DE19859995A1

DE19859995A1 - Radiation detector comprises two segments and at least one fluorescent material that converts radiation into luminescent light

Info

Publication number: DE19859995A1
Application number: DE19859995A
Authority: DE
Inventors: Thomas Berthold
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2000-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor (1) mit einem durch mindestens einen Riß (12) segmentierten Leuchtstoffkörper (11). Der Riß wird durch eine Temperaturänderung erzeugt. Ein Segment (13) des Leuchtstoffkörpers (11) ist über einen optischen Phasenübergang, der an einer Grenzfläche (14) des Segments (13) zu einem Riß (12) auftritt, gegen benachbarte Segmente (13) optisch isoliert. Ein Leuchtstoffkörper (11) in Form einer Natriumiodid-Einkristall-Platte mit einer kristallographischen {111}-Fläche als Grenzfläche (14) wird zur ortsauflösenden Detektion von Gammastrahlung (2) verwendet.The invention relates to a radiation detector (1) with a phosphor body (11) segmented by at least one crack (12). The crack is generated by a change in temperature. A segment (13) of the phosphor body (11) is optically isolated from adjacent segments (13) via an optical phase transition that occurs at an interface (14) of the segment (13) to a crack (12). A phosphor body (11) in the form of a sodium iodide single crystal plate with a crystallographic {111} surface as the interface (14) is used for the spatially resolving detection of gamma radiation (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Strahlungsdetektor der ge nannten Art ist aus DE 38 29 912 A1 bekannt. Neben dem Strah lungsdetektor wird eine Verwendung des Strahlungsdetektors angegeben. Darüber hinaus hat die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffkörpers zum Gegenstand.The invention relates to a radiation detector according to Preamble of claim 1. A radiation detector of ge named type is known from DE 38 29 912 A1. Next to the beam tion detector becomes a use of the radiation detector specified. In addition, the invention has a method for Production of the phosphor body to the subject.

Ein Nachweis einer hochenergetischen Strahlung kann mit Hilfe eines Strahlungsdetektors geführt werden, der aus einem Leuchtstoffkörper mit einem Leuchtstoff (Szintillator) und einem Photodetektor besteht. Der Leuchtstoff konvertiert die hochenergetische Strahlung, beispielsweise Gammastrahlung, in eine niederenergetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht (Lumineszenzlicht). Dieses Lumineszenzlicht wird von dem Photodetektor in ein elektrisches Signal umgewandelt, das weiterverarbeitet wird.Evidence of high-energy radiation can be provided with the help a radiation detector, which consists of a Fluorescent body with a phosphor (scintillator) and a photodetector. The phosphor converts the high-energy radiation, for example gamma radiation, in a low-energy radiation, for example visible Light (luminescent light). This luminescent light is from the photodetector converted into an electrical signal that is processed further.

Oft ist es notwendig, daß der Nachweis der Strahlung ortsauf lösend gelingt. Dazu ist der Strahlungsdetektor beispiels weise segmentiert. Aus DE 38 29 912 A1 ist ein Detektor für eine Röntgenstrahlung bekannt, dessen Leuchtstoffkörper durch Gräben in mehrere Segmente unterteilt ist. Ein Graben wird durch ein Zersägen eines plattenförmigen Leuchtstoffkörpers erzeugt. An jedes Segment ist jeweils eine Photodiode optisch gekoppelt. Die einzelnen Segmente sind gegeneinander optisch isoliert. Dazu ist zwischen den Segmenten ein schichtförmiger Trennkörper eingesetzt, der für das Lumineszenzlicht oder an dere Strahlung opak bzw. undurchlässig ist. Im vorliegenden Fall ist der Trennkörper eine Molybdänschicht, auf die beid seitig eine Aluminiumschicht als ein Reflektor aufgebracht ist. Aufgrund des Zersägens weist ein Segment eine einen Gra ben begrenzende, rauhe Grenzfläche auf. Aufgrund einer Rau heit der Grenzfläche liegt ein optischer Phasenübergang vor, den das Lumineszenzlicht leicht überwinden kann. Erst mit der Verwendung des Trennkörpers wird sicher gestellt, daß das Lu mineszenzlicht, das in einem Segment des Leuchtstoffkörper erzeugt wird, in diesem Segment bleibt und nur von der zuge hörigen Photodiode registriert werden kann. Ein Abstrahlen in ein benachbartes Segment und eine damit einher gehende ver minderte Ortsauflösung wird verhindert.It is often necessary for the detection of the radiation to be local succeed. The radiation detector is an example of this segmented wisely. DE 38 29 912 A1 describes a detector for an X-ray known, the phosphor body through Trenches is divided into several segments. A ditch will be by sawing a plate-shaped phosphor body generated. A photodiode is optical on each segment coupled. The individual segments are optically opposed to each other isolated. For this purpose, there is a layered structure between the segments Separator used for the luminescent light or on whose radiation is opaque or opaque. In the present The separating body is a molybdenum layer on which both an aluminum layer applied on the side as a reflector is. Due to the sawing, a segment has a gra ben delimiting, rough interface. Because of a rough the interface there is an optical phase transition, that the luminescent light can easily overcome. Only with the Use of the separating body ensures that the Lu minescent light that is in a segment of the fluorescent body is generated, remains in this segment and only by the supplied audible photodiode can be registered. A blast in an adjacent segment and a related ver reduced spatial resolution is prevented.

Aufgabe der Erfindung ist es aufzuzeigen, wie in einem Strah lungsdetektor eine verbesserte Ortsauflösung auf eine einfa che Weise erreicht werden kann.The object of the invention is to demonstrate how in a beam tion detector an improved spatial resolution on a simple che way can be achieved.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Strahlungsdetektor nach An spruch 1 angegeben. Gemäß dieser Lösung verfügt der Strah lungsdetektor über einen mindestens zwei Segmente und minde stens einen Leuchtstoff zu einer Umwandlung einer Strahlung in ein Lumineszenzlicht aufweisenden Leuchtstoffkörper, da durch gekennzeichnet, daß zwei Segmente durch einen Riß im Leuchtstoffkörper voneinander getrennt sind.To solve the problem, a radiation detector according to An pronounced 1. According to this solution, the beam has tion detector over at least two segments and min least a phosphor to convert radiation in a luminescent light having a fluorescent body, because characterized in that two segments by a crack in the Fluorescent bodies are separated from each other.

Der Leuchtstoffkörper ist beispielsweise eine durch mehrere Risse segmentierte Leuchtstoffplatte mit einer ebenen Ober fläche (Hauptfläche). Ein Riß durchzieht die Leuchtstoff platte beispielsweise senkrecht zur Hauptfläche. Durch einen Riß sind zwei benachbarte Segmente der Leuchtstoffplatte op tisch voneinander getrennt.The phosphor body is one by several, for example Cracked segmented fluorescent sheet with a flat top area (main area). A crack runs through the fluorescent material plate, for example, perpendicular to the main surface. Through a Crack are two adjacent segments of the phosphor plate op separated from each other.

