim Abtasten vibrieren, wodurch die Arbeit des Detektors wesentlich verschlechtert wird.The disadvantage of this device is the three-electrode system in which the second electrode should be transparent, so that the electrons produced in the conversion space reach the multiplication space. Such an electrode is mostly made of wires that vibrate when scanned, thereby significantly degrading the work of the detector.

Die Gasverstärkung beschränkt außerdem die Schnellwirkung des Detektors wegen des Einflusses der Raumladung und lässt die Füllung des Detektors mit Gas unter einem Druck von über 106Pa (10at) nicht zu, wodurch die räumliche Auflösung beschränkt wird. Ein weiterer Nachteil, der mit dem Einsatz der Gasverstärkung verbunden ist, ist die Anforderung an die Reinheit des Gasgemisches, das öfter ausgewechselt werden muss.The gas amplification also limits the quick action of the detector due to the influence of the space charge and allows the filling of the detector with gas under a pressure of about 10 6 Pa (10at) not to, be limited so that the spatial resolution. Another disadvantage associated with the use of gas boosting is the requirement for the purity of the gas mixture, which must be replaced more often.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer röntgenografischen Anlage mit Hochauflösung, wirksamerer Registrierung von lonisierungsquanten, die ein größeres Ladungsvermögen sicherstellt, und mit einfacherem und damit sichererem Aufbau.The object of the invention is the development of a high-resolution X-ray system, more efficient registration of ionization quanta, which ensures a greater charge capacity, and with a simpler and thus safer structure.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der bekannten, abtastenden, röntgenografischen Anlage eine lonisierungsstrahlungsquelle, ein Kollimator in Form eines länglichen Spalts, der zur Erzeugung eines flachen Strahlungsbündels bestimmt ist, und ein Registrierungsgerät des Strahlungsbündels, wobei die Strahlung durch das zu untersuchende Objekt hindurchgeht, einschließlich einer Ablese-, Datenverarbeitung- und Ausgabeelektronik und mindestens eines Detektors der ionisierenden Teilchen vorgesehen sind, der ein dichtes, mit Gas gefülltes Gehäuse aufweist, das aus strahlungsdurchlässigem Material mindestens an der Ein- und Ausgangsstelle der lonisierungsstrahlung besteht und in dem ein ebener Kondensator parallel zur Fläche des Strahlungsgangs mit einer auf beiden Kondensatorseiten liegenden Vollanode und Kathode angeordnet ist; die Kathode ist in Streifen unterteilt, die fächerartig angeordnet sind und auf einen Punkt ausgerichtet sind, der der Brennpunkt der Röntgenstrahlungsquelle ist; die Streifenlänge der Kathode ist so ausgelegt, dass eine vollständige Wechselwirkung der lonisierungsstrahlung gewährleistet ist, wobei jeder Streifen mit einem einzelnen Speicherkondensator verbunden ist, dessen Ladung durch die Elektronik abgelesen wird.This object is achieved in that in the known, scanning, radiographic system an ionizing radiation source, a collimator in the form of an elongated gap, which is intended to generate a flat radiation beam, and a registration device of the radiation beam, wherein the radiation through the subject to be examined, including readout, data processing and output electronics and at least one detector of ionizing particles are provided, which has a dense, gas-filled housing, which consists of radiation-transparent material at least at the entry and exit point of the ionizing radiation and in a planar capacitor is arranged parallel to the surface of the radiation path with a lying on both sides of the capacitor full anode and cathode; the cathode is divided into strips which are fan-shaped and aligned to a point which is the focal point of the X-ray source; the stripe length of the cathode is designed to ensure complete interaction of the ionization radiation, each stripe being connected to a single storage capacitor whose charge is read by the electronics.

Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Registrierung kann der Raum zwischen der Gehäusewand an der Eingangsstelle der Strahlung und dem ebenen Kondensator mit einem dielektrischen Mittel gefüllt werden, das eine niedrigere ionisierungsstrahlungsabsorption im Vergleich zum Gas aufweist.To increase the efficiency of the registration, the space between the housing wall at the entrance of the radiation and the planar capacitor may be filled with a dielectric medium having a lower ionization radiation absorption compared to the gas.

