SE518802C2 - Detektor och detekteringsmetod för joniserande strålning vilken detektor består av två sektioner med olika elektrod avstånd - Google Patents

Description

70 15 20 25 30 35 5 1 s s o 2 _2__ När man konstruerar en detektor för fotoner med lägre energier och använder röntgenbestrålning med ett energiintervall, som innefattar både lägre och högre energier, kommer elektroner med högre energi endast att absorberas i mindre omfattning i detektorn, beroende på detektorns relativt korta längd.

I vissa situationer är det emellertid önskvärt att även detektera högenergielektroner, då dessa kan bära information som skiljer sig från lågenergielektronernas.

Exempelvis inom radiografiområdet varierar absorptionskoefficienterna för ben resp vävnad helt olika med fotonenergin.

Uppfinningen i samandrag Det är således ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en detektor för detektering av joniserande strålning, som utnyttjar lavinförstärkning och som kan arbeta i ett bredare energispektrum, särskilt även vid högre energier, hos inkommande strålning än tidigare kända detektorer.

I detta hänseende är ett särskilt syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan detektor som sörjer för förbättrad spatialupplösning och särskilt för förbättrad energiupplösning. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en detektor för detektering av joniserande som är effektiv, snabb, tillförlitlig, strålning, noggrann, lätt att installera och använda samt billig.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en detektor för detektering av joniserande strålning, som är känslig och sålunda kan arbeta med mycket låga röntgenstrålsflöden. 70 15 20 25 30 35 518 soz - . u . . ~ ø q - n _3_ Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en detektor för detektering av joniserande strålning, som kan ges en längd i den inkommande strålningens riktning för att uppnå en önskad stoppförmåga som gör det möjligt att detektera en huvuddel av den inkommande strålningen. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en detektor för detektering av joniserande strålning, i vilken elektroner, som frigörs genom växelverkan mellan fotoner och gasatomer, kan tas ut i en riktning väsentligen vinkelrät mot den inkommande strålningen. Härigenom är det möjligt att erhålla särskilt hög spatialupplösning. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en detektor för detektering av joniserande strålning, som kan arbeta vid höga röntgenstrålsflöden utan prestandaförsämring och har lång livslängd. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en detektor för detektering av varje slags joniserande strålning inklusive elektromagnetisk strålning samt infallande partiklar inklusive elementarpartiklar.

Enligt en aspekt på föreliggande uppfinning uppnås dessa syften jämte andra med en detektor enligt patentkravet 1.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för användning i planstråleradiografi, tex spalt- eller svepradiografi, som innefattar åtminstone en detektor enligt den första aspekten på uppfinningen.

I detta hänseende är det ett speciellt syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en sådan anordning, som kan användas så att ett föremål, som skall avbildas, endast behöver bestrålas med en låg dos röntgenstrålsfotoner, under det att man erhåller en bild med hög kvalitet. 10 15 20 25 30 35 Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för användning i planstråleradiografi, i vilken en huvuddel av de på detektorn infallande röntgenstrålsfotonerna kan detekteras för ytterligare räkning eller integrering i syfte att erhålla ett värde för varje pixel på bilden.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för användning i planstråleradiografi, i vilken brus är kraftigt reducerat, som orsakas av strålning spridd av det undersökta föremålet. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för användning i planstråleradiografi, i vilken brus är reducerat, som orsakas av röntgenenergispektrumets spridning. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för användning i planstråleradiografi, som kan arbeta vid höga röntgenstrålsflöden utan prestandaförsämring och har lång livslängd.

Dessa och andra syften uppnås enligt en andra aspekt på uppfinningen genom en anordning enligt patentkravet 18.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för detektering av joniserande strålning, som utnyttjar lavinförstärkning och är effektiv i ett bredare energispektrum, särskilt även vid högre energier, hos inkommande strålning är tidigare kända metoder.

I detta hänseende är det särskilt ett syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan metod, som har både förbättrad spatialupplösning och förbättrad energiupplösning. 10 15 20 25 30 35 » a - . u: o | Q - . . n u . a .u Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en metod för detektering av joniserad strålning, tillförlitlig, lätt att utföra och som kan realiseras på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt. som är effektiv, snabb, exakt, Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för detektering av joniserande strålning, som är känslig och således kan arbeta med mycket låga röntgenstrålflöden. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för detektering av joniserande strålning, som detekterar en huvuddel av den inkommande strålningen.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en metod för detektering av joniserande i vilken elektroner, strålning, som frigörs genom växelverkan mellan fotoner och gasatomer, kan tas ut i en riktning, som är väsentligen vinkelrät mot den infallande strålningen. Härigenom är det möjligt att uppnå särskilt hög spatialupplösning. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för detektering av joniserande strålning, som kan utföras med användning av höga röntgenstrålflöden.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för detektering av varje slags joniserande strålning inklusive elektromagnetisk strålning samt infallande partiklar inklusive elementarpartiklar.

Enligt en tredje aspekt på föreliggande uppfinning uppnås dessa och andra syften genom en metod enligt kravet 22.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med uppfinningen framgår av den detaljerade beskrivningen nedan av föredragna utföringsformer av uppfinningen, som visas i ritningarna. 10 15 20 25 30 35 518 802 é Kortfattad beskrivning av ritningarna Denna uppfinning förstàr man bättre genom den detaljerade beskrivningen nedan av utföringsformer av uppfinningen och med hjälp av ritningsfigurerna l-7, som endast är àskàdliggörande och inte begränsande för uppfinningen.

Fig l visar schematiskt i en helhetsvy en anordning för planstràleradiografi enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig 2 är ett diagram som visar den medelfria våglängden för röntgenstràlar beroende pà absorption i argon, krypton resp xenon som funktion av röntgenstràlarnas energi vid normaltemperatur och normaltryck (STP).

Fig 3 är ett diagram som visar det praktiska intervallet för växelverkan hos elektroner beroende på spridning i argon, krypton resp xenon som funktion av elektronenergi vid normaltemperatur och normaltryck (STP).

Fig 4 är ett diagram som visar röntgenstràlars absorptionskoefficient beroende pà absorption i vävnad resp ben i människokroppen som funktion av röntgenstràlarnas energi.

Fig 5 är en schematiskt, delvis förstorad tvärsnittsvy utmed A-A i fig 1.

Fig 6 är en schematisk vy av en källa för röntgenstràlar och en elektrod, som bildas av segmenterade utläsningsremsor enligt föreliggande uppfinning.