Der Leuchtstoff des Leuchtstoffkörpers absorbiert eine Strah lung unter Emission einer elektromagnetischen Strahlung, bei spielsweise in Form sichtbaren Lichts (Lumineszenzlicht). Un ter der Strahlung ist vor allem hochenergetische elektroma gnetische Strahlung wie Gammastrahlung und Röntgenstrahlung zu verstehen. UV-Strahlung ist ebenso denkbar. Mit Hilfe des Strahlungsdetektors kann aber auch eine Teilchenstrahlung, beispielsweise Neutronenstrahlung, nachgewiesen werden. The phosphor of the phosphor body absorbs a beam treatment with the emission of electromagnetic radiation for example in the form of visible light (luminescent light). Un The radiation is primarily high-energy electroma genetic radiation such as gamma radiation and X-rays to understand. UV radiation is also conceivable. With the help of Radiation detector can also be a particle radiation, for example neutron radiation.

Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Segmente ei nes Leuchtstoffkörpers durch eine einfache Maßnahme optisch gegeneinander zu isolieren. Dies gelingt mit Hilfe eines Ris ses im Leuchtstoffkörper. Ein Riß ist ein Spalt, der durch eine mechanische Spannung im Leuchtstoffkörper erzeugt worden ist und der zu zwei benachbarten, voneinander getrennten Seg menten führt.The basic idea of the invention is to egg the segments Nes fluorescent body optically by a simple measure isolate from each other. This is done with the help of a ris ses in the fluorescent body. A crack is a crack that goes through a mechanical stress has been generated in the phosphor body is and the to two adjacent, separate seg ment leads.

Eine optische Trennwirkung zwischen den Segmenten des Leucht stoffkörpers wird dadurch erreicht, daß eine optische Phasen grenze zwischen dem Leuchtstoffkörper und dem Riß vorliegt. Wird ein in einem Segment des Leuchtstoffkörpers entstandenes Lichtquant in Richtung der optischen Phasengrenze abge strahlt, kommt es an der Phasengrenze aufgrund eines Wechsels des Brechungsindex zu einer Reflexion des Lichtquants. Trifft ein Lichtquant auf eine Phasengrenze bei der sich der Bre chungsindex verkleinert (Übergang von einem optisch dichten in ein optisch dünnes Medium), so kann es in Abhängigkeit von einem Winkel, unter dem das Lichtquant auf die Phasengrenze gelangt, zu einer Totalreflexion kommen. Dadurch kann das Lichtquant das Segment des Leuchtstoffkörpers nicht verlassen und gelangt somit nicht in ein benachbartes Segment des Leuchtstoffkörpers. Je unterschiedlicher die Brechungsindizes sind, desto größer ist der Winkel, bis zu dem Totalreflexion auftritt.An optical separation effect between the segments of the light is achieved in that an optical phase boundary between the phosphor body and the crack is present. Is a created in a segment of the phosphor body Quantum of light in the direction of the optical phase boundary radiates, it comes to the phase boundary due to a change the refractive index to reflect the light quantum. Meets a light quantum on a phase boundary at which the Bre reduced index (transition from an optically dense in an optically thin medium), so it can depend on an angle at which the light quantum reaches the phase boundary come to a total reflection. This can do that Light quantum do not leave the segment of the fluorescent body and thus does not get into an adjacent segment of the Fluorescent body. The more different the refractive indices are, the larger the angle is, up to the total reflection occurs.

Eine besonders günstige Bedingung für die Totalreflexion liegt dann vor, wenn der Riß direkt an der Phasengrenze ein gasförmiges Medium aufweist. Das Medium kann ein reines Gas sein, beispielsweise ein Edelgas oder Stickstoff. Denkbar ist auch ein Gasgemisch wie Luft. Eine Voraussetzung für die Ver wendung eines Gases ist, daß das Gas die optische Phasen grenze während eines Einsatzes des Strahlungsdetektors nicht ändert. Weist der Leuchtstoffkörper beispielsweise ein hygro skopisches Material wie Natriumiodid auf, dann sollte ein Wassergehalt des Mediums möglichst niedrig sein. Deshalb ist es besonders günstig, wenn das Medium ein Vakuum ist.A particularly favorable condition for total reflection is present when the crack occurs directly at the phase boundary has gaseous medium. The medium can be a pure gas be, for example, an inert gas or nitrogen. Is conceivable also a gas mixture like air. A prerequisite for ver application of a gas is that the gas has the optical phases do not limit during use of the radiation detector changes. For example, the fluorescent body has a hygro scopic material like sodium iodide, then one should Water content of the medium should be as low as possible. Therefore it is particularly favorable if the medium is a vacuum.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Leuchtstoffkörper ein Einkristall. Insbesondere ist dabei eine einen Riß begrenzende Grenzfläche eines Segments des Leuchtstoffkörpers eine kristallographische Fläche des Leuchtstoffkörpers. Ein derartige Grenzfläche ist eine Spalt fläche und der dadurch begrenzte Riß ein Spaltriß. Als Grenz fläche kommt insbesondere eine Spaltfläche in Frage, entlang der der Einkristall eine gute bis sehr gute Spaltbarkeit zeigt. Beispielsweise ist bei einem Leuchtstoffkörper in Form eines kubischen Natriumiodid-Einkristall die Grenzfläche eine {100}-Fläche. Bei einem oktaedrischen Flußspat-Einkristall wäre es die {111}-Fläche.In a particular embodiment of the invention Fluorescent body a single crystal. In particular is there a crack boundary of a segment of the Fluorescent body a crystallographic surface of the Fluorescent body. Such an interface is a gap surface and the resulting crack is a split crack. As a border surface, in particular a gap surface comes into question along the single crystal has good to very good cleavage shows. For example, a phosphor body is in shape of a cubic sodium iodide single crystal {100} space. For an octahedral fluorspar single crystal it would be the {111} face.

Bei einer kristallographischen Fläche als Grenzfläche liegt eine glatte, ebene Fläche mit einer streng definierter Rich tung vor. In einem Einkristall sind alle Richtungen und somit auch die Flächennormalen der einen Spaltriß begrenzenden Spaltflächen über einen gesamten Einkristall festgelegt. Bei einem polykristallinen Körper gilt dies nur innerhalb eines einkristallinen Korns. Vorn Korn zu Korn kann sich die Rich tung der Spaltrisse ändern.With a crystallographic surface as the interface a smooth, flat surface with a strictly defined rich tion. In a single crystal are all directions and thus also the surface normals of the gap crack limiting Gap areas defined over an entire single crystal. At In a polycrystalline body, this only applies within one single crystal grain. In front grain to grain the rich can change the cracks.

Ebenso denkbar ist ein kristalliner Leuchtstoff oder ein Glas, in dem an einem Riß keine kristallographische Fläche als Grenzflächen vorliegt. Im Gegensatz zu einer Spaltfläche ist eine derartige Fläche uneben und gegebenfalls rauh. Die Richtung einer Spaltfläche ist nicht durch eine Materialei genschaft festgelegt.A crystalline phosphor or a is also conceivable Glass in which a crack has no crystallographic surface as interfaces. In contrast to a gap surface Such a surface is uneven and possibly rough. The Direction of a gap surface is not through a material egg property set.

Eine glatte Grenzfläche wie bei einem Einkristall ist aber zu bevorzugen, da hier die Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Lu mineszenzlicht im Segment bleibt und nicht in ein anderes ab gestrahlt wird, größer ist als bei einer rauhen Grenzfläche (Bei einem definierten Wechsel des Brechungsindex). A smooth interface like a single crystal is too prefer, since here the probability that the Lu minescent light remains in the segment and not in another blasted is larger than at a rough interface (With a defined change in the refractive index).

