DE2000550A1 - Roentgenbildverstaerker - Google Patents

Description

DB. W. ßOHAIX, DIPL.-ING. P. VJIRTH, DIPL.-ING.G. DANNEHBEIJO, DR.V. ßCBMIED-KOWAEZIK, DR.P. WEINHOLD, DE· D. QUDEL

6 Frankfurt am Ilain

Gr»Eschenheimer Str. 59

Ha/Wd/hn

Hörieons Incorporated 2905 Eaat 79th street, Cleyeland. Ohio. USA

Hontgenbildverstärker

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf did Verstärkung von Bildern» die durch bildweise Belichtung mit Röntgenstrahlen auf eines photoeapfindlichen FiIa hergestellt wurden.

Auf biomedisinisehen Gebiet ist eine Röntgonbildverstärkune vorteilhaft, da «an die Strahlendosis, welcher ein Gegenstand ausgesetst wird, allgeaein verringern will. Dabei sollte jedoch gleichseitig gewährleistet sein, daß ausreichende Informationen auf dea Röntgenstrahl Ie η-Phot ore jb ept or erscheinen, damit de» Arzt, Chirurg oder anderen Personen, die Informationen aufgrund der Belichtung mit Röntgenstrahlen erhalten möchten, eine hinreichende Analyse der Ergebnisse möglich ist· Ferner ist in Anbetracht der sunehmenden Anwendung von Prüfungeverfahren mit Röntgenstrahlen in der Industrie für eine Qualitätskontroll· auch eine Reduzierung der Belichtungszeit in der industriellen Rontgenologic erwünscht, um die IVirkoamkeit solcher (£ualitäteprüfυn£sverfahren zn erhöhen und die Kocton derselben r.u verringern ,

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BAD OR/Q/_NAL

Die bisher bekannten RÖntgenetrahlenveretärker sind sehr sperrige, teure Einrichtungsteile auf der Grundlage von Vakuumröhren oder Geiger-Müllor-Zählern in Verbindung alt einer komplizierten Schaltung. Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache, kompakte Einheit dar, die in die normalerweise für biomediainißche Belichtungen verwendeten üblichen radiologisohen Kassetten eingebaut und ohne eine große Änderung der gegenwärtigen Verfahren zur Aufnahme von Röntgenstrahlen verwendet werden kann. Dabei werden jedoch geringere Dosen an Röntgenstrahlen für die Belichtung benötigt, was eine folge der erfindungßgemäß erzielten Verstärkung ist.

Hauptaufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer dünn beschichteten kompakten Vorrichtung, mit der die photographische Wirkung der Röntgenstrahlung verstärkt werden kann UXkA bei der ein Arbeiten unter Vakuum nicht notwendig ist. Es ist also nicht erforderlich, daß die erfindungsgemäße kompakte B^ntgenstrahlen-Verstärkungsvorrichtung in eine Vakuumkammer gebracht wird, wenn die Belichtung erfolgt»

Sin· weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kompakten, dünn beschichteten Vorrichtung, die tür Verstärkung der Bta&geaatrahlaii geeignet ist, wob«! «an die bei solcher tÖntgenbestrahlung entstehenden Photoelektronen sur Herstellung von sekundären Elektronen durch sekundäre Emission verwendet, diese sekundär emittiert»n Elektronen tin· kurst Strecke mit Hilfe eines geeigneten angelegten Potentials'beschleunigt und solche Elektronen auf «inen für Elektronenstrahl en empfindlichen Beseptor auftraffen läßt.

