RU2268762C2 - Ionization x-ray electron-beam detector - Google Patents

Ionization x-ray electron-beam detector Download PDF

Info

Publication number
RU2268762C2
RU2268762C2 RU2004109169/14A RU2004109169A RU2268762C2 RU 2268762 C2 RU2268762 C2 RU 2268762C2 RU 2004109169/14 A RU2004109169/14 A RU 2004109169/14A RU 2004109169 A RU2004109169 A RU 2004109169A RU 2268762 C2 RU2268762 C2 RU 2268762C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ray
electrode
electron
ionization chamber
detector
Prior art date
Application number
RU2004109169/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004109169A (en
Inventor
Михаил Георгиевич Петрушанский (RU)
Михаил Георгиевич Петрушанский
Евгений Андреевич Корнев (RU)
Евгений Андреевич Корнев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет"
Priority to RU2004109169/14A priority Critical patent/RU2268762C2/en
Publication of RU2004109169A publication Critical patent/RU2004109169A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2268762C2 publication Critical patent/RU2268762C2/en

Links

Abstract

FIELD: medical equipment; X-ray diagnostics.
SUBSTANCE: device can be used in X-ray digital visualization systems. X-ray electron-beam detector has case, conversing member, collecting electrode, deflection system and electron searchlight. Conversing member has to be air-proof gas ionization chamber, which has drift electrode to be output window of the case. Electrodes of signal electrode system of air-proof ionization chamber are withdrawn onto surface of the chamber at the side of collecting electrode, deflection system and electron searchlight.
EFFECT: improved counting characteristics; higher quality of image; widened field of X-ray check.
1 dwg

Description

Предлагаемый ионизационный рентгеновский электронно-лучевой детектор предназначен для использования в рентгеновских цифровых визуализирующих системах, в частности, в рентгенографических устройствах для медицинской диагностики.The proposed ionization x-ray electron beam detector is intended for use in x-ray digital imaging systems, in particular, in x-ray devices for medical diagnostics.

Известны подобные детекторы, применяемые в рентгенографических установках для регистрации распределения плотности потока излучения на выходе объекта (см. Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. Кн.1./ Под общ. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1992. - С.159-160; патент 96108319 RU, МПК 6 H 01 J 31/58, опубликованный 10.27.98 г.). Эти детекторы содержат корпус с входным окном, отклоняющую систему, преобразующий элемент (фотопроводящая мишень или микроканальная пластина), расположенный параллельно плоскости входного окна, электронный прожектор, расположенный в вакуумной среде со стороны преобразующего элемента, не обращенной к входному окну. Пучок рентгеновского излучения через входное окно попадает на преобразующий элемент и взаимодействует с ним. Полученный в результате взаимодействия потенциальный рельеф считывается сканирующим электронным лучом, сформированным электронным прожектором.Known similar detectors used in x-ray installations for recording the distribution of the radiation flux density at the output of an object (see. X-ray technology: Handbook. In 2 books. Book 1. / Under the general editorship of V.V. Klyuev. - M .: Engineering, 1992. - P.159-160; patent 96108319 RU, IPC 6 H 01 J 31/58, published 10.27.98). These detectors contain a housing with an inlet window, a deflecting system, a converting element (photoconductive target or microchannel plate) located parallel to the plane of the inlet window, an electronic spotlight located in a vacuum environment from the side of the converting element not facing the inlet window. The x-ray beam through the input window enters the converting element and interacts with it. The potential relief obtained as a result of the interaction is read by a scanning electron beam formed by an electronic searchlight.

Этим детекторам присущи малое поле рентгеновского контроля, которое равно полю преобразующего элемента, значительная инерционность и малая эффективность регистрации рентгеновского излучения, обусловленные свойствами преобразующего элемента.These detectors are characterized by a small x-ray control field, which is equal to the field of the converting element, significant inertia and low efficiency of registration of x-ray radiation, due to the properties of the converting element.