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Leuchtstoffkörper eine ebene Oberfläche (Hauptfläche) auf. Die Hauptfläche steht möglichst senkrecht auf einer kristal lographischen Fläche eines Leuchtstoffkörpers in Form eines Einkristalls. Es kann aber auch eine Abweichung um bis zu 20° toleriert werden. Dadurch schließen eine Flächennormale der Hauptfläche und eine Flächennormale einer Grenzfläche einen Winkel ein, der aus dem Bereich zwischen 70° und 110° ausge wählt ist.In a special embodiment of the invention, the Fluorescent body on a flat surface (main surface). The main surface is as vertical as possible on a crystal lographic surface of a phosphor body in the form of a Single crystal. But there can also be a deviation of up to 20 ° be tolerated. This closes a surface normal of the Main surface and a surface normal of an interface Angle on that is out of the range between 70 ° and 110 ° chooses.

Denkbar ist auch, daß der Leuchtstoffkörper eine gekrümmte Oberfläche aufweist. Ein Leuchtstoffkörper mit einer gekrümm ten Oberfläche ist einer Gestalt eines Patienten oder eines Versuchstieres besser angepaßt und bildet daher besser ab.It is also conceivable that the phosphor body is curved Surface. A fluorescent body with a curved The surface is a shape of a patient or one Experimental animal better adapted and therefore shows better.

In einer besonderen Ausgestaltung erstreckt sich ein Riß in mindestens einer bestimmten Richtung über den ganzen Leucht stoffkörper. Diese Richtung liegt insbesondere parallel zu einer Flächennormalen einer Oberfläche des Leuchtstoffkör pers. Bei einer derartigen Leuchtstoffplatte erstreckt sich ein Riß über eine ganze Dicke der Platte. Eine Abweichung von dieser Orientierung gemäß der oben geführten Argumentation ist denkbar.In a special embodiment, a crack extends in at least in a certain direction over the whole light fabric body. This direction is particularly parallel to a surface normal of a surface of the phosphor body pers. With such a fluorescent plate extends a crack across an entire thickness of the plate. A deviation from this orientation according to the reasoning given above is conceivable.

Die andere bestimmte Richtung ist insbesondere senkrecht zur Flächennormalen einer Hauptfläche orientiert. Denkbar ist auch, daß die Richtung einen beliebigen Winkel mit der Flä chennormalen zur Hauptfläche einnimmt.The other particular direction is in particular perpendicular to Surface normals of a main surface. Is conceivable also that the direction is any angle with the surface normal to the main surface.

Ebenso ist es möglich, daß sich ein Riß in mindestens einer bestimmten Richtung nur teilweise über den Leuchtstoffkörper erstreckt.It is also possible that there is a crack in at least one certain direction only partially over the phosphor body extends.

In einer besonderen Ausgestaltung weist die Grenzfläche eines Segments ein Lumineszenzlicht des Leuchtstoffs reflektieren des Material auf. Wie oben ausgeführt, wird eine optische Segmentierung allein schon durch das Vorhandensein eines op tischen Phasenübergangs erreicht. Eine optische Trennwirkung eines Risses läßt sich dadurch erhöhen, daß ein Material in den Riß eingebracht ist, das das Lumineszenzlicht reflek tiert. Dieses Material ist beispielsweise ein Pigment wie Ba riumsulfat oder Titandioxid. Ein Pigment kann in eine Matrix eingebettet sein, die den Riß ausfüllt. Beispielsweise ist das Pigment mit einem Epoxidharz als Matrix vermengt.In a special embodiment, the interface has a Segments reflect a luminescent light of the phosphor of the material. As stated above, an optical Segmentation simply by the presence of an op table phase transition reached. An optical separation effect a crack can be increased by a material in the crack is introduced that reflects the luminescent light animals. For example, this material is a pigment such as Ba riumsulfat or titanium dioxide. A pigment can be in a matrix be embedded, which fills the crack. For example the pigment is mixed with an epoxy resin as a matrix.

Um die optische Trennwirkung des Risses zusätzlich zu erhö hen, weist die Grenzfläche in einer weiteren Ausgestaltung ein Material auf, die für Lumineszenzlicht des Leuchtstoffs opak ist.To further increase the optical separation effect of the crack hen, the interface has a further embodiment a material based on the phosphor's luminescent light is opaque.

Für eine Ortsauflösung gemäß den beschriebenen Ausgestaltun gen der Erfindung ist es notwendig, das jedes optisch iso lierte Segment mit jeweils mindestens einem Detektor für das Lumineszenzlicht optisch gekoppelt ist.For a spatial resolution according to the described configuration According to the invention it is necessary that each optically iso lated segment with at least one detector for each Luminescent light is optically coupled.

Eine Ortsinformation ist aber auch mit Hilfe eines heilen, nichtsegmentierten Leuchtstoffkörpers zugänglich. Ein von ei nem Gammaquant erzeugtes Lumineszenzlicht wird von einer Vielzahl selbst nicht ortsauflösender Photodetektoren regi striert. Die Photodetektoren sind über eine Oberfläche des Leuchtstoffkörpers verteilt mit dem Leuchtstoffkörper optisch gekoppelt. Ein derartiger Strahlungsdetektor ist beispiels weise in Form einer Angerkamera bekannt. Der Ort, an dem das Gammaquant in Lumineszenzlicht umgewandelt wurde, wird über die unterschiedliche Intensität der von den Photodetektoren wahrgenommenen Lumineszenz rechnerisch bestimmt.Location information can also be cured with the help of a non-segmented fluorescent body accessible. One of egg A gamma quantum generated luminescent light is from a Large number of non-spatially resolving photodetectors regi strictly. The photodetectors are over a surface of the Fluorescent body optically distributed with the fluorescent body coupled. Such a radiation detector is an example known in the form of an anger camera. The place where that Gamma quantum has been converted into luminescent light the different intensity of that from the photodetectors perceived luminescence determined by calculation.

Für diese Art der Ortsauflösung kann ein transparenter, quasi heiler, nichtsegmentierter Leuchtstoffkörper eingesetzt wer den. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Grenzfläche deshalb ein Material auf, das für Lumineszenz licht transparent ist. Insbesondere weist dieses Material den gleichen oder einen ähnlichen Brechungsindex auf wie der Leuchtstoffkörper. Darüber hinaus erstreckt sich dieses Mate rial von der Grenzfläche eines Segments zur Grenzfläche eines benachbarten Segments. Das bedeutet, daß der gesamte Riß zwi schen zwei benachbarten Segmenten von diesem Material ausge füllt ist. Das Ergebnis ist ein optisch nichtsegmentierter Leuchtstoffkörper. Es findet kein optischer Phasenübergang innerhalb des Leuchtstoffkörpers statt.For this type of spatial resolution, a transparent, quasi healer, non-segmented fluorescent body used the. In a further embodiment of the invention, the Interface therefore on a material that is suitable for luminescence light is transparent. In particular, this material has the same or a similar refractive index as the Fluorescent body. In addition, this mate extends rial from the interface of a segment to the interface of a neighboring segment. This means that the entire crack between two adjacent segments of this material is filling. The result is an optically non-segmented one Fluorescent body. There is no optical phase transition held inside the fluorescent body.

