DE69022191T2 - Lineare Strahlungssonde. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlungssonde bzw. eine Strahlungsdetektionsvorrichtung.
• Unter "Strahlung" versteht man vor allem eine Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung oder auch eine durch energiegeladene Elektronen gebildete Strahlung.
• Die Erfindung findet Anwendungen auf vielen Gebieten, vor allem in der Physik (Radiokristallographie ...), auf dem medizinischen Sektor (Radiographie, Tomographie, Angiographie ...), auf industriellem Gebiet (Fehlerauffindung, Überprüfung von Schweißungen ...) und auf dem Sicherheitssektor (Gepäckkontrolle ...).
• Man kennt schon diverse Strahlungssonden.
• So war eine photographische Platte in Verbindung mit einem Verstärkungsschirm lange Zeit die einzige Einrichtung zum Erfassen und Sichtbarmachen von Röntgenbildern. Diese Technik ist übrigens bis heute im Einsatz, wird aber in jüngster Zeit nach und nach ersetzt durch Systeme, die die Erfassung eines Röntgenbilds in digitaler Form durchführen, um es in Echtzeit sichtbarmachen zu können, ohne den Schritt der Entwicklung und Fixierung erforderlich zu machen, den die traditionellen photographischen Systeme voraussetzen.
• Mehrere Systeme, die die Erfassung eines Röntgenbilds in digitaler Form ermöglichen, sind schon bekannt, weisen aber Nachteile auf:
• Zum Beispiel haben die Faser- bzw. Leiterkammern (chambres fils) der Firma Schlumberger eine Erfassungseffizienz, die auf ungefähr 25% beschränkt ist. Eine solche Effizienz erhält man übrigens nur mit einer ziemlich großen Kammer. Die räumliche Auflösung dieser Kammern ist nicht sehr gut (in der Größenordnung von einigen Millimetern) Außerdem sind diese Kammern mit Gas gefüllt (z.B. Argon oder Xenon), dessen zunehmende Verunreinigung störend ist und die Kammern erfordern ein platzaufwendiges Umwälzsystem.
• Die Systeme, wie z.B. angeboten durch die Firma Thomson, die Photodioden umfassen, angeordnet in Reihen mit der Teilung 1 oder 0,5 mm, denen ein Scintillator vorgeschaltet ist, gebildet durch eine Gd&sub2;O&sub2;S-Schicht von ungefähr 0,3mm, haben jenseits von 100 keV eine schlechte Erfassungseffizienz auf Grund der geringen Dicke des Scintillators. Diese Dicke kann jedoch erhöht werden ohne das Risiko einer Verschlechterung der räumlichen Auflösung. Außerdem stellt dieser Scintillator eine nicht zu vernachlässigende Dämpfung der sichtbaren Photonen dar.
• Die Brillanzverstarker, z.B. angeboten durch die Firmen Philips und Thomson, bilden zweidimensionale Sensoren, was in bestimmten Fällen vorteilhaft sein kann, denn es ist kein externes Abtastsystem erforderlich. Jedoch weisen diese Brillanzverstärker mehrere Nachteile auf, nämlich eine große Empfindlichkeit für die Röntgenstrahlen, die von einem zu analysierenden Objekt gestreut werden, und eine begrenzte Dynamik, und schließlich die Notwendigkeit eines Kompromisses zwischen der Auflösung und dem Bremsvermögen dieser Brillanzverstärker.
• Die vorliegende Erfindung betifft eine Strahlungssonde, die im Gegensatz zu den vorher erwähnten bekannten Sonden bzw. Vorrichtungen zugleich eine große Erfassungseffizienz und ein gutes räumliches Auflösungsvermögen hat.
• Zu diesem Zweck verwendet die vorliegende Erfindung eine dünne Platte aus einem dichten schimmernden Material, wobei diese Platte eine ausreichend große Tiefe hat, um den größten Teil der Stahlung aufzuhalten bzw. zu bremsen, die in die Platte eingedrungen ist.
• So ermöglicht die geringe Dicke des schimmernden Materials eine gute räumliche Auflösung, und ihre große Tiefe, gemessen in Richtung der einfallenden Strahlung, ermöglicht eine große Erfassungs- bzw. Detektionseffizienz.
• Man kennt durch EP-A-0 377 825 (HOESCHT AG), zitiert gemäß Art.54(3) CBE, einen Strahlungsdetektor, umfassend eine Platte, die die Strahlung absorbiert, und wenigstens einen optischen Wellenleiter, der ein fluoreszierendes Material enthält und der an der Platte befestigt und parallel zu deren Oberfläche angeordnet ist. Man erhält so eine große empfindliche Oberfläche und die Detektion von Strahlung ist auf beiden Seiten der Platte möglich.
• Die vorliegende Erfindung hat eine Detektionsvorrichtung eines Strahlenbündels genau nach Anspruch 1 zum Gegenstand.
• Nach einer ersten speziellen Ausführungsart umfaßt diese Vorrichtung außerdem: Kollimationseinrichtungen des Bündels, wobei diese Kollimationseinrichtungen dem Bündel ein Orientierung parallel zur Platte und zu den genannten Faserabschnitten verleiht, so daß dieses Bündel in die Platte durch deren Rand bzw. Schnittfläche eindringt.
• Nach einer zweiten speziellen Ausführungsart umfaßt diese Vorrichtung außerdem: Relativverschiebungseinrichtungen der Platte in bezug auf das einfallende Bündel, wodurch die Vorrichtung dank der Relativverschiebung einen zweidimensionalen Detektor bildet.