Das dielektrische Mittel kann teilweise zwischen der Anode und der Kathode des flachen Kondensators angeordnet werden.The dielectric means may be partially disposed between the anode and the cathode of the flat capacitor.

Zur Sicherstellung der vorgegebenen Auflösung in Abtastrichtung sind die Vollanode und die Kathode des ebenen Kondensators an den vorderen Kanten in der Richtung des Strahlungsbündels mit Platten aus die lonisierungsstrahlung absorbierendem Material ausgestattet, die zusammen mit dem dazwischenliegenden, dielektrischen Mittel eine Membran bilden.To ensure the given resolution in the scanning direction, the solid anode and the cathode of the planar capacitor are provided at the leading edges in the direction of the radiation beam with plates of ionizing radiation absorbing material which together with the intervening dielectric means form a diaphragm.

Zwischen der Anode und der Kathode am Ende des Strahlungspfads kann ein zusätzlicher Körper angeordnet werden, der zur Fixierung des Raums dazwischen bestimmt ist.Between the anode and the cathode at the end of the radiation path, an additional body can be arranged, which is intended to fix the space between them.

Die Einführung der mit Kathodenstreifen verbundenen Kondensatoren bedingt eine Arbeitsweise mit Kumulation der Ladung (Integralbetrieb) im Unterschied zu der Zählung einzelner lonisierungsstrahlungsquanten, die in der Vorrichtung nach dem Patent US 595302, IPC G01T, 1/185, 27.05.97, realisiert wird.The introduction of capacitors connected to cathode strips implies a charge cumulative operation (integral operation) as opposed to the count of individual ionization radiation quanta realized in the device of US Pat. No. 5,952,002, IPC G01T, 1/185, 27/05/97.

Die Einführung eines dielektrischen Mittels im Raum zwischen der Gehäusewand an der Eingangsstelle der Strahlung und dem flachen Kondensator verringert die Verluste der lonisierungsstrahlung und steigert somit die Wirksamkeit der Registrierung.The introduction of a dielectric means in the space between the housing wall at the point of entry of the radiation and the flat capacitor reduces the losses of the ionizing radiation and thus increases the efficiency of the registration.

Die Membran, die mittels Platten aus die lonisierungsstrahlung absorbierendem Material gebildet wird, und das dielektrische Mittel geben die benötigte Auflösung in Abtastrichtung vor und vermindern die Anforderungen an das zulässige Vibrationsniveau und an die Justierung einzelner Teile der abtastenden Anlage.The membrane formed by plates of the ionizing radiation absorbing material and the dielectric agent provide the required resolution in the scanning direction and reduce the demands on the allowable vibration level and on the adjustment of individual parts of the scanning system.

Die Beschreibung der Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine allgemeine Ansicht einer Anlage gemäß der Erfindung und
Fig. 2
einen Querschnitt durch einen Detektor der lonisierungsstrahlung, die durch das zu untersuchende Objekt hindurchgegangen ist.
The description of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:
Fig. 1
a general view of a plant according to the invention and
Fig. 2
a cross section through a detector of the ionizing radiation, which has passed through the object to be examined.

Die Anlage umfasst eine lonisierungsstrahlungsquelle 1, die vorzugsweise eine Röntgenquelle ist, einen Kollimator 2, ausgeführt in Form einer Blende mit einem länglichen Spalt zur Erzeugung eines flachen Strahlungsbündels 3, einen durch ein zu untersuchendes Objekt 5 hindurchgehenden Strahlungsdetektor 4, der ein dichtes Gehäuse 6 aufweist und mit Gas unter einem Druck von 20-49 at gefüllt sowie aus für die lonisierungsstrahlung durchlässigem Material mindestens an der Eingangsstelle der Strahlung besteht, wobei sich im Strahlungsdetektor 4 ein flacher Kondensator mit einer Vollanode 7 und einer in Streifen unterteilten Kathode 8 befindet. Die Vollanode 7 und die Kathode 8 werden auf gegenüberliegenden Seiten des flachen Strahlungsbündels angeordnet, der parallel zu dem zu untersuchenden Objekt läuft.The system comprises an ionization radiation source 1, which is preferably an X-ray source, a collimator 2, designed in the form of a diaphragm with an oblong gap for producing a flat radiation beam 3, a radiation detector 4 passing through an object 5 to be examined, which has a sealed housing 6 and filled with gas under a pressure of 20-49 at and at least at the input point of the radiation for the ionizing radiation permeable material, wherein in the radiation detector 4, a flat capacitor with a solid anode 7 and a divided into strips cathode 8 is. The solid anode 7 and the cathode 8 are arranged on opposite sides of the flat radiation beam, which runs parallel to the object to be examined.

