射线探测设备和方法

专利名称：射线探测设备和方法
技术领域：
本发明主要涉及一种用于探测离子射线(尤其是但不限于X射线)的射线探测设备和方法。
本发明适用于各种领域，如医疗放射学、计算机X射线断层扫描术(CT)、显微术和非破坏性的试验。
本发明的相关领域和背景技术基于闪烁器的探测系统被广泛应用于伽马和X射线高分辨率成像。这种成像系统使用探测的射线以产生信号，而该信号用来控制一个可视显示器，如阴极射线管。
此类成像系统的一个例子是Anger照相机，它通常用于医疗诊断程序。在Anger照相机中，在打到闪烁器层之前，入射射线首先通过准直仪进行准直。入射射线和闪烁器材料之间的相互作用产生光线，然后该光线伸展开来通过一个在下面的光控制器，直到其打到一阵列光电倍增器上。打到各个光电倍增器上的光线的密度变化取决于光电倍增器与作用点之间的距离，在该点处，入射射线与光电倍增器相互作用以产生最初光脉冲(light burst)。电阻网络以电方式确定射线对阵列的作用点，该阵列以光电倍增器阵列的各个电子输出的数值为基础；对电输出信号求和提供了对最初入射射线的能量水平的测量。光控制器的低效率和光电倍增器的低光电效应转化会引起收集光子大的统计波动，这会降低空间和能量水平分辨率。另外，Anger照相机具有相对低的计算速度，因为和闪烁器材料作用的每个入射伽马射线实质上造成整个阵列变成非响应的，直到早期作用产生的光线减小。
已知的另一种普通的现有技术装置是一种图像增强器伽马照相机。在这种装置中，闪烁器被构型成紧密耦合至视频图像(view image)增强器管的大视野的透明窗口，该窗口响应于来自闪烁器的光信号相应释放光电子能量包。光电子包被加速和汇聚在一个沉积在光纤输出盘上的阴极发光磷光体上，以产生额外的光子脉冲。多个图像增强器级可以被耦合在一起以对信号进行进一步放大。最后的光电子脉冲会使电阻电荷分压器上产生电荷，由所述分压器使脉冲重力中心重构。图像增强器照相机具有很大的重量、尺寸和费用，这会限制其在许多设备上的实际应用。
美国专利No.5144141披露了一种固态射线探测器。在这种探测器中，入射射线穿过准直仪，打到闪烁器上，该闪烁器分为若干个以行和列排列的闪烁器单元。同样分为行和列的若干个内部增益光探测器光学连接到各个闪烁器单元上。每个光探测器电耦合至相互独立的探测保持电路，该电路可以放大并存储由光探测器产生的脉冲；通过一个多路传输转换装置对存储脉冲进行采样，使来自探测存储电路的存储信号得到处理，以产生一个与欲探测的入射射线的能量电平和阵列的位置相对应的数字化的信号。数字化图像信号用来对设备的存储进行显示和对设备的设备进行分析。
尤其对于医疗程序中应用的用于使病人受到尽量少离子射线暴露的射线成像器，当成像装置能够排斥背景射线时，其对于低电平的射线比较敏感。固体探测器由于损耗而具有一定限度的放大，这样在某些应用中，它们并不具有足够高的信噪比。
改进的空间分辨率需要应用大量光探测器和一个闪烁器系统，该系统仅在闪烁器单元(入射射线在此处被吸收)产生光子。大阵列的大量光探测器的应用和设备分辨率的提高导致设备的复杂程度和费用迅速增加。
而且，光探测器对于直接入射X射线的射线十分敏感，因此必须采取有效措施阻止入射射线到达光探测器。
另外，固态射线探测器具有有限的速率。这通常需要具有电子学意义上长为微秒级的积分时间，用来捕获大部分信号和控制噪声水平。这会在大多数单光子探测的应用中阻止其使用。另外，固体探测器的噪声电平通常很高，以至于不能对单光子进行探测。