• Nach einer dritten speziellen Ausführungsart umfaßt die Vorrichtung außerdem:
• - für jede Faser eine Einrichtung zur Detektion des Fluoreszenzlichts, erzeugt und geleitet durch diese Faser, wenn sie erregt bzw. angeregt wird, und
• - elektronische Einrichtungen zur Verarbeitung der durch die Detektionseinrichtungen gelieferten Signale.
• Bei einer speziellen Konfiguration sind die besagten an der Platte befestigte Abschnitte Endabschnitte der Fasern.
• Nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung ist die andere Seite der Platte für das durch das schimmernde Material unter der Einwirkung der Strahlung emittierte Licht reflektierend oder streuend gemacht.
• Nach einer zweiten speziellen Ausführungsart umfaßt die Vorrichtung der Erfindung zwei dunne Platten des schimmernden Materials, die die durch besagte Faserabschnitte gebildete Gruppe einrahmen.
• Nach einer dritten speziellen Ausführungart umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Gruppen fluoreszierender Lichtleitfasern - die durch die genannten Abschnitte der Fasern von einer der Gruppe gebildete Einheit und die durch die genannten Faserabschnitte der anderen Gruppe gebildete Einheit,- die die Platte aus schimmerndem Material einrahmen; vorzugsweise sind die besagten Abschnitte von einer der Einheiten gegenüber den Abschnitten der anderen Einheit versetzt angeordnet: diese Gruppen sind so gegeneinander verschoben, daß, wenn man auf den Rand bzw. die Schnittfläche der Platte blickt, die Achsen der besagten Abschnitte der Fasern die Spitzen einer Zickzack-Linie bilden.
• Bei einer speziellen Ausführungsart der Erfindung hat die Platte aus schimmerndem Material eine isotrope Struktur.
• Bei einer anderen speziellen Ausführungsart der Erfindung ist die Platte fähig, das sichtbare Licht zu leiten, das unter der Einwirkung der Strahlung durch das schimmernde Material emittiert wird, im wesentlichen senkrecht zu den Flächen bzw. Seiten der Platte, in Richtung Fasern, wobei die Struktur der Platte dann anisotrop ist.
• Bei einer speziellen Ausführungsart, die einer solchen anisotropen Struktur entspricht, hat die Platte aus schimmerndem Material eine Säulenstruktur, wobei diese Säulen senkrecht zu den Flächen der Platte ausgerichtet und parallelen Reihen entsprechend angeordnet und fähig sind, das sichtbare Licht zu leiten, das durch das schimmerende Material unter der Wirkung der Strahlung emittiert wird und die besagten Faserabschnitte parallel zu diesen Reihen und senkrecht zu den Saulen angeordnet sind.
• Schließlich ist das dichte schimmernde Material vorzugsweise anorganisch. Es ist zum Beispiel auf ein Material auf Cäsiumiodidbasis.
• Ein schimmerndes organisches Material wie z.B. das Polystyrol ist nämlich gekennzeichnet durch ein zu schwaches Bremsvermögen der X-Photonen, was zu einer geringen Detektionseffizienz führt; außerdem, sobald die Energie eines X-Photons 20 keV überschreitet, wird die Wechselwirkung durch Compton-Effekt im Polystyrol wahrscheinlicher als die Wechselwirkung durch Photoeffekt, und die Diffusion der daraus resultierenden Sekundärphotonen verursacht einen Auflosungsverlust.
• Bei der vorliegenden Erfindung kann man als schimmerndes Material z.B. CsI(Tl) verwenden, das wenig hygroskopisch ist und das den Vorteil hat, eine gute Konversionseffizienz aufzuweisen und eine große Dichte, was zu einem ausreichenden Bremsvermögen führt, und einen Compton-Effekt, der nur über 300 keV vorherrschend ist.
• Man kann ebenfalls das schimmernde Material CsI(Na) verwenden, das ein anderes Emissionsspektrum aufweist, aber hygroskopisch ist.
• Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich durch die Lektüre der nachfolgenden Beschreibung von erläuternden und keinesfalls einschränkenden Ausführungsbeispielen, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:
• - die Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Platte aus einem schimmernden Material von isotroper Struktur,
• - die Figur 1a ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Kollimationsschlitze aufweist,
• - die Figur 2 zeigt schematisch eine Anwendung der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung für die Gepäckkontrolle,
• - die Figuren 3 und 4 sind schematische Ansichten von anderen speziellen Ausführungsarten, bei denen wieder ein Platte aus schimmerndem Material von anisotroper Struktur verwendet wird,