Insbesondere ist auf die beschriebene Weise ein Leuchtstoff körper mit einer gekrümmten Oberfläche gestaltet, mit dessen Hilfe eine Ortsbestimmung rechnerisch durchgeführt wird.In particular, is a phosphor in the manner described body with a curved surface, with the Help a location determination is carried out arithmetically.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Leuchtstoff Natriumiodid. Insbesondere besteht der ganze Leuchtstoffkörper aus dem Leuchtstoff Natriumiodid und ist zudem ein Natriumiodid-Einkristall. In einer weiteren Ausge staltung ist der Leuchtstoffkörper einem Lumineszenzaktiva tor, insbesondere mit Thallium dotiert. Die den Riß begren zende Grenzfläche des Leuchtstoffkörpers ist durch eine {100}-Fläche des Natriumiodid-Einkristalls gegeben.In a particular embodiment of the invention Phosphor sodium iodide. In particular, the whole exists Fluorescent body made of the sodium iodide and is also a sodium iodide single crystal. In another issue the phosphor is a luminescent asset gate, especially doped with thallium. That will greet the crack zende interface of the phosphor body is by a Given {100} area of the sodium iodide single crystal.

Die oben erwähnte optische Trennung durch ein durch zusätzli ches Einbringen eines Pigments in den Riß kann im Fall von Natriumiodid insbesondere durch Natriumiodid-Hydrat (NaI.2H₂O) erfolgen. Dieses Pigment entsteht dann, wenn Na triumiodid einer Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Durch eine Oberflächendiffusion gelangt die Feuchtigkeit in den Riß und bildet dort eine polykristalline Schicht aus Natriumiodid-Hy drat.The above-mentioned optical separation by an additional introduction of a pigment into the crack can take place in the case of sodium iodide, in particular by sodium iodide hydrate (NaI.2H ₂ O). This pigment is created when sodium iodide is exposed to moisture. Through a surface diffusion, the moisture gets into the crack and forms a polycrystalline layer of sodium iodide hydrate.

Nach einem Entzug von Kristallwasser beispielsweise durch Temperaturerhöhung, Druckerniedrigung oder durch ein längeres Lagern des Leuchtstoffkörpers an trockener Luft bleibt eine weiße Schicht aus mikrokristallinem, wasserfreiem Natriumio did zurück, das als das Lumineszenzlicht reflektierendes Ma terial fungiert. After the removal of crystal water, for example Temperature increase, pressure decrease or by a longer one Storage of the phosphor body in dry air remains one white layer of microcrystalline, anhydrous sodium ion did back that as the luminescent light reflecting Ma material acts.

Schließlich kann jeder denkbare Leuchtstoffkörper vorliegen, der durch einen Riß, insbesondere durch einen Spaltriß struk turiert ist. Ein Beispiel dafür wären Flußspat (CaF₂), Gal lium-, Yttrium- und Lutetiumortosilikate (Ga₂SiO₅, Y₂SiO₅ und Lu₂SiO₅). Eine Dotierung dieser Leuchtstoffkörper beispiels weise mit Cer kann dabei vorgesehen sein. Ein Leuchtstoffkör per aus Zinkwolframat (ZnWO₄) ist ebenfalls denkbar. Beson ders von Vorteil ist ein Einkristall der genannten Leucht stoffkörper. Ein derartiger Leuchtstoffkörper in polykristal liner Form ist ebenso denkbar.Finally, any conceivable phosphor body can be present, which is structured by a crack, in particular by a split crack. An example of this would be fluorspar (CaF ₂ ), gal lium, yttrium and lutetium orthosilicates (Ga ₂ SiO ₅ , Y ₂ SiO ₅ and Lu ₂ SiO ₅ ). A doping of these phosphor bodies, for example with cerium, can be provided. A fluorescent body made of zinc tungstate (ZnWO ₄ ) is also conceivable. A special advantage is a single crystal of the luminous body mentioned. Such a phosphor body in polycrystalline form is also conceivable.

Ein beschriebener Strahlungsdetektor, insbesondere ein Strah lungsdetektor mit einem Natriumiodid-Einkristall als Leucht stoffkörper, der mit Thallium dotiert ist, wird zur Detektion von Gammastrahlung verwendet.A radiation detector described, in particular a beam tion detector with a sodium iodide single crystal as light body that is doped with thallium is used for detection used by gamma radiation.

Zur Lösung der Aufgabe wird neben dem Strahlungsdetektor mit dem segmentierten Leuchtstoffkörper ein Verfahren zur Her stellung eines durch mindestens einen Riß segmentierten Leuchtstoffkörpers angegeben, der mindestens einen Leucht stoff zu einer Umwandlung einer Strahlung in Lumineszenzlicht aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
To solve the problem, in addition to the radiation detector with the segmented phosphor body, a method for producing a phosphor body segmented by at least one crack is specified, which has at least one phosphor for converting radiation into luminescent light, with the following method steps:

a) Fixing a phosphor body on a support to egg network and
b) creating the crack in the phosphor body.

Der Leuchtstoffkörper ist beispielsweise ein mit Thallium do tierter Natriumiodid-Einkristall. Nach einem gebräuchlichen Züchtungsverfahren wird der Natriumiodid Einkristall herge stellt. Daraus wird eine Platte mit einer Dicke von bei spielsweise 2 bis 15 mm gesägt. Eine Hauptfläche der Platte steht beispielsweise senkrecht auf einer kristallographischen {100}-Fläche. Die Hauptfläche wird in üblicher Weise bearbei tet. Beispielsweise wird die Hauptfläche geschliffen.The phosphor body is, for example, one with thallium do tated sodium iodide single crystal. According to a common one The sodium iodide single crystal is grown here poses. From this, a plate with a thickness of sawn for example 2 to 15 mm. A major surface of the plate stands, for example, vertically on a crystallographic {100} space. The main area is worked in the usual way tet. For example, the main surface is ground.

Die Platte wird über eine Hauptfläche fixiert. Zum Fixieren wird insbesondere ein Kleber verwendet. Als Träger wird ein Körper verwendet, der für das Lumineszenzlicht transparent ist. Hierfür ist beispielsweise Glas bzw. Quarzglas geeignet. Der verwendete Kleber sollte ebenfalls für das Lumineszenz licht transparent sein. Außerdem sollte er gegen die einfal lende hochenergetische Strahlung inert sein, d. h. seine transparente Eigenschaft sollte sich im Verlauf eines Be triebs des Strahlungsdetektors nicht ändern.The plate is fixed on a main surface. For fixing an adhesive is used in particular. As a carrier is a Body used that is transparent to the luminescent light is. Glass or quartz glass, for example, is suitable for this. The glue used should also be used for luminescence be transparent. He should also come up with the high energy radiation is inert, d. H. his transparent property should develop in the course of a loading Do not change the drive of the radiation detector.

Nach dem Fixieren des Leuchtstoffkörpers auf dem Träger er folgt das Erzeugen des Risses im Leuchtstoffkörper. Ein Riß wird dadurch erzeugt, daß im Leuchtstoffkörper eine mechani sche Spannung erzeugt wird. Die mechanische Spannung wird beispielsweise durch einen Zug oder einen Druck erzeugt. In einer besonderen Ausgestaltung erfolgt das Erzeugen des Ris sen durch ein Ändern einer Temperatur des Leuchtstoffkörpers. Durch beispielsweise eine sprunghafte Temperaturänderung wird im Leuchtstoffkörper eine mechanische Spannung induziert. Durch die Temperaturänderung wird im Leuchtstoffkörper ein Temperaturgradient erzeugt. Entlang des Temperaturgradienten ändert sich ein interatomarer Abstand im Leuchtstoffkörper. Dies ist die Ursache für die mechanische Spannung, die schließlich zum Riß führt.After fixing the fluorescent body on the carrier he follows the generation of the crack in the phosphor body. A crack is generated in that a mechani in the phosphor body voltage is generated. The mechanical tension is for example generated by a train or a pressure. In In a special embodiment, the risk is generated sen by changing a temperature of the phosphor body. For example, a sudden change in temperature induced mechanical stress in the phosphor body. Due to the temperature change in the phosphor body Temperature gradient generated. Along the temperature gradient an interatomic distance in the phosphor body changes. This is the cause of the mechanical tension that eventually leads to the crack.

