辐射探测器、一种用于射线照相中的装置和一种探测电离辐射的方法制造方法及图纸

一种用于探测电离辐射的探测器，一种包含该探测器的用于平面束辐射照相的装置，以及一种探测电离辐射的方法。该探测器包含一个充满可电离气体的腔；第一和第二电极排列（２，１，１８，１９）被置于该腔内，它们之间有一个空间，该空间包含一个转换区域（１３）；置于该腔内的电子雪崩放大装置（１７）；至少一个读出部件的排列（１５），用于探测电子雪崩。提供一个辐射入口，使辐射进入第一和第二电极排列之间的转换区域。为了得到明确界定的雪崩，雪崩放大装置包含多个雪崩区域。这种探测器，装置和方法的有利之处在于能阻止有害火花的产生。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及一种探测电离辐射的探测器，涉及一种用于射线照相中的装置和一种探测电离辐射的方法。
技术介绍
和相关技术共同未决的瑞典申请SE-9901325-2描述了上面提到的这种探测器，装置和方法，在此引入作为参考。在此描述的探测器包括一个气态平行板雪崩腔。该探测器具有高的位置分辨率，高的x射线探测效率，并且能够计量每个被吸收到探测器的光子。这使得处理探测信号具有了很大的可能性，例如能量探测，即从某个能量范围内的光子或者从入射到阳极或阴极的某个距离范围的光子中区分出探测的信号。US-5 614 722公开了一种基于气态介质中电荷放大的辐射探测器。该探测器包括一个衬底，衬底上固定一个腔体，阳极表面位于腔体的底部，阴极靠近腔体的开口处。在与腔体相对的衬底上并置一个漂移电极，此电极限定了一个包含气态介质的区域。该文件同时公开阴极端接在阴极侧壁上，这适宜地短接腔体开口处，同时，阴极侧壁能够在离腔体开口处更远距离的地方终止。并且，在该文件中提到，探测器中气态的介质能够用液体来替换，例如，液氩或者液氙。常规的气态平行板雪崩腔的缺陷在于电极间的电场，即加在电极间的使设备有效运行所需的电压接近了产生火花的范围，这种火花的产生可能会损伤探测器。专利技术概述本专利技术的一个主要目的就是提供一种探测电离辐射的改进的探测器，这种探测器采用了雪崩放大，确保了比常规设计有更强的聚焦效果，并且能够采用简单的经济的方法制造。这种更强的聚焦效果会使射流(streamer)比现有技术设计更难形成。一种探测电离辐射的探测器可以实现这个和其它目的，它包括一个充满可电离介质的腔，至少一个第一电极排列提供在该腔内，还包括一个电子雪崩放大单元，该单元包括至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极和至少一个用于电子雪崩探测的读出部件排列，两极之间施加一个电压，可以产生雪崩放大所需要的电场，所述至少一个雪崩阴极含有至少一个孔或开口，其中，该雪崩阴极上的至少一个孔或开口的面积要大于至少一个配对的阳极，而且，从上述可知，其中所述至少一个阳极和该雪崩阴极上至少一个孔或开口的中心相对，其特征在于至少一个聚焦电极被置于该至少一个雪崩阴极和该至少一个雪崩阳极之间，并且有一个开口或孔，该开口或孔的面积小于所述雪崩阴极上的至少一个孔或开口的面积，但是大于所述的至少一个阳极的面积。此探测器工作在高x射线束流下也不会发生性能下降，而且其寿命长。权利要求1的探测器也能实现任何种类辐射的有效探测，包括电磁辐射以及入射粒子，包括基本粒子。本专利技术的另一个目的是提供一种用于辐射照相中的装置，它包含该用于探测电离辐射的探测器，这种探测器采用了雪崩放大，提供了明确界定的雪崩，并且能够采用简单和经济的方法制造。这个和其它目的可以通过一种用于辐射照相的装置来实现，此装置包括一个x射线源和一个探测电离辐射的探测器，此探测器包括一个充满可电离介质的腔，至少一个第一电极排列装备在该腔内，腔内还包括一个电子雪崩放大单元，该单元包括至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极和至少一个用于电子雪崩探测的读出部件排列，两极之间施加电压，可以产生雪崩放大所需要的电场，所述至少一个雪崩阴极含有至少一个孔或开口，其中，该雪崩阴极上的至少一个孔或开口的面积要大于至少一个配对的阳极，而且，从上述可知，其中所述至少一个阳极的中心对准该雪崩阴极上至少一个孔或开口，其特征在于至少一个聚焦电极被置于该至少一个雪崩阴极和该至少一个雪崩阳极之间，并且有一个开口或孔，该开口或孔的面积小于所述雪崩阴极上的至少一个孔或开口的面积，但是大于所述的至少一个阳极的面积。这种用于辐射照相中的装置也可以包括一种简单的价格便宜的探测器，这种探测器具有高的x射线探测效率，对x射线有好的能量分辨能力。这种用于辐射照相中的装置也可以包含一个探测器，此探测器工作在高x射线束流下也不会发生性能下降，而且其寿命长。