• - die Figuren 5 und 6 zeigen schematisch weitere Ausführungsarten der Erfindung, bei denen eine Platte aus schimmerndem Material von anisotroper Struktur verwendet wird.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie schematiisch dargestellt in Figur 1, ist dazu bestimmt, eine Strahlung zu detektieren, z.B. eine Röntgenstrahlung oder eine Gammastrahlung, und umfaßt zu diesem Zweck eine dünne Platte 2 eines dichten schimmernden Materials von isotroper Struktur, fähig unter der Einwirkung einer Strahlung ein sichtbares Licht zu emittieren. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt auch eine Vielzahl fluoreszierender Lichtleitfasern (mit optischer Hülle und Kunststoffkern, wobei der Kern fluoreszierend ist), dessen jeweiligen Abschnitte 6, z.B. Endabschnitte, parallel, aneinanderstoßend und auf einer Seite der Platte 2 befestigt sind, parallel zu deren Länge oder Breite, wobei diese Abschnitte eine Art Band bilden, angeordnet auf einer der Seiten der Platte 2.
• Man wählt fluoreszierende Fasern, die erregbar sind durch das sichtbare Licht, emittiert durch den Scintillator unter der Einwirkung von Strahlung.
• Da es sich um Strahlenbündel mit einer bestimmten Richtung handelt, ordnet man die Platte parallel zu dieser Richtung an, so daß besagte, an der Platte befestigte Abschnitte 6 der Fasern 4 parallel sind zu der Richtung des Bündels, wobei die Strahlung durch die Schnittfläche bzw. den Rand 8 in die Platte eindringt.
• Man wählt eine Platte 2 mit einer Tiefe P in Strahlungsrichtung, variabel entsprechend der Energie der Photonen, aber ausreichend, damit die Platte fähig ist, den größten Teil der einfallenden Strahlung aufzuhalten bzw. zu bremsen.
• Unter der Wirkung dieser Strahlung emittiert der Scintillator ein sichtbares Licht, das das fluoreszierende Material erregt, mit dem der Kern der Fasern 4 dotiert ist.
• In Anbetracht eines Auftreffpunkts eines Strahlungsteilchens (Photon für eine Röntgen- oder Gammastrahlung) werden nur eine oder einige benachbarte Fasern durch das resultierende sichtbare Licht erregt und man kann diesen Auftreffpunkt lokalisieren, indem man das Fluoreszenzlicht analysiert, von dem ein Teil bis zu einem Ende von jeder Faser geleitet wird (das Ende, das dem in Figur 1 dargestellten, an der Platte befestigten entgegengesetzt ist).
• Man verfügt somit über einen Lineardetektor, der die Lokalisierung der Strahlungsteilchen ermöglicht. Es sind die Fasern 4 des Detektors, die diese Funktion der Lokalisierung erfüllen.
• Hinsichtlich einer Erhöhung der Anzahl der durch jede Faser empfangenen Scintillationsphotenen kann man die Seite der Platte 2, die der entgegengesetzt ist, die die genannten, an der Platte befestigten Faserabschnitte trägt, reflektierend oder streuend machen gegenüber dem durch den Scintillator emittierten Licht. Zu diesem Zweck kann man diese entgegengesetzte Seite z.B. mit einer Aluminiumschicht 10 überziehen.
• Rein beispielhaft und keinesfalls einschränkend verwendet man fluoreszierende Fasern, deren optische Hülle einen Durchmesser in der Größenordnung 1 mm oder 0,5 mm hat und eine dünne Platte aus CsI(Tl) von rechteckiger Form, wobei besagte Abschnitte der fluoreszierenden Fasern parallel zu der Breite der Platte angeordnet sind; die Länge L dieser Platte ist in der Größenordnung von einigen Zehntelzentimetern und ihre Dicke E ist in der Größenordnung von einigen Zehntelmillimetern; die Breite oder Tiefe P im vorliegenden Fall hat die Größenordnung von 2 bis 3 cm für die Detektion von Gammaphotonen, was der Platte eine sehr große Bremsfähigkeit verleiht (nahe 100% für die X-Photonen bis 300 keV), wobei die Vorrichtung auf Grund der geringen Dicke der Platte ein gutes räumliches Auflösungsvermögen von ungefähr 0,5 mm bewahrt.
• Bei Verwendung der Detektionsvorrichtung mit einer Strahlungsguelle (z.B. X), versehen mit einem einzigen oder einer Vielzahl von Kollimationsschlitzen, hat die Vorrichtung den Vorteil, nur sehr wenig empfindlich zu sein für durch das zu analysierende Objekt gestreute X-Photonen.
• Diese Kollimationsschlitze können angeordnet werden zwischen dem zu analysierenden Objekt und der Strahlungsquelle und/oder zwischen diesem Objekt und der Detektionsvorrichtung.
• Als Beispiel sieht man in Figur 1A eine Strahlungsquelle S, eine Vorrichtung 11a von der Art wie dargestellt in Figur 1 und ein zu analysierendes Objekt O, angeordnet zwischen der Quelle S und der Vorrichtung 11a; ein Kollimationsschlitz F1 und ein Kollimationsschlitz F2 sind jeweils angeordnet zwischen der Quelle S und dem Objekt O und zwischen diesem letzteren und der Vorrichtung 11a; die Schlitze F1, F2 und der Rand 8 der Platte der Vorrichtung 11a, durch den die Strahlung eindringt, sind parallel und "ausgerichtet" (gegenüberstehend), wie in Figur 1A zu sehen, und die Schlitze F1 und F2 sind feststehend in bezug auf die Vorrichtung 11a.