Um eine Parallaxe zu beseitigen, sind die Streifen fächerförmig angeordnet und auf einen Punkt ausgerichtet, der der Brennpunkt der lonisierungsstrahlung ist. Die Länge der Streifen ist so ausgelegt, dass die lonisierungsstrahlung mit dem Gas im Raum zwischen der Vollanode 7 und der Kathode 8 zu fast 100 % zusammenwirken kann. Ein dielektrisches Mittel 9 ist zwischen der Gehäusewand 6 an der Eingangsstelle der Strahlung und dem ebenen Kondensator angeordnet und ragt teilweise in den Raum zwischen der Vollanode 7 und der Kathode 8 des Kondensators hinein. Platten 10 aus strahlungsundurchlässigem Material, die an den Kanten der Vollanode 7 und der Kathode 8 befestigt sind, bilden zusammen mit dem dielektrischen Mittel 9 eine Membran, die die erforderliche Auslösung in Abtastrichtung gewährleistet. Ein zusätzlicher Körper 11, der zwischen der Vollanode 7 und der Kathode 8 am Ende des Strahlungspfads liegt, fixiert den Raum dazwischen. Eine Ablese-, Datenbearbeitungs- und Ausgabeelektronik 12 ist teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Detektorgehäuses 6 angeordnet.To eliminate parallax, the strips are fan-shaped and aligned to a point which is the focal point of the ionizing radiation. The length of the strips is designed so that the ionizing radiation can interact with the gas in the space between the solid anode 7 and the cathode 8 to almost 100%. A dielectric means 9 is disposed between the housing wall 6 at the entrance of the radiation and the planar capacitor and projects partially into the space between the solid anode 7 and the cathode 8 of the capacitor. Radiopaque material plates 10 secured to the edges of the solid anode 7 and the cathode 8 together with the dielectric means 9 form a diaphragm which ensures the required tripping in the scanning direction. An additional body 11 located between the solid anode 7 and the cathode 8 at the end of the radiation path fixes the space therebetween. A read-out, data processing and output electronics 12 is partially disposed within and partially outside the detector housing 6.

Die Anlage arbeitet in folgender Weise. Die lonisierungsstrahlung der Quelle 1 geht durch den Kollimator 2 hindurch, wobei sie die Form eines flachen Strahlungsbündels 3 annimmt, und gelangt nach dem Durchgang durch das zu untersuchende Objekt 5 zum Detektor 4 in den Kondensatorraum zwischen den Elektroden 7, 8 des ebenen Kondensators, der unter Hochspannung steht und der das Gehäuse 6 füllende Gas unter Bildung von Elektronen und Ionen ionisiert. Unter Wirkung des elektrischen Felds wandern die Ladungen zur Vollanode 7 und Kathode 8, wobei sie die an die Streifen der Kathode 8 angeschlossenen Kondensatoren laden. Die an jedem Streifen kumulierte Ladung wird von der Ablese-, Datenverarbeitungs- und Ausgabeelektronik 12 gemessen. Die Röntgenabbildung wird dann durch Abtasten des Detektors zusammen mit der Strahlungsquelle 1 entlang des zu untersuchenden Objekts 5 erzeugt.The system works in the following way. The ionization radiation of the source 1 passes through the collimator 2, taking the form of a flat radiation beam 3, and passes after passing through the object to be examined 5 to the detector 4 in the condenser space between the electrodes 7, 8 of the planar capacitor, the is under high voltage and ionizing the housing 6 filling gas to form electrons and ions. Under the action of the electric field, the charges travel to the solid anode 7 and cathode 8, charging the capacitors connected to the strips of the cathode 8. The charge accumulated on each strip is measured by the read, data processing and output electronics 12. The X-ray image is then generated by scanning the detector together with the radiation source 1 along the object 5 to be examined.

