[发明专利]X射线辐射探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线辐射探测器，特别是用于计算机断层造影设备的X射线辐射探测器。

背景技术

用于采集X射线辐射的X射线辐射探测器，特别是量子计数的X射线探测器具有对于X射线辐射敏感的传感器层，其与评估电子器件耦合。该传感器层常规由半导体材料(例如无定形硒、镓砷化合物或者镉碲化物等)构成。在X射线辐射入射时，在传感器层中形成电子空穴对(带负电或正电电荷的载流子)。这些载流子又分别形成正电和负电的空间电荷云。

基于在传感器层施加的(电)压，载流子互相分离并且分别向相反带电的(在传感器层表面上布置的)电极运动。通过由此引起的电流，在评估电子器件中产生(电)信号，该信号与吸收的X射线辐射的能量成比例。在量子计数的X射线探测器的情况下，与此不同地检测单个的X射线量子(光子)和必要时检测其独有的量子能量。

为了实现足够快地运输(空间电荷云的)载流子穿过传感器层，根据传感器层的厚度在传感器层上施加大约-300V至低于-2000V的电压(相应于大约-10kV/mm的电场强度)。

特别是对于计算机断层造影设备需要大面积的X射线辐射探测器。然而，制造具有几十厘米的通道长度的贯穿的传感器层与高技术花费和高费用相连。但是，为了能够尽可能廉价地制造大面积的X射线辐射探测器，经常按照上述描述的结构并排布置多个相对小的(单个)探测器元件。这些探测器元件典型具有在1至4cm²之间的传感器面积。为了达到尽可能高的图像质量(特别是高分辨率)，此外按照尽可能小的间距(例如大约0.1-0.5mm)依次布置这些探测器元件。

在X射线辐射探测器运行中，可能会出现探测器元件的电压偏离其预期运行电压的故障情况。例如在与该探测器元件对应的电源或者评估电子器件损坏时存在这样的故障情况。在此，运行电压通常明显有规律地跌落，经常跌落至0V的电压值。但是，故障情况也可能以电压振荡的形式、特别是通过过电压出现，其中在后一种情况下，探测器元件的当前电压明显超过运行电压。在两种故障情况下都形成在故障涉及的探测器元件与该或每个(直接)相邻的探测器元件之间的电压差。只要该电压差超过临界电压值，则可能在这两个相邻的探测器元件之间出现(火花)飞弧。通过飞弧能够损毁两个探测器元件的传感器层(以及其评估电子器件)。在此，特别是由于探测器元件互相的小空间间距促进了在故障情况下火花飞弧的危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，给出一种具有高运行安全性的X射线辐射探测器。

该技术问题通过具有按照本发明的特征的X射线辐射探测器来解决。本发明的优选的且部分用于发明的实施方式和扩展也在以下描述中给出。

根据本发明的X射线辐射探测器(以下简称X射线探测器)包括至少两个彼此相邻布置的探测器元件。在运行中，为了检测入射的X射线辐射，在这些探测器元件的每个上施加高(电)压。也称为“运行电压”的高压在此优选具有在大约-500至-1500V之间的电压值，特别是在大约-900至-1000V之间的电压值。在此，两个相邻的探测器元件借助保护电路互相耦合。该保护电路被设计为，将在两个相邻的探测器元件之间的电压差(具体来说是绝对值)(具体来说是电压差的绝对值)限制在一个电压值，其中，排除在正常条件下在两个探测器元件之间的(火花)飞弧。以下将该(对于火花飞弧的危险)不临界的电压值称为电压边界值。优选选择与临界电压区域具有足够大的安全间隔的电压边界值，在该临界电压区域中必须考虑飞弧。

X射线探测器优选包括多个探测器元件(特别是明显多于两个探测器元件)，其特别是按一行依次布置(也称为“探测器行”)。在该情况下，探测器行的直接相邻的探测器元件总是分别借助保护电路彼此耦合。可选地，X射线探测器包括并置的多个这样的探测器行，从而按照二维网格(作为所谓的“阵列”)布置探测器元件。在该情况下，也优选借助保护电路耦合探测器行的探测器元件与相邻探测器行的邻置的探测器元件。