Fig 7 är en schematisk tvärsnittsvy av en anordning med staplade detektorer för användning i planstråleradiografi enligt ännu en utföringsform av uppfinningen. 70 15 20 25 30 35 518 802 _7_ Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I förklarande och ej begränsande syfte anges i beskrivningen nedan speciella detaljer, tex vissa tekniker och tillämpningar för att ge grundlig förståelse för föreliggande uppfinning. För en fackman är det emellertid uppenbart, att föreliggande uppfinning kan realiseras i andra utföringsformer, som avviker med avseende på dessa speciella detaljer. I andra exempel är detaljerade beskrivningar av välkända metoder och apparater utelämnade för att inte tynga beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

Fig 1 är en snittvy i ett plan vinkelrät mot en plan röntgenstråles 1 plan hos en anordning för planstråleradiografi enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Anordningen innefattar en källa 3 för röntgenstrålar, som tillsammans med ett första smalt kollimatorfönster 5 åstadkommer en plan, solfjädersformad röntgenstråle 1 för bestrålning av ett föremål 7 som skall avbildas. Det första smala kollimatorfönstret 5 kan ersättas med andra organ för att forma en väsentligen plan röntgenstråle, tex en diffraktionsspegel eller en lins etc för röntgenstrålar.

Strålen som sänds genom föremålet 7 kommer in i en detektor 9. En smal spalt eller ett andra kollimatorfönster 11, som är inriktad i förhållande till röntgenstrålen, bildar alternativt ingången för röntgenstrålen 1 till detektorn 9.

En huvuddel av de infallande röntgenstrålsfotonerna detekteras i detektorn 9, som innefattar en kammare 13, organ för elektronlavinförstärkning 15 och en utläsningsanordning 29. Detektorn 9 är orienterad så att röntgenstrålsfotonerna kommer in från sidan mellan en första 17, 19 och ett andra 21 elektrodanordning, mellan vilka en spänning U1, U2 är påförd för att driva elektroner och joner in i kammaren 13. 70 15 20 25 30 35 nun :nu n n nn v» n o v o un oo un q nn nu n nn n n nn n nu n , nn nn g n n n n nu: en ß uno u n n n n c | nn n nn u un! v I n u n u . n o n n n n n n n n ann; u n n n n - n n n nn _8_.

Den första drivelektrodanordningen 17, 19 utgörs av en första 17 resp andra elektrodplatta 19, och den andra drivelektrodanordningen utgörs av en anodplatta 21. En spänning U1 är påförd mellan katodplattan 17 och anodplattan 21, och en spänning U2 är påförd mellan katodplattan 19 och anodplattan 21. U1 och U2 kan vara lika, men U2 är företrädesvis större än U1 för att skapa ett elektriskt fält med konstant amplitud i kammaren 13.

Elektrodanordningarna är företrädesvis inbördes väsentligen parallella och åtskilda genom ett kort avstånd dl i en första sektion av kammaren 13, dvs mellan katodplattan 17 och anodplattan 21, och genom ett längre avstånd d2 i en andra sektion av kammaren 13, dvs mellan katodplattan 19 och anodplattan 21. Detta kommer att avhandlas närmare nedan.

Kammaren 13 är en omvandlings- och drivvolym och den är fylld med en joniseringsbar gas. Den i kammaren 13 inkommande strålningen joniserar gasen, och det av U1 och U2 bildade elektriska fältet resulterar i ett drivfält i området 13, vilket orsakar att elektronerna drivs mot anodplattan 21 och således mot lavinförstärkningsorganen 15, och vilket orsakar att jonerna drivs mot katodplattorna 17 och 19.

Kammaren 13 är fylld med en gas, som kan vara en blandning av exempelvis 90% krypton och 10% koldioxid eller en blandning av exempelvis 80% xenon och 20% koldioxid. Gasen kan vara under tryck, företrädesvis i intervallet 1-20 atm.

Detektorn innefattar därför ett gastätt hus 31 med ett spaltingångsfönster 33, genom vilket röntgenstrålen 1 kommer in i detektorn. Fönstret är gjort av ett material, som är transparent för strålningen, tex Mylar® eller en tunn aluminiumfolie. Detta är en särskilt fördelaktig ytterligare effekt hos uppfinningen att detektera från sidan infallande strålar i en gaslavindetektor 9, jämfört med tidigare använda gaslavinkammare vilka var konstruerade för strålning som infaller vinkelrät mot anod- och 10 75 20 25 30 35 u v u o nu 518 802 ._9._ katodpattorna och fordrar ett fönster som täcker en stor area. Fönstret kan på detta sätt göras tunnare, varigenom antalet i fönstret absorberade röntgenstrålsfotoner reduceras.

Vid drift kommer de infallande röntgenstràlarna 1 in i detektorn genom den fakultativa smala spalten eller kollimatorfönstret 11, katodplattan 17 och anodplattan 21 företrädesvis i ett i förekommande fall, och in mellan mittplan mellan dessa, såsom visas i fig 1. De infallande röntgenstràlarna 1 färdas sedan genom gasvolymen i en riktning, elektrodplattorna 17, gasmolekyler joniseras i kammaren 13. som företrädesvis är parallell med 19 och 21 och absorberas, varvid Elektronlavinförstärkarorganen 15 är arrangerade på sådant sätt, i en elektronlavinförstärkningsvolym 23 hos att de frigjorda elektronerna drivs mot och kommer in förstärkningsorganen 15 företrädesvis genom ett lavinkatodanordning 25, där de multipliceras medelst en spänning Ua som är påförd mellan lavinkatodanordningen 25 och lavinanodanordningen 27.

Spänningen Ua påförs mellan lavinkatoden så att elektroner från kammaren 13, som passerar lavinkatoden 23, accelereras mot lavinanoden 27, vilket resulterar i således når flerdubbla 27. utläsningsanordning för elektronmultiplicering, och lavinelektroder lavinanoden I anslutning till lavinanoden 27 finns det en detektering av en puls, som induceras av elektronlavinerna.

På detta sätt kan man realisera enfotonsdetektering.

Företrädesvis utgör utläsningsanordningen 29 även lavinanodelektroden 27, och följaktligen är anordningarna 29, 27 integrerade till ett enda element. Alternativt kan utläsningsanordningen 29 bildas i anslutning till andra komponenter hos elektronlavinförstärkarorganet 15 eller i anslutning till drivkatodplattorna 17, 19, Den kan även 10 15 20 25 30 35 51 8 8 0 2 f _. _ bildas skild från anod- eller katodanordningarna medelst ett dielektriskt skikt eller substrat så fall är det nödvändigt att anod- eller (visas ej i fig 1). I katodanordningarna är semitransparenta för inducerade I samband med fig 6 avhandlas olika möjliga utläsningsanordningar pulser, tex utformade som remsor eller kuddar. ytterligare.

Källan 3 för röntgenstrålar, det första smala kollimatorfönstret 5, det fakultativa kollimatorfönstret 11 och detektorn 9 är inbördes anslutna och fixerade medelst lämpliga organ, tex en ram eller sockel (visas ej i fig 1).