• Der zwischen Objekt und Detektionsvorrichtung befindliche Schlitz (Schlitz F2 im Beispiel der Figur 1A) ist jedoch nicht unverzichtbar, denn die Detektionsvorrichtung gewährleistet Autokollimation aufgrund ihres Ausführungsprinzips.
• Die Vorrichtung, versehen mit einem elektronischen System, das die Lektüre von Informationen, geliefert von jeder der Fasern des Bandes, unabhangig und in Echtzeit ermoglicht, kann die Erfassung von Röntgen- oder Gammabildern in digitaler Form verwirklichen.
• Je nach Anwendung kann die Lektüre an einem einzigen der Enden von jeder Faser durchgeführt werden (die an der schimmernden Platte befestigten Faserabschnitte werden dann beiderseits verlängert durch Abschnitte zur Übertragung der optischen Signale).
• Durch Verwenden einer Platte mit großer Länge L oder auch von mehreren Vorrichtungen, deren jeweilige Platten so nebeneinander angeordnet sind, daß ihre Längen sich summieren, kann man Bilder mit großen Abmessungen erfassen. In diesem letzteren Fall können die Platten einer vieleckigen, auf die Strahlungsguelle (z.B. einer Röntgenröhre) zentrierten Linie entsprechend verteilt sein, um den Parallaxe-Effekt zu vermeiden.
• Als Lesesystem kann man ein System verwenden, das nacheinander, auf die fluoreszierenden Fasern folgend, einen Bildverstärker umfaßt, bei dem die Faserenden, die denen entgegengesetzt sind, die sich im Beispiel der Figur 1 auf der Seite der Platte befinden, enden sowie ein Sektionsreduktionssystem (oder "Taper" in angelsächsischen Veröffentlichungen) und eine Ladungstransfereinrichtung (CCD-Diodenmatix), um zu ermöglichen, während einer bestimmten Zeit, die durch die beiden Fasern gelieferten Lichtsignale zu integrieren.
• Der Verstärkungsfaktor des Bildverstärkers ist einstellbar in Abhängigkeit von dem zu analysierenden Objekt: man erhöht diesen Verstarkungsfaktor, wenn das Objekt sehr opak ist, und man reduziert den Verstarkungsfaktor, wenn es weniger opak ist. Dies ermöglicht, für jedes eintreffende X- oder Gamma-Photon das Maximum an Ladungen in der CCD-Matrix zu speichern und dabei immer diesseits der Sättigung des Systems zu bleiben. Die Ungenauigkeit aufgrund der "Statistik" der in jeder CCD-Senke gesammeltene Ladungen ist dann minimal.
• Im Beispiel der Figur 1 können die Flächen der Enden der auf dem Scintillator befestigten Fasern reflektierend oder streuend gemacht werden gegenüber dem in diesen Fasern geleiteten Licht, mit dem Zweck, das durch das Lesesystem erhaltene Signal zu verstärken. Zu diesem Zweck kann man diese Flächen z.B. mit einer Aluminumschicht 11 uberziehen.
• Selbstverständlich, da die Detektionsvorrichtung vom linearen Typ ist, sind Abtasteinrichtungen nötig, um ein zweidimensionales Bild wiederherzustellen. Zum Beispiel bewegt sich bei bestimmten Anwendungen das zu analysierende Objekt in bezug auf die Detektionsvorrichtung und die Strahlungsquelle, wobei diese beiden untereinander fest sind. Bei anderen Anwendungen bewegt sich die Detektionsvorrichtung bezüglich der Strahlungsquelle, wobei das Objekt dann fest oder beweglich sein kann.
• Die Figur 2 zeigt schematisch eine Anwendung der Erfindung zur Kontrolle von Gepäck 12, das auf einem Förderband 14 vor einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung 16 vorbeiläuft, wobei in Figur 2 ein einziges Gepäckstück dargestellt ist.
• Eine punktförmige Röntgenstrahlenquelle 18 ist unter dem (röntgenstrahldurchlässigen) Förderband 14 angebracht, der Vorrichtung 16 gegenüberstehend. Diese Quelle ist ausgestattet mit einem Kollimator 20, der mit einem geradlinigen Schlitz versehen und senkrecht zu der Vorbeilaufrichtung der Gepäckstücke ausgerichtet ist und somit ermöglicht, ein fächerförmiges Röntgenstrahlbündel 22 zu erhalten, das ein Gepackstück 12 in Höhe der Quelle durchdringt.
• Die Vorrichtung 16 umfaßt eine Vielzahl Elementarvorrichtungen von der Art derer, die mit Bezug auf die Figur 1 beschrieben wurden, wobei die jeweiligen Platten 2 dieser Elementarvorrichtungen kreisbogenförmig Seite an Seite angeordnet sind, über dem Förderband, senkrecht zu der Vorbeilaufrichtung der Gepäckstücke, so daß das fächerförmige Bündel 22 auf die aneinandergereihten Ränder bzw. Schnittflächen der Platten 2 aus schimmerndem Material "fällt".
• Man sieht in Figur 2 ebenfalls eines der elektronischen Lesesysteme der im Einsatz befindlichen Detektionsvorrichtung 16. Dieses System umfaßt nacheinander einen Bildverstärker 24, ein Sektionsreduktionssystem oder "Taper" 26 und eine CCD-Matrix 28, die mit Verarbeitungs- und Anzeigeeinrichtungen 30 verbunden ist, die ermöglichen, Gegenstände zu sehen, die sich in den Gepäckstücken befinden.