Наиболее близким по технической сущности является детектор, описанный в патенте 96108319 RU, МПК 6 H 01 J 31/58, опубликованном 10.27.98 г. Этот детектор содержит корпус, отклоняющую систему, преобразующий элемент, расположенный параллельно плоскости входного окна детектора, коллекторный электрод и электронный прожектор, расположенные в вакуумной среде со стороны преобразующего элемента, не обращенной к входному окну. Преобразующий элемент представляет собой микроканальную пластину, которая выполняет одновременно и функцию усилительного элемента. Пучок рентгеновского излучения через входное окно попадает на преобразующий элемент и взаимодействует с ним. Полученный в результате взаимодействия на поверхности преобразующего элемента со стороны электронного прожектора потенциальный рельеф считывается сканирующим электронным лучом, сформированным электронным прожектором.The closest in technical essence is the detector described in patent 96108319 RU, IPC 6 H 01 J 31/58, published 10.27.98, This detector contains a housing deflecting system, a converting element located parallel to the plane of the input window of the detector, a collector electrode and electronic searchlight located in a vacuum environment from the side of the converting element, not facing the input window. The converting element is a microchannel plate, which simultaneously performs the function of an amplifying element. The x-ray beam through the input window enters the converting element and interacts with it. The potential relief obtained as a result of interaction on the surface of the converting element from the side of the electronic searchlight is read by a scanning electron beam formed by the electronic searchlight.

Использование в качестве преобразующего элемента микроканальной пластины усложняет конструкцию и технологию изготовления детектора. Значительная инерционность микроканальных пластин не позволяет увеличить скорость счета событий, а технологические ограничения на увеличение площади и толщины микроканальных пластин не позволяют увеличить поле рентгеновского контроля и эффективность регистрации рентгеновского излучения.The use of a microchannel plate as a transforming element complicates the design and manufacturing technology of the detector. The significant inertia of the microchannel plates does not allow an increase in the event counting rate, and the technological limitations on increasing the area and thickness of the microchannel plates do not allow an increase in the X-ray control field and the efficiency of X-ray detection.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение скорости счета событий, поля рентгеновского контроля и эффективности регистрации рентгеновского излучения. Кроме того, упрощается конструкция детектора и уменьшаются технологические трудности при его изготовлении.The technical result of the present invention is to increase the speed of counting events, the field of x-ray control and the efficiency of registration of x-ray radiation. In addition, the design of the detector is simplified and technological difficulties in its manufacture are reduced.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, достигается тем, что в известном рентгеновском детекторе, содержащем корпус, преобразующий элемент, коллекторный электрод, отклоняющую систему и электронный прожектор, преобразующий элемент представляет собой герметичную газовую ионизационную камеру, дрейфовый электрод которой является также входным окном корпуса, а электроды системы сигнальных электродов герметичной газовой ионизационной камеры выведены на ее поверхность со стороны расположенных в вакууме коллекторного кольцеобразного электрода, отклоняющей системы и электронного прожектора.The problem to which the claimed invention is directed is achieved by the fact that in a known x-ray detector comprising a housing, a conversion element, a collector electrode, a deflecting system and an electronic searchlight, the conversion element is a sealed gas ionization chamber, the drift electrode of which is also the input window of the housing and the electrodes of the system of signal electrodes of the sealed gas ionization chamber are brought to its surface from the side of the collector located in vacuum a ring-shaped electrode, the deflection system and the electron gun.

На чертеже изображен схематически общий вид ионизационного рентгеновского электронно-лучевого детектора.The drawing shows a schematic General view of an ionization x-ray electron beam detector.

