SE530172C2 - Spektralt upplöst detektering av joniserande strålning - Google Patents

Description

20 25 30 53Ü 172 Röntgenfotoners energi är av intresse för mätningen. Det som vanligen mäts med energikänsliga röntgenstráledetektorer är emellertid energin som frigörs när röntgenstràlen växelverkar' med detektormaterialet. Vid denna växelverkan avges en eller flera primära elektroner från den atom som röntgenstrålen växelverkar med. Var och en av dessa elektroner bär med sig en rörelseenergi vars energi kan överföras till materialet genom vidare växelverkningar mellan elektronen och materialets atomer dvs. i form av laddningar (elektroner i en isolator, elektronparhàl i en halvledare) eller ljus i ett scintillerande material.

Den frigjorda laddningen, eller det skapade ljuset, detekteras med ett instrument och toppen av den resulterade signalen, eller den integrerade signalen, är ett mått på rörelseenergin hos den primära elektronen/de primära elektronerna som emitterats. Denna signal används också som ett mått på den inkommande röntgenfotonens energi.

Den kinetiska energin hos den primära elektronen/de primära elektronerna som skapats är emellertid inte direkt proportionell till röntgenstrålens energi eftersom röntgenstrålen kan växelverka med det absorberande materialet på många olika vis.

Om röntgenfotonen växelverkar med materialet genom fotoelektrisk effekt är den frigjorda primära elektronens kinetiska energi lika med röntgenstrålens energi minus elektronens bindningsenergi, vilken i sin tur beror på vilken omloppsbana elektronen härrör från (dvs. K-, L-, M-Skälet etc.). Omvandlingsmaterialet består också ofta av flera olika ämnen med olika bindningsenergier. 10 15 20 25 30 530 172 Vidare kan fotoelektronen, eller inte, åtföljas av en eller flera Auger-elektroner emitterade när hålet i atomen fylls av en elektron från en yttre bana. Denna Auger-elektron kan ha flera olika energier beroende på den primära elektronen som emitterades och på elektronen som tog dess plats.

Röntgenfotonen kan också växelverka med det absorberande materialet genom Compton-effekten då en elektron emitteras tillsammans med en ny röntgenstråle med lägre energi än den första. Den nya röntgenstrâlen kan detekteras i detektorn eller undkomma och sålunda ge annorlunda avsatta energier.

Den emitterade Compton-elektronen kan ha vilken energi som helst mellan noll och nästan hela röntgenenergin.

Det finns många fler, men mindre sannolika sätt, röntgenstrålen kan växelverka med det absorberande materialet.

Dessa effekter ger upphov till en otydlighet i korrelationen mellan signalens amplitud och den inkommande strålningens energi vilket reducerar energiupplösningen.

Uppfinningen i sammandrag Det är således ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en metod för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning som övervinner nâgra av de ovan beskrivna problemen, som kan verka i ett stort energiomfång hos den inkommande strålningen och som tillhandahåller en förbättrad energiupplösning.

I detta hänseende är ett särskilt syfte med uppfinningen att åstadkomma en metod som också tillhandahåller en hög spatial upplösning. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod för spektralt upplöst detektering av 10 20 25 30 35 530 172 joniserande strålning som är effektiv, snabb, noggrann, tillförlitlig, lätt att utföra samt kan utföras på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning som är känslig och därför kan fungera vid väldigt små strålningsförändringar. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning som kan ges en längd i den inkommande strålningens riktning så att en önskad bromsförmåga uppnås, vilket gör det möjligt att detektera en huvuddel av den inkommande strålningen.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning, i vilken elektroner, som frigörs genom växelverkan mellan fotoner och gasatomer, kan tas utgi en riktning i huvudsak vinkelrät mot den inkommande strålningen. Härigenom är det möjligt att erhålla särskilt höga spektrala och spatiala upplösningar. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en metod för spektralt upplöst detektering av alla typer av joniserande strålning, inklusive elektromagnetisk strålning, och infallande partiklar, inklusive elementarpartiklar.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning som kan verka i ett stort energiomfång h0S den inkommande strålningen och som tillhandahåller en förbättrad energiupplösning.

I detta hänseende är ett särskilt syfte med uppfinningen att åstadkomma en sådan anordning som även sörjer för en hög spatial upplösning.

W U 20 25 30 35 530 1?2 Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anordning för spektralt upplöst detektering av joniserande tillförlitlig, strålning, som är effektiv, Snabb, n099rannf lätt att installera och använda samt billig.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning som är känslig och därför kan fungera vid väldigt små strålningsförändringar. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning, i vilken elektroner, som frigörs genom växelverkan mellan fotoner och gasatomer, kan tas ut i en riktning i huvudsak vinkelrät mot den inkommande strålningen. Härigenom är det möjligt att erhålla särskilt höga spektrala och spatiala upplösningar.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för spektralt upplöst detektering av alla typer av joniserande strålning, inklusive elektromagnetisk Strålning, så väl som infallande partiklar, inklusive elementarpartiklar.

Dessa och andra syften uppnås enligt uppfinningen genom metoder och anordningar enligt de bifogade patentkraven Den beskrivna uppfinningen utgör en teknik för detektering av röntgensträlens energi med färre osäkerheter än de ovan beskrivna genom att mäta djupet vid vilket röntgensträlen växelverkade i det absorberande materialet. Med denna teknik är det inte möjligt att bestämma en enstaka röntgenstråles energi, men energispektrumet hos ett inkommande flöde av röntgenstrålar kan bestämmas med stor noggrannhet.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med uppfinningen framgår nedan av den detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen, vilka visas på ritningarna. 10' 15 20 25 30 35 530 172 Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning förstår man bättre genom den »detaljerade beskrivningen nedan, av utföringsformer av uppfinningen, och med hjälp av ritningsfigurerna 1-12, S0m endast är àskàdliggörande och inte begränsande för uppfinningen.

Fig. 1 visar schematiskt en anordning för planstråleradiografi enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 2 är en schematiskt, A-A i fig. 1. delvis förstorad, tvärsnittsvy utmed Fig. 3 är en schematiskt tvärsnittsvy utmed B-B i fig. 1, där en infallande plan röntgenstråle indikeras.

Fig. 4 är ett schematiskt blockschema över en första utföringsform av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning.

Fig. Sa-c illustrerar schematiskt olika bredbandiga strålningsspektra som är detekterbara genom användning av föreliggande uppfinning.

Fig. 6 är ett schematiskt diagram över detekterad signal S som en funktion av genomträngningsdjup X in i en drivvolym i anordningen som visas i fig. 1-3.

Fig. 7 är ett schematiskt diagram som visar flödet av röntgenfotoner som en funktion av genomträngningsdjupet X in i en joniserbar gas använd i anordningens drivkammare, visas i fig. 1-3, vid olika fotonenergier Elnu, EM.