Den på detta sätt utformade anordningen för radiografi kan förflyttas som en enhet för att avsöka ett föremål som skall undersökas. I ett system med en enda detektor, såsom det som visas i fig 1, kan avsökningen utföras med en svängningsrörelse genom att enheten vrids runt en axel genom tex källan 3 för röntgenstrålar eller detektorn 9.

Axelns placering är avhängig av tillämpningen eller användningen av anordningen, och möjligen kan axeln även löpa genom föremålet 7 i vissa tillämpningar. Man kan även använda en translationsrörelse där detektorn och kollimatorn förflyttas eller det avbildade föremålet förflyttas. I ett utförande med flera linjer, där ett antal detektorer är staplade såsom kommer att förklaras nedan i samband med fig 7, kan avsökningen utföras på olika sätt. I många fall kan det vara fördelaktigt att anordningen för radiografi är fixerad och det avbildade föremålet förflyttas.

Såsom redan har nämnts kommer röntgenstrålarna in i detektorn i en riktning, som företrädesvis är parallell med katodplattan 17 och anodplattan 21. På detta sätt kan detektorn enkelt utföras med en växelverkningsbana, som är tillräckligt lång för att en huvuddel av de infallande röntgenstrålsfotonerna växelverkar och detekteras. Längden av detektorn 9 och av katodplattorna 17 och 19 i en 10 75 20 25 30 35 518 8 0 2 'Åk-Ei.¿f=:f'§..§fII='f=:f _ _ riktning som är parallell med den infallande strålningen kommer att avhandlas närmare nedan.

När en röntgenstrålsfoton träffar och växelverkar med en ädelgasatom, skapas ett hål i K- eller L-skalet och en fotoelektron med den kinetiska energin E = hv - Efiæn frigörs. Var inuti kammaren denna växelverkan sker styrs statistiskt genom röntgenstrålarnas absorptionstakt i den använda gasen eller gasblandningen. Fig 2 är ett diagram som visar den fria medelvägen Ä för röntgenstrålar beroende på absorption i argon Ar, krypton Kr resp xenon Xe som funktion av röntgenstrålsenergin hv vid normaltemperatur och normaltryck (STP). I diagrammet varierar den fria medelvägen från 0 till 70 cm när röntgenstràlsfotonenergin varierar mellan 0 till 50 keV.

Detektorn enligt föreliggande uppfinning är särskilt lämplig när man använder bredbandig röntgenstrålning.

Därvid frigörs fotoelektroner med ett stort intervall av kinetisk energi. Elektroner med lägre kinetisk energi betecknas kortdistanselektroner, eftersom sådan elektroner har tämligen kort fri medelväg, och elektroner med högre kinetisk energi kallas på motsvarande sätt långdistanselektroner.

En långdistanselektron är sålunda en elektron med hög (upp till 100 keV), relativt lång väg (1~20 mm vid l atm) kinetisk energi som kommer att färdas innan den bromsas och stoppas (förlorar sin kinetiska energi) i gasen. Fig 3 är ett diagram som visar det praktiska växelverkningsintervallet Öe för elektroner beroende på spridning i argon Ar, krypton Kr resp xenon Xe som funktion av elektronenergin Ee vid normaltemperatur och normaltryck (STP). växelverkningslängd från O till 5 cm när elektronenergin I diagrammet varierar elektronernas varierar från O till 50 keV. 10 15 20 25 30 35 ~ « . u nu n 518 802 _12_ I n . n | . u | | n . - ~ n n n nu När hålet i K- eller L-skalet fylls med en elektron från en högre nivå, uppträder en Augerelektron och/eller en fluorescent (röntgenstråls-) foton. En Augerelektron är en kortdistanselektron.

En kortdistanselektron är en elektron med låg kinetisk energi (typiskt l-5 keV), (typiskt 0,01-0,1 mm vid l atm) sin kinetiska energi) i gasen eller gasblandningen. som färdas relativt kort sträcka innan den stoppas (förlorar Under en enda växelverkan mellan en röntgenstrålsfoton och en gasatom tex Kr eller Xe kommer därför flera elektroner att frigöras samtidigt i många fall, både långdistans- och kortdistanselektroner. Vidare kan fluorescenta fotoner emitteras under växelverkningen.

Både längdistans- och kortdistanselektroner alstrar elektronspår av sekundärt joniserade elektroner, som alstras av elektronerna under förflyttningen i gasen. När en elektron har tämligen hög kinetisk energi (tex 20-30 keV), är antalet frigjorda elektroner (sekundärt joniserade elektroner) litet per längdenhet av banan. För elektroner med låg kinetisk energi (typiskt 1-4 keV) är antalet frigjorda elektroner (sekundärt joniserade elektroner) högre per längdenhet av banan.

Såsom nämnts är spårets längd hos en långdistanselektron ca 1-20 mm vid atmosfärstryck. Det finns därför en fysikalisk gräns för spatialupplösningen. De emitterade fluorescenta fotonerna skapar likaledes jonisering såsom nämnts ovan.

Denna jonisering sker långt bort från den primära växelverkan med en typisk dämpningslängd om 1,5-250 mm vid atmosfärstryck. Denna jonisering försämrar likaledes spatialupplösningen och skapar bakgrundsbrus.

Genom att detektera alla elektroner inklusive sådana som frigörs genom jonisering av fluorescenta fotoner, vilket för närvarande sker i alla existerande gasdetektorer, 10 15 20 25 30 35 5 1 s s o 2 53123 ~ íIëÉfÉš-Ilšï _l3_ försämras spatialupplösningen drastiskt vid fotonenergier över 10 keV. Alla elektroner detekteras eftersom elektrodöppningen är stor.

Typiskt mellan några hundra och tusen sekundärt joniserade elektron/jon-par alstras från en enda 20 keV röntgenstrålsfoton i denna process.

Sekundärjoniseringselektronerna (tillsammans med primärjoniseringselektronen) drivs mot elektronlavinförstärkarorganen 15 beroende på det elektriska fältet i omvandlings- och drivvolymen 13. När elektronerna kommer in i områden med fokuserade fältlinjer hos elektronlavinförstärkarorganen 15 genomgår de lavinförstärkning.

Rörelserna hos lavinelektronerna och jonerna inducerar elektriska signaler i utläsningsanordningen 29 för detektering av elektronlaviner. Utläsningsanordningen 29 är företrädesvis placerad i närheten av elektronlavinanoden 27, men signalerna kan fångas upp någon annanstans, tex nära katodplattorna 17 och 19 eller vid lavinkatoden 25 eller vid en kombination av två eller flera av dessa platser. Signalerna förstärks ytterligare och bearbetas medelst utläsningskretsar (visas ej i fig 1) för att erhålla precisionsmätningar av röntgenstrålsfotonerna.