发明简述因而，本发明的一个目的是提供一种探测离子射线(特别是X射线)的设备和方法，它可以提供有效的放大和高信噪比。
本发明的另一个目的是提供一种探测设备和探测方法，其具有高灵敏度，并可以在非常低的通量下工作。
本发明的又一个目的是提供这样一种探测设备和方法，其具有的探测元件对离子射线的直接射线不敏感。
本发明的再一个目的是提供一种探测设备和探测方法，其能够探测到并分辨来自闪烁器的通过单个X射线发射的单个光子。相对于传统积分技术，这可以对X射线能量进行更精确的测定。
本发明的再一个目的是提供一种有效的、快速的、精密的、可靠的和低成本的探测设备和探测方法。
本发明的这些和其它目的可以通过所附的权利要求书披露的设备和方法达到。
通过对由气体中的探测设备的光电阴极释放的电子采用雪崩放大，可以获得尤其敏感的设备和方法，这可用于非常低剂量射线的实施，同时保持足够高的信号电平，以建立可以显示非常低的噪声水平的二维图像。而且，在不需检验探测中心点就可以获得非常好的空间分辨率。这意味着探测器是高速的，因而可以在非常高的射线通量下工作。
本发明描述的探测器具有的另一个优点是对磁场不很敏感。
本发明的再一个优点是使灵敏的大面积探测器的生产和使用具有较低的成本。
本发明的另外的特点和优点将可从下面对本发明优选实施例的具体描述明显看出，所述优选实施例在附图中示出。


根据下面给出的对本发明的实施例的说明和结合附图1-2，可以更全面地理解本发明，附图只是示意性地示出，因此并不构成对本发明的限制。
图1示意性地示出了本发明描述的探测设备的主要部件。
图2以横断面视图的方式示意性示出了本发明描述的探测设备的特殊的实施例。
优选实施例为了全面理解本发明，下面为了解释而非限制目的对具体的细节(如具体的尺寸和材料)进行说明。然而本领域技术人员可以容易地以脱离这些具体细节的其他实施例实现本发明。在其他的实例中，省略了对熟知的设备和方法的细节描述，在存在非必要的细节情况下，这并不会造成对本发明的描述难以理解。
图1是本发明描述的探测设备1的主要部件的示意图，下面参考该图对本发明的总的构思作一描述。
探测设备包括闪烁器装置3，其前表面朝向欲测量的离子射线的方向。射线在闪烁器装置3内经过各种物理作用被转化为光，下面将详细描述。闪烁器为一个固体转化器，其包括液体闪烁物质(如液氙、液氩)或固体闪烁物质。
射线的优选是X射线，但对于其他任何能使闪烁器装置具有光转化能力的离子射线，本发明都可以使用。
而且，光电阴极7位于闪烁器3的后表面，这使得其可以根据到达其上面的光子释放光电子。为了能够释放来自与光子撞击表面相对的表面的电子，阴极应当很薄。
电子雪崩放大器装置9贴邻光电阴极。雪崩放大器装置9具有两个电极，即雪崩阴极和雪崩阳极(图1中未示出)，它适合于收集光电阴极释放的电子并对其进行强烈的雪崩放大。在选择电子雪崩放大器装置9的形状和放大材料以及安装雪崩电极时的电势时，应考虑能获得适宜的放大。
电子雪崩放大器装置9包括一个位于电极之间的封闭的腔，其内部具有适合于进行电子雪崩放大的气体，比如氙或氙氩组成的混合气体。
而且，探测设备1包括一个优选地位于雪崩阳极附近的读出装置11，该装置应适合于探测雪崩电子和/或相应产生的离子感应的脉冲。读出装置11与一个信号处理装置13相连，该信号处理装置13用来对收集到的信号数据进行必要的和/或所需要的后处理。信号显示单元15最终对处理过的信号数据进行显示。
通过使用本发明的原理，例如，通过将来自于闪烁器的光转化为电子和检测前将其在适宜的气体中进行雪崩放大，代替使用传统的闪烁体探测器，可以获得快速、灵敏的探测器，并可以降低成本。该放大比利用传统的固体探测器更有效。