Fig. 8 är ett schematiskt diagram över detekterad signal S som funktion av fotonenergi E, som detekterats genom användandet av den första utföringsformen av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning. 10 15 20 25 30 35 530 172 Fig. 9 är ett schematiskt blockschema av en andra utföringsform av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning.

Fig. 10 är ett schematiskt diagram över detekterad signal S som en funktion av fotonenergi E när ett föremål, dvs. en mänsklig kroppsdel är placerad mellan röntgenkällan och detektorn i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 11 är ett schematiskt diagram över absorption A i ett föremål som en funktion av fotonenergi E som detekterats genom användandet av den andra utföringsformen av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning.

Fig. 12 är ett schematiskt blockschema över en tredje utföringsform av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I förklarande och ej begränsande syfte anges i beskrivningen nedan speciella detaljer, t ex. vissa tekniker och tillämpningar för att ge grundlig förståelse av 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 schematisk tvärsnittsvy i ett plan vinkelrät mot en plan röntgenstråles 1 plan hos en anordning för planstráleradiografi enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Anordningen innefattar en källa 3 för röntgenstrålar, som tillsammans med ett första smalt kollimatorfönster 5 10 15 20 25 30 35 53Ü 172 åstadkommer en plan, solfjäderformad röntgenstràle 1 för bestrålning av ett föremål 7 som skall avbildas.

Kollimatorfönstret 5 kan ersättas med annat organ för att forma en väsentligen plan röntgenstråle, t.ex. en diffraktionsspegel eller en lins etc. för röntgenstrålar.

Strälen som passerar genom föremålet 7 kommer in i en detektor 9. Valfritt tillhandahålls en smal spalt eller kollimatorfönster 11, som är linjerad med röntgenstràlen och bildar ingången för röntgenstràlen 1 till detektorn 9. En huvuddel av de infallande röntgenfotonerna detekteras i detektorn 9, som innefattar en kammare 13, elektrodanordningar 17, 18; 21 och 27, 29 respektive. Detektorn 9 är orienterad så att röntgenstrålen kommer in från sidan mellan en första 17. 18 och en andra 21 elektrodanordning, mellan vilka en spänning th_pàföres. Elektrodanordningarna är företrädesvis inbördes väsentligen parallella och åtskilda med ett kort avstånd.

Kammaren 13 är en omvandlings- och drivvolym och är fylld med ett joniserbart ämne, vilket kan vara en gas, en vätska eller ett fast ämne. Kammare 13 kan vara indelad i sektioner, X1, X2, m,.&§där XN är ett positivt heltal, vilka är åtskilda i den infallande röntgenstrålens riktning. Den i kammaren 13 inkommande strålningen joniserar gasen, och det av spänningen Ug bildade elektriska fältet resulterar i ett drivfält i området 13, vilket orsakar en drift av elektroner mot elektroden 21 och mot ett lavinförstärkningsområde eller organ 15, och drift av joner mot elektroderna 17, 18. Kammaren 13 är företrädesvis 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. I så fall innefattar detektorn ett gastätt hus 31 med ett spaltingångsfönster 33, genom vilket röntgenstrålen 1 kommer in i detektorn. Fönstret är gjort av ett material transparent för strålningen. 10 15 20 25 30 35 530 1?2 Detektor 9,är arrangerad på ett sådant sätt att de frigjorda elektronerna drivs mot och kommer in i ett V elektronlavinförstärkningsområde 21 där de flerfaldigas medelst en spänning Ug som kan påföras mellan elektrodarrangemang 21 och elektrodarrangemang 27, 29.

Spänningen U¿ väljs så att elektroner från kammaren 13 passerar elektroden 21, accelereras mot anordningen 27, 29, vilket resulterar i elektronmultiplicering, och således når ett stort antal lavinelektroner anordningen 27, 29, vilken också utgör utläsningsanordning, för detektor 9, för detekteringen av pulser inducerade av elektronlavinerna. Alternativt kan utläsningsanordningen utformas separat från elektrodanordningen 27, 29 (visas ej i fig. 1)- Utläsningsanordningen 27, 29 är vidare kopplad till ett signalbehandlingsorgan 35, som kan vara en mikrodator försedd med lämplig mjukvara, för vidare behandling av de detekterade pulserna. Behandlingen kommer att beskrivas i detalj längre ner i denna beskrivning.

Pulserna, härledningsbara från jonisering av olika röntgenfotoner, är individuellt detekterbara och följaktligen möjliggöres detektering av enskilda fotoner.

Vidare är höjden av en puls eller det integrerade värdet av en puls till viss grad proportionellt mot den infallande fotonenergin. Följaktligen kan anordningen innefatta behandlingsorgan anordnat för att särskilja en sådan puls i beroende av en pulshärledd parameter, företrädesvis pulshöjd eller integrerat pulsvärde.

Röntgenkällan 3, kollimatorfönstret 5, det valfria kollimatorfönstret 11 och detektorn 9 kan förbindas och fästas i relation till varandra med ett lämpligt organ, till exempel ett stöd (visas ej i fig. 1).

Eftersom röntgenstràlarna kommer in i detektorn i en riktning parallell med elektroderna kan detektorn lätt utformas med en växelverkanssträcka tillräckligt lång för att möjliggöra att 10 15 20 25 30 35 530 172 10 en huvudsaklig andel av de infallande röntgenfotonerna kan växelverka och bli detekterade.

Med hänvisning härnäst till fig. 2, vilken visar en schematisk, delvis förstorad tvärsnittsvy utmed A-A i fig. 1, kommer detektorn 9 att närmare beskrivas. Givetvis är emellertid föreliggande uppfinning inte begränsad till en sådan konstruktion. Till exempel beskrivs andra möjliga konstruktioner av lavinförstärkningsorgan och utläsningsanordningar mer detaljerat i vår inneliggande svenska patentansökan nr 9901325-2 med titeln Radiation detector, an apparatus for use in planar radiography and a method for detecting ionizing radiation inlämnad den 14 april 1999. Det skall även påpekas att lavinförstärkarorganet kan vara en anordning av fasttillstándstyp eller omfatta ett vätskeförstärkningsområde.

Den första elektrodanordningen 17, 18 omfattar ett dielektriskt substrat 17 och ett ledande skikt 18 som är en katodelektrod, och den andra elektrodanordningen 21 är en lavinkatod. Den tredje elektrodanordningen 27, 29 innefattar ett dielektriskt substrat 29 och ledande skiktremsor eller kuddar 27 (pads) och är en lavinanod och utläsningselement.

Ett dielektrikum 49 kan anordnas mellan lavinkatoden 21 och lavinanoden 27. Detta kan vara en gas eller ett fast ämne 49, som uppbär katoden 21 och anoden 27 såsom visas i fig. 2.