Utläsningsanordningen 29 är arrangerad på sådant sätt, att elektronlavinerna är detekterbara var för sig, som härrör huvudsakligen från jonisering i resp kammarsektion (dvs mellan katodplattan 17 och anodplattan 21 tex vid 35, och mellan katodplattan 19 och anodplattan 21 tex vid 37).

Sålunda erhåller man en detektor 9 för energiupplöst detektering av röntgenstrålar, i vilken åtminstone ur statistisk synvinkel röntgenstrålar med lägre energier absorberas i kammarens 13 första sektion, som har ett kort avstånd dl mellan elektrodplattorna, och röntgenstrålar med högre energier absorberas i kammarens 13 andra sektion, som har avståndet dg mellan elektrodplattorna. 10 15 20 25 30 35 | v - u . - . u u « .. 518 802 _ 14 _ Elektrodavståndet dl i den första kammarsektionen väljs företrädesvis på sådant sätt, att detektering av lågenergifotoner med hög spatialupplösning möjliggörs.

Således skall dl företrädesvis vara mindre än dämpningssträckan hos de fluorescenta (röntgenstråls-) fotonerna. Detta resulterar i att ett stort antal fluorescenta fotoner inte orsakar jonisering i omvandlings- och drivvolymen.

En ytterligare förbättring av spatialupplösningen uppnås om detektorn är försedd med en första kammarsektion, som har elektrodmellanrummet dl vilket är mindre än elektronspårens längd (dvs växelverkningslängden) hos Detta resulterar i ett ännu större och ett stort antal långdistanselektroner kommer inte att genomgå fullständig långdistanselektroner. antal fluorescerande fotoner, energiförlust i den första kammarsektionen.

Sträckan dl kan företrädesvis väljas så att en huvuddel av de fluorescenta fotonerna och/eller långdistanselektronerna diskrimineras. Med andra ord kommer en huvuddel av de fluorescenta fotonerna inte att orsaka jonisering i omvandlings- och drivöppningen och/eller en huvuddel av långdistanselektronerna kommer inte att bromsas till den energinivå, vid vilken de alstrar ett stort antal sekundärjoniseringselektroner per längdenhet av banan inom den första kammarsektionen.

En ytterligare förbättring av spatialupplösningen uppnår man om detektorn förses med en första kammarsektion, som har ett elektrodmellanrum dl, som är väsentligen några gånger längden av elektronspåren (dvs växelverkningslängden) hos kortdistanselektroner, tex 1-5 gånger längden hos kortdistanselektroners elektronspår.

Detta resulterar i att ett större antal fluorescenta fotoner och ett större antal långdistanselektroner genomgår inte fullständig energiförlust i omvandlings- och drivvolymen. Givetvis kan sträckan dl vara mindre än 70 75 20 25 30 35 - . - - o n o längden hos kortdistanselektroners elektronspår, men då sjunker verkningsgraden eftersom även kortdistanselektroner kommer att nå elektrodplattorna innan joniseringen är fullständig.

Medelst sådan geometrisk diskriminering av långdistanselektroner och fluorescerande fotoner uppnås att ett större antal av de detekterade lavinerna orsakas av kortdistanselektroner än utan sådan diskriminering. Detta förbättrar spatialupplösningen eftersom långdistanselektronerna och de fluorescerande fotonerna orsakar laviner långt ifrån den infallande röntgenstrålens växelverkningsplats. Ju flera långdistanselektroner och fluorescenta fotoner som diskrimineras, desto större blir förhållande mellan detekterade laviner orsakade av kortdistanselektroner och detekterade laviner orsakade av långdistanselektroner och av fluorescerande fotoner.

Därigenom uppnås högre spatialupplösning.

Den första kammarsektionens längd ll i de infallande röntgenstrålarnas riktning är sådan, att en väsentlig del av strålningen med lägre energi absorberas i den första kammarsektionen.

Elektrodavståndet d2 i den andra kammarsektionen väljs företrädesvis så att detektering möjliggörs av fotoner med högre energi. Således skall d2 företrädesvis vara väsentligt större än dl för att medge att primära långdistanselektroner retarderas och att gasmolekyler joniseras, varigenom således kortdistanselektroner frigörs.

Verkningsgraden för detektering av fotoner med högre energi förbättras sålunda till priset av försämrad spatialupplösning.

Företrädesvis är emellertid elektrodavståndet d2 i den andra kammarsektionen kortare än de fluorescerande Detta resulterar i att ett (röntgenstråls-) fotonerna. 10 15 20 25 30 35 518 802 _16_ stort antal fluorescerande fotoner inte orsakar jonisation i omvandlings- och drivvolymen.

Ytterligare förbättring av spatialupplösningen uppnår man om detektorn är försedd med en andra kammarsektion, som har ett elektrodmellanrum d2, vilket är väsentligen några gånger längden av långdistanselektronernas elektronspår (dvs växelverkningslängd), tex l-5 gånger längden av långdistanselektrodernas elektronspår.

Den andra kammarsektionens längd 12 i de infallande röntgenstrålarnas riktning är sådan, att en väsentlig andel av strålningen med högre energi absorberas i den andra kammarsektionen.

Förvisso väljs elektrodavstånden dl och dg och kammarsektionernas längd ll och l2 för varje speciell tillämpning och för varje speciellt strålningsspektrum, som används för att uppnå önskad detekteringsverkningsgrad och erforderlig spatial- och energiupplösning.

Elektrondiskriminering kan även användas för att förbättra spatialupplösningen och energiupplösningen. Såsom nämnts alstrar kortdistanselektroner ett stort antal sekundärjoniseringselektroner per längdenhet av banan, och elektroner som har hög energi alstrar ett lägre antal sekundärjoniseringselektroner per längdenhet av banan.

Lavinförstärkta pulser vid utläsningsanordningen är därför höga och/eller breda för kortdistanselektroner, medan de är små för långdistanselektroner i den första kammarsektionen.

Genom att förse utläsningselektroniken med en tröskelfunktion med avseende på någon lämplig, signalhärledd parameter, tex amplitud eller integrerat värde, kan pulserna från långdistanselektronerna i den första kammarsektionen diskrimineras elektroniskt, och därmed förbättras både spatialupplösningen och energiupplösningen ytterligare. 70 15 20 25 30 35 518 802 íšilÉï-šfÄšïffl-IÅÉÉÉÉ? _l7_ På likartat sätt gäller i den andra kammarsektionen att högenergielektronerna tillåts bli helt retarderade, och följaktligen frigörs totalt ett större antal elektroner från sådana elektroner än från kortdistanselektroner, och därför är de detekterade lavinförstärkta pulserna högre och/eller bredare för långdistanselektroner än för kortdistanselektroner. Eftersom således fotoner med högre energi alstrar långdistanselektroner kan energiupplösningen i den andra kammarsektionen förbättras ytterligare genom elektronisk diskriminering av pulser, vilka har en signalhärledd parameter, tex amplitud eller integrerat värde, som ligger under ett visst tröskelvärde.