下面通过图2所示的剖面示意图，对本发明描述的探测设备21进行说明，以更多的细节对本发明的一个特殊的实施例进行描述。
设备21包括以阵列形式25排列的若干个闪烁器单元23，这些闪烁器单元暴露在入射射线27下。每个闪烁器单元光耦合至光电阴极装置29，该装置包括一个光电阴极层31和一个可选的保护层33。气体电子雪崩放大探测器35紧邻光电阴极装置29，该探测器包括一个读出单元37阵列36，它们的每一个都分别通过一个信号管道40电耦合至一个信号处理电路39。所述信号处理电路39进一步连接到一个信号显示指示器(图2中未示出)。
入射射线27典型地包括X射线。然而，如果在任何间隙势垒选择适当的闪烁器材料和射线吸收材料，本发明描述的探测设备的结构也可以适合于探测其它类型的射线。为了叙述简便，此处说的入射射线是指放射线，尽管取决于欲探测的射线的类型，粒子或者本技术领域人员熟知的其它名称也可用于描述该射线。射线用来指代成像装置将要探测的电磁能量(如X射线)，名词“光”(light)或“光的”(optical)用来指代当与入射射线作用时由闪烁器材料产生的光能量或光子。在典型的成像装置中，入射射线的能量水平的大概范围为10keV到500keV。在该能量范围内，入射射线和闪烁器材料之间的典型作用包括光电吸收和康普顿散射(Compton scattering)。这些过程导致被入射射线打到的闪烁器中的电子从原子中发射出来，当这些电子穿过闪烁器材料时，其能量被转化为可见射线光能量。
准直仪41可选地安置在靠着闪烁器阵列25以使准直仪置于闪烁器阵列上。探测器件21上安装准直仪41是为了使设备中的入射射线穿过准直仪通路43进入闪烁器单元23。为了便于说明，图1只示出了几个闪烁器单元23；然而，需要说明的是，准直仪41与下面的闪烁器单元呈对应关系。准直仪组成元素的优选是铅，也可以使用其他的具有高原子序数的元素。
形成阵列25的闪烁器单元23构成一个M×N矩阵，但是也可以是与特殊设备的实施例相适合的任意的形状。闪烁器单元典型地具有平行六面体的形状，在此列举一个非限定性的例子，截面尺寸为(0.01-0.1)mm×(0.01-0.1)mm(以提供高空间分辨率探测)，深度为0.1-100mm。闪烁器阵列可以通过切割、割块的方式形成，一块闪烁器材料的单元或可选择的单元可以单独地“成长”为针或棒，例如，通过蒸发作用或其它已知的技术(例如反应溅射技术或化学汽相淀积技术)。在一个大面积阵列中，如当应用于医疗成像目的时，一个阵列可以典型地具有数千个闪烁器单元，外部尺寸可达50cm×50cm；而一个用于某些应用的小面积阵列(的外部尺寸)可以小于1mm×1mm。闪烁器单元23的材料优选地具有对入射射线转化为光能量相对高的效率、相对快的裂变常数、以及良好的透明度。碘化铯证明是一种用于探测X射线的良好的闪烁器材料，其具有较高的转换效率，裂变常数为1ms，折射率为1.8。本发明所描述的设备也可以选择其他已知的闪烁器材料，例如NaI，BaF2或聚合材料。
对应于本发明，间隙势垒45可选择地置于闪烁器23之间，以将相邻的各闪烁器单元隔开。间隙势垒45包括可以有效吸收入射和次级射线的材料，因此可以充分地阻止光从闪烁器单元之间通过。这种光吸收壁垒对于在大面积设备中保证良好的空间分辨率尤为重要，例如，确定入射射线所打到的阵列的位置。