Zur Herstellung eines Risses wird beispielsweise der Verbund auf 60°-150°C erwärmt und dann schnell abgekühlt (abge schreckt). Ein Erwärmen kann in einem Wärmeschrank oder auf einer Heizplatte vorgenommen werden. Ein Abschrecken kann auf vielfältige Weise geschehen, z. B. durch Anblasen mit kaltem Gas, Übergießen mit kaltem Öl oder mit einer anderen Flüssig keit. Der Leuchtstoff sollte dabei mit der Flüssigkeit nicht reagieren. Für Natriumiodid bedeutet das beispielsweise, daß die Flüssigkeit trocken ist, also kein oder nahezu kein Was ser aufweist. Beispielsweise kann die Platte mit flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff begossen werden. Auch eine Be rührung der Platte durch eine gekühlte Vorrichtung ist zweck mäßig. Die gekühlte Vorrichtung kann dabei in geeigneter Weise strukturiert sein. For example, the composite is used to produce a crack warmed to 60 ° -150 ° C and then quickly cooled (abge frightens). Heating can be in a hot cabinet or on a hot plate. Quenching can occur happen in many ways, e.g. B. by blowing with cold Gas, pour over cold oil or other liquid speed. The phosphor should not be with the liquid react. For sodium iodide this means, for example, that the liquid is dry, so no or almost no what ser has. For example, the plate can be liquid Air or liquid nitrogen can be poured on. Also a Be stirring the plate by a cooled device is appropriate moderate. The cooled device can be more suitable Be structured in a way.

Bei einem Abschrecken wird die Platte von einem Netz von Ris sen durchzogen. Die Anzahl der Risse pro Flächeneinheit hängt von einer Temperaturdifferenz und von einer Geschwindigkeit des Abschreckens sowie von der Dicke der Leuchtstoffplatte ab. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Riß die Platte in ihrer gesamten Dicke durchtrennt. Das Netz der Risse kann ge zielt beeinflußt werden. Beispielsweise kann an einer be stimmten Stelle die Platte lokal erwärmt werden und dadurch an dieser Stelle ein Riß erzeugt werden. Ein lokales Erwärmen gelingt beispielsweise mit Hilfe eines Drahts oder durch die Verwendung eines Lasers, beispielsweise eines Nd : YAG(Neodym dotierter Yttrium Aluminiumgranat)- Lasers. An der betreffen den Stelle der Leuchtstoffplatte wird Licht des Lasers absor biert. Dies führt zu einer lokalen Erwärmung der Leuchtstoff platte.When quenched, the plate is covered by a network of Ris pulled through. The number of cracks per unit area depends of a temperature difference and a speed quenching and the thickness of the phosphor plate from. It is particularly advantageous if a crack in the plate severed their entire thickness. The network of cracks can ge aims to be influenced. For example, on a be agreed place the plate to be heated locally and thereby a crack will be created at this point. Local warming succeeds, for example, with the help of a wire or through the Use of a laser, for example an Nd: YAG (neodymium doped yttrium aluminum garnet) - laser. At the concern The place of the fluorescent plate is absorbed by light from the laser beer. This leads to local heating of the phosphor plate.

Neben einem Natriumiodid-Einkristall kann auch ein oben ge nannter Leuchtstoffkörper auf die beschriebene Weise segmen tiert werden. Vorteilhaft für die Anwendung dieses Verfahrens ist eine gute Spaltbarkeit des verwendeten Leuchtstoffkörpers und ein großer Temperaturausdehnungskoeffizient. Verwendet man beispielsweise Flußspat, der einen oktaedrischen Einkri stall bildet, so ist die in Frage kommende kristallographi sche Fläche eine {111}-Fläche.In addition to a sodium iodide single crystal, a ge segregate said phosphor body in the manner described be animals. Advantageous for the application of this procedure is good cleavage of the phosphor body used and a large coefficient of thermal expansion. Used for example, fluorspar, which has an octahedral single crystal stall forms, so is the crystallography in question surface is a {111} surface.

Die Dicke einer Leuchtstoffplatte richtet sich nach der ent sprechenden Anwendung, d. h. sie richtet sich nach einer Ener gie der zu detektierenden Strahlung und nach einem Absorbti onskoeffizienten des Leuchtstoffs.The thickness of a fluorescent sheet depends on the ent speaking application, d. H. it is based on an ener gie the radiation to be detected and after an Absorbti on coefficients of the phosphor.

Das oben beschriebene Herstellungsverfahren führt zu einem Segment, das eine einen Riß begrenzende, ebene Grenzfläche aufweist, die im Gegensatz zu gesägten Strukturen sehr glatt ist.The manufacturing process described above results in one Segment, which is a flat boundary defining a crack which, in contrast to sawn structures, is very smooth is.

Bei Natriumiodid als Leuchtstoffkörper ist von besonderem Vorteil, daß ein Riß wegen des hohen Ausdehnungskoeffizienten des Natriumiodids verhältnismäßig weit auseinanderklafft. Dies begünstigt eine Totalreflexion des Lumineszenzlichts und reduziert einen Anteil des Lumineszenzlichts, das aus einem Segment in ein benachbartes Segment übertritt. Ein Lumines zenzereignis kann so genau einem entsprechenden Segment zuge ordnet werden.With sodium iodide as a phosphor body is special Advantage that a crack due to the high coefficient of expansion of sodium iodide are relatively wide apart. This favors total reflection of the luminescent light and reduces a portion of the luminescent light that comes from one Segment passes into an adjacent segment. A lumines zenzeventis can thus be assigned to a corresponding segment be classified.

Die Ortsauflösung des beschriebenen Strahlungsdetektors ent spricht einer Kantenlänge in einem Raster von Rissen. In dem Raster beträgt der Abstand von Riß zu Riß beispielsweise zwi schen 1 mm und 10 mm. Der Abstand kann größer sein, er kann aber auch nur bis zu 0,3 mm betragen. In einem Strahlungsde tektor wird der beschriebene strukturierte Leuchtstoff körper an einen ortsauflösenden Photodetektor optisch gekoppelt. Je des Segment ist dabei mit einem Element des Photodetektors verbunden. Ein ortsauflösender Photodetektor ist beispiels weise ein Photodiodenarray, eine CCD-Kamera, ein ortsauflö sender Photomultiplier oder auch eine Anordnung von Avalan che-Dioden geeigneter Größe.The spatial resolution of the radiation detector described ent speaks of an edge length in a grid of cracks. By doing The spacing from crack to crack, for example, is between two between 1 mm and 10 mm. The distance can be greater, it can but only up to 0.3 mm. In a radiation end tector is the structured fluorescent body described optically coupled to a spatially resolving photodetector. Each the segment is with an element of the photodetector connected. A spatially resolving photodetector is an example as a photodiode array, a CCD camera, a spatially resolving transmitter photomultiplier or an arrangement by Avalan Suitable size diodes.