Di· Arbeitsweise, bsi welcher sekundär· Elektronen aaittlarvad· Anordnungen angewendet werden, wobti die Elektronsnetrahlunea-aapfiadlichk«it des Films von Bedeutung ist, soll hier al· "B«kundärel«ktronen*Etti8eionsverfahren durch Röntgenstrahl·«" beieiohnet, und die Yersta'rkungsanordnung, bsi welcher besohleu·

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niet· Zonen oder andere geladene (Feilchen als Uittel für die AufBelohnung des Bildes auf den ionenempfindlichen Fhotoreseptor verwendet werden, kann ala "Geiger-Hüller-Verfahren" bezeichnet werden. Wie aus.dor nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, sind die zur Elektronenvervielfältigung verwendeten Anordnungen die gleichen wie diejenigen für dae Geiger-Müller-Verfahren, nur ist ihre Anvrendungs* weiee verschieden.

Vm dl· erwähnten erfindungegemäßen Aufgaben tu erfüllen, ■ttB die beachichtete kompakte Röntgenstrahlen-Verstiirkungeanordnung, welche dl· Grundlage der vorlitgendtn Erfindung darstelltι Mehrere Funktionen aueüben. Zn erster Linie sollt· dl· Teratlrkereinheit eine ausreichende Menge an !lementen alt hoher Ordnungszahl enthalten, damit ein bedeutender Anteil an einfallenden Röntgenstrahlen absorbiert wird. Durch dl· erfindungegemäß· Einheit ist die Absorption von Röntgenstrahlen im Bereich der medislniech und industriell verwendeten Röntgenstrahlung mit niedriger Energie von der Entstehung von Photoelektronen hoher Energie mit hoher Wirksamkeit begleitet. Geeignete Spannungsbereiche für derartige AusgajagsrSntgenstrahlen liegen im allgemeinen swischen etwa 10 und 300 kV. Eine zweite Punktion der Verstärkung«einheit besteht in der Bildung von Sekundärelektronen durch sekundäre Eaieeion aus den Photoelektronen hoher Energie durch auf der Oberfläche oder innerhalb dos Feststoffes auftretende Vorgänge. Ein· dritte Funktion der Verstärkungaeinheit liegt in der Bildung von geladenen Teilchen mit niedriger Energie (Im allgemeinen Zonen oder geladen· Atome oder Molekül·) durch Einwirkung von Photoelektronen mit hoher Energie auf «inen Feststoff oder ein Gas· Die oben beschrieben· »weite und dritte Funktion können nicht gleichseitig ausgeübt werden und ·· 1st praktisch der bast· Weg, wenn verschieden· Arten von Systemen vorliegen, damit djL· swell;· bzw. dritte Funktion ausgeübt werden kann. Während die zweite Funktion mit Hilfe einer Anordnung sur Vermehrung der Anzahl der Elektronen aus den Auaganga-Primärphotoelektronen, die durch Jedes absorbiert«

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Röntgenetrahlenphoton erzeugt werden, durchgeführt wird, wird die dritte Funktion mit Hilfe einer Anordnung zur Vergrößerung der Anzahl der geladenen Teilchen erfüllt, die aus jedam absorbierten Röntgonatrahle^photon entstanden sindο Eine vierte und wichtige Punktion der erf indungisgoiaaflen RöntgenGtrahlen-Veratärkunßsanordnung becteht in der Beschleunigung der Elektronen und/Oder der tjolndonon Teilchen durch ein elektrisches PeId, se daß sie mit erhöhter Energie auf dem Fhotorozeptor auftreffen, wobei sie je nach Art dso Photorei;optorfilmea entweder ein latentca BxId, das durch Entwickeln verstärkt werden kann, oder ein oichtbaren Au«Vopierbi3d bilden. Pie Eildwied9i*6abe kawjn in der Endforw ana Parbotoffmolekülen, einen Polymerisat oder MetaHatomen, a. B« Silber, bectehen«

ZKtsfmmvnttir.ptind ar-U t* <ΐ\ι Vvnliir\orrav>\\cit deshalb eine V-itriicbtlif.¹'.·« Abnc-rj i * c-i <'-r oinf a3 ic/'ä-Tii liÖL'i.nengtrohicMi bewirken und in 'i*>· ν ·:·?;·; »/w^onUoii Kr f ■» ^T)''v..:ig viva rites durch Aj!'Ti'dü!<Tj:' i^vj'·■■: ;,;;,' ₍ '''.hc dlg ulίίiovt·.!«Γ'-cn Kön'.g-*iv-