本专利技术的另一个目的是提供一种探测电离辐射的方法，它采用雪崩放大，提供能明确界定的雪崩，通过至少一个聚焦电极使电子聚焦，并且可以采用简单和经济的方法实现。这个和其它目的可以通过一种探测电离辐射的方法实现，其中辐射线与一个充满可电离介质的容器里的原子相互作用，产生释放电子，该方法包括以下步骤至少一个区域包含至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极，在每个这样区域里形成集中电场来引起电子雪崩；用读出部件来探测电子雪崩；通过至少一个阳极将电子聚焦，该阳极的面积小于至少一个雪崩阴极上的对应的孔或者开口的面积，其中至少一个阳极区域的中心对准该雪崩阴极上至少一个孔或开口；将电子置于转变和漂移区的第一电场中，该第一电场迫使电子进入至少一个具有集中电场的区域，其特征在于通过至少一个聚焦电极来进一步使电子聚焦，该至少一个聚焦电极安置在至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极之间，有一个孔或开口，此孔或开口的面积要小于至少一个雪崩阴极上的孔或开口的面积。这种方法也能用于高x射线束流。附图简述附图说明图1从整体上给出了用于辐射照相的探测器的一种一般实施方案的图解说明；图2是图1中沿II-II处的横截面的部分放大示意图，取自本专利技术的第一具体实施方案的探测器；图3是图1中沿II-II处的横截面的部分放大示意图，取自本专利技术的第二具体实施方案的探测器；图4是一种替换实施方案中的阳极的横截面5是图1中沿II-II处的横截面的部分放大示意图，取自本专利技术的第三具体实施方案的探测器；图6是图1中沿II-II处的横截面的部分放大示意图，取自本专利技术的第四具体实施方案的探测器。优选实施方案描述图1是用于辐射照相中的探测器64的垂直于平面x射线束9的平面的平面中的剖面视图。入射的x射线光子的主要部分在探测器64中被探测，该探测器包含一个转换和漂移区域13和一个电子雪崩放大单元17。X射线光子从侧面进入两个电极排列1和2之间，电极之间产生一个电场，使转换和漂移区13中电子和离子漂移，或者作为选择，x射线光子从0°-180°范围的任意方向进入探测器，这里0°定义为与上面提到的侧面进入方向是一致的。根据本专利技术的探测器64和其运行将在下面进一步描述。探测器64包括一个第一漂移电极排列和一个第二漂移电极排列，它们分别是阴极平板2和阳极平板1。平板1和2可以是相互平行的，两平板间的间隙或区域13含有可电离介质，如气态介质，液态介质或固态介质，这些平板包围转换和漂移区域13和电子雪崩放大单元17。可以选择的是，平板1和2可以不平行。电压加在阳极平板1和阴极平板2之间，并且一个或几个电压加在电子雪崩放大单元17上。这将产生一个漂移场，使间隙13中的电子和离子发生漂移，同时也在电子雪崩放大单元17中产生一个电子雪崩放大场。与阳极平板1相连接的是用于探测电子雪崩的读出部件排列15。优选地，读出单元15的排列也构成阳极电极。作为选择，读出单元15的排列可以连接在阴极平板2或者电子雪崩放大单元17上形成。读出单元15的排列也可以在阳极或者阴极平板上形成，通过电介质层或衬底将它与阳极或者阴极隔离开。在这种情况下，阳极或者阴极对于感应脉冲应该是半透明的，例如，阳极或阴极应该做成条状或者垫片(Pad)。假如x射线从阴极平板2和阳极平板1之间侧向入射到探测器64上，探测器64就能够容易地做成有足够长的相互作用路径，以允许入射x射线光子大部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探测电离辐射的探测器（６４），包括： 一个充满可电离介质的腔； 至少一个第一电极配置被置于该腔内，并且包含电子雪崩放大单元（１７），该单元包含至少一个雪崩阴极（１８）和至少一个雪崩阳极（４），它们之间施加电压来产生雪崩放大所需的电场； 至少一个读出单元配置（１５）用于探测电子雪崩。该至少一个雪崩阴极（１８）具有至少一个孔或开口，其中，从上面看时，雪崩阴极（１８）中所述至少一个孔或开口的面积要大于该至少一个相关阳极（４）的面积，并且其中该至少一个阳极（４）相对于该雪崩阴极（１８）中的至少一个孔或开口中心对准，其特征在于至少一个聚焦电极（１９）被置于该至少一个雪崩阴极（１８）和该至少一个雪崩阳极（４）之间，并且具有一个孔或开口，该孔或开口的面积要小于所述雪崩阴极（１８）上至少一个孔或开口的面积，但是大于该至少一个雪崩阳极（４）的面积。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆费朗克，维拉蒂莫佩斯科夫，
申请(专利权)人：埃克斯康特尔股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]