Spänningen Uasom är pálagd mellan katoden 21 och anoden 27, ger upphov till ett elektriskt fält 51 i ett flertal av företrädesvis gasfyllda lavinförstärkningsområden 53.

Lavinområdena 53 bildas i ett område mellan och runt kanterna av lavinkatoden 21, som är vända mot varandra, och i mindre grad mellan lavinkatoden 21 och lavinanoden 27, där ett koncentrerat elektriskt fält uppträder tack vare de pâförda spänningarna.

De páförda spänningarna är valda sá att ett svagare elektriskt fält, drivfältet, skapas över kammaren 13 och ett starkare 10 ß 20 25 30 35 530 'I 72 11 fält i områdena 53. Elektroner (primär- och sekundärelektroner), som frigörs genom växelverkan i kammaren 13, kommer att driva tack vare drivfältet mot lavinförstärkarorganet 15. De kommer att komma in i det mycket starka lavinförstärkarfältet och accelereras. De accelererade elektronerna kommer att växelverka med annan materia (dvs. atomer, molekyler etc.) i ett av områdena 53 och orsaka att ytterligare elektron/jonpar alstras. Dessa alstrade elektroner kommer också att accelereras i fältet och växelverka upprepade gånger med ny materia och orsaka att ytterligare elektron/jonpar alstras. Denna process fortsätter under elektronernas färd i lavinregionen mot lavinanoden 27, placerad nederst i lavinområdet, och sålunda bildas en elektronlavin.

Lavinomràdena 53 utgörs av öppningar eller kanaler i katoden 21 och i det dielektriska substratet 49, om sådant finns. Öppningarna eller kanalerna kan ha godtycklig form, dvs. vara cirkelformade, kvadratiska sett uppifrån eller sammanhängande på längden utsträckta mellan två kanter av katoden 21. I det fall öppningarna eller kanalerna är cirkelformade eller kvadratiska sett uppifrån är de arrangerade i rader, varvid varje rad av öppningar eller kanaler innefattar ett flertal öppningar eller kanaler. Ett flertal längsgående öppningar eller kanaler eller rader av kanaler finns bredvid varandra och är parallella inbördes eller med de infallande röntgenstrálarna. Alternativt kan öppningarna eller kanalerna arrangeras i andra mönster.

Ledande skiktelement 27, som även bildar utläsningselement, är anordnade i anslutning till öppningarna eller kanalerna, som utgör lavinomrâdena 53. Företrådesvis finns det ett element för varje öppning eller kanal. Elementen 27 är elektriskt isolerade från varandra och separat anslutna till behandlingsorganet (visas ej i fig. 2).

Genom att ett flertal utläsningselement 27 anordnas såsom visas i fig. 2a erhåller man en detektor 9, i vilken 10 15 20 25 30 35 530 172 12 elektronlaviner, som härrör huvudsakligen från jonisering medelst i sidled åtskilda partier av det plana strålningsknippet 1, kan detekteras separat. Härigenom kan man utföra endimensionell avbildning med användning av detektorn 9, se vidare längre ner i beskrivningen.

I den beskrivna utföringsformen har speciella placeringar och geometrier av anod-, katod- och utläsningsanordningar beskrivits. Det finns emellertid ett flertal andra placeringar och geometrier som är lika användbara i samband med föreliggande uppfinning.

Hänvisande härnäst till fig. 3, vilken visar en schematisk, tvärsnittsvy utmed B-B i fig. 1, kommer den föredragen utföringsform av lavinanoden och utläsningsanordningen 27, 29 att beskrivas. I fig. 3 indikeras också den plana röntgenstrålen 1. Nämnda röntgenstråle delas upp i sidled separerade partier Y1, Y2, m, Yu, positivt heltal. där Yxär ett Anordningen utgörs av NxK ledande kuddar 27 på det dielektriska substratet 29, elektriskt isolerade från varandra, varvid varje ledande kudde är individuellt kopplad till behandlingsorganet 35 så att pulser inducerade i respektive kudde detekteras individuellt. Kuddarna 27 är placerade i en matris, i den indikeras med Rlk, Rzk, ..., RNk, inkommande strålens 1 riktning (k = l, 2, W, Û, M, EQ, i en riktning vinkelrät mot denna (n = 1, 2, W, N)- Företrädesvis är kuddarna 27 placerade under öppningarna, kanalerna eller raderna av öppningar eller kanaler som visas i fig. 2.

Kuddarna 27 kan utformas med fotolitografiska metoder eller med elektroformning etc.

Kuddarna 27 utsträcker sig i riktningar parallella med inkommande röntgenfotoners riktning, vilket skapar en förbättrad spatial upplösning, dvs. kompensation för K) och för RmJ R' 10 15 20 25 30 35 530 172 13 parallaxfel i detekterade bilder. Således, eftersom röntgenstràleknippet 1 i praktiken är ett divergent knippe strålar, är företrädesvis kuddarna inte placerade parallella med varandra utan i riktningar som pekar mot en gemensam punkt(dvs. solfjäderformad) sammanfallande med röntgenstràlekällan (om källan är en punktkälla).

Kuddarnas 27 bredd och avståndet mellan dem väljs för den särskilda detektorn för att erhålla önskad (optimal) Spatial upplösning. Typiska värden är 0,01-1 mm breda kuddar och med 0,01-1 mm avstånd mellan dem. Antalet kuddar K i en riktning vinkelrät mot den infallande strålens 1 riktning väljs för att detektera en önskad (optimal) bredd hos planstrålen 1. Typiska värden är 20 cm för mammografi och 40 cm för allmän Vröntgenradiologi (dvs. bröströntgen). Bredden kan emellertid vara betydligt lägre, smal remsa. i vissa fall ned till en enda väldigt Kuddarnas längd justeras för att erhålla önskad (optimal) spektral upplösning, vilket närmare beskrivs nedan, och antalet kuddar N i den infallande strålens 1 riktning väljs för att detektera en önskad (optimal) bandbredd hos bredbandsstrålen 1. Längden på kuddarna 27 och längden på kammarsektionerna Xlpl, XN är företrädesvis desamma och följaktligen är kudden Rmçplacerad i en rak linje under kammarsektion XNdär n = 1, 2, W, N. Typiska värden på längden är 1-20 cm.

För uppfinningen gäller allmänt att varje infallande röntgenfoton ger upphov till en inducerad puls i en (eller flera) detektoreletktrodelement. Pulserna behandlas i behandlingselektroniken, som eventuellt formar pulserna och integrerar eller räknar pulserna från varje kudde.