• Das Anwendungsschema der Figur 2 zeigt einen Vorteil der er indungsgemäßen Vorrichtung: sie ermoglicht die Herstellung eines Detektors, dessen elektronischer Teil sich vollständig außerhalb des Strahlungsbündelbereichs befindet.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in Figur 3 schematisch dargestellt ist, unterscheidet sich von derjenigen der Figur 1 durch die Tatsache, daß sie eine weitere dünne Platte 44 aus schimmerndem Material umfaßt, die identisch ist mit der Platte 2 und so an den Faserabschnitten 6 befestigt ist, daß diese letzteren eingerahmt sind von den dünnen Platten 2 und 44.
• Man erhöht somit den Ausnutzungsgrad der Strahlungsquelle (z.B. Röntgenstrahlenerzeugungsröhre).
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in Figur 4 dargestellt ist, unterscheidet sich von der , die in Figur 1 dargestellt ist durch die Tatsache, daß sie außerdem eine weitere Gruppe fluoreszierender Kunststoff-Lichtleitfasern 46 umfaßt, von denen jeweils Abschnitte 48 parallel und aneinanderstoßend sind, und parallel zu den Abschnitten 6 auf der Seite der Platte 2 befestigt sind, die der entgegengesetzt ist, die diese Abschnitte 6 trägt, wobei letztere und die Abschnitte 48 versetzt angeordnet sind: sie sind so gegeneinander verschoben, daß, wenn man auf den Rand bzw. die Schnittfläche der Vorrichtung blickt, die Achsen der Abschnitte 6 und 48 die Spitzen einer Zickzacklinie bilden. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, die räumliche Auflösung zu verbessern.
• Selbstverständlich ist in diesem Fall die Seite der Vorrichtung, die die Abschnitte 48 trägt, nicht aluminisiert.
• Mit der in Figur 4 dargestellten Vorrichtung kann man das in Figur 2 dargestellte Lesesystem verwenden, wobei alle Fasern 6 und 46 beim Bildverstärker enden.
• Bei der Erfindung kann man Fasern verwenden, deren an der Platte aus schimmerndem Material befestigten Teile einen kreisförmigen Querschnitt haben oder einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt.
• Außerdem kann man, anstatt eine Platte mit isotroper Struktur zu verwenden, eine Platte mit anisotroper Struktur verwenden, die das sichtbare Scintillationslicht vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu den Seiten bzw. Flächen dieser Platte leitet.
• Dazu kann man eine dunne Platte 50 verwenden (Figur 5), die ein Substrat 51 umfaßt und auf diesem Substrat parallele und aneinanderstoßende Reihen von Säulen oder Nadeln aus csI(Cl), z.B. zylindrisch, die senkrecht sind zu den Flächen der Platte 50 (d.h. der Plattenbreite entsprechend ausgerichtet) und folglich senkrecht zu der Richtung der einfallenden Strahlung.
• Eine solche Platte kann durch spezielle Aufbringungstechniken hergestellt werden. Zu diesem Thema kann man sich vor allem auf den Artikel "A CsI(Na) scintillation plate with high spatial resolution" von K. OBA et al. beziehen, veröffentlicht in der Zeitschrift Advances in electronics und electron physics, Band 74 (1988) Seiten 247 bis 255.
• Die Säulenhöhe überschreitet nicht einen Wert in der Größenordnung von zwanzigmal dem Durchmesser dieser Säulen. Beispielsweise stellt man Säulen her, deren Durchmesser in der Größenordnung von 25um und die Höhe in der Größenordnung von 0,5mm ist.
• Man stellt fest, daß die an der Platte befestigten Teile der fluoreszierenden Fasern parallel sind zu den Säulenreihen und senkrecht zu diesen Säulen.
• Der Vorteil der Vorrichtung der Figur 5 ist, daß sie zu einer sehr geringen Zwischenkopplung (intercouplage) führt und daß die Anzahl der Photoelektronen am Ende der Empfangskette (CCD- Matrix) größer ist als bei der Konfiguration mit einer schimmernden Platte aus isotropem Material.
• In Figur 6 wurde eine andere erf indungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt, deren dünne Platte aus schimmerndem Material 52 wieder eine anisotrope Struktur hat, die zu einer Emission des sichtbaren Scintillationslichts in vorzugsweise eine Richtung führt, die im wesentlichen senkrecht ist zu den Flächen der Platte 52.
• Dazu verwendet man eine dünne Platte 52 aus CsI(Tl), die eine bestimmte Anzahl Lichtablenkungsleitungen 54 umfaßt, gebildet durch kleine dünne Zylinder, nebeneinanderliegend und senkrecht zu den Flächen der Platte 52, in der diese Zylinder optische Unterbrechungen erzeugen.
• Die Ablenkleitungen 54 werden z.B. hergestellt durch Bombardierung der Platte 52 mit Schwerionen, senkrecht zu den Flächen der Platte 52. Zu diesem Zweck verwendet man z.B. Xenon- Ionen von 5 MeV pro Nukleon.
• Auf den Bombardierungsbahnen wird das Material des Scintillators amorph und kann die Bahn eines Lichtstrahls so verändern, daß dieser letztere im wesentlichen senkrecht zu den Flächen der Platte ausgerichtet ist, wenn er aus dieser austritt. verändern, daß dieser letztere im wesentlichen senkrecht zu den Flächen der Platte ausgerichtet ist, wenn er aus dieser austritt.