I ännu en utföringsform av föreliggande uppfinning är de första och andra kammarsektionerna åtskilda på ett fluidumtätt men stràlningspermeabelt sätt (visas ej i fig 1), joniseringsbar gas med förvalt tryck. Kammarsektionerna kan och vardera kammaren är var för sig fylld med en i vilken det finns ett (likartat med vara åtskilda av en fluidumtät vägg, lämpligt strålningstransparent fönster fönstret 33), genom vilket fönster röntgenstrålen 1 kommer in i den andra kammarsektionen. Genom att reglera gasblandningens innehåll och gastrycket i varje kammare individuellt, kan man uppnå ytterligare förbättrad energi- och spatialupplösning.

Med hänvisning till fig 4 kommer nu en speciell utföringsform av föreliggande uppfinning att beskrivas, i vilken den kan användas för mätning av benmineraldensiteten hos människor. Fig 4 är ett diagram som visar absorptionskoefficienten a för röntgenstrålar beroende på absorption i vävnad resp i ben i en människokropp som funktion av röntgenstrålsenergi. I diagrammet varierar absorptionskoefficienten från 1 till grovt räknat 0,4 när röntgenstràlsfotonenergin varierar från O till 150 keV. Även skillnadsabsorptionskoefficienten (betecknad vävnad- ben) visas som är en indikation på 10 75 20 25 30 35 n . u n oo 518 802 _ 18 _ a n n . ; u | | n - - - . . ø ua absorptionsselektiviteten mellan vävnad och ben som funktion av fotonenergin.

Normalt är benet omgivet av en okänd mängd vävnad. En allmänt använd metod för att uppskatta mängden ben är att detektera utsända röntgenstrålar vid två olika röntgenstrålsenergier. En exponering görs vid röntgenenergier där ben och vävnad absorberar röntgenstrålar mycket olika, typiskt vid 40 keV där skillnadsabsorptionskoefficienten har ett maximum, se fig 4. En annan exponering görs vid energier där ben och vävnad absorberar röntgenstrålar på likartat sätt, typiskt vid energier över 100 keV, se fig 4. Ur dessa två mätningar uppskattar man mängden ben. Emellertid fordrar detta att detektorn är i stånd att detektera både (kring 40 keV) (>lOO keV), vilket ofta är ett problem. För att vidare åstadkomma strålar med smal làgenergiröntgenstrålar och högenergiröntgenstrålar energifördelning vid låg energi behöver det inkommande röntgenstålflödet, som har ett brett spektrum, filtreras kraftigt vilket ger stor belastning på röntgenröret. De två separata exponeringarna, som tas vid olika tidpunkter, ger också upphov till problem orsakade av att föremålet rör sig mellan de två exponeringarna.

Föreliggande uppfinning beskriver en detektor och en metod som kan mäta röntgenstrålar över ett brett energiintervall.

Lågenergiröntgenstrålar detekteras företrädesvis i detektorns första smala kammarsektion beroende på deras korta absorptionssträcka. Högenergiröntgenstrålar genomlöper huvudsakligen detektorns första kammarsektion och detekteras i den andra tjockare kammarsektionen.

Uppfinningen medger att samma detektor används för att effektivt detektera röntgenstrålar med nog så olika energier i samma detektor med användning av den allmänt använda dubbelexponeringsmetoden. 10 15 20 25 30 35 I a 1 » u- 518 802 u | n ø n n I Q a ~ ; . o nu _.l9_ Alternativt kan de två mätningarna göras samtidigt med användning av ett brett röntgenstrålspektrum hos de infallande röntgenstrålarna. Detta andra alternativ fordrar mindre filtrering av röntgenstrålarna och belastar röntgenröret mindre. Genom samtidig detektering av de två energinivåerna reduceras vidare problemen med rörelser mellan exponeringarna.

Fig 5 visar en schematisk, delvis förstorad tvärsnittsvy utmed A-A i fig 1 och visar särskilt lavinförstärkarorganen mer i detalj. Givetvis är emellertid föreliggande uppfinning inte begränsad till en sådan konstruktion. Det skall även påpekas att lavinförstärkarorganen kan vara en anordning av fasttillstàndstyp eller omfatta ett vätskeförstärkningsområde_ Den första elektrodanordningen l7 omfattar ett dielektriskt substrat 41 och ett ledande skikt 43 som är en katodelektrod, anordning som lavinkatoden 25. Lavinanoden 27 omfattar ett dielektriskt substrat 45 och ledande skiktremsor 47. och en andra elektrodanordning 21 är samma Ett dielektrikum 49 är anordnat mellan lavinkatoden 25 och lavinanoden 27. Detta kan vara en gas eller ett massivt substrat 49, visas i figuren. En första spänning är pålagd mellan 25 medelst en som uppbär katoden 25 och anoden 27 såsom anordningen 17 och anordningen 21, likspänningskälla (visas ej i fig 5), och en andra spänning är pålagd mellan katoden 25 och anoden 27, så att man erhåller ett elektriskt fält, vilket är mycket starkt i gasfyllda lavinförstärkarområden 53. Lavinområdena 53 bildas i ett område mellan och runt kanterna av 25, 25 och lavinanoden 27, lavinkatoden som är vända mot varandra, och mellan lavinkatoden där det uppträder ett koncentrerat elektriskt fält tack vare de påförda spänningarna. 10 75 20 25 30 35 v u u c oo 518 soz ajg; = n a n u ø ø n v . .- _20_ De pàförda spänningarna är valda så att ett svagare elektriskt fält, drivfältet, sektionen av kammaren 13. skapas över den första Elektroner (primär- och sekundärelektroner), 35, lavinförstärkarorganen. som frigörs genom växelverkan tex vid kommer att driva beroende på drivfältet mot De kommer att komma in i det mycket starka lavinförstärkarfältet och accelereras. De accelererade elektronerna kommer att växelverka med andra gasatomer i en av regionerna 53 och orsaka att ytterligare elektron/jonpar alstras. Denna process fortsätter under elektronernas färd i lavinregionen mot anoden 27, och det bildas en elektronlavin.

Lavinomràdena 53 utgörs av öppningar eller kanaler i katoden 25 och det dielektriska substratet 49, om sådant finns. Öppningarna eller kanalerna kan ha godtycklig form, tex cirkelformade eller kvadratiska sett uppifrån eller vara sammanhängande och sträcka sig på längden mellan två kanter på substratet 49, om sådant finns, och katoden 25.

För det fall öppningarna eller kanalerna är cirkelformade sett uppifrån är de arrangerade i rader, varvid varje rad av öppningar eller kanaler innefattar ett flertal cirkelformade öppningar eller kanaler. Ett flertal längsgående öppningar eller kanaler eller rader av kanaler finns bredvid varandra och är parallella inbördes eller med de infallande röntgenstrålarna. Alternativt kan öppningarna eller kanalerna arrangeras i andra mönster.