För uppfinningen gäller allmänt även att utrymmet mellan elektroderna är väldigt smalt vilket resulterar i ett snabbt avlägsnande av joner vilket leder till en låg eller ingen ackumulering av rymdladdningar. Detta gör drift vid hög 10 15 20 25 30 35 530 172 14 hastighet möjlig. Det korta avståndet leder också till låga driftsspänningar, vilket resulterar i låga energier i eventuella gnistor, vilket är gynnsamt för elektroniken.

Fokuseringen av fältlinjer i lavinorganet är också gynnsamt för undertryckning av s.k. streamers. Detta leder till en minskad risk för gnistbildning.

Vidare kommer det att i sådana fall vara möjligt att geometriskt åtskilja oönskad strålning och elektroner, såsom fluorescerande röntgenstrålar och långdistanselektroner, vilket annars skulle leda till försämrad spatial upplösning och känslighet. Sådan detektering är närmare utvecklad i vår inneliggande svenska patentansökning nummer 9901326-0 med titeln A method for detecting ionizing radiation, a radiation detector and an apparatus for use in planar beam radiography som ingavs den 14 april 1999.

Som ett alternativ till alla utföringsformer kan det elektriska fältet i omvandlings och driftsgapet (volymen)hállas tillräckligt högt för att ge upphov till elektronlavinförstärkning, för att följaktligen användas i ett förförstärkningsläge.

Som ett ytterligare alternativ kan elektrodanordningen 21 avvaras, och ett elektriskt fält mellan lager 18 Och element 27 istället hållas tillräckligt högt för att ge upphov till elektronlavinförstärkning inom hela volymen som avgränsas av områdena 13 och 53.

Vidare kan alla elektrodytor täckas av högresistivt eller halvledande material för att minska energin i eventuella gnistor, vilka kommer att påverka mätningen och eventuellt förstöra detektorns elektroniska utrustning. Sådana resistiva skikt är närmare beskrivna i vår inneliggande svenska patentansökan nummer 9901327-8 med titeln Radiation detector and an apparatus for use in radiography som ingavs den 14 april 1999.

W U 20 25 30 35 530 1?2 15 Vidare, med hänvisning till fig. 4, som är ett blockschema över en process för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning, kommer en första enkel utföringsform av den uppfinningsenliga metoden att illustreras. Denna metod kan utföras i anordningens behandlingsorgan 35 i fig. l-3, även om en enklare anordning kan användas.

Medelst utläsningsanordningen 27, 29 detekteras elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i sektionerna X1, X¿,.", XNi kammaren 13 som är avskild i det införda stràlknippets riktning separat i ett steg 61. Kuddarna i varje rad, vinkelrät mot stråle 1, kan här grupperas tillsammans för att forma en endimensionell uppsättning av kuddar R1, Rz,-»/ Rm eller alternativt används endast en kudde i varje sådan rad för detekteringen. I det senare fallet behövs inget plant strålningsknippe. Antalet inducerade pulser, under en förutbestämd tidsperiod, härledningsbara från jonisering i respektive kammarsektion Xh ih, M, XNbetecknas SmJ Smb nu Smb.

Alternativt har signalerna Sn, Sn, M, Smqsin grund i den integrerade signalen erhâllen från joniseringen i respektive kammarsektion X1, X2, m, XN. bestämmas från alla pulsers sammanlagda värden eller från Den integrerade signalen kan integrerade amplitudvärden.

Sedan, i ett steg 63, tillhandahålls data för spektralt upplöst absorption för absorption av nämnda bredbandsstrålning i nämnda joniserbara gas. Nämnda absorptionsdata inkluderar absorptionssannolikheten i respektive kammarsektion X1, XL "V XNför varje respektive spektralkomponent El, E@,~q EN- Absorptionssannolikheten bestäms utifrån de kombinerade tvärsnitten för den fotoelektriska effekten respektive Compton~effekten för en röntgenfoton med den använda joniseringssubstansen, hänsyn tagen till varje kammarsektions X1: X2, M, XW djup, i den inkommande strálens riktning. 10 15 20 25 30 35 530 172 16 Sedan, i ett steg 65, härleds från absorptionsdata viktningsfaktorer Wu, N21, Wzz, ---, Wmz, ---, Wm, Wzn, W, EMi nämnda w12 | _", Wmqför olika spektralkomponenter E1, E2, bredbandsstràlning l och för olika separerade sektioner X1, X2, u. , WMl 1 M, XNi kammaren. Varje viktningsfaktor är huvudsakligen proportionell mot respektive spektralkompOnentS E1, Ez, ~, EM fÖtOnflöde F11, F22, ..., FMZI m! FIN! FZNI m: FMN i Viktningsfaktorerna tar F12 f respektive kammare X1, X2, W, XN.

F21, ---, Fm, hänsyn till alla sorters dämpningar eller spridningar inklusive t ex. fotoelektrisk effekt och Compton-effekt.

Slutligen, i stegen 67 och 69, härleds de respektive signalerna SEJ SE2,.", Smqhärledningsbara från jonisering av respektive spektralkomponent av nämnda bredbandsstrålning från de detekterade signalerna SmJ Sxm .“, Snh huvudsakligen härledningsbara från jonisering i olika sektioner av kammaren, och viktningsfaktorerna.

Denna härledning erhålls genom att, i steg 67, Skapa ett ekvationssystem: I! P4: SX = v¿mSfin, n = 1, 2, W, N s L och, i steg 69, lösa ekvationssystemet för de respektive Signalerna. S511 , S32 , n., SEM . I Pâ så vis resulterar detekteringen och behandlingen i en spektralt upplöst signal med komponenterna SmJ SE2,-»I Smb Antalet spektralkomponenter M hos den detekterade signalen är lika med, eller mindre än, antalet sektioner N i kammaren, antalet detekteringspunkter i stålens 1 riktning.

Antalet spektralkomponenter M hos den detekterade signalen väljs för den bestämda tillämpningen och beroende av den använda bredbandsstrålningens 1 beskaffenhet. Följaktligen visas schematiskt i fig. 5 a-c tre olika bredbandiga stràlningsspektra som är detekterbara genom användning av föreliggande uppfinning. dvs. 10 15 20 25 30 35 530 172 17 I fig. Sa visas ett spektrum av ett strålningsknippe som träffar detektor 9 inkluderande en bred Bremsstrahlung, ett kontinuerligt emissionsspektrum och en smal emissionslinje. På liknande sätt visar fig. Sb ett strålningsspektrum för ett infallande strålningsknippe som dvs. saknar smala emissionslinjer, sålunda endast omfattande den breda Bemsstrahlung-emissionen; Fig. 5c liknar fig. Sa, men här omfattar det infallande strålknippets spektrum två smala emissionslinjer åtskilda endast av en låg energi. Dessa spektra är typiska utmatningsspektra från vanliga röntgenrör.