Die Erfindung kann in vielen Wissenschaftsbereichen, in der Wirtschaft und Medizin eingesetzt werden.The invention can be used in many fields of science, business and medicine.

Eine große dynamische Bandbreite des Gasdetektors erlaubt, die Anlage zur Erkennung der inneren Struktur von unterschiedlichen Stoffen, Erzeugnissen und Vorrichtungen in der Industrie anzuwenden.A large dynamic range of the gas detector allows the system to be used to detect the internal structure of various materials, products and devices in the industry.

Wegen der kleineren Strahlungsdosis kann die Anlage bei wiederholten, vorbeugenden Röntgenstrahlungsuntersuchungen sowohl am Patienten als auch am gesunden Menschen eingesetzt werden. Es besteht kein Hindernis in der Anwendung der Anlage bei einer persönlichen Durchsuchung, beispielsweise von Fluggästen, aus Sicherheitsgründen zwecks Erkennung von gefährlichen und im bzw. auf dem Körper bzw. in der Kleidung versteckten Gegenständen oder Stoffen.Because of the smaller radiation dose, the device can be used in repeated, preventive X-ray examinations on both the patient and the healthy person. There is no obstacle to the use of the system in a personal search, for example by passengers, for security purposes to detect dangerous objects and substances hidden in or on the body or clothing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
lonisierungsstrahlungsquellelonisierungsstrahlungsquelle
22
Kollimatorcollimator
33
flaches Strahlungsbündel der Ionisierungsstrahlungflat radiation beam of the ionizing radiation
44
Detektor der lonisierungsstrahlungDetector of ionization radiation
55
zu untersuchendes Objektobject to be examined
66
Detektorgehäusedetector housing
77
Vollanodefull anode
88th
Kathode aus StreifenCathode of stripes
99
dielektrisches Mitteldielectric agent
1010
Platten zwischen den ElektrodenPlates between the electrodes
1111
zusätzlicher Körperadditional body
1212
Ablese-, Datenverarbeitungs- und AusgabeelektronikRead-out, data processing and output electronics

Claims (5)