光反射层47可选择地置于间隙势垒45和闪烁器单元23的连接表面之间，并可以横跨入射射线进入通过(图2中未示出)的闪烁器阵列25部分。通过在闪烁器单元内限制由该单元内吸收的入射射线产生的可见光，光反射层47可以用来将各闪烁器单元隔开。反射层47包括相对薄的(即约0.01-0.5μm)银、铝或可选地反射性的和射线传送性的类似材料(即不能实质性地与入射射线发生作用)。反射层可以但并非必要地沉积在所有闪烁器单元的表面上。
光电阴极装置29包括一个优选厚度为0.0001-0.1mm的光电阴极层31(例如CsI、有机光转换器或其他任何有效的气体、液体、固体转换器)和一个优选厚度为0.01-1μm的保护层33(例如CsI)。光电阴极通常对任何气体中与之相接触的小杂质敏感，所述杂质会导致光电阴极的量子效率随时间下降。这样，保护层33就可以保护阴极层31不与雪崩放大探测器35的放大介质(例如雪崩气体)产生直接的联系，但是可以被光电阴极层表面释放的电子透过。而且，光可以应当方便地透过保护层，这是因为在电子雪崩放大探测器35中可能存在着荧光，必须阻止其到达光电阴极层产生更多的电子，这会对探测产生不利的影响。如果保护层对光不透明，则可以覆盖一层对光透明金属薄层。
电子雪崩放大探测器35包括侧壁，其与光电阴极装置29和读出单元阵列36构成密封的外壳。该外壳的内部构成一个可选的漂移和放大体积，其内部充满了适合于进行电子雪崩放大的气体，例如CO2、氦和异丁烷的混合气体或者适合于进行电子雪崩放大的其他气体。优选地，气体处在大气压力下，但也可以高或低些。如果在该压力下可以达到适当的雪崩放大，之所以选择接近于大气压力作为优选，是因为可以缓解因为抗高压(或真空)造成的对窗口等的任何需求。
可选择地，探测器自身并不包围雪崩放大物质，而是放于一个外部容器内部。
仍然可选择地，循环系统应能使气体通过探测腔时被冲洗并进行随意的过滤，然后再循环至探测腔。
而且，电子雪崩放大探测器35包括一个雪崩阴极装置53和一个雪崩阳极装置，在本实施例中，这与读出单元37的阵列36相同。雪崩阴极53的优选材料是电传导材料，雪崩阳极装置典型地包括一个安置了读出单元37的绝缘底层54，该读出单元的材料为电传导材料。
可选择地，雪崩阳极可以从读出装置36中分离开来(图2中未示出)。
光电阴极29、雪崩阴极53和雪崩阳极36装置所处的电势，应选择得使在光电阴极29和雪崩阴极53之间建立一个弱电场、一个漂移场，使得光电阴极装置29释放的光电子漂移至雪崩阴极53；以及，在雪崩阴极53和雪崩阳极36之间建立一个强电场、一个雪崩放大场，使得当光电子朝向雪崩阳极36或读出单元阵列被加速时形成雪崩放大。图2示出了读出单元37的单独的一个和光电阴极装置29之间的电场线，标号55用于解释说明。
一个电介质57安置在雪崩阴极53和雪崩阳极36之间，其可以是携带着阴极53和阳极36的气体和固体衬底，如图2所示。这样，应用的电压在雪崩放大器区域59阵列中产生一个强电场。雪崩区域位于相对着的雪崩阴极53边缘之间和周围，或者在雪崩阴极53和雪崩阳极36之间。
雪崩区域59由阴极53内的开口或通道形成，其位于电介质衬底57内部(如果有的话)。开口或通道可以是任意形状，例如具有圆形或正方形的断面。开口或通道可以排成一排，每一排包括若干个开口或通道。若干个纵向开口或通道或通道排互相相邻，彼此间互相平行或与入射X射线平行。可选择地，开口或通道也可为其他模式。
优选地，准直仪41的准直通路43、闪烁器25的闪烁器单元23和雪崩探测器35的雪崩区域59应对准并互相对准并叠置。
而且，读出单元37与构成雪崩区域59的开口或通道相连。优选地，每个开口或通道至少供应一个单元37。各单元37之间通过电介质基底54相互绝缘，并通过各信号管道40分别连接至信号处理电路39。
