探测电离辐射的方法、辐射探测器及用在平面束射线照相中的设备技术

一种用来探测电离辐射的方法；一种用于电离辐射的探测的探测器（６４）；及一种用在平面束射线照相中、包括这样一个探测器的设备。该探测器包括：一个腔室，填充有一种电离介质；第一和第二电极装置（２、１、１８、１９），提供在所述腔室中，在它们之间有一个空间，所述空间包括一个转换体积（１３）；用于电子雪崩放大的装置（１７），布置在所述腔室中；及至少一个读出元件装置（１５），用于探测电子雪崩。提供一个辐射进口，从而辐射进入在第一与第二电极装置之间的转换体积。选择在第一与第二电极装置之间的距离以实现荧光光子和／或长程电子的分辨，以便实现改进的位置分辨率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序用来探测电离辐射的探测器，涉及一种根据根据权利要求12的前序用在平面束射线照相中的设备，及涉及一种根据根据权利要求16的前序用来检测电离辐射的方法。上述种类的一种探测器和一种设备在共同待决PCT申请PCT/SE98/01873中描述，该申请通过参考包括在这里。上述种类的另一种探测器和设备公开在EP-A1-0810631中。在光能量＜10keV下，气体探测器能与固态探测器竞争。关于气体探测器的主要优点在于，它们与固态探测器相比制造便宜，并且它们能采用气体倍增来强烈地(在数值的量级上)放大信号振幅。然而，在能量＞10keV下，气体探测器没有什么吸引力。原因在于，气体的停止功率随增大的光子能量迅速减小。这由于作为X射线吸收的结果产生的电子延伸轨道(长范围电子)导致变坏的位置分辨率。本专利技术的一个主要目的在于，提供一种用来探测电离辐射的探测器，该探测器能采用雪崩放大，并且提供改进的位置分辨率，及能在进入辐射比先有技术探测器宽的能量范围内操作。这种和其他目的由根据权利要求1的一种探测器实现。通过权利要求1的特征也实现这样一种探测器，该探测器能在进入辐射方向上给出一个用来实现希望停止功率的长度，这使得有可能探测进入辐射的一个主要部分。通过权利要求1的特征也实现这样一种探测器，其中由在光子与气体原子之间的相互作用释放的电子能在基本上与入射方向垂直的方向上抽取。由此有可能得到一个非常高的位置分辨率。也实现这样一种探测器，该探测器能在高X射线通量下操作而没有性能降低，并且具有长寿命。通过权利要求1的特征也实现一种用于任何种类辐射的有效探测的探测器，这些辐射包括电磁辐射、以及包括基本粒子的入射粒子。也实现这样一种探测器，该探测器制造简单和便宜。本专利技术的一个目的还在于，提供一种用在平面束射线照相中的设备，该设备包括用来探测电离辐射的至少一个一维探测器，该探测器采用雪崩放大，提供改进的位置分辨率，能在进入辐射比先有技术探测器宽的能量范围内操作，及能以简单和成本有效的方式制造。这种和其他目的由根据权利要求12的一种设备实现。通过权利要求12的特征也实现一种用在平面束射线照相，例如缝隙或扫描射线照相，中的设备，该设备能提供要成象的物体仅需要用低剂量X射线光子照射，同时得到高质量的图象。也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中能检测入射在探测器上的X射线光子的主要部分，以便进一步计数或积分从而得到一个用于图象的每个象素的值。也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中强烈减小由散射在要检查的物体中的辐射引起的图象噪声。也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中强烈减小由散射在要检查的物体中的辐射引起的图象噪声。也实现一种用在平面束射线照相中的设备，其中减小由X射线能量谱的散布引起的图象噪声。另外也实现一种用在平面束射线照相中的设备，包括一个能在高X射线通量下操作而没有性能降低并且具有长寿命的探测器。本专利技术的一个目的还在于，提供一种用来探测电离辐射的方法，该方法采用雪崩放大，提供改进的位置分辨率，能在进入辐射比先有技术方法宽的能量范围内有效，及能以简单和成本有效的方式实施。这种和其他目的由根据权利要求16的一种设备实现。通过权利要求16的特征也实现这样一种方法，借助于该方法有可能探测进入辐射的一个主要部分。通过权利要求16的特征也实现这样一种方法，其中由在光子与气体原子之间的相互作用释放的电子能在基本上与入射辐射垂直的方向上抽取。由此有可能得到一个非常高的位置分辨率。也实现一种方法，该方法能在高X射线通量下使用。附图说明图1以整体视图示意表明一种根据本专利技术一个一般实施例用于平面束射线照相的设备。图2a是根据本专利技术一个第一特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。图2b是根据本专利技术一个第二特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。图2c是根据本专利技术一个第三特定实施例的一种探测器的、在图1中的II-II处得到的示意、部分放大剖视图。图3是一个X射线源和一个由读出带条形成的电极的一个实施例的示意图。图4是一个X射线源和一个由分段读出带条形成的电极的一个第二实施例的示意俯视图。图5是根据本专利技术一个实施例带有叠置探测器的示意剖视图。图6是根据本专利技术另一个实施例带有叠置探测器的示意剖视图。图1是根据本专利技术一种用于平面束射线照相的设备在与一个平面X射线束9的平面正交的一个平面中的剖视图。该设备包括一个X射线源60，X射线源60与一个第一细准直窗口61一起产生一个用于要成象的物体62的照射的平面扇形X射线束9。第一细准直窗口61能由用来形成一个基本平面X射线束的其他装置，如X射线衍射镜或X射线透镜等，代替。穿过物体62的束进入一个探测器64。与X射线束对准的一个细缝隙或第二准直窗口10可选择地形成用于X射线束9至探测器64的进口。