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Dokumentenidentifikation DE10212410A1 04.03.2004
Titel Röntgenbandpassfilter
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Freudenberger, Jörg, Dr., 91083 Baiersdorf, DE;
Hell, Erich, Dr., 91054 Erlangen, DE;
Schardt, Peter, Dr., 91315 Höchstadt, DE
DE-Anmeldedatum 20.03.2002
DE-Aktenzeichen 10212410
Offenlegungstag 04.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.03.2004
IPC-Hauptklasse G21K 1/06
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Röntgenbandpassfilter, bei dem im Strahlengang hintereinander angeordnet sind: Ein Röntgenstrahlen absorbierendes Filter (1) zum Ausblenden von Röntgenstrahlen unterhalb einer Minimalfrequenz und eine Einrichtung (3, 5) zum Ablenken von Röntgenstrahlen unterhalb einer Maximalfrequenz.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Röntgenbandpassfilter.

Ein Röntgenbandpassfilter ist z.B. aus der US 6,041,099 bekannt. Es handelt es sich dabei um eine Spiegelanordnung nach Kirkpatrick-Baez. Die Spiegelflächen bestehen dabei aus einer der die Bragg'sche Reflexionsbedingung erfüllenden Schichtabfolge.

Aus Kumakhov und Komarov, Phys. Rep. 191, 289–350 (1990) ist es bekannt, dass Röntgenstrahlen durch Mehrfachreflexion an gekrümmten Oberflächen abgelenkt werden können und dieser Effekt zur Herstellung einer Röntgenlinse benutzt werden kann.

Die Herstellung der nach dem Stand der Technik bekannten Röntgenbandpassfilter ist aufwändig. Deren Frequenzobergrenze lässt sich nicht ohne weiteres variieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein alternativer Röntgenbandpassfilter angegeben werden. Der Röntgenbandpassfilter soll möglichst einfach herstellbar sein. Außerdem sollen damit möglichst die Minimal- und die Maximalfrequenz des Frequenzbands einstellbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9.

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Röntgenbandpassfilter vorgesehen, bei dem im Strahlengang hintereinander angeordnet sind:

Hohlfaser weitergeleiteten Röntgenstrahlen weisen Frequenzen auf, die von der vorgegebenen Minimal- bis zur vorgegebenen Maximalfrequenz reichen. Röntgenstrahlen, welche die Reflexionsbedingung nicht erfüllen, d.h. Röntgenstrahlen mit einer Frequenz oberhalb der für die Reflexionsbedingung gültigen Frequenz, werden nicht reflektiert. Sie werden nicht in der Hohlfaser weitergeleitet, sondern absorbiert.

Zweckmäßigerweise ist ein Mittel zum Ändern des Radius vorgesehen. Damit kann die Reflexionsbedingung und damit die gewünschte Maximalfrequenz der in der Faser weitergeleiteten Röntgenstrahlung eingestellt werden.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal kann die Einrichtung zum Ablenken auch einen Röntgenspiegel zum Reflektieren der Röntgenstrahlen mit einer Frequenz kleiner als die Maximalfrequenz aufweisen. Ein solcher Röntgenspiegel ist nach dem Stand der Technik bekannt. Es wird z.B. auf die EP 1 085 528 A2 sowie die US 6,041,099 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezogen wird.

Zweckmäßigerweise kann in diesem Fall ein weiteres Mittel zum Absorbieren von nicht von der Einrichtung zum Ablenken abgelenkter Röntgenstrahlung vorgesehen sein. Das Vorsehen eines solchen Mittels erlaubt auf einfache Weise das Ausblenden hochfrequenter Röntgenstrahlung. Es kann sich dabei z.B. um eine geeignete Blende handeln.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle und einem erfindungsgemäßen Röntgenbandpassfilter vorgesehen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines ersten Röntgenbandpassfilters und

2 eine schematische Ansicht eines zweiten Röntgenbandpassfilters.

In den 1 und 2 trifft aus einer (hier nicht gezeigten) Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlung auf ein Absorptionsfilter 1 auf. Dabei kann es sich um ein herkömmliches Absorptionsfilter handeln, das aus beliebigem Material, vorzugsweise einem Metall wie Aluminium, Blei oder dgl. hergestellt ist. Die durch das Absorptionsfilter 1 hindurch gelassenen Frequenzen der Röntgenstrahlung sind größer als eine vorgegebene Minimalfrequenz. Die Minimalfrequenz ist abhängig von der Dicke sowie vom Material des Absorptionsfilters 1. Das Absorptionsfilter 1 kann beispielsweise in Form einer Scheibe ausgeführt sein, bei der Kreissektoren eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Mit einem ersten Doppelpfeil P1 ist angedeutet, dass eine solche Scheibe drehbar gehalten sein kann. Durch ein Verdrehen einer solchen Scheibe kann die wirksame Dicke des Absorptionsfilters 1 eingestellt werden. Damit kann auf einfache Weise die Minimalfrequenz variiert werden. Selbstverständlich können die Kreissektoren auch aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten bestehen.