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oder ;·;-!') μ:'·¹"};·.· ^i;~^;"S.·! - · r ^ι;·- '.-· ;;"'■' ;ur Gruppe Am ff Ir drivin Teiio^''¹^ υ<:ίί i^f·! '■·!'■ -■ j ₍ - ί t" y-'t')! t ·- · -Vor." ΐ:^: ■·■;■»■: ui"<^T,;-.r.'.:. ο ι d η u;:^; dal*. V/f.nn (H (» Π τ ■. \. ; - . s T 1 : > r. j · ■'?-.· : '!. ·, !,(■ ο \ _c; V \. _Vq _nOn uit ΠΓίΙΐΟΓ Knf.Tf.U nua den JTrii'i·!!.¹ *·! h:'^;.'-·η .!--ι Kj^l.tioncn mit niedriger Kn^,-^;ie erfolgt υηΊ k".!:,"¹ WtIt-(T?: Uriwi.ndliMi^ eintritt, ßo handelt en sich un dfi'3 üekundfirolelttr ( uen-Krrij.rmIonp~Voret,arkungnver·- fahren u'öd eile V<»riu)iren, dio ebonfulls Geconsiand der vovliegenrien Erfindur.g jii.nd, eind sehr unterschiedlich, je nachdem, welche Arboitßwcifuj aiigf.wor.Jet wird, Ob nun Elektronen oder geladene Teilchen tffMldei; werden, alle v/erden mit Hilfe öinc;e geeigneten anßelcjti.on el :.l Li lochen Glnichstromfeldeo beschleunigt und treffen ·λ t ei: e '⁷Hn auf, der grc/.onuber Elektronen und/oder g^]n(?eniui TcMkhmi enpflndlich ist, wobei ein latenten und/oder pJcii^b-vroM )^χ?λ6 ;.f.bildet wird, welchen in den neii-ton Fällen ή nt", ti ι \r> -.υ]·.> ■!·■■ 1 π^λ..λ'cViun^rjvcj f'ihren woitor verutärkb werrten hmh

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BAD ORlQINAL Di· vorliegende Erfindung wird durch die folgende Beschreibung

in Verbindung Bit den beigefügten Zeiclinungen näher erläutert.

Darin bedeuten: Fig. 1 eine schematic ehe Darstellung eineβ Querschnitts durch

eine Anordnung zur Durchführung der Erfindung und die Figuren 2 bis 5 entsprechende Darstellungen von Abänderungen der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Wie auo Fig. 1 ersichtlich, besteht die Vorrichtung aus iwoi Elektroden 10, 12, die ein elektrisches Feld ausbilden, wenn sie an eine Batterie 20 oder eine andere Energiequelle angeschlossen werden, wobei sich das elektrische Feld über die Verstärkeranordnung und den Bildreseptor erstreckt. Der Schichtträger für eine ladungsempfindliche Schicht 16 besteht aus eine» isolierenden File« Di8 Vorntärkerschicht 18 dient dazu, die Photoelektronen mit hoher Energie in eine größere Anzahl von Elektronen und/oder eine größere Anzahl von geladenen Teilchen umzuwandeln. In Fig. 1 kann die Elektrode 10 als Rcmtgenstrahlenabsorber dienen und aus einer dünnen Folie aus elementarem Blei bestehen. Wenn als Elektrode 10 kein elementares Blei verwendet wird, wird als Elektrode 10 sweeknaßig eine dünne Folie aus Aluminium verwendet.