Antalet spektralkomponenter M hos den detekterade signalen väljs således i beroende av bredbandsavsnittets spektrum så att spektraldetaljer av spektrumet, speciellt smala resonanstoppar eller dubbeltoppar, som visas i fig. 5 a-c, blir upplösta.

I en föredragen version av uppfinningen är antalet spektralkomponenter M av nämnda detekterade signal minst tre.

I en andra föredragen version är antalet M minst fem och i en tredje föredragen version är antalet M minst sju och slutligen i en fjärde föredragen version är antalet M minst nio.

Lägg märke till att längderna av kammarens sektioner X1, X2, m, XN kan vara olika, t.ex. öka i strålknippets 1 riktning. På liknande sätt kan bredbandsstràlningens spektralkomponenters El: E21 energi.

N, EM spektralbredder vara olika, t.ex. öka med ökande Vi vänder oss nu till fig. 6, som visar ett typiskt exempel på ett diagram över detekterade signal S som en funktion av genomträngningsdjupet X in i drivkammaren 13 i anordningen som visas i fig. 1-3. Denna signal är den som mäts i steg 61 ii fig. 4. Det ska noteras att N i det visade exemplet är högt så att signalen ser ut som en kontinuerlig signal. Det skall emellertid påpekas att diagrammet innefattar ett enda 10 15 20 25 30 35 530 172 N signalvärde för vart och ett av ett ändligt antal N rader av genomträngningsdjup (dvs. kammarsektioner).

Fig. 7 är ett diagram som visar typiskt flöde av röntgenfotoner som funktion av genomträngningsdjupet X in i en joniserbar gas, som används i drivkammaren 13 i anordningen som visas i fig. 1-3, för olika fotonenergier El, E2, m, erhålls från t.ex. litteraturdata eller utförda mätningar. Ett EM som sådant diagram används för härledning av viktningsfaktorerna som utförs i steg 65 i fig. 4.

Fig. 8, slutligen, är ett exempel på ett diagram över signalen S (dvs. SHJ SE2, m, SEN) som funktion av fotonenergin E (dvs.

El, Ez, I utföringsformen av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning (dvs. strálningsspektrumet som visas W, EM) som detekteras genom att använda den första i fig. 5a) som visas schematiskt i fig. 4, när inget föremål är placerat mellan röntgenkällan och detektorn.

Hänvisande härnäst till fig. 9, som är ett blockschema över en process för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning, visas en andra utföringsform av den uppfinningsenliga metoden.

I ett steg 71, tas alla eventuella föremål mellan källan och detektorn bort, så att detektorn 9 ska kunna registrera ett referensspektrum. Detta uppnås i steg 72 och inkluderar stegen för detektering, tillhandahållning, härledning, skapande och lösande som diskuterats med hänvisning till fig. 4 och som är angivet däri med hänvisningsnummer 61-69. Detta referensspektrum lagras sedan i ett steg 73 som Sm,(ref), m = 1, 2, W, M, se fig. 8 för ett exempel på ett sådant detekterat spektrum.

Sedan, i ett steg 75, placeras föremålet 7 som ska mätas mellan röntgenkällan 3 och detektorn 9, varefter i ett steg 76 registreras, genom upprepning av stegen 61-69 i fig. 4, ett 10 15 20 25 30 35 5313 172 19 spektrum av strålning passerad genom föremål 7. Detta spektrum lagras sedan, i ett steg 77, som Sm,(obj), m = 1, 2, ~, M- Slutligen i ett steg 79 kalkyleras ett absorptionsspektrum, för den spektralt upplösta absorptionen av röntgenstrålningen av föremålet 7, som signaler: SE,,,(abs) = SE.,,(ref) - Sgmwbj), för m = 1, 2, ..., M.

I en alternativ utföringsform mäts inte referens- eller kalibreringsspektrumet av detektor 9 utan tillhandahålls på annat sätt, t.ex. mäts det av en annan anordning eller erhålls från litteraturdata.

Fig. 10 är ett exempel på ett diagram över detekterad signal 5(Obj) (Ö-VS- SEUOÖÉ), SEHOIDÉ), fotonenergin E (dvs. El, E2,.", mänsklig kroppsdel, befinner sig mellan röntgenkällan och W, SEM(obj)) som funktion av EM) när ett föremål, t.ex. en detektorn i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 11 är ett exempel på ett diagram över absorptionen A (dVS. A1, (dvs. El, Eg, W, AM) i föremålet som funktion av fotonenergin E m, EM) som detekteras genom användandet av den andra utföringsformen av metoden för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning. _ Hänvisande härnäst till fig. 12, som är ett blockschema över en process för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning, visas en tredje utföringsform av den uppfinningsenliga metoden.

Den aktuella metoden använder detektorn 9, som beskrivits med hänvisning till fig.1-3, och planstråleknippet 3 med i sidled separerade partier Y1, Y2, m, YK som indikeras i fig. 3 för att, i ett steg 81, separat detektera signaler (dvs. exempelvis antal detekterade pulser) Sxmyk, n = 1, 2, in k = 1, 2, N och W, K som är härledningsbara huvudsakligen från 10 15 20 25 30 35 5313 172 20 jonisering av respektive i sidled separerade parti YKi respektive sektion.Xn.

Sedan, i ett steg 83, tillhandahålls data för spektralt upplöst absorption för absorption av nämnda bredbandsstrålning i nämnda joniserbara gas, liknande steg 63 i fig. 4. Denna absorptionsdata används i ett steg 85 för att härleda viktningsfaktorerna Wu, WuJ M, Wmg Wn, Wap in “U Wmqför olika spektralkomponenterEfi, EW "H bredbandsstrålning 1 och för olika separerade sektioner X1, X2, Wmz, ---, Win, W2N, Emi m, XNi kammaren. Detta steg är i huvudsak identiskt med steg 65 i fig. 4. M och n = 1, W, N är som tidigare huvudsakligen proportionell mot Varje viktningsfaktor Nm, m = 1,.M respektive spektralkomponents Em fotonflöde Em i respektive sektion Xn.

Därefter, i steg 87 och 89, härleds de respektive signalerna Sgmm, m = 1, 2, .", M och k = 1, 2, nu härledningsbara från jonisering av respektive K som huvudsakligen är spektralkomponent i respektive i sidled separerade parti i nämnda bredbandsstràlning medelst de detekterade signalerna Smflk, n = 1, 2, m, N och k = 1, 2, W, viktningsfaktorerna.

K och de ovan visade Denna härledning erhålls genom att, i steg 87, skapa ett ekvationssystem: M SX,,,,,,=2w,,,,,SEm_,,, n = 1, 2, ..., N och k = 1, 2, K m=1 och, i steg 89, lösa ekvationssystemet för de respektive signalerna Smflk m = 1, N, M och k = 1, W, K.