Ledande skiktremsor 47 bildar även utläsningsanordningens 29 utläsningselement. Remsorna är anordnade i anslutning till öppningarna eller kanalerna, som utgör lavinområdena 53. eller kanal eller rad av öppningar eller kanaler.

Företrädesvis finns det en remsa för varje öppning Remsorna kan vara uppdelade i sektioner utmed sin längd, varvid en sektion kan finnas för varje öppning eller kanal eller för ett flertal öppningar eller kanaler, i form av kuddar såsom beskrivs närmare nedan. Remsorna eller sektionerna, om sådana finns, är elektriskt isolerade från varandra. Varje 70 15 20 25 30 35 518 802 _ 21 _ detektorelektrodelement dvs remsa eller sektion är företrädesvis separat anslutet till bearbetningselektronik (visas ej i fig 5).

Genom att ett flertal utläsningsremsor 47 anordnas såsom visas i fig 5 erhåller man en detektor, i vilken elektronlaviner, som härrör huvudsakligen från jonisering medelst åtskilda partier av den plana strålningsknippet, kan detekteras separat. Härigenom kan man utföra endimensionell avbildning med användning av detektorn 9.

Alternativt kan utläsningselementen vara placerade på substratets baksida. I så fall är det nödvändigt att anodelektroderna 4, 19 är semitransparenta för inducerade pulser. I samband med fig 6 visas nedan olika arrangemang av utläsningselement.

Exempelvis kan de längsgående kanalerna ha en bredd i intervallet 0,01-l mm, kanalerna kan ha en bredd i intervallet 0,01-l mm och dielektrikumets 49 (separation mellan lavinkatoden 25 och anoden 27) tjocklek ligger i intervallet 0,01-l mm.

Alternativt kan de ledande skikten 43 och 47 ersättas av en resistiv bärare av tex kisel, ledande glas eller diamant, och de dielektriska skikten 41 och 45 ersättas av ledande skikt.

En tvärsnittsvy parallell med A-A i fig l men i kammarens 13 andra sektion skulle vara identisk med den som visas i fig 5, men mellanrummet som bildar kammaren 13 skulle vara avsevärt större. Genom att anordna separata utläsningsremsor under resp sektioner av kammaren 13 uppnår man en detektor 9 i vilken elektronlaviner, som huvudsakligen härrör från jonisering medelst röntgenstrålar med olika energi, kan detekteras separat. 10 15 20 25 30 35 518 802 _22- I den beskrivna utföringsformen ovan har speciella placeringar av detektorns anod- och katodanordningar beskrivits. Det finns emellertid ett flertal andra placeringar som är lika användbara i samband med föreliggande uppfinning.

I fig 6 visas en möjlig utformning av en lavinanodanordning 27 (och utläsningsanordning 29). Anordningen utgörs av ledande remsor 47 och 63.

Ett flertal remsor 47 är placerade bredvid varandra, och ett flertal remsor 63 är placerade bredvid varandra, varvid remsorna 47, 63 i varje läge sträcker sig i riktningar som är parallella med de infallande röntgenstrålsfotonerna 65, som härrör från källan 3. Företrädesvis är remsorna 47 anordnade nedanför den första kammarsektionen och remsorna 63 anordnade nedanför den andra kammarsektionen. Remsorna är anbringade på ett substrat och är elektriskt isolerade från varandra genom att det finns ett mellanrum mellan dem (visas ej i fig 6). Remsorna kan bildas genom fotolitografiska metoder eller elektroformning.

Remsornas 47 mellanrum och bredd anpassas till ifrågavarande detektor för att uppnå den önskade (optimala) spatialupplösningen. Således är remsorna 63 bredare än remsorna 47 eftersom den uppnåbara spatialupplösningen ändå är sämre för högenergiröntgenstrålar.

Remsorna 47 skall placeras under öppningarna eller kanalerna eller raderna av öppningar eller kanaler, såsom visas i fig 5. På likartat sätt skall remsorna 63 placeras under motsvarande öppningar eller kanaler eller rader av öppningar eller kanaler, som finns i lavinförstärkarorganen nedanför den andra kammarsektionen.

Vardera av remsorna 47, 63 är ansluten till bearbetningselektroniken (visas ej i fig 6) medelst en separat signalledare, varvid signalerna från varje remsa m ß 20 25 30 35 518 802 _23.. företrädesvis bearbetas separat. Om anod- eller katodremsorna utgör detektorremsorna, ansluter signalledarna även resp remsa till den högspända likspänningskällan med lämpliga kopplingar för separation.

Såsom framgår av fig 6 är remsorna 47, 63 inriktade mot röntgenstrålkällan 3, vilket ger kompensering för parallaxfel i de detekterade bilderna.

För det fall utläsningsanordningen 29 är en separat anordning kan anodelektroden 27 utformas som en enkel elektrod utan remsor och mellanrum.

En alternativ utföringsform av utläsningsanordningen (visas ej) har remsorna 47 och/eller 63 ytterligare uppdelade i segment i de infallande röntgenstrålarnas riktning, varvid segmenten är elektriskt isolerade från varandra.

Företrädesvis finns det ett litet mellanrum, som sträcker sig vinkelrät mot de infallande röntgenstrålarna, mellan varje segment hos resp remsa. Varje segment är anslutet till bearbetningselektroniken medelst en separat signalledare, varvid signalerna från varje segment företrädesvis bearbetas separat.

Denna utläsningsanordning kan användas när det fordras ytterligare energiupplöst detektering av röntgenstrålarna.

Genom statistiska metoder kan man återställa spektrumet hos de infallande fotonerna med god upplösning. Se tex E. L. 208 (1983) 637 och G.

Instr and methods, 217 (1983) 56.

Instr and methods, Nucl.

Kosarev mfl, Nucl.

F. Karabadjak mfl, För alla utföringsformerna gäller allmänt, att varje infallande röntgenstrålsfoton orsakar en inducerad puls i ett (eller flera) bearbetas i bearbetningselektroniken, detektorelektrodelement. Pulserna som eventuellt formar pulserna och integrerar eller räknas pulserna från varje (kudde eller uppsättning av kuddar) remsa SOm representerar 10 15 20 25 30 35 518 802 ...24_ ett bildelement.

Pulserna kan även bearbetas för att ge ett energimått för varje pixel.

Där detektorelektroden är på katodsidan är en inducerad signals area bredare (i en riktning vinkelrät mot röntgenstrålsfotonernas infallsriktning) än på anodsidan.

Därför är vägning av signalerna i bearbetningselektroniken att föredra.