Die aus dem Absorptionsfilter 1 austretende Röntgenstrahlung durchläuft mindestens einen Kollimator 2. Die Röntgenstrahlung wird im Kollimator 2 parallelisiert. Die parallelisierte Röntgenstrahlung trifft in 1 auf mindestens eine mit einem Radius R gebogene Glashohlfaser 3 auf. Wenn für die Röntgenstrahlungen die Reflexionsbedingung erfüllt ist, wird sie an der Grenzfläche der Glashohlfaser 3 ein- oder mehrfach reflektiert und abgelenkt. Die abgelenkte Röntgenstrahlung S1 weist die Minimalfrequenz und eine Maximalfrequenz auf, die durch die Reflexionsbedingung gegeben ist. Röntgenstrahlung S2, deren Frequenz so hoch ist, dass die Reflexionsbedingung nicht mehr erfüllt ist, wird nicht reflektiert. Sie durchdringt die Glashohlfaser 3 und wird an einer Blende 4 absorbiert.

Ein zweiter Doppelpfeil P2 zeigt an, dass der Radius R der Glashohlfaser 3 veränderbar ist. Es kann damit die Reflexionsbedingung geändert werden. Infolgedessen kann mit einer Änderung des Radius R die Maximalfrequenz der abgelenkten Röntgenstrahlung S1 variiert werden.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Glashohlfaser 3 ein Röntgenspiegel 5 vorgesehen. Der Röntgenspiegel 5 weist an seiner Reflexionsseite eine Vielzahl übereinander liegender Schichten auf, welche eine Reflexion der Röntgenstrahlung S1 bewirken. Die übereinander liegenden Schichten erfüllen zweckmäßigerweise die Bragg'sche Reflexionsbedingung. Röntgenstrahlung S2, deren Frequenz so hoch ist, dass die Reflexionsbedingung nicht mehr erfüllt ist, durchdringt den Röntgenspiegel 5 und wird an der Blende 4 absorbiert. Ein dritter Doppelpfeil P3 deutet an, dass der Röntgenspiegel 5 bezüglich der einfallenden Röntgenstrahlung schwenkbar ist. Das ermöglicht eine Variation der Maximalfrequenz der abgelenkten Röntgenstrahlung S1.

Anstelle einer Glashohlfaser 3 kann auch ein Bündel von Glashohlfasern verwendet werden. Die Hohlfasern können nicht nur aus Glas sondern auch aus anderen Materialien, z.B. aus Metall, hergestellt sein. Wesentlich für die Reflexion der Röntgenstrahlung ist, dass die Oberfläche der Hohlfasern 3 bzw. des Röntgenspiegels 5 geeignet eben ausgebildet ist.


Anspruch[de]
  1. Röntgenbandpassfilter, bei dem im Strahlengang hintereinander angeordnet sind: a) Ein Röntgenstrahlen absorbierendes Filter (1) zum Ausblenden von Röntgenstrahlen unterhalb einer vorgegebenen Minimalfrequenz, und b) eine Einrichtung (3, 5) zum Ablenken von Röntgenstrahlen unterhalb einer vorgegebenen Maximalfrequenz.
  2. Röntgenbandpassfilter nach Anspruch 1, wobei im Strahlengang das Filter (1) der Einrichtung (3, 5) zum Ablenken vorgeordnet ist.
  3. Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Filter (1) und der Einrichtung (3, 5) zum Ablenken ein Kollimator (2) angeordnet ist.
  4. Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einrichtung (3, 5) zum Ablenken ein weiterer Kollimator (4) nachgeordnet ist.
  5. Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (3) zum Ablenken mindestens eine mit einem vorgegebenen Radius (R) gebogene, vorzugsweise aus Glas hergestellte, Hohlfaser (3) oder ein aus solchen Hohlfasern (3) gebildetes Hohlfaserbündel aufweist.
  6. Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mittel zum Ändern des Radius (R) vorgesehen ist.
  7. Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (3, 5) einen Röntgenspiegel (5) zum Reflektieren von Röntgenstrahlen mit einer Frequenz kleiner als die Maximalfrequenz aufweist.
  8. Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mittel (4) zum Absorbieren von nicht von der Einrichtung (3, 5) zum Ablenken abgelenkter Röntgenstrahlung vorgesehen ist.
  9. Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle und einem Röntgenbandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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