Zur Verbesserung der Ortsauflösung kann in einen Riß ein das Lumineszenzlicht reflektierendes Material eingebracht werden. Bei Natriumiodid als Leuchtstoff gelingt dies insbesondere dadurch, daß eine segmentierte Natriumiodidplatte mit feuch ter Luft in Berührung kommt. Dadurch, daß Natriumiodid hygro skopisch ist, bildet sich an einer Oberfläche eines Natriumi odidkristalls Natriumiodid-Hydrat. Nachdem sich das Natriumi odid-Hydrat gebildet hat das Kristallwasser z. B. durch Trock nen wieder entfernt. Zurück bleibt eine Schicht aus kleinen Natriumiodidkristallen, die das Lumineszenzlicht des Natriu miodids reflektiert.In order to improve the spatial resolution, a Luminescent light reflecting material can be introduced. This is particularly successful with sodium iodide as a phosphor in that a segmented sodium iodide plate with moist air comes into contact. The fact that sodium iodide hygro is scopic, forms on a surface of a sodium i odid crystal sodium iodide hydrate. After the sodium i Odid hydrate has formed the water of crystallization z. B. by dry removed again. A layer of small remains Sodium iodide crystals, which are the luminescent light of the Natriu miodids reflected.

Ein Riß kann aber auch mit einem Epoxidharz gefüllt werden, das mit einem Pigment, beipielsweise ein Titandioxid, ver setzt ist. A crack can also be filled with an epoxy resin, that with a pigment, for example a titanium dioxide, ver sets is.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens weist folgende Ver fahrensschritte auf: a) Fixieren eines Leuchtstoffkörpers auf einem Träger zu einem Verbund, b) Erzeugen des Risses im Leuchtstoffkörper, c) Verformung des Verbundes, so daß eine Oberfläche des Leuchtstoffkörpers eine Krümmung aufweist, und d) Verbinden der Oberfläche des Leuchtstoffkörpers mit einem entsprechend der Krümmung geformten Körper, der für Lumines zenzlicht des Leuchtstoffkörpers transparent ist.A further embodiment of the method has the following ver Steps on: a) Fixing a fluorescent body on a carrier into a composite, b) creating the crack in the Phosphor body, c) deformation of the composite so that a Surface of the phosphor body has a curvature, and d) connecting the surface of the phosphor body with a according to the curvature shaped body that for Lumines zenzlicht the phosphor body is transparent.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist ein Leuchtstoffkörper mit ei ner gekrümmten Hauptfläche herstellbar. Die gekrümmte Hauptfläche ist beispielsweise der Gestalt eines Patienten oder eines Versuchstieres angepaßt. Dadurch gelingt es, die hochenergetische Strahlung besser abzubilden. In allen Teilen eines verwendeten Detektors herrscht hier eine gleiche Ein strahlbedingung.With the help of this method, a fluorescent body with egg ner curved main surface producible. The curved one The main area is, for example, the shape of a patient or adapted to an experimental animal. This makes it possible to better image high-energy radiation. In all parts of a detector used has the same on blasting condition.

Gemäß dem Herstellungsverfahrens wird ein Leuchtstoffkörper mit Hilfe eines elastischen Stoffs z. B. einem Silikongel oder Kautschuk an einen Träger aus Blech oder einem geeigneten Kunststoff geklebt. Dieser Träger ist elastisch formbar. Da nach wird die Platte in der oben beschriebenen Weise mit Ris sen segmentiert. Die segmentierte Platte kann nun derart ge krümmt werden, daß sich der Träger auf einer konkaven Seite des Leuchtstoffkörpers befindet. Danach kann der gekrümmte Verbund an ein passend gekrümmtes Glas optisch angekoppelt werden. Um ein Eindringen eines optischen Koppelmediums, bei spielsweise eines Silikongels, in die Risse zu verhindern, was die optische Trennwirkung der Risse aufheben würde, ist es zweckmäßig, die Risse vorher mit einem geeigneten Material zu füllen, z. B. einem Kunststoff, der reflektierende Pigmente aufweist.According to the manufacturing process, a phosphor body with the help of an elastic fabric z. B. a silicone gel or Rubber to a sheet metal support or a suitable one Plastic glued. This carrier can be shaped elastically. There after the plate in the manner described above with Ris segmented. The segmented plate can now be ge be curved that the carrier is on a concave side of the phosphor body. After that, the curved one Optically coupled to a suitably curved glass become. To prevent the penetration of an optical coupling medium a silicone gel, to prevent cracks, what would cancel out the optical separation effect of the cracks is it is advisable to cover the cracks beforehand with a suitable material to fill, e.g. B. a plastic, the reflective pigments having.

Jedes Segment dieses gekrümmten Leuchtstoffkörpers wird mit einer geeigneten Anzahl von Photodetektoren optisch gekop pelt. Each segment of this curved phosphor body is included a suitable number of photodetectors optically coupled pelt.

Es ist aber auch möglich, die so erhaltenen Risse mit einem Material zu füllen, das für Lumineszenzlicht transparent ist. Insbesondere weist die Füllung eines Risses ein Material auf, das den gleichen Brechungsindex aufweist wie der Leuchtstoff körper selbst. Dadurch tritt nahezu kein optischer Phasen übergang auf. Gegenüber einem herkömmlichen Verfahren, eine gekrümmte Leuchtstoffplatte aus einem dicken Block zu schlei fen oder zu fräsen, hat das hier beschriebene Verfahren den Vorteil, daß kein Materialabtrag nötig ist. Es wird Material und Zeit gespart. Mit dem beschriebenen Verfahren läßt sich auch ein Leuchtstoffkörper herstellen, mit dessen Hilfe der Ort eines Lumineszenzereignisses rechnerisch bestimmt werden kann. Die zur Krümmung nötige Rißstruktur stört in diesem Fall. Daher werden die Risse nach einem Krümmen mit einem Ma terial gefüllt, das vorzugsweise folgende Eigenschaften auf weist:
However, it is also possible to fill the cracks thus obtained with a material which is transparent to luminescent light. In particular, the filling of a crack has a material that has the same refractive index as the phosphor body itself. As a result, there is almost no optical phase transition. Compared to a conventional method of grinding or milling a curved phosphor plate from a thick block, the method described here has the advantage that no material removal is necessary. Material and time are saved. With the method described, a phosphor body can also be produced, with the aid of which the location of a luminescence event can be determined by calculation. The crack structure necessary for the curvature interferes in this case. Therefore, the cracks are filled with a material after curving, which preferably has the following properties:

- The material wets the fluorescent body.
- An optical property of the material remains under influence received radiation. For example, it changes color the material is not.
- The material is permanently elastic or plastic. He can also be liquid, with a very high viscosity is appropriate.

Durch eine derartige Füllung wird die optische Trennung eines Risses aufgehoben. Das Lumineszenzlicht kann sich in der Leuchtstoffplatte nahezu ungehindert ausbreiten und kann so von einer größeren Anzahl von Photodetektoren (Photomultipli ern) registriert werden, wie es bei einem herkömmlichen ebe nen Strahlungsdetektor der Fall ist.Such a filling makes the optical separation one Crack removed. The luminescent light can be in the Spread out fluorescent plate almost unhindered and can of a larger number of photodetectors (Photomultipli ern), as is the case with a conventional ebe NEN radiation detector is the case.

