Multi-element x-ray radiation detector, rare earth x-ray luminophore therefor, and method for forming a multi-element scintillator and detector as a whole

Abstract

Die Erfindung betrifft die Röntgentechnik und die medizinische Diagnostik, die Gamma-Defektoskopie von verschiedenen Erzeugnissen und Rohrleitungsanlagen. Der technische Effekt ist eine Verbesserung des Kontrastes des gewonnenen Integralbildes. Der mehrteilige Röntgenstrahlendetektor umfasst einen flachen mehrteiligen Szintillator, der in Form von einem diskreten Satz von lumineszierenden in Maschen eines Metallgitters sitzenden Heterophasen-Elementen ausgebildet ist. Das Metallgitter besteht aus einem röntgenstrahlungaufnehmenden und lichtreflektierenden Metall. Das Gitterrastermaß fällt mit dem der Lichtdetektormatrix zusammen. Das Metallgitter des mehrteiligen lumineszierenden Szintillators ist aus den Elementen mit den Atomnummern von N=26 (Eisen) bis N=74 (Wolfram) ausgebildet, weist versilberte Windungen auf und trennt die Szintillatorelemente optisch voneinander. Die Gitterwindungen haben einen Durchmesser von 0,06 mm bis 0,16 mm. Die freie Siebfläche des Metallgitters beträgt 45 % bis 82 %. Der Szintillator besteht aus einem Röntgenleuchtstoff auf der Basis von Multiligandoxysulfiden der Elemente aus der Gruppe Gadolinium, Lutetium, Europium einschließlich der ergänzenden Elemente Wismut und Rhenium, sowie Fluor, Chlor, Brom und Jod. Der Synthesevorgang verla uft in zwei Stufen. In der ersten Stufe entstehen Oxyhalogenide der Elemente, die eine kationische Untergruppe mittels Zusammenwirkung der mitgefällten Ausgangsoxide von Seltenerdmetallen, Bi und Re mit Ammoniumhalogeniden zusammenstellen. Danach wird das hergestellte Produkt in der Schmelze der alkalischen Chalkogeniden erneut thermisch behandelt.

Description

technical field [0001] The present invention relates to X-ray engineering and medical diagnostics, techniques dealing with imaging and visual representation of X-ray radiation in the energy range of 5keV to 200keV. In particular, the present invention can be used in medicine for controlling and monitoring pathological changes in a living body. The field of medicine known as radiology dates back to the beginning of the XX century when the German physicist C. Rontgen discovered the penetrating radiation named after him. [0002] The invention can also be applied to dynamic flow prophylaxis examinations of patients whose main task is to reveal the main pathology. The invention can also be used in dentistry for X-ray examinations of the jaw area. Another important role that the invention can play is in breast examination of women in the field of mammalology. [0003] In addition to medicine, the invention can be used in flaw detection and non-destructive inspection systems in v...

AI Technical Summary

Problems solved by technology

[0050] Although the prototype's detector has various advantages, such as a high quantum detectivity especially at low power, the prototype also has a number of significant drawbacks

First, it has a narrow range of excitation energies for X-ray radiation from 35keV to 60keV, which is insufficient for full medical detection

The second problem is that the radiation load can reach high values ​​in the tens of roentgens, especially when examining complex conditions, or when using X-rays to contrast substances

Third, because of the small size of each structural element of the detector (16mm), the resulting image will be blurred due to the discontinuity of each element

[0051] Fourth, the hydrophilic (hidrophylic) behavior and temperature-sensitive characteristics of cesium iodide CsJ:Tl require comprehensive sealing and moisture-proofing of the detection element, which poses complex problems considering the small size of the element

[0053] Therefore, the series of disadvantages of existing X-ray detector designs, such as narrow energy operating range, discontinuity in imaging area, low hydrolytic stability and durability, require new X-ray detectors

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