Fig 7 visar schematiskt en anordning 91 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, som har ett flertal detektorer 9 enligt uppfinningen, som är staplade bredvid varandra. Medelst denna utföringsform kan flerlinjeavsökning uppnås, vilket reducerar den totala avsökningssträckan liksom även avsökningstiden. Anordningen enligt denna utföringsform innefattar en källa 3 för röntgenstrålar, som tillsammans med ett antal kollimatorfönster 5 alstrar ett antal plana, solfjäderformade röntgenstràlar 1 för bestràlning av det Strålarna, föremål 7 som skall avbildas. som passerar genom föremålet 7 kommer fakultativt in i de enskilda, staplade detektorerna 9 genom ett antal andra kollimatorfönster ll, som är inriktade med röntgenstràlarna. De första kollimatorfönstren 5 är anordnade i en första stel struktur (visas ej i fig 7), och de fakultativa andra kollimatorfönstren ll är anordnade i en andra stel struktur (visas ej i fig 7), som är fäst till detektorerna 9 eller anordnad separat pà detektorerna.

Röntgenstrålkällan 3, den första stela strukturen resp den eventuella andra stela strukturen innefattande kollimatorfönstren ll samt de staplade detektorerna 9, som är fixerade till varandra, är hopkopplade och inbördes fixerade medelst ett ej närmare bestämt organ tex en ram Den sålunda bildade anordningen för radiografi kan förflyttas som en enhet för eller sockel (visas ej i fig 7). avsökning av ett föremål, som skall undersökas. I denna flerlinjeutformning kan avsökningen utföras i en tvärgàende 70 15 20 25 30 35 518 802 _25.. rörelse som är vinkelrät mot röntgenstrålen såsom nämnts ovan. Det kan även vara fördelaktigt om anordningen för radiografi är fixerad och det avbildade föremålet förflyttas. Alternativt kan kollimatorn och detektorn förflyttas synkront med en gemensamt reglerad motor.

Ytterligare en fördel med att använda en staplad konfiguration jämfört med stora enkelvolymsgasdetektorer är att bakgrundsbruset reduceras som orsakas av röntgenstrålsfotoner som sprids i föremålet 7. Dessa spridda röntgenstrålsfotoner, vilka färdas i riktningar som inte är parallella med den infallande röntgenstrålen, kan orsaka "falska" signaler eller laviner i en av de övriga detektorerna 9 i stapeln, om de passerar genom anod- eller katodplattorna och kommer in i en sådan kammare. Detta reducering uppnås genom signifikant absorption av (spridda) röntgenstrålsfotoner i materialet i anod- och katodplattorna eller i kollimatorn ll.

Detta bakgrundsbrus kan reduceras ytterligare genom att tunna absorberingsplattor (visas ej) placeras mellan de staplade detektorerna. Dessa absorberingsplattor eller skivor kan vara gjorda av ett material med högt atomnummer tex wolfram.

För alla utföringsformerna gäller allmänt att gasvolymerna är mycket tunna vilket resulterar i att joner avlägsnas snabbt, vilket leder till ringa eller ingen ackumulering av rymdladdningar. Detta möjliggör drift med hög hastighet.

För alla utföringsformerna gäller allmänt även att små vilket resulterar är fördelaktigt avstånd leder till låga arbetsspänningar, i låg energi i eventuella gnistor, vilket för elektroniken.

Fokuseringen av fältlinjerna i utföringsformerna är även gynnsam för undertrycknig av strömningsbildning. Detta leder till minskad risk för gnistor. 70 75 20 518 802 _ 26 _ Som ett alternativ till alla utföringsformer kan det elektriska fältet i omvandlings- och drivmellanrummet (volymen) hållas tillräckligt högt för att orsaka elektronlaviner, som följaktligen används i en förförstärkningsmod.

Vidare kan alla elektrodytor vara täckta med ett resisitvt material för att minska risken för gnistbildning, som inverkar på mätningen och kan förstöra detektorns elektronikutrustning.

Givetvis kan uppfinningen varieras på många olika sätt.

Exempelvis kan spänningarna påföras på andra sätt så länge som de beskrivna elektriska fälten skapas.

Sådana variationer skall inte anses ligga utanför skulle vara uppenbar för en fackman, är avsedda att inrymmas inom uppfinningens ram. Alla sådana modifieringar, som ramen för patentkravens skyddsomfång.

Claims (25)

10 15 20 25 30 35 518 802 ZZ Patentkrav

1. Detektor för detektering av joniserande strålning innefattande: - en kammare (13), som är fylld med joniserbar gas, och som (17, 19) elektrodanordning, vilka är väsentligen inbördes innefattar en första och en andra (21) parallella, och mellan vilka en första spänning (U1, Ufl kan pàföras; en strälningsingàng (33) (1) och väsentligen parallellt med den första och den andra som är arrangerad pà sådant sätt, att strålning kan komma in i kammaren mellan elektrodanordningen för jonisering av den joniserbara gasen; som innefattar en (27), mellan vilka en andra spänning (Ua) kan påföras; och (29), den första spänningen kan pàföras för att driva under (15), (25) och en lavinanodanordning ett elektronlavinförstärkarorgan lavinkatodanordning en utläsningsanordning varvid jonisering bildade elektroner i riktning mot elektronlavinförstärkarorganet, den andra spänningen kan påföras för lavinförstärkning av nämnda elektroner, och utläsningsanordningen är anordnad för att detektera elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, kännetecknad av, - att kammaren är arrangerad pà sådant sätt, att strålning, som kommer in genom strålningsingàngen, först kommer in i en första kammarsektion som har ett första avstånd (dfl mellan den första och den andra elektrodanordningen, och sedan kommer in i en andra kammarsektion som har ett andra avstånd (dz) mellan den första och den andra elektrodanordningen, varvid det första (dl) och det andra (dfl att utläsningsanordningen är arrangerad på sådant sätt, avståndet är väsentligen olika, och att elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, som härrör huvudsakligen fràn jonisering i resp kammarsektion, är separat detekterbara. 10 15 20 25 30 35 518 802 28

2. Detektor enligt kravet 1, varvid det första avståndet (dl) är kortare än dämpningslängden hos fluorescenta fotoner, som emitteras i den joniserbara gasen efter jonisering.

3. Detektor enligt kravet 1 eller 2, varvid det första avståndet (dl) är kortare än det andra avståndet (dz).

4. Detektor enligt något av föregående krav, varvid det andra avståndet (dz) är kortare än dämpningslängden hos fluorescenta fotoner, som emitteras i den joniserbara gasen efter jonisering.

5. Detektor enligt något av föregående krav, varvid strålningsingången (33) är arrangerad på sådant sätt, att strålning, som har bredbandigt energispektrum, kan komma in i kammaren, varvid kortdistanselektroner frigörs genom jonisering medelst strålning med lägre energi, och làngdistanselektroner frigörs genom jonisering medelst strålning med högre energi, och varvid det första avståndet (dl) är kortare än långdistanselektronernas växelverkningslängd.