在探测器64中探测入射X射线光子的主要部分，探测器64包括一个转换和漂移体积13、和用于电子雪崩放大的装置17，并且这样取向，从而X射线光子在两个电极装置1、2之间横向进入，在这两个电极装置1、2之间生成一个用于在转换和漂移体积13中的电子和离子的漂移的电场。在本申请中，平面X射线束是例如由准直器61准直的束。下面将进一步描述探测器和其操作。X射线源60、第一细准直窗口61、操作准直窗口10及探测器64由某一装置65例如机架或支撑65相对彼此连接和固定。用于射线照相的如此形成设备能作为一个单元运动以扫描要检查的物体。在一个单探测器系统中，如图1中所示，扫描能通过枢轴运动-绕经例如X射线源60或探测器64的一根轴线转动单元而进行。轴线的位置取决于设备的用途或使用，并且在某些用途中有可能轴线也能穿过物体62。在其中运动探测器和准直器、或运动要成象的物体的转移运动中也能进行。在一种其中叠置多个探测器的多线配置中，如以后联系图5和6解释的那样，能以各种方式进行扫描。在多种情况下，如果固定用于射线照相的设备，并且运动要成象的物体，则可能是便利的。探测器64包括一个是一块阴极板2的第一漂移电极装置和一个是一块阳极板1的第二漂移电极装置。它们彼此平行，并且在其之间的空间包括一个是转换和漂移体积的细气体填充间隙或区域13、和一个电子雪崩放大装置17。要不然板是非平行的。一个电压施加在阳极板1与阴极板2之间，并且一个或几个电压施加在电子雪崩放大装置17上。这产生一个引起间隙13中的电子和离子漂移的漂移场、和一个电子雪崩放大场或在电子雪崩放大装置17中的电子雪崩放大场。与阳极板1连接的是用于提供的电子雪崩探测的读出元件的一个装置15。最好读出元件装置15也构成阳极电极。要不然，读出元件装置15能形成与阴极板2或电子雪崩放大装置17相连接。它也能形成在通过一个介电层或基片与阳极或阴极电极分离的阳极或阴极板上。在这种情况下，阳极或阴极电极必须是半可透过的以产生脉冲，例如形成为条或垫。联系下面的图3和4，表示读出元件的不同可能装置15。如看到的那样，要探测的X射线横向入射在探测器上，并且进入在阴极板2与阳极板1之间的转换和漂移体积13。X射线最好在与阴极板2和阳极板1平行的方向上进入探测器，并且可以经一个细缝隙或准直窗口10进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电离辐射的探测的探测器，包括： 一个腔室，填充有一种电离气体， 第一和第二电极装置，基本上平行，提供在所述腔室中，在它们之间有一个空间，所述空间包括一个转换和漂移体积， 用于电子雪崩放大的装置，布置在所述腔室中，及 至少一个读出元件装置，用于探测电子雪崩， 该探测器的特征在于： 提供一个辐射进口，从而辐射进入在第一与第二电极装置之间的转换和漂移体积， 用于电子雪崩放大的装置包括至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极，在它们之间施加一个电压以便生成用于雪崩放大的至少一个电场，并且 在第一与第二电极装置之间的距离小于荧光光子的衰减长度。

【技术特征摘要】
SE 1999-4-14 9901326-01.一种用于电离辐射的探测的探测器，包括一个腔室，填充有一种电离气体，第一和第二电极装置，基本上平行，提供在所述腔室中，在它们之间有一个空间，所述空间包括一个转换和漂移体积，用于电子雪崩放大的装置，布置在所述腔室中，及至少一个读出元件装置，用于探测电子雪崩，该探测器的特征在于提供一个辐射进口，从而辐射进入在第一与第二电极装置之间的转换和漂移体积，用于电子雪崩放大的装置包括至少一个雪崩阴极和至少一个雪崩阳极，在它们之间施加一个电压以便生成用于雪崩放大的至少一个电场，并且在第一与第二电极装置之间的距离小于荧光光子的衰减长度。2.根据权利要求1所述的探测器，其中选择在第一与第二电极装置之间的距离，从而分辨荧光光子的主要部分。3.根据权利要求1或2所述的探测器，其中选择在第一与第二电极装置之间的距离，从而分辨作为与X射线光子相互作用的结果从气体原子和/或离子释放的长程电子的主要部分。4.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中在第一与第二电极装置之间的距离小于作为与X射线相互作用的结果从气体原子和/或离子释放的近程电子的电子轨迹长度。5.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中在第一与第二电极装置之间的距离是作为与X射线相互作用的结果从气体原子和/或离子释放的近程电子的电子轨迹长度的几倍。6.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中一个介电基片的一个表面形成用于在所述至少一个雪崩阴极与所述至少一个雪崩阳极之间的局部雪崩放大的区域的至少一个限制表面。7.根据权利要求6所述的探测器，其中其中用于电子雪崩放大的所述装置包括多个雪崩区域。8.根据以上权利要求任何一项所述的探测器，其中读出元件包括带有与入射辐射平行的纵向边缘的细长带条。9.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中读出元件包括在所述电极装置之一中包括的细长带条。10.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中一个细缝隙或准直窗口布置成与辐射进口连接，从而辐射基本上入射在第一与第二电极装置之间的中央平面中。11.根据以上权利要求任一项所述的探测器，其中第一电极装置是一个第一阴极装置，第二电极装置是一个以一个导电网格形式布置在第一电极装置与是一个雪崩阳极装置的第一阳极装置之间的雪崩阴极装置，一个第一电压施加在第一阴极装置与第二阳极装置之间，而一个第二电压施加在雪崩阴极装置与雪崩阳极装置之间，以便生成一个在第一阴极装置与雪崩阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆弗兰克，弗拉蒂米尔帕斯科夫，
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]