Zusammenfassend ergeben sich mit der Erfindung folgende Vor teile, die vor allem bei einem einkristallinen Leuchtstoff körper greifen:
In summary, the following parts result with the invention, which engage especially with a single-crystalline phosphor body:

- A fluorescent body can be inserted with the help of cracks segment segmented and defined.
- The segments of the fluorescent body are through the cracks and by the properties of the associated interfaces very well optically isolated from each other.
- The optical separation effect of the cracks can be reduced with the help of Material that is opaque for luminescent light of the phosphor is and / or the luminescent light reflects on simple Way increase.
- The segmentation allows a brittle fluorescent plate to bend easily.
- After the curvature, the optical separation can be made by insertion with a suitable substance the.

Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnungen wird im folgenden ein Strahlungsdetektor mit ei nem segmentierten Leuchtstoffkörper vorgestellt. Darüber hin aus wird ein Verfahren zur Herstellung des segmentierten Leuchtstoffkörpers vorgestellt. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.Using several exemplary embodiments and the associated Drawings will be a radiation detector with egg presented a segmented fluorescent body. Beyond that is a process for producing the segmented Fluorescent body presented. The figures are schematic and are not to scale illustrations.

Fig. 1a, 1b und 1c zeigen jeweils einen segmentierten Leuchtstoff körper von oben. Fig. 1a, 1b and 1c each show a segmented fluorescent body from above.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen segmentierten Leuchtstoffkörper von der Seite. Fig. 2 shows a section through a segmented phosphor body from the side.

Fig. 3 zeigt einen Leuchtstoffkörper mit einem Leuchtstoff, der eine Strahlung in Lumineszenzlicht konvertiert. Fig. 3 shows a fluorescent body with a phosphor that converts a radiation into luminescent light.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines segmentierten Leucht stoffkörpers von der Seite. Fig. 4 shows a section of a segmented phosphor body from the side.

Fig. 5 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines segmentier ten Leuchtstoffkörpers. Fig. 5 shows a method for producing a segmented phosphor body.

Fig. 6 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines segmentier ten Leuchtstoffkörpers mit einer gekrümmten Hauptflä che. Fig. 6 shows a method for manufacturing a segmented th phosphor body with a curved Hauptflä surface.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Leuchtstoffkörpers. Fig. 7 shows a flowchart of a manufacturing process of a phosphor body.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Leuchtstoffkörpers mit einer gekrümmten Ober fläche. Fig. 8 shows a flowchart of a manufacturing method of a phosphor body with a curved surface.

Gegenstand ist ein Strahlungsdetektor 1 mit einem plattenför migen Leuchtstoffkörper 11, der eine ebene Hauptfläche auf weist. Der Leuchtstoffkörper 11 ist ein mit Thallium dotier ter Natriumiodid-Einkristall. Der Leuchtstoff 101 des Leucht stoffkörpers 11 konvertiert einfallende Gammastrahlung 2 in Lumineszenzlicht 3 (Fig. 3).The subject is a radiation detector 1 with a plattenför shaped phosphor body 11 which has a flat main surface. The phosphor body 11 is a thallium-doped ter sodium iodide single crystal. The phosphor 101 of the phosphor body 11 converts incident gamma radiation 2 into luminescent light 3 ( FIG. 3).

Eine Flächennormale der Oberfläche steht senkrecht auf einer kristallographischen {111}-Fläche. Die Dicke der Leuchtstoff platte 11 beträgt 1 cm. Die Leuchtstoffplatte 11 ist quadra tisch mit einer Kantenlänge von 70 cm und weist zueinander parallele Risse 12 auf (Fig. 1a). Ein Abstand 30 zwischen zwei Spaltrissen 12 beträgt 4 mm. Jeder Spaltriß durchzieht komplett die Leuchtstoffplatte 11 in einer lateralen Ausdeh nung. In Dickenrichtung 32 erstreckt sich ein Spaltriß 12 durch den ganzen Leuchtstoffkörper 11 (Fig. 2). Eine den Spaltriß 12 begrenzende Grenzfläche 14 des Leuchtstoffkörpers 11 ist eine {100}-Fläche des Leuchtstoffkörpers 11. Eine Flä chennormale 16 der Oberfläche 15 und eine Flächennormale 17 einer Grenzfläche 14 der Leuchtstoffplatte 11 schließen einen Winkel von 90° ein (Fig. 4). Die Leuchtstoffplatte 11 ist auf einer Seite 151 mit Hilfe eines optischen Silikongels 20 auf eine Glasplatte 19 geklebt. Über diese Glasplatte 19 ist jedes Segment 13 mit einem Photodetektorelement 25 verbunden. A surface normal is perpendicular to a crystallographic {111} surface. The thickness of the phosphor plate 11 is 1 cm. The phosphor plate 11 is quadra table with an edge length of 70 cm and has mutually parallel cracks 12 ( Fig. 1a). A distance 30 between two gap cracks 12 is 4 mm. Each gap crack completely runs through the phosphor plate 11 in a lateral expansion. A gap crack 12 extends in the thickness direction 32 through the entire phosphor body 11 ( FIG. 2). An interface 14 of the phosphor body 11 delimiting the gap crack 12 is a {100} surface of the phosphor body 11 . A FLAE chennormale 16 of the surface 15 and a surface normal 17 of an interface 14 of the phosphor plate 11 enclose an angle of 90 ° (Fig. 4). The phosphor plate 11 is glued to a glass plate 19 on one side 151 using an optical silicone gel 20 . Each segment 13 is connected to a photodetector element 25 via this glass plate 19 .

In einem alternativen Ausführungsbeispiel dazu weist die Leuchtstoffplatte 11 zwei Gruppen von Spaltrissen 121 und 122 auf. Die Spaltrisse einer Gruppe sind zueinander parallel an geordnet. Benachbarte Spaltrisse einer Gruppe haben einen Ab stand von 4 mm. Ein Spaltriß einer Gruppe ist senkrecht zu einem Spaltriß der zweiten Gruppe angeordnet. Dadurch ist die Leuchtstoffplatte in quadratische Segmente 13 mit einer Flä che von 16 mm² unterteilt.In an alternative exemplary embodiment, the phosphor plate 11 has two groups of gap cracks 121 and 122 . The gap cracks in a group are arranged parallel to each other. Adjacent cracks in a group have a spacing of 4 mm. A crack in one group is perpendicular to a crack in the second group. As a result, the phosphor plate is divided into square segments 13 with an area of 16 mm ² .

In einem weiteren Ausführungsbeispiel durchzieht ein Spaltriß die Leuchtstoffplatte 11 in einer lateralen Ausdehnung im Vergleich zu den vorhergehenden Lösungen nur abschnittsweise. Zudem kann der Abstand 30 von zueinander parallelen Spaltris sen variieren (Fig. 1c).In a further exemplary embodiment, a split crack runs through the fluorescent plate 11 only in sections in a lateral extent compared to the previous solutions. In addition, the distance 30 from mutually parallel split cracks can vary ( FIG. 1c).

Ein weiteres Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen dadurch, daß jede Grenzfläche 14 eine feinkörnige Schicht aus umkristallisier tem Natriumiodid als reflektierendes Material 21 aufweist.Another embodiment differs from the previous embodiments in that each interface 14 has a fine-grained layer of recrystallized sodium iodide as the reflective material 21 .