Die Elektrode 12 kann direkt auf die Isolatorschioht 14- auflaminisrt werden und sie kann aus einer dünnen Aluminiumfolie bestehen, oder die Elektrode 12 kann auf die Isolatorgrundschicht aufgetragen oder im Vakuum aufgedampft werden, wobei die Isolatorgrundschicht im allgemeinen aus einem dimensionsstabilen transparenten Kun3tstoffilm, s, B₀ einem Polyester-, Polycerbemafc-, Polystyrol«, Celluloseacetat- oder ähnlichen Film besteht. Außerdem kann die Elektrode 12 durch dio Metalloberfläche io. einer Kassette gebildet werden, welche den liest der Schichteubetanz der Fig„ 1 unter geeigneten Druck- und Abetandbedingungen hält.

Wi* oben uogegeben, k«tnn die Grundachicht 1ft nun

I t;r/m«pnrf-nten Jum'itßfcüffiauL'jri-iil ^flfeohNn* Hie

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BAD ORIGINAL

pieke der Grundschicht let nicht kritisch; sie liegt sweckmäfilg innerhalb des Bereiches von 0,076 bis 0,178 mm (3 bis 7 alle). Die bevorzugt verwendete empfindliche Schicht 16 wird nachfolgend näher beschrieben. Wenn die Polyestercchichton eine Dicke von 5 Mikron aufweisen, werden 20 kV-Elekkronen vollständig in einer solchen Schicht absorbiert wie die Ionen, die durch mehrere kV beschleunigt worden.

Die Elektrode 10 kann unter bestimmten Umständen als RÖntgenstrahlenabsorptionsschicht wirken und enthält dann einen großen Anteil der Elemente mit einer höheren Ordnungszahl ale Silber. Blei, Wismut, Uran und Thorium und deren Verbindungen sind bevorzugte Elemente für die Röntgenstrahlenabeorptionesohicht. Ein aus einem dieser Elemente mit hoher Ordnungszahl in metallischer Form gebildeter Absorber absorbiert 70 % oder mehr der einfallenden Röntgenstrahlen, die Energien von 50 bis 75 kV haben, wenn die Schicht etwa 0,102 mm (5ails) dick ist. Sine 0,051 mm (2 mils) dicke Schicht absorbiert etwa 10 bis 20 % der einfallenden Röntgenstrahlen. Leider beträgt der Bereich der in Metallen aus Elementen mit hoher Ordnungszahl gebildeten Aotoelektronen mit hoher Energie nur etwa 0,0025 bis O₁OI mn (2,$ bis 10 Mikron).

VorsDgsveis· wird deshalb la einigen fällen anstelle einer einseinen metallischen RSntgenatrahleaabsorptionaschicht ela Absorber verwendet« der aus einer Verbindung eines Elements mit hoher Ordnungszahl oder feilchen des Metalls einer solchen Verbindung la der leise gebildet ist, daß sowohl die einfallenden harten Röntgenstrahlen absorbiert als auch eine kurz· Strecke für die Photoelektronen geschaffen wird, um aus den Absorptlonsmadien herauszutreten.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Verstärkeranordnung der Erfindung kann der Absorber als Elektrode 10 fungieren und aun einer wie oben angegeben 0,0127 bis 0,05 nm (0,5 bis 2 mils) dicken Bleifolie bestehen, oder der Absorber kinn aus Tollchen von Vorbindiuigea von IUeI₁ Witmut, Uran oder

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Thorium oder Metallen oder Oxyden dieser Metalle bestehen mid in einem Volusenanteil von wenigstens 20 % und niclit mehr alo 50 % in einem teilweise leitenden Kuautatoffilmbildner* ¹^e ζ« Bo Polyvinylalkohol, Gelatine» Methylesllulose und dgl», der eine ausreichende Menge Glykol oder andere hochsiedende Alkohole enthält, in Anwesenheit oder Abv?ebenheit geringer Mengen an Borsäure z\w'Erhöhung dor Leitfähigkeit.soleter Saiierstoff enthaltenden ICunatsto-iTbindeiaittel in θ-lner für clsn Pachüiann bekannten Weise däspsrgiert sein, ao daß unter den hohen Sp&nmmgsfeld diese auf der oberfläche dispergieren Teilchen mit hoher Ordnungssslil genügend leitfähig sind_t um die Oberfläche al3 eine -Elektrode wirken zu lassen«, In. oben beschriebenen Form stellt die Elektrode 10 di© Ye kunguanordnung dar und die Verstärkerschicht 18 ist in be™ fltxnmben Fällen nicht erforderlich, obwohl die Anwesenheit der Yerr.turlierscb.icht 18 iffimex? Tortsilfefift ist«