Ионизационный рентгеновский электронно-лучевой детектор содержит коллекторный кольцеобразный электрод 1, электронный прожектор 2, отклоняющую систему 3, корпус 4, преобразующий элемент, представляющий собой герметичную газовую ионизационную камеру 5, содержащую дрейфовый электрод 6, являющийся также входным окном корпуса 4, и систему сигнальных электродов 7, электроды которой представляют собой сквозные изолированные друг от друга проводники, дискретно распределенные по поверхности и объему диэлектрической газонепроницаемой пластины, и выведены на поверхность герметичной газовой ионизационной камеры со стороны коллекторного кольцеобразного электрода 1 и электронного прожектора 2. Внутренний объем преобразующего элемента детектора заполнен газом, а в остальном объеме детектора поддерживается высокий вакуум. К дрейфовому электроду 6 приложен положительный потенциал относительно катода электронного прожектора 2, а к коллекторному кольцеобразному электроду 1 - отрицательный потенциал относительно катода электронного прожектора 2.The ionization x-ray electron-beam detector comprises a collector ring-shaped electrode 1, an electronic searchlight 2, a deflecting system 3, a housing 4, a conversion element, which is a sealed gas ionization chamber 5, containing a drift electrode 6, which is also an input window of the housing 4, and a signal electrode system 7, the electrodes of which are through conductors isolated from each other, discretely distributed over the surface and volume of the dielectric gas-tight plate, and brought to the surface of the sealed gas ionization chamber from the side of the collector ring-shaped electrode 1 and the electronic spotlight 2. The internal volume of the detector conversion element is filled with gas, and a high vacuum is maintained in the remaining volume of the detector. A positive potential is applied to the drift electrode 6 with respect to the cathode of the electronic spotlight 2, and a negative potential with respect to the cathode of the electronic spotlight 2 is applied to the collector ring-shaped electrode 1.

Устройство работает следующим образом. Гамма-кванты потока излучения, проходя через входное окно корпуса 4, являющееся также дрейфовым электродом 6 герметичной газовой ионизационной камеры 5, взаимодействуют с наполняющим ее газом. Образовавшиеся в результате взаимодействия электроны под действием электрического поля, создаваемого дрейфовым электродом 6, движутся к этому электроду, а ионы - к системе сигнальных электродов 7. При оседании ионов на электроды системы сигнальных электродов 7 частично компенсируется отрицательный поверхностный равномерно распределенный заряд, имевшийся на этих электродах после предварительного цикла сканирования их электронным лучом, и образуется зарядовый рельеф, соответствующий распределению интенсивности потока излучения от объекта наблюдения. При следующем сканировании электродов системы сигнальных электродов 7 электронным лучом последний будет восстанавливать исходный потенциал указанных электродов, в результате чего сигнал, снимаемый с коллекторного кольцеобразного электрода 1, будет содержать информацию об исходном рентгеновском изображении.The device operates as follows. Gamma-rays of the radiation flux, passing through the input window of the housing 4, which is also the drift electrode 6 of the sealed gas ionization chamber 5, interact with the gas filling it. The electrons formed as a result of the interaction under the influence of an electric field created by the drift electrode 6 move toward this electrode, and the ions move toward the signal electrode system 7. When ions are deposited on the electrodes of the signal electrode system 7, the negative surface uniformly distributed charge partially existing on these electrodes is partially compensated after a preliminary cycle of scanning them with an electron beam, a charge relief is formed corresponding to the distribution of the radiation flux intensity from EKTA observation. The next time you scan the electrodes of the signal electrode system 7 with an electron beam, the latter will restore the original potential of these electrodes, as a result of which the signal taken from the collector ring-shaped electrode 1 will contain information about the original x-ray image.

По крайней мере, ионизационный рентгеновский электронно-лучевой детектор может являться однокоординатным.At least, the ionization x-ray electron-beam detector can be single-axis.