通过提供准直通路43、闪烁单元23、雪崩区域59和读出单元37的二维阵列，可以获得探测器21，其中通过入射射线束的横向分开部分主要从离子化得到的电子雪崩是可分的。此处，设备21用于二维成像。相似地，通过使用各单元的一维阵列，就可以得到需要一维图像的设备。
优选地，读出单元37、雪崩区域59、闪烁器单元23以及任意的准直通路43具有相同的间距，并且它们互相对准。通过这种构造，可以获得非常好的空间分辨率(实际上由读出单元37、雪崩区域59和闪烁器单元23的间距所限制)。在另一优选实施例中，间距，即两个相邻区域或单元的中心之间的距离，足够小以在亚毫米区域提供一个位置分辨率。优选地，所述间距小于1mm，其中更优选的间距范围是0.01-0.5mm或0.01-0.1mm。
工作时，探测设备21安置在欲探测的射线的路径上，如图1所示。直接由被检查体发出的入射辐射射线所经过的路径应能使其穿过准直仪41的通道43，进入闪烁器单元23；从被检查体朝向探测设备发散的不需要的射线将典型地以某个角度射向准直仪平面，这样就不会横穿任何通道43。
入射射线和闪烁器材料之间的相互作用将导致光子的产生；由于可选的反射膜的存在，光子通常被引导至光电阴极装置29。光吸收间隙势垒45导致每个闪烁器单元与相连接的单元分离开来，由此可从实质上排除单元之间的串扰。
打到光电阴极装置29上的光子会产生电子发射出去，因此其被称为光电子。光电阴极的材料具有一种称为功函数的特性能量(如阴极电子的结合能)，其能量应小于入射射线的光能量以使电子得到释放；光电阴极应足够薄以能够从其后表面(例如，不是光子碰撞到的表面)发射电子。
这种释放的电子会朝向雪崩阴极漂移，由于雪崩阴极43和雪崩阳极45之间存在的强电场的作用产生加速(如图中示意性地以箭头55示出)。
加速的电子将与其他材料(如原子、分子等)在区域59发生相互作用产生电子-离子对。而那些产生的电子也将在电场作用下加速并各自与新材料发生相互作用，进一步产生电子-离子对。该过程在雪崩区域的电子向位于雪崩区域底部的阳极装置36的传输过程中延续，通过这种方式，电子就产生了。
电子雪崩引起探测器35中读出单元的电子脉冲，由于每个读出单元都具有各自的通向信号处理器39的信号管道40，因此所述脉冲是被分别地探测的。信号处理电子设备处理脉冲；其也可能形成脉冲，随后每个读出单元对脉冲进行积分或计数。
在上面描述的实施例中介绍了准直仪、闪烁器、阴极、阳极和读出装置的位置和几何关系。然而，也可以应用与本发明相适合的若干种其他的位置和几何关系。
通常，对于本发明，每个入射X射线光子在一个或多个探测器电极单元37中产生一个感应脉冲。
同样，通常对于本发明，电极间的容量很小，这将导致离子快速迁移，引起空间电荷的低积聚或零积聚。这会使其工作在较高的速率下。小的距离同样会导致低工作电压，这对电子设备是有利的。雪崩装置中的场线的集中有利于抑制电子流的形成，这可以减少瞬态放电的风险。
可选择地，至少在某些情况下，阴极装置53可以被省略，光电阴极装置29和阳极阵列36之间的电场在区域51和59所定义的完全的容量内可以保持足够高以引起电子雪崩放大，。
进一步可选择地，保护层33的透光功能性可以被省却，而被位于光电阴极装置29和雪崩放大探测器35之间的光衰减器所代替(图2中未示出)。该光衰减器应当能够阻止在雪崩放大探测器35内或者其内部产生的任何光到达光电阴极层31，例如，该光衰减器包括一个可以使闪烁器单元叠加并与毛细管对准的玻璃毛细管阵列。一个薄金属层结构可以安置在毛细管底部，如与雪崩放大探测器35相邻；或许也可安置在毛细管顶部，如与光电阴极装置29相邻。这种层不可透光，但可以透过电子。通过在毛细管长度上施加一个适当的电压，光电阴极层31释放的光电子可以无损耗地漂移穿过光衰减器。