6. Detektor enligt kravet 5, varvid det första avståndet (dl) är kortare än några gånger kortdistanselektronernas växelverkningslängd.

7. Detektor enligt kravet 5 eller 6, varvid det andra avståndet (dz) är kortare än några gånger långdistanselektronernas växelverkningslängd.

8. Detektor enligt något av kraven 5-7, varvid den första och den andra kammarsektionen är separerade på ett fluidumtätt men strålningspermeabelt sätt, och varje kammare är var för sig fylld med en joniserbar gas av ett i förväg bestämt tryck. 10 15 20 25 30 35 518 802 29

9. Detektor enligt något av kraven 5-8, varvid den joniserbara gasen och resp kammarsektions längd (11, 12) i de infallande röntgenstràlarnas riktning är arrangerade på sådant sätt, att en väsentlig andel av strålningen med lägre energi absorberas i den första kammarsektionen, och en väsentlig andel av strålningen med högre energi absorberas i den andra kammarsektionen, varvid utläsningselementanordningen (29) är anordnad för energiupplöst detektering av strålningen.

10. Detektor enligt något av kraven 1-9, varvid den första och den andra elektrodanordningen är plana.

11. Detektor enligt något av föregående krav, varvid stràlningsingàngen (33) är anordnad så att ett plant och flertal bredvid parallella strålningsknippe (1) kan komma in i kammaren, utläsningsanordningen (29) är försedd med ett utläsningsremsor (47, 63), vilka är placerade varandra och sträcker sig i riktningar som är med nämnda plana stràlningsknippes riktningar vid varje plats, så att elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, som härrör huvudsakligen från jonisering medelst i sidled åtskilda partier av nämnda plana strälningsknippe, är separat detekterbara.

12. Detektor enligt något av föregående krav, som därjämte innefattar ett signalbearbetningsorgan vilket är arrangerat för att diskriminera en signal, som härrör från detekterade elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, i beroende av en signalhärledd parameter.

13. Detektor enligt enligt något av föregående krav, varvid elektronlavinförstärkarorganet (15) innefattar ett flertal lavinområden (53).

14. Detektor enligt kravet 13, varvid lavinelektrodanordningen (25) är försedd med öppningar. 70 75 20 25 30 35 518 802

15. Detektor enligt kravet 13 eller 14, varvid lavinanodanordningen (27) har formen av ett flertal remsor (47, 63) eller kuddar.

16. Detektor enligt något av föregående krav, varvid den andra elektrodanordningen (21) och lavinkatodanordningen (25) utgörs av en enda anordning.

17. Detektor enligt något av föregående krav, varvid lavinanodanordningen (27) och utläsningsanordningen (29) utgörs av en enda anordning.

18. Anordning avsedd att användas vid planstràleradiografi, kännetecknad av, att den innefattar en källa (3) för röntgenstrålar, organ (5) för att bilda en väsentligen plan röntgenstràle (1), vilket är beläget mellan (7) som skall avbildas, samt en detektor (9) enligt något av föregående krav, som röntgenstràlkällan och ett föremål är placerad och arrangerad för detektering av det plana röntgenstrålknippet när det passerar genom eller reflekteras av föremålet.

19. Anordning enligt kravet 18, varvid röntgenstràlkällan (3), organet (5) för att bilda en väsentligen plan röntgenstràle (1) och detektorn (9) är inbördes fixerade.

20. Anordning enligt kravet 18 eller 19, som innefattar en andra och en ytterligare detektor (9) enligt något av kraven 1-17, vilka detektorer är staplade för att bilda en detektorenhet, samt organ (5) för att bilda ett väsentligen plant röntgenstrålknippe (1) för varje detektor, vilka organ är placerade mellan röntgenstràlkällan (3) och nämnda föremål (7), varvid varje detektor är placerad och arrangerad för detektering av resp plana röntgenstrålknippe som passerar genom eller reflekteras av föremålet. 10 75 20 25 30 35 518 802 ä

21. Anordning enligt kravet 20, som innefattar absorberingsplattor vilka är anordnade mellan detektorerna (9) för att absorbera spridda röntgenstràlsfotoner.

22. Metod för detektering av joniserande strålning i en detektor, vilken innefattar en kammare (13) som är fylld med joniserbar gas och innefattar en första (17, 19) och en andra (21) elektrodanordning som väsentligen är inbördes parallella, en stràlningsingáng (33), ett elektronlavinförstärkarorgan (15) innefattande en lavinkatodanordning (25) och en lavinanodanordning (27), samt en utläsningsanordning (29), varvid metoden innefattar att: - ett stràlningsknippe (1) förs in i kammaren mellan och väsentligen parallellt med den första och den andra elektrodanordningen för jonisering av den joniserbara gasen; - en första spänning (Uh th) pàförs mellan den första (17, 19) och den andra (21) elektrodanordningen för att driva under jonisering alstrade elektroner i riktning mot elektronlavinförstärkarorganet; - en andra spänning (Ug) pàförs mellan lavinkatod- och lavinanodanordningen (25, 27) för lavinförstärkning av elektronerna; och - elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning detekteras medelst utläsningsanordningen, kännetecknad av att, - strálningsknippet (1) först förs in i en första sektion (dfl första och den andra elektrodanordningen, och sedan förs av kammaren, som har ett första avstånd mellan den strálningsknippet in i en andra kammarsektion, som har ett andra avstånd (dz) mellan den första och den andra elektrodanordningen, varvid det första (dl) och det andra (dz) avståndet är väsentligen olika, samt - elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, som huvudsakligen härrör fràn 70 75 20 25 518 802 Q jonisering i resp kammarsektion, detekteras separat medelst utläsningsanordningen.

23. Metod enligt kravet 22, som därjämte innefattar steget att elektroner med en förvald kinetisk energi diskrimineras geometriskt i kammaren (13) genom att det första (dl) och andra (dz) avståndet väljs i beroende av nämnda förvalda kinetiska energi.

24. Metod enligt kravet 22 eller 23, som därjämte innefattar steget att elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, som härrör huvudsakligen från strålning med en förvald energi diskrimineras elektroniskt medelst separering av pulser, som har en signalhärledd parameter, särskilt amplitud eller integrerat värde, motsvarande nämnda förvalda energi.

25. Metod enligt något av kraven 22-24, som därjämte innefattar att stràlningsknippet förs in i kammaren i form av ett plant stràlningsknippe (1), och att elektronlaviner och/eller joner alstrade vid nämnda lavinförstärkning, som härrör huvudsakligen fràn jonisering av i sidled separerade partier av nämnda plana stràlningsknippe detekteras separat medelst utläsningsanordningen (29).