På så vis resulterar detekteringen och behandlingen i en spektralt och spatialt upplöst signal. Signalen kan visas på en tvádimensionell bildskärm med avståndet på ena axeln och energin på den andra axeln. 10 15 25 30 35 , 530 172 21 Detektorsystemet som visas i fig. 1 kan skannas tvärs över föremålet 7 för att återge en tvådimensionell bild. Varje enskild pixel i en sådan bild innehåller sålunda spektral information om strålningen. På liknande sätt innehåller varje pixel i denna bild spektralabsorptionsinformation om den del i av föremålet som skymmer respektive pixel. Denna bild kan visas på en tvådimensionell bildskärm varigenom t.ex. genomsnittsenergin eller den absorberade genomsnittsenergin kan visas med olika färg eller gråskalor.

Det kommer i det följande att redogöras för en fjärdeö utföringsform av den uppfinningsenliga metoden. Denna metod börjar vid absorptionsspektrumet för spektralt upplöst absorption av röntgenstrålning av ett föremål som beräknats i steg 79 i fig. 9, dvs.: sEm(a-bs) = SEmtref) r föf m = l, 21 m: M' Smflref) kan ha mätts med detektorn enligt uppfinningen eller ha erhållits på något annat vis, t.ex. mätts med en annan anordning eller erhållits från litteraturdata.

Vidare antas det att föremålet består av ett antal L olika kända material eller element, ML M2, W, ML. dessa material eller element M1 har en fotonenergiberoende absorptionskoefficient eller absorption(per längdenhet) A1= A1 (E), l = 1, 2, m, L. Omvandlar man dessa till de diskreta värdena av E, dvs. El, Ew An, ~, Ann 1 = l, 2, ..., L.

Vart och ett av ..., EM får man A1 = A11, Antar man att dessa absorptionsvärden tillhandahålls, t.ex. är kända eller mäts på något känt sätt är det möjligt att skapa ett ekvationssystem L s,,,,(abs)=2c,f1m,, m = 1, 2, M, l=1 10 15 20 25 530 172 22 där clär värdet, dvs. tjockleken eller längden, på materialet eller elementet 1 i föremålet som strålningsknippet har passerat.

Genom att lösa ekvationssystemet för cl är det möjligt att bestämma koncentrationerna av olika material eller element i föremålet som mäts.

Det skall påpekas att denna fjärde utföringsform av den uppfinningsenliga metoden kan kombineras med den tredje utföringsformen av den uppfinningsenliga metoden i avsikt att ge en flerpunkts mätningsteknik för bestämning av innehållet i varierande material eller element i föremålet.

Metoden kan komma till användning t.ex. inom det radiologiska området för bestämning av innehåll av ben, vävnad, fett etc. i en mänsklig kropp och inom matindustrin för beräkning av innehåll av t.ex. kött och fett i korvprodukter etc.

Vidare kan denna metod också användas till att mäta koncentrationen av kontrastmedel, t.ex. i olika delar av kroppen.

Givetvis kan uppfinningen varieras på många olika sätt. Sådana variationer skall inte anses ligga utanför uppfinningens ram.

Alla sådana modifieringar, som skulle vara uppenbara för en fackman, är avsedda att rymmas inom ramen för patentkravens skyddsomfång.

Claims (47)

W N 20 25 b) U: 530 172 23 PATENTKRÃV

1. l. Metod för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning i en detektor innefattande en kammare (13) fylld med ett joniserbart ämne, (17, 18) och en andra (27, 29) elektrodanordning, en strålningsingàng och som innefattar en första (33), ett elektronlavinförstärkningsorgan och en' utläsningsanordning (29), varvid nämnda metod innefattar att: - ett stràlknippe (l) förs in i kammaren mellan och väsentligen parallellt med den första och den andra elektrodanordningen för jonisering av det joniserbara ämnet, där nämnda stràlknippe (1) innefattar ett bredbandigt stràlningsspektrum, och, - elektroner skapade vid joniseringen lavinförstärks, kännetecknad av stegen att: ~ elektronlaviner, och/eller motsvarande skapade joner, Sxu SX2, N, SXN, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i kammarsektionerna X1, X2, W, XN, vilka är åtskilda i det införda stràlknippets riktning, detekteras separat medelst utläsningsanordningen (27, 29), ~ spektralt upplösta absorptionsdata för absorption av nämnda bredbandiga strålning i nämnda joniserbara ämne tillhandahålls, '- VlktflingSfaktOrêr Wu, Wgl, W12, WZZ/ --~r WMZ/ ---l WIN: W2Nf m, Wmqför olika spektralkomponenter El, Ey bredbandsstrålning (l) och för olika nämnda separerade sektioner X1, X2, »V WM1, W, EMi nämnda W, XNi kammaren härleds från absorptionsdata, och - respektive detekterade elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn, SQ, M, SHM son1är härledningsbara från jonisering av respektive spektralkomponent av nämnda 10 15 20 25 30 35 530 172 24 bredbandsstrålning härleds från nämnda detekterade elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn, Sxb m, Smh härledningsbara huvudsakligen från jonisering i olika sektioner av kammaren, och nämnda viktningsfaktorer.

2. Metod enligt patentkrav 1, varvid var och en av nämnda viktningsfaktorer är i huvudsak proportionell mot respektive spektralkomponents El, Eb in Enfotonflöde Qn, mn, W, Gm, @n, Qm, Qmh in ®m,i respektive sektion, X1, Xp "q (D22: ---r (DMZ: ~~-r XN.

3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, varvid respektive detekterade elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, S31, Sn, in SSM, som är härledningsbara från jonisering av respektive spektralkomponent av nämnda bredbandsstràlning härleds genom lösning av ekvationssystemet s,,,= b4: WMSBW, n = l, 2, W, N, ä E.

4. Metod enligt något av patentkraven 1-3, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstrålning är lika med antalet N kammarsektioner.

5. Metod enligt något av patentkraven 1-3, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstrålning är mindre än antalet N kammarsektioner.

6. Metod enligt något av patentkraven 1-5, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstrålning är minst två.

7. Metod enligt något av patentkraven 1-5, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstràlning är minst tre.

8. Metod enligt något av patentkraven 1-5, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstràlning är minst fem.

9. Metod enligt något spektralkomponenter i av patentkraven 1-5, varvid antalet M nämnda bredbandsstràlning är minst nio. 10 15 20 25 30 35 530 172 25

10. Metod enligt något av patentkraven 1-5, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstràlning väljs beroende av bredbandsstràlningens spektrum så att spektraldetaljer, speciellt smala resonanstoppar eller dubbeltoppar blir upplösta.

11. ll. Metod enligt något av patentkraven 1-10, varvid det joniserbara ämnet är en gas, en vätska eller ett fast ämne.

