Neuartige Röntgendetektoren für die zerstörungsfreie Prüfung

Leitfaden zur industriellen Röntgentechnik
(Fraunhofer Vision Leitfaden-Reihe Band 15)

Beitrag 4: Neuartige Röntgendetektoren für die zerstörungsfreie Prüfung

Autoren: Markus Firsching, Thomas Hofmann, Frank Nachtrab, Fraunhofer EZRT

Timepix-basierter Detektor für das Nano-XCT-System
© Fraunhofer EZRT

Timepix-basierter Detektor für das Nano-XCT-System

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In der Röntgenbildgebung werden meist digitale Zeilen- oder Flachbilddetektoren verwendet, bei denen die Röntgenstrahlung in einer Szintillatorschicht in sichtbares Licht umgewandelt wird. Die unter dieser Schicht liegende Photodiodenmatrix wandelt das Licht in ein elektrisches Signal um, dessen Höhe der durch die Röntgenstrahlung im Szintillatormaterial deponierten Energie entspricht. Da während einer Aufnahme die Energiedeposition der Photonen aufintegriert wird, spricht man von »integrierenden Detektoren«, aufgrund des Detektionsprinzips werden sie auch »indirekt konvertierend« genannt.
Flachbilddetektoren haben den Vorteil, dass sie in einer Aufnahme eine große Fläche (bis zu 40 × 40 cm²) abdecken können und dadurch kurze Messzeiten ermöglichen. Zeilendetektoren werden unter anderem dort eingesetzt, wo eine sehr hohe Bildqualität erreicht werden muss oder wo größere Objektdurchmesser untersucht werden müssen. Beide Detektorarten haben einen relativ guten Dynamikumfang, erlauben aber aufgrund des Dunkelstroms nur eine begrenzte Integrationszeit, das heißt bei geringem Röntgenphotonenfluss oder hoher Absorption verschlechtert sich das Signal-zu-Rausch- Verhältnis deutlich. Integrierende Detektoren ermöglichen zudem keine Energieaufl ösung, d. h. die spektrale Verteilung der detektierten Strahlung kann nicht bestimmt werden. Dieser Beitrag stellt aktuelle Forschungsaktivitäten am Fraunhofer EZRT am Beispiel eines photonenzählenden Detektors und eines mehrzeiligen CT-Detektors vor. Dabei wird aufgezeigt, welche Vorteile diese beiden Detektor-Konzepte haben und welche Anwendungen von ihrem Einsatz profitieren können.

 

Den vollständigen Beitrag können Sie im »Leitfaden zur industriellen Röntgentechnik« nachlesen.