Использование преобразующего элемента, представляющего собой герметичную газовую ионизационную камеру, вместо преобразующего элемента, представляющего собой микроканальную пластину, выгодно отличает предлагаемый детектор от указанного прототипа, так как это приводит к улучшению счетных характеристик детектора, увеличению поля рентгеновского контроля, повышению эффективности регистрации γ-квантов, что позволяет снизить дозу, получаемую объектом контроля. Кроме того, упрощается и удешевляется конструкция и технология производства детектора.The use of the conversion element, which is a sealed gas ionization chamber, instead of the conversion element, which is a microchannel plate, favorably distinguishes the proposed detector from the specified prototype, as this leads to an improvement in the counting characteristics of the detector, an increase in the field of x-ray control, and an increase in the detection efficiency of γ-quanta, which allows to reduce the dose received by the control object. In addition, the design and manufacturing technology of the detector is simplified and cheapened.

Claims (1)

Рентгеновский электронно-лучевой детектор, включающий корпус, преобразующий элемент, коллекторный электрод, отклоняющую систему и электронный прожектор, отличающийся тем, что преобразующий элемент представляет собой герметичную газовую ионизационную камеру, дрейфовый электрод которой является также входным окном корпуса, а электроды системы сигнальных электродов герметичной газовой ионизационной камеры выведены на ее поверхность со стороны коллекторного электрода, отклоняющей системы и электронного прожектора.X-ray electron beam detector, comprising a housing, a converting element, a collector electrode, a deflecting system, and an electronic searchlight, characterized in that the converting element is a sealed gas ionization chamber, the drift electrode of which is also the input window of the housing, and the electrodes of the signal electrode system are sealed gas the ionization chamber is brought to its surface from the side of the collector electrode, the deflecting system and the electronic searchlight.
RU2004109169/14A 2004-03-26 2004-03-26 Ionization x-ray electron-beam detector RU2268762C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109169/14A RU2268762C2 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Ionization x-ray electron-beam detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109169/14A RU2268762C2 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Ionization x-ray electron-beam detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004109169A RU2004109169A (en) 2005-09-27
RU2268762C2 true RU2268762C2 (en) 2006-01-27

Family

ID=35849782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109169/14A RU2268762C2 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Ionization x-ray electron-beam detector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2268762C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004109169A (en) 2005-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2309097C (en) A method and a device for planar beam radiography and a radiation detector
US7858937B2 (en) Mass spectrometer
EP1891656B1 (en) Particle detector for secondary ions and direct and or indirect secondary electrons
Peacock et al. Performance characteristics of a gas scintillation spectrometer for X-ray astronomy
US3889115A (en) Ion microanalyzer
US5801380A (en) Array detectors for simultaneous measurement of ions in mass spectrometry
CA2399007C (en) A method and a device for radiography and a radiation detector
WO1997028888A9 (en) Array detectors for simultaneous measurement of ions in mass spectrometry
AU2001242943A1 (en) A method and a device for radiography and a radiation detector
RU2268762C2 (en) Ionization x-ray electron-beam detector
JP6860369B2 (en) Proportional counter and neutron imaging system
CA3148020C (en) Focal plane detector
US7714299B2 (en) Particle detector
CN107703712B (en) Hard X-ray stripe camera and method for detecting hard X-ray energy section thereof
US4058721A (en) Gamma camera
RU2622397C2 (en) High-voltage hybrid photosensitive device for detecting low-intensity radiation
JPS61153934A (en) Variable focus x-ray tube
RU2210139C2 (en) Wireless microdot x-ray detector
RU2125320C1 (en) Method for converting x-rays to electric signal and cathode-ray tube which implements method
Tosswill Microchannel Plates In Low-Light-Level High-Speed Imaging Systems
RU2231860C2 (en) Gas-dust-shock-proof mass spectormeter
RU2324256C1 (en) Electronically sensitive array with charge transfer for electron-optical image converters
Goetze et al. Applied Research on TSEM Image Amplification Camera Tube
Sasov Sem-hosted soft x-ray microscope for live cell imaging
Camp et al. Improvements in or relating to radiation detectors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060327