12. Metod enligt patentkrav 11, varvid det joniserbara ämnet innefattar en inert gas, företrädesvis krypton eller xenon.

13. Metod enligt något av patentkrav 1-12, varvid elektronerna lavinförstärks i en gas, en vätska eller ett fast ämne.

14. Metod enligt patentkrav 13, varvid elektronerna lavinförstärks i ett ämne innefattande en inert gas, företrädesvis krypton eller xenon.

15. Metod enligt något av patentkraven 1-14, varvid kammarsektionernas, X1, X2, W, XN, längd är olika.

16. Metod enligt något av patentkraven 1-15, varvid bredbandsstràlningens spektralkomponenters, El, Ez, mf EM, spektralbredd är olika.

17. Metod enligt något av patentkraven 1-16, varvid elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn» Sxm M, Sn” härledningsbara huvudsakligen från jonisering i åtskilda kammarsektioner, X1, X2, m, XN, genom räkning av pulser inducerade av nämnda elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner. detekteras separat

18. Metod enligt något av patentkraven 1-16, varvid elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn, Sxw W, &m, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i åtskilda detekteras separat genom integrering av pulser W U 20 25 30 35 533 172 26 inducerade av nämnda elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner.

19. Metod enligt patentkrav 18, varvid integreringen av pulser innefattar summeringen av pulsamplitudvärden.

20. Metod enligt något av patentkraven l-19, varvid de härleda respektive detekterade elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, Sw, Sm, W, Smh härledningsbara från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstràlning, vidare kalibreras genom användning av ett känt referensspektrum.

21. Metod enligt något av patentkraven 1-20, vidare innefattande att strålknippet förs in i kammaren i form av ett plant strålknippe (l), och att elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, SQ, W, Sw, härledningsbara huvudsakligen från jonisering av i sidled åtskilda delar Yh Y2, W, YK av nämnda plana strålknippe, detekteras medelst utläsningsanordningen (29). 531/

22. Metod enligt patentkrav 21, varvid nämnda metod, för varje i sidled åtskilda del Y1, Yb strålknippe, m, Ym av nämnda plana innefattar stegen: - elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sxmyk, H = 1, 2, m, N och k = 1, 2, M, K, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i sektioner, X1, X2, W, XN, vilka är åtskilda i det införda strålknippets riktning, detekteras separat medelst utläsningsanordningen (29), och - respektive detekterade elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, M 0Ch k = 1/ 2' W, K, som är härledningsbara från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstrålning, härleds från nämnda elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sxmyk, n = l, 2, W, N och k = l, 2, W, K, Sgmlyk, m = 1., 2, ..., härledningsbara 10 20 25 30 530 172 27 huvudsakligen från olika kammarsektioner, och nämnda viktningsfaktorer.

23. Metod enligt något av patentkraven l-20, varvid strålknippet (1) sänds genom eller reflekteras av ett föremål innan det förs in i kammaren.

24. Metod enligt patentkrav 23, varvid - värdet av varje respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstrålning tillhandahålls, och - de härleda respektive detekterade elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, Sm, Sm, mr San härledningsbara från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstrålning, subtraheras från nämnda tillhandahållna värde på varje respektive spektralkomponent, varvid sålunda ett absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstrålning av nämnda föremål erhålls.

25. Metod enligt något av patentkraven 1-20, som upprepas två gånger; - en gång när strålknippet (1) sänds genom eller reflekteras av ett föremål som ska mätas innan det förs in i kammaren, och - en gång när strålknippet (1) förs in i kammaren utan att sändas genom eller reflekteras av nämnda föremål, och vidare innefattande: - att de härledda respektive elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, som erhållits från joniserinq av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstrålning, somå tidigare har sänts genom eller reflekterats av nämnda föremål, subtraheras från de härledda respektive elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, som erhållits från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda W 15 20 25 30 530 172 28 bredbandsstràlning, som inte tidigare har sänts genom eller reflekterats av nämnda föremål, varvid sålunda ett absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstràlning av nämnda föremål erhålls.

26. Metod enligt patentkrav 24 eller 25, varvid strålknippet växelverkar med nämnda föremål genom att sändas genom nämnda föremål, varvid nämnda metod vidare innefattar stegen att: - ett antal, L, innefattar, olika ämnen, M1, M2, som nämnda föremål M, ML, identifieras, - fotonenergiberoende värden, Am, m= 1, W, M, på absorptionen per längdenhet tillhandahålls för vart och ett av nämnda element, M1, l = 1, M, L, och - mängden, cl, 1 = 1, 2, W, L, genom vilka nämnda stràlknippe har sänts, härleds från nämnda givna absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstrålning av nämnda föremål och nämnda tillhandahållna fotonenergiberoende värden, AW1, m= 1, per längdenhet. av vart och ett av nämnda ämnen, W, M, på absorptionen

27. Metod enligt patentkrav 26, varvid mängden, cl, 1 = 1, 2, M, L, av vart och ett av nämnda ämnen, genom vilka nämnda strålknippe har sänts, härleds genom att lösa ekvationssystemet ' L SEm(abS)=2c/A,,,1 r m = ll 2: H-r Mr l=1 där Sm¿abs), m= 1, 2, W, M, är nämnda givna absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstràlning av nämnda föremål.

28. Anordning för spektralt upplöst detektering av joniserande strålning innefattande en kammare (13) fylld med ett joniserbart ämne, och som innefattar en första (17, 18) andra (27, 29) elektrodanordning, en strålningsingàng (33), och en W ß 20 25 30 35 530 172 ett elektronlavinförstärkningsorgan, en utläsningsanordning (27, 29) och ett behandlingsorgan (35), varvid: - ett stràlknippe (1) är införbart i kammaren mellan och väsentligen parallellt med den första och den andra elektrodanordningen för jonisering av det joniserbara ämnet, där nämnda stràlknippe (1) innefattar ett bredbandigt stràlningsspektrum, och ~ lavinförstärkningsorganet är anordnat för lavinförstärkning av elektroner skapade vid joniseringen, kännetecknad av att: - utläsningsanordningen (27, 29) är anordnad för separat detektering av elektronlaviner, och/eller motsvarande skapade joner, SQ, Sxh m, Smh härledningsbara huvudsakligen fràn jonisering i kammarsektionerna X1, X2, m, XN, det införda strålknippets riktning, och som är åtskilda i - behandlingsorganet är anordnat för: (i) lagring av spektralt upplösta absorptionsdata för absorption av nämnda bredbandiga strålning i nämnda joniserbara ämne, (ii) härledning av viktningsfaktorer Wu, Wn, W, .", Mhz, ng Wm; Wizf Wmh .", Wmqför olika spektralkomponenter El, Eg, m, EMi nämnda bredbandsstrålning (1) och för olika nämnda separerade sektioner X1, XL absorptionsdata, WZZ/ WlNr W, Xui kammaren, från och (iii) härledning av respektive detekterade elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn, SW, W, Snr S0m erhålls från jonisering av respektive spektralkomponent av nämnda bredbandsstrålning från nämnda detekterade elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Smv Sxm 10 15 20 25 30 35 530 172 m, Sw, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i olika sektioner av kammaren, och nämnda viktningsfaktorer.