同样进一步可选择地，上述光衰减器也可以被作为雪崩放大探测器使用。这样毛细管内可以充满适当的雪崩放大介质，读出单元可安置在毛细管底部，以使毛细管叠加并与读出单元相对准。
进一步地，为了减少可能的瞬态放电的能量，所有的电极表面可以被高阻抗或半导体材料覆盖，这会影响测量并会对探测器中的电子设备造成破坏。瑞典专利申请9901327-8进一步对这种电阻层进行了描述，名称为“Radiation detector and an apparatus for use in radiography”，其申请日为1999年4月14日。这里将该申请引作参考。
可选择地，由于同样的原因，阴极和阳极装置的全部或部分可以由半导体材料构成，例如硅。
在示出的情况下，光电阴极直接耦合至闪烁器。然而，最好在光电阴极和闪烁器之间留有一段距离。在这种情况下，光电阴极的每一侧可选择地覆盖一层电阻保护层。同样，闪烁物质和电子雪崩放大材料最好是同一种材料。在这种例子中，光电阴极可以安置在该结合的闪烁材料和雪崩放大材料内。
在某些情况下，可以使用方法和设备对闪烁器内由X射线能量产生的光子进行计数。这需要对X射线能量有一个更加精确的测定。
显而易见，本发明可以变化为多种形式。这些变化并不认为是脱离了本发明的范围。本领域技术人员显而易见的所有类似的改进都可以包含在后面的权利要求范围中。
权利要求
1.一种探测离子射线的设备(1；21)，包括一闪烁器(3；25)，其适于将入射离子射线转化为光；其特征在于，具有一光电阴极(7；31)，其适于根据所述光释放光电子；以及一电子雪崩放大器(9；35)，其包括一个填充着适于电子雪崩放大的气体或气体混合物的腔，其中放大器适于通过所述气体或气体的混合物的相互作用对所述光电子进行雪崩放大，以及一个读出装置(11；36)，其适于检测所述雪崩放大电子。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述腔包括一电子雪崩放大区域(59)的阵列。
3.如权利要求2所述的设备，其中单个电子雪崩放大器区域(59)之间通过电介质隔离开。
4.如权利要求2所述的设备，其中雪崩放大容量(59)的阵列包括若干个电介质管。
5.如权利要求1-4中的任何一项所述的设备，其中电子雪崩放大器(9；35)包括一雪崩阴极(53)和一雪崩阳极(36)。
6.如权利要求5所述的设备，其中雪崩阴极(53)可以透过电子。
7.如权利要求6所述的设备，其中填充所述气体或气体混合物的所述腔内为大气压，或与其相接近。
8.如权利要求1-6中的任何一项所述的设备，其中填充所述气体或气体混合物的所述腔与循环系统相连接，使得所述气体或气体的混合物可通过探测器腔进行冲刷，并进行可选的过滤，然后再循环至探测腔。
9.如权利要求1-8中任何一项所述的设备，其中读出装置(11；36)包括一读出单元(37)的阵列。
10.如权利要求1-9中任何一项所述的设备，其中所述读出单元(37)的阵列中的相邻单元之间的中心距离小于1mm，优选为0.01-0.5mm，更优选为0.01-0.1mm。
11.如权利要求1-10中任何一项所述的设备，其中光电阴极适于从其第一表面即后表面释放光电子，这取决于所述光碰撞在其第二表面即前表面，所述第一和第二表面处于相对的位置。