Claims (15)

1. Sonde für eine Strahlung bestimmter Art, ausgewählt unter den Röntgenstrahlen, den Gammastrahlen und den Strahlen aus hochenergetischen Elektronen, umfassend:

- wenigstens eine dünne Platte (2, 44, 50, 52) aus einem dichten schimmernden Material, wobei diese Platte eine ausreichend große Tiefe hat, um den größten Teil der Strahlung aufzuhalten, die in die Platte eingedrungen ist durch den Rand von dieser,

- wenigstens eine Gruppe von Lichtleitfasern (4, 46), erregbar durch das durch das schimmernde Material unter der Einwirkung der Strahlung emittierte sichtbare Licht, wobei diese Fasern Abschnitte (6, 48) haben, die parallel, nebeneinanderliegend und an einer der beiden Seiten der Platte befestigt sind und die Vorrichtung dabei die Lokalisierung, dem Rand der Platte entsprechend, des Auftreffens der einfallenden Strahlungsteilchen ermöglicht.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt: Kollimationseinrichtungen (20) des Strahlenbündels, wobei diese Kollimationseinrichtungen dem Strahlenbündel eine Orientierung parallel zu der Platte und zu den genannten Faserabschnitten aufzuwingen können, so daß dieses Strahlenbündel in die Platte eindringt durch den Rand von dieser.

3. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt Relativverschiebungseinrichtungen 14 der Platte in bezug auf das einfallende Stahlenbündel, wobei die Sonde dank der Relativverschiebung einen zweidimensionalen Detektor bildet.

4. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt:

- für jede Faser eine Einrichtung (28) zur Detektion des Fluoreszenzlichts, erzeugt und geleitet durch diese Faser, wenn sieerregt bzw. angeregt wird, und

- elektronische Einrichtungen zur Verarbeitung der durch die Detektionseinrichtungen gelieferten Signale.

5. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Platte reflektierend oder diffundierend gemacht wird für das durch das schimmernde Material unter der Einwirkung der Strahlung emittierte Licht.

6. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei dünne Platten (2, 44) aus schimmerndem Material umfaßt, die die durch die nebeneinanderliegenden Abschnitte (6) der Fasern gebildete Gruppe einrahmen.

7. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Gruppen von fluoreszierenden Lichtleitfasern (4, 46) umfaßt, wobei die durch die genannten Faserabschnitte von einer der Gruppen gebildete Einheit und die durch die genannten Faserabschnitte der anderen Gruppe gebildete Einheit die Platte aus schimmerndem Material einrahmen.

8. Sonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abschnitte von einer der Gruppen versetzt angeordnet sind gegenüber den Abschnitten der anderen Gruppe.

9. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2, 44) aus schimmerndem Material eine isotrope Struktur hat.

10. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (50, 52) aus schimmerndem Material das sichtbare Licht leiten kann, das durch das schimmernde Material unter der Einwirkung der Strahlung emittiert wird, im wesentlichen senkrecht zu den Seiten der Platte.

11. Sonde nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (50) aus schimmerndem Material eine Säulenstruktur hat, daß die Säulen senkrecht zu den Seiten der Platte ausgerichtet und zu parallelen Reihen angeordnet sind und fähig sind, das sichtbare, unter der Einwirkung der Strahlung durch das schimmernde Material emittierte Licht zu leiten, und dadurch, daß die genannten Abschnitte der Fasern parallel zu diesen Reihen und senkrecht zu den Säulen ausgerichtet sind.

12. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das dichte schimmernde Material anorganisch ist.

13. Sonde nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das dichte schimmernde Material ein Material auf Cäsiumiodidbasis ist.

14. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Platte ausreichend gering ist, um eine gute Raumauflösung für die Sonde zu erzielen.

15. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Platte im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Lichtleitfasern ist, wobei die Raumauflösung der Sonde somit im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Lichtleitfasern ist.