Abtastende, röntgeriografische Anlage, die eine lonisierungsstrahlungsquelle (1), einen Kollimator (2) in Form eines länglichen Spalts, der zur Erzeugung eines flachen Strahlungsbündels (3) bestimmt ist, ein Registrierungsgerät (4) des Strahlungsbundels (3), das durch ein zu untersuchendes Objekt (5) hindurchgeht, eine Ablese-, Datenverarbeitungs- und Ausgabeelektronik (12) und mindestens einen Detektor (4) für die ionisierenden Teilchen umfasst, der ein dichtes, mit Gas gefülltes Gehäuse (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektorgehäuse (6) aus für die lonisierungsstrahlung durchlässigem Material mindestens an der Eingangsstelle der Ionisierungsstrahlung besteht und dass ein ebener Kondensator mit auf dessen beiden Seiten und parallel zum Strahlungsgang liegender Vollanode (7) und einer in Streifen unterteilter Kathode (8) angeordnet ist, diese Streifen fächerartig angeordnet und auf einen Punkt ausgerichtet sind, der der Brennpunkt der Ionisierungsstrahlungsquelle (1) ist, die Streifenlänge der Kathode (8) so ausgelegt ist, dass eine vollständige Absorption der Ionisierungsstrahlung im Gas gewährleistet ist, und jeder Streifen mit einem einzelnen Speicherkondensator verbunden ist, dessen Ladung durch die Elektronik (12) abgelesen wird.Scanning radiographic equipment comprising an ionizing radiation source (1), a collimator (2) in the form of an oblong slit intended to produce a flat radiation beam (3), a registration device (4) of the radiation beam (3) passing through a examining object (5) comprising read-out, data-processing and output electronics (12) and at least one ionizing particle detector (4) having a sealed gas-filled housing (6),
characterized,
is that the detector housing (6) of permeable for the ionizing radiation material at least at the point of entry of the ionizing radiation and that a planar capacitor having on both sides thereof and lying parallel to the radiation path full anode (7) and a part divided into strips cathode is disposed (8), these strips are fan-shaped and aligned to a point that is the focal point of the ionizing radiation source (1), the stripe length of the cathode (8) is designed to ensure complete absorption of the ionizing radiation in the gas, and each stripe having a single storage capacitor whose charge is read by the electronics (12). Abtastende, röntgenografische Anlage, die eine lonisierungsstrahlungsquelle (1), einen Kollimator (2) in Form eines länglichen Spalts, der zur Erzeugung eines flachen Strahlungsgangs bestimmt ist, ein Registrierungsgerät (12) des Strahlungsbündels, das durch ein zu untersuchendes Objekt (5) hindurchgeht, eine Ablese-, Datenverarbeitungs- und Ausgabeelektronik (12) und mindestens einen Detektor (4) für die ionisierenden Teilchen umfasst, der ein dichtes, mit Gas gefülltes Gehäuse (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (6) aus für die lonisierungsstrahlung durchlässigem Material mindestens an der Eingangsstelle der lonisierungsstrahlung besteht und dass ein ebener Kondensator mit auf dessen beiden Seiten und parallel zum Strahlungsgang liegender Vollanode (7) und in Streifen unterteilter Kathode (8) angeordnet ist, diese Streifen fächerartig angeordnet und auf einen Punkt ausgerichtet sind, der der Brennpunkt der Ionenstrahlungsquelle (1) ist, die Streifenfänge der Kathode (8) so ausgelegt ist, dass eine vollständige Absorption der lonisierungsstrahlung im Gas gewährleistet ist, jeder Streifen mit einem einzelnen Speicherkondensator verbunden ist, dessen Ladung durch die Elektronik (12) abgelesen wird, und der Raum zwischen der Gehäusewand (6) an der Eingangsstelle der Strahlung und dem ebenen Kondensator mit einem dielektrischen Mittel (9) aus einem Material gefüllt ist, das ein niedrigeres Absorptionsvermögen als das des Gases aufweist.Scanning radiographic equipment comprising an ionizing radiation source (1), a collimator (2) in the form of an oblong slit intended to produce a flat radiation path, a registration device (12) of the radiation beam passing through an object (5) to be examined comprising read-out, data processing and output electronics (12) and at least one ionizing particle detector (4) having a sealed gas-filled housing (6),
characterized,
that the housing (6) consists of at least transparent to the ionizing radiation at the material input point of the ionizing radiation and that a planar capacitor having on both sides thereof and parallel to the radiation path arranged full anode (7) and arranged in strips cathode (8), these strips are arranged like a fan and aligned to a point which is the focal point of the ion radiation source (1), the stripe of the cathode (8) is designed so that a ensures complete absorption of ionization radiation in the gas, each strip is connected to a single storage capacitor whose charge is read by the electronics (12), and the space between the housing wall (6) at the input point of the radiation and the planar capacitor with a dielectric Means (9) is filled from a material having a lower absorption capacity than that of the gas. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Mittel (9) teilweise im Spalt zwischen der Vollanode (7) und der Kathode (8) des flachen Kondensators angeordnet ist.Plant according to claim 2,
characterized in that the dielectric means (9) of the flat capacitor is partially disposed in the gap between the full anode (7) and the cathode (8). Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vollanode (7) und die Kathode (8) des ebenen Kondensators an den vorderen Kanten bezüglich der Strahlungsrichtung mit Platten (10) aus die lonisierungsstrahlung absorbierendem Material bestehen, die zusammen mit dem dazwischen liegenden, dielektrischen Mittel (9) eine Eingangsmembran bilden, die die vorgegebene Kanalgröße in Abtastrichtung gewährleistet.Plant according to claim 2,
characterized in that the solid anode (7) and the cathode (8) of the planar capacitor at the front edges with respect to the radiation direction with plates (10) of the ionizing radiation absorbing material, which together with the interposed dielectric means (9) a Form input membrane, which ensures the specified channel size in the scanning direction. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein zusätzlicher Körper (11) zwischen der Vollanode (7) und der Kathode (8) des ebenen Kondensators am Ende des Strahlungspfads angeordnet ist, wobei dieser Körper teilweise den Raum dazwischen fixiert.Plant according to claim 1 or 2,
characterized,
in that an additional body (11) is arranged between the solid anode (7) and the cathode (8) of the planar capacitor at the end of the radiation path, this body partially fixing the space therebetween.
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