Спектрозональный рентгеновский детектор

Использование: в рентгеновских цифровых визуализирующих системах. Сущность: в детекторе, содержащем корпус с входным окном, конвертор излучения в виде многоканальной механической структуры, сформированной тонкими параллельными друг другу пластинами из фольги тяжелого металла, и многопроволочную пропорциональную камеру, расположенные в газовой среде, конвертор излучения содержит, по крайней мере, три группы пластин из фольги металлов с одинаковыми в пределах группы атомными номерами, причем расположенных по возрастанию атомных номеров со стороны входного окна и отделенных друг от друга пластинами из фольги легкого металла. Технический результат - расширение спектрального диапазона детектора и разделение этого диапазона на несколько спектральных зон. 1 ил.

 

Предлагаемый спектрозональный рентгеновский детектор предназначен для использования в рентгеновских цифровых визуализирующих системах, в частности в рентгенографических сканирующих устройствах для медицинской диагностики.

Наиболее близким по технической сущности является детектор, описанный в работе Г.Шарпака (Medical imaging device using low-dose X- or Gamma ionizing radiation. G. Charpak, May 28, 1996, US Patent Number: 5,521,956).

Этот детектор содержит корпус с входным окном, конвертор излучения и многопроволочную пропорциональную камеру, расположенные в газовой среде, причем конвертор излучения представляет собой многоканальную механическую структуру, сформированную тонкими параллельными друг другу пластинами из фольги тяжелого металла (например, свинца), расположенную параллельно плоскости входного окна.

Использование конвертора излучений, состоящего из однотипных металлических пластин из фольги тяжелого металла ограничивает спектральный диапазон детектора и не позволяет регистрировать зональные рентгеновские изображения, поскольку рентгеновские кванты различных энергий не могут быть идентифицированы.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение спектрального диапазона детектора и разделение этого диапазона на несколько спектральных зон путем последовательной энергетической фильтрации излучения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, достигается тем, что в известном рентгеновском детекторе, содержащем корпус с входным окном, конвертор излучения в виде многоканальной механической структуры, сформированной тонкими параллельными друг другу пластинами из фольги тяжелого металла, и многопроволочную пропорциональную камеру, расположенные в газовой среде, конвертор излучения содержит, по крайней мере, три группы пластин из фольги металлов с одинаковыми в пределах группы атомными номерами, причем расположенных по возрастанию атомных номеров со стороны входного окна и отделенных друг от друга пластинами из фольги легкого металла.

На чертеже изображен схематически общий вид спектрозонального рентгеновского детектора.

Спектрозональный рентгеновский детектор содержит корпус 1, входное окно 2, конвертор излучения, включающий группу одинаковых пластин из фольги металла, например Cu, 3, группу одинаковых пластин из фольги металла, например Ag, 4, группу одинаковых пластин из фольги металла, например Au, 5 и разделяющие группы пластины из фольги легкого металла, например Al, 6, а также многопроволочную пропорциональную камеру 7. Внутренний объем детектора заполнен газом. К пластинам конвертора 3, 4, 5 и 6 приложен отрицательный потенциал относительно многопроволочной пропорциональной камеры 7.

Устройство работает следующим образом. Рентгеновский квант потока излучения, проходя через входное окно 2, попадает внутрь корпуса 1 и взаимодействует в одной из пластин из фольги металлов Cu 3, Ag 4 или Au 5 с материалом конвертора излучения. Причем средняя глубина проникновения рентгеновских квантов, а значит, и группа пластин, в пределах которой произошло взаимодействие, определяется энергией рентгеновского кванта. Получившийся вследствие взаимодействия фотоэлектрон покидает металлическую пластину и в результате ионизации газа порождает электронное облако в пространстве, ограниченном двумя соседними пластинами. Электронное облако под действием приложенного электрического поля дрейфует в сторону многопроволочной пропорциональной камеры 7, регистрирующей координату места события и группу пластин, в пределах которой произошло взаимодействие.

Использование трех, отделенных друг от друга пластинами из фольги легкого металла, например Al, групп пластин из фольги металлов, например Cu, Ag и Au, в качестве конвертора излучения, выгодно отличает предлагаемый детектор от указанного прототипа, так как приводит к расширению спектрального диапазона детектора и позволяет регистрировать как минимум три зональных рентгеновских изображения.

Спектрозональный рентгеновский детектор, включающий корпус с входным окном, конвертор излучения в виде многоканальной механической структуры, сформированной тонкими параллельными друг другу пластинами из фольги тяжелого металла, и многопроволочную пропорциональную камеру, расположенные в газовой среде, отличающийся тем, что конвертор излучения содержит, по крайней мере, три группы пластин из фольги металлов с одинаковыми в пределах группы атомными номерами, причем расположенных по возрастанию атомных номеров со стороны входного окна и отделенных друг от друга пластинами из фольги легкого металла.