29. Anordning enligt patentkrav 28, varvid var och en av nämnda viktningsfaktorer är i huvudsak proportionell mot respektive spektralkomponents El, E2, m, EMfotonflöde Qlh én, ên, U, N, Qmqi respektive sektion, X1, X2, rm XN. (F21: ..., CDM; , (DMZ: ---/ ÖIN: (DZN/

30. Anordning enligt patentkrav 28 eller 29, varvid behandlingsorganet är anordnat så att respektive detekterade elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Snr Sw, N, SHM som kan erhållas från jonisering av respektive spektralkomponent av nämnda bredbandsstrålning härleds genom lösning av ekvationssystemet ßqx SXn = v¿mS5", n = 1, 2, N, N, s 'L

31. Anordning enligt något av patentkraven 28-30, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstràlning är lika med antalet N kammarsektioner.

32. Anordning enligt något av patentkraven 28-30, varvid antalet M spektralkomponenter i nämnda bredbandsstràlning är mindre än antalet N kammarsektioner.

33. Anordning enligt något av patentkraven 28-32, varvid det joniserbara ämnet är en gas, en vätska eller ett fast ämne.

34. Anordning enligt patentkrav 33, varvid det joniserbara ämnet innefattar en inert gas, företrädesvis krypton eller xenon.

35. Anordning enligt något av patentkraven 28-34, varvid elektronerna lavinförstärks i en gas, en vätska eller ett fast ämne. W Ü 20 25 30 ä 530 172

36. Anordning enligt patentkrav 35, varvid elektronerna lavinförstärks i ett ämne innefattande en inert gas, företrädesvis krypton eller xenon.

37. Anordning enligt något av patentkraven 28-36, varvid kammarsektionernas, X1, Xh W, XMN, längd är olika.

38. Anordning enligt något av patentkraven 28-37, varvid bredbandsstrålningens spektralkomponenters, El, Eg, W, EM, spektralbredd är olika.

39. Anordning enligt något av patentkraven 28-38, varvid det är anordnat så att elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, SKL Sxh .r, &m, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i åtskilda kammarsektioner, X1, X2, m{ Xu, detekteras separat genom räkning av pulser inducerade av nämnda elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner.

40. Anordning enligt något av patentkraven 28-39, varvid det år anordnat så att elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn, Sn, M, Sn” härledningsbara huvudsakligen från jonisering i åtskilda kammarsektioner, X1, X2, w, XN, detekteras separat genom integrering av pulser inducerade av nämnda elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner.

41. Anordning enligt patentkrav 40, varvid det är anordnat så att integreringen av pulser sker genom summering av pulsamplitudvärden.

42. Anordning enligt något av patentkraven 28-41, varvid ett strålknippe är införbart i kammaren i form av ett plant strålknippe (l), och utläsningsanordningen (29) for separat detektering av elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sn, Syh är anordnad N, SW, härledningsbara huvudsakligen från jonisering av i sidled åtskilda delar Yu Y2, W, YK av nämnda plana stràlknippe.

43. Anordning enligt patentkrav 42, varvid 10 15 20 25 30 530 172 32 - nämnda utläsningsanordning (29), för varje i sidled åtskilda del, Y1, Y2,. , Ym av nämnda plana strålknippe, är anordnad för detektering av elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sxmyk, n = l, 2, W, N och k = l, 2, m, K, härledningsbara huvudsakligen från jonisering i sektioner, XD X2, M, XN, vilka är åtskilda i det införda strålknippets riktning, och varvid - nämnda behandlingsorgan (29), för varje i sidled åtskild del, Y1, Y2, att medelst nämnda elektronlaviner och/eller motsvarande skapade joner, Sxmyk, n = l, 2, m, N och k = 1, 2, W, K, härledningsbara huvudsakligen från olika kammarsektioner, och nämnda viktningsfaktorer härleds de respektive detekterade elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, Sßmyk, m = l, 2, W, M och k = l, 2, jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstrålning. W, Ym av nämnda plana stràlknippe, är anordnat så W, K, som är härledningsbara från

44. Anordning enligt något av patentkraven 28-41, varvid stràlknippet (1) är anordnat för att sändas genom eller reflekteras av ett föremål innan det förs in i kammaren.

45. Anordning enligt patentkrav 44, varvid behandlingsorganet är anordnat för: - lagring av värdet av varje respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstràlning tillhandahålls, och - subtrahering av de härleda respektive detekterade elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, Smf sm, M, SHM som erhållits från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstràlning, från nämnda tillhandahàllna värde på varje respektive spektralkomponent, varvid sålunda ett absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstrålning av nämnda föremål erhålls. 10 15 20 25 b) (J: 530 172 33

46. Anordning enligt något av patentkraven 28-41 anordnad för två detekteringar; - en detektering, i vilken stràlknippet (1) sänds genom eller reflekteras av ett föremål (7) i kammaren, som ska mätas innan det förs in och - en detektering, i vilken stràlknippet (1) förs in i kammaren utan att sändas genom eller reflekteras av nämnda föremål, och varvid - nämnda behandlingsorgan är arrangerat så att de härledda respektive elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, som erhållits från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstràlning, vilken tidigare har sänts genom eller reflekterats av nämnda föremål, subtraheras från de härledda respektive elektronlavinerna och/eller motsvarande skapade joner, som erhållits från jonisering av respektive spektralkomponent i nämnda bredbandsstrålning, vilken inte tidigare har sänts genom eller reflekterats av nämnda föremål, varvid sålunda ett absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstrålning av nämnda föremål erhålles.

47. Anordning enligt patentkrav 45 eller 46, varvid strålknippet är anordnat för att växelverka med nämnda föremål genom att sändas genom nämnda föremål, där nämnda behandlingsorgan är vidare anordnat för: - lagring av identifieringar av ett antal, L, olika ämnen, Mu M2, M, ML som nämnda föremål innefattar, - tillhandahållande av fotonenergiberoende värden, Am, m= 1/ M, M, på absorptionen per längdenhet för vart och ett av nämnda element, M1, 1 = 1, W, L,, och - härledning av mängden, cl, 1 = 1, 2, m, L, av vart och ett av nämnda ämnen, genom vilka nämnda stràlknippe sänds, från 530 172 34 nämnda givna absorptionsspektrum för spektralt upplöst absorption av röntgenstràlning av nämnda föremål och nämnda tillhandahàllna fotonenergiberoende värden, Aml, m= l, absorptionen per längdenhet. ..., M, på