Zur Herstellung eines segmentierten Leuchtstoffkörpers 11 aus einem Natriumiodid-Einkristall wird in einem ersten Schritt 71 eine einkristalline Leuchtstoffplatte 111 mit Hilfe von Silikongel 18 mit einer Glasplatte 19 zu einem Verbund 22 zu sammengeklebt (Fig. 7). Die Glasplatte 19 hat mindestens die gleiche laterale Ausdehnung wie die Leuchtstoffplatte 111. Der Verbund 22 aus Natriumiodidplatte 111 und Glasplatte 19 wird im nächsten Schritt 72 auf 150° erwärmt (Fig. 5 und 7). Ein Erwärmen erfolgt auf einer Heizplatte 23. Der er wärmte Verbund 22 wird rasch auf eine gekühlte Platte 24 ge bracht. Bei diesem Abschreckungsvorgang bildet sich in der Leuchtstoffplatte 111 ein Netz von Spaltrissen 12.In order to produce a segmented phosphor body 11 from a sodium iodide single crystal, in a first step 71 a single-crystal phosphor plate 111 is glued together with a glass plate 19 to form a composite 22 with the aid of silicone gel 18 ( FIG. 7). The glass plate 19 has at least the same lateral extent as the phosphor plate 111 . The composite 22 of sodium iodide plate 111 and glass plate 19 is heated to 150 ° in the next step 72 ( FIGS. 5 and 7). Heating takes place on a heating plate 23 . He warmed composite 22 is quickly placed on a cooled plate 24 ge. During this quenching process, a network of gap cracks 12 forms in the phosphor plate 111 .

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird im Schritt 81 die Leuchtstoffplatte 111 nicht mit einer Glasplatte sondern mit einem Träger 19 in Form eines Blechs oder eines Kunststoffs zu einem Verbund 22 zusammengefügt (Fig. 6 und 8). Als Verbindungsmittel 20 fungiert hier Silikongel oder Kautschuk. Die Leuchtstoffplatte 111 wird in der oben beschriebenen Weise mit Spaltrissen durchzogen. Im nächsten Verfahrens schritt wird dieser Verbund derart gekrümmt, daß sich der Träger auf einer konkaven Seite 151 der Leuchtstoffplatte be findet. Danach wird der gekrümmte Verbund 221 aus z. B. Me tall und Leuchtstoffkörper an ein passend gekrümmtes Glas 26 optisch angekoppelt. Das Glas ist Quarzglas. In einer Ausfüh rungsform weist eine Grenzfläche 14 eines Segments 13 eine Material 21 zur Reflexion des Lumineszenzlichts 3 auf.In a further exemplary embodiment, in step 81 the phosphor plate 111 is joined to a composite 22 not with a glass plate but with a carrier 19 in the form of a sheet or a plastic ( FIGS. 6 and 8). Silicone gel or rubber acts as the connecting means 20 here. The phosphor plate 111 is pulled through with cracking cracks in the manner described above. In the next process step, this composite is curved so that the carrier is on a concave side 151 of the phosphor plate be. Then the curved composite 221 from z. B. Me tall and fluorescent body optically coupled to a suitably curved glass 26 . The glass is quartz glass. In one embodiment, an interface 14 of a segment 13 has a material 21 for reflecting the luminescent light 3 .

In einer alternativen Lösung dazu ist der Spaltriß 12 mit ei nem Material 21 gefüllt, das einen annähernd gleichen Bre chungsindex wie der Leuchtstoff selbst hat. Ein derartiger Leuchtstoffkörper 11 bzw. ein derartiger Strahlungsdetektor 1 wird zur rechnergestützten ortsauflösenden Bestimmung von Gammastrahlung 2 benutzt.In an alternative solution to this, the gap crack 12 is filled with a material 21 which has an approximately same refractive index as the phosphor itself. Such a phosphor body 11 or such a radiation detector 1 is used for the computer-aided location-resolving determination of gamma radiation 2 .

Die beschriebenen Herstellungsverfahren zur Segmentierung ei nes Leuchtstoffkörpers können auf beliebige Leuchtstoffkörper angewendet werden.The described manufacturing process for segmentation egg Nes fluorescent body can on any fluorescent body be applied.

Claims

1. Radiation detector ( 1 ) with an at least two segments ( 13 ) and at least one phosphor ( 101 ) for converting radiation ( 2 ) into a luminescent light ( 3 ) having a phosphor body ( 11 ), characterized in that the segments ( 13 ) are separated from one another by a crack ( 12 ) in the phosphor body ( 11 ).

2. Radiation detector according to claim 1, wherein the phosphor body ( 11 ) is a single crystal.

3. Radiation detector according to claim 1 or 2, wherein a boundary ( 14 ) of the segment ( 13 ) delimiting the crack ( 12 ) is a crystallographic surface of the phosphor body ( 11 ).

4. Radiation detector according to one of claims 1 to 3, where the phosphor body ( 11 ) has a flat surface ( 15 ).

5. Radiation detector according to one of claims 1 to 4, where in the phosphor body ( 11 ) has a curved surface ( 15 ).

6. Radiation detector according to one of claims 3 to 5, wherein a surface normal ( 16 ) of the surface ( 15 ) and a surface normal ( 17 ) of an interface ( 14 ) enclose an angle ( 18 ), which ranges from 70 ° to 110 ° is selected.

7. Radiation detector according to one of claims 1 to 6, wherein a crack ( 12 ) extends in at least one specific direction ( 31 , 32 ) over the entire phosphor body ( 11 ).

8. Radiation detector according to one of claims 3 to 7, wherein the interface ( 14 ) comprises a luminescent light ( 3 ) reflecting material ( 21 ).

9. Radiation detector according to one of claims 3 to 8, wherein the interface ( 14 ) comprises a material ( 21 ) which is opaque for luminescent light ( 3 ).

10. Radiation detector according to one of claims 3 to 9, wherein the interface ( 14 ) comprises a material ( 21 ) which is transparent to luminescent light ( 3 ).

11. Radiation detector according to one of claims 1 to 10, wherein the phosphor body ( 11 ) comprises sodium iodide.

12. Radiation detector according to claim 11, wherein the phosphor body ( 11 ) comprises thallium.

13. Use of a radiation detector according to one of claims 1 to 12 for the detection of gamma radiation ( 2 ).

14. A method for producing a phosphor body ( 11 ) segmented by at least one crack ( 12 ) and having at least one phosphor ( 101 ) for converting radiation ( 2 ) into luminescent light ( 3 ), with the following method steps:

a) fixing a phosphor body ( 111 ) on a support ( 19 ) to form a composite ( 22 ) and
b) generating the crack ( 12 ) in the phosphor body ( 111 ).

15. The method according to claim 14, wherein an adhesive ( 20 ) is used to fix the phosphor body ( 111 ).

16. The method according to claim 14 or 15, wherein the generation of the crack ( 12 ) is carried out by changing a temperature of the phosphor body ( 111 ).

17. The method according to any one of claims 14 to 16, wherein a body is used as the carrier ( 19 ) which is transparent to luminescent light ( 3 ).

18. Method according to one of claims 14 to 17 with the following method steps:

a) deformation of the composite ( 22 ) so that a surface ( 15 ) of the phosphor body ( 11 ) has a curvature ( 25 ), and
b) connecting the surface ( 15 ) of the phosphor body ( 11 ) to a body ( 26 ) shaped in accordance with the curvature ( 25 ) and suitable for luminescent light ( 3 )