12.如权利要求11所述的设备，其中光电阴极为一个0.0001-0.1mm厚的层(31)。
13.如权利要求11或12所述的设备，其中光电阴极(31)的后侧面具有一保护层(33)，所述保护层可以透过电子。
14.如权利要求13所述的设备，其中保护层(33)不可透过光。
15.如权利要求13或14所述的设备，其中保护层(33)具有可透过电子但不可透过光的薄层，其优选为金属薄层。
16.如权利要求1-15中任何一项所述的设备，其中光电阴极直接耦合至闪烁器。
17.如权利要求1-15中任何一项所述的设备，其中光电阴极和闪烁器之间有一段距离，并且其两侧可选地被一层各自的保护层所覆盖。
18.如权利要求1-17中任何一项所述的设备，还包括一个光衰减器，该光衰减器适于抑制从电子雪崩放大器向着光电阴极传播的光。
19.如权利要求1-18中任何一项所述的设备，其中闪烁器包括一闪烁器单元(23)的阵列。
20.如权利要求1-19中任何一项所述的设备，其中闪烁器包括液体闪烁材料，如液氙或液氩。
21.如权利要求1-20中任何一项所述的设备，还包括一可以对所述入射离子射线进行准直的准直仪(41)。
22.一种对离子射线进行探测的方法，包括通过闪烁器(3；25)将入射离子射线(5；27)转变为光；其特征在于，其它步骤为依靠所述光通过光电阴极(7；31)释放光电子；在气体或气体的混合物中对所述光电子进行雪崩放大；通过读出装置(11；36)对所述雪崩放大电子进行探测。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述光电子在放大区域(59)的阵列中被放大。
24.如权利要求22或23所述的方法，其中通过在雪崩阴极(53)和雪崩阳极(36)之间施加一个电压实现对所述光电子的放大。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述光电子穿过雪崩阴极(53)。
26.如权利要求22-25中任何一项所述的方法，其中所述雪崩放大电子通过读出单元(37)的阵列被探测。
27.如权利要求22-36中任何一项所述的方法，其中光电阴极适合于从其第一表面即后表面释放所述光电子，这取决于所述光碰撞在其第二表面即前表面，所述第一和第二表面处于相对的位置。
28.如权利要27所述的方法，其中光电阴极(31)通过一个保护层(33)被保护，所述保护层设于光电阴极的后侧面，且可透过电子。
29.如权利要求22-28中任何一项所述的方法，其中由电子雪崩放大器产生的任何光线都被阻止到达光电阴极。
30.如权利要求22-29中任何一项所述的方法，其中入射离子射线在闪烁器单元(23)的阵列内被转变为光。
全文摘要
本发明涉及一种用于探测离子射线的射线探测设备(1；21)以及使用所述探测设备的探测方法。设备包括一适于将入射离子射线(5；27)转化为光的闪烁器(3；25)，一适于依靠所述光释放光电子的光电阴极(7；31)，一适于对所述光电子进行雪崩放大的电子雪崩放大器(9；35)，一适合于检测所述雪崩放大电子的读出装置(11；36)。电子雪崩放大器(9；35)为一气体雪崩放大器，其放大介质为气体或气体的混合物，还包括优选为阵列的放大区域(59)。有利地，一个保护层(33)适合于阻止雪崩气体与光电阴极相接触。
文档编号G01T1/20GK1446319SQ0181390
公开日2003年10月1日 申请日期2001年6月5日 优先权日2000年6月5日
发明者T·弗兰克, V·佩斯科夫 申请人:爱克斯康特公司