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iärmlichen Schicht 16 kann etwa O_SO^1 Me 0,2^ wü (a Ue ) betragen· Dieser Abnttmd ?^;ird du?ch di®

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den Kanten dor Vorrichtung

die Elekbxodo 10 und die ?.a«äunsB©iapfindlichß "Schicht 16 dvrch einen pritsprechenden Abstand vonoinancler gotr«D.at Eo ist nicht erforderlich, daß dio Trent schicht 22: eine motische AMichtung darstellte In der in i'ig«. 1 dargeet Vorrichtung wird diesa £one mit einem Ga& oder ßaßen gefüllt und bei d«r Betriebsspannung der Vorrichtung tritt eine Gasentladung auf, welche durch «ii.n durch tlöntgönetrahlen PhotoelektroH angsrßgt wird. Bei der praktischen Verwendung muß diese Vorrichtung in einer Kassette eingeschlossen die mit ein-sn geeißneten Gas unter einem entsprechenden gefüllt «esη kann un£ durch geeign?to Dichtungen leicht hei--

BAD ORIGINAL

·-· ο τ·

Gasdruck und Spannungen werden so gewählt_t daß dio Gasentladung in dem Oeiger-HGller-Bereicb auftritt, wodurch ein hober Grad der Vervielfältigung geladener Seilchon erzielt wird. Das Gas kann nua Argon odor Stickstoff oder Mischungen aus beiden zu-•«amen mit geringen Mengen Alkohol, Methan oder Halogen, die ale Abschreckungegaft dienen, bestehen. Dieses Abschreckungsgae verhindert die Möglichkeit einer kontinuierlichen Entladung in der Vervielfältigungssone. Gegebenenfalls kann das Absehreokungsgae eliminiert werden, da der Verstärker selbst •in· abschreckende Wirkung hat aufgrund der Ladungsanreieherung Über der Xsolatorschicht 14. Unter den selbetabschreokenden Bedingungen darf jedoch die Spannung nur für kurse Zeitraum· während der Erregung mit Röntgenstrahlen angelegt werden, da auch die Streuetrahlung eine Entladung hervorruft. Der Gasdruck verliert swiachen einigen Millimetern Quecksilber bis eu atmosphärischem Druck, wobei die höheren Drucke für geringe Elektrodenabstandβ geeignet sind.

QealB einer bevorzugten Aueführunü3fori& des Geiger-Müller-ArbeitaTerfahrene besteht die Verstarkerachicht 18 aus Materialien, die Röntgenatrahlenabeorber mit einer hohen Ordnungstahl ••in können oder nicht; ·· ist nicht erforderlich, daß en sich •petlell um ÄCntgenatrahlenabeorber handelt, wenn die Elektrode 10 la Form eine· solchen Röntge&atxahlenäbeorbera rorliegt, wie bereits weiter oben beschriebet wurde. Nach einer beror-BOgten Aueführungeform de· Goiger-Äüller-Verfahrene kann die lon· 18 die Form eines poröeun Piins, offenmaschlg, die Form eines Settee oder einer Schicht mil· einer großen Ansah! von Kanälen haben, in der diese I anale durch die Schicht 18 von der Elektrode 10 eu der ladungeempfindlichen Schicht 16 führen·

Oeelcnete poröse Strukturen hönnen auf sehr verschiedene Art «ad Weise fOr die Schicht 16 hergestellt werden. Zum Beispiel wird ultraf eines Bleioxydpulver mit Mikroglaskugeln in einer lemung «ine· thermoplastisch 9n Rar see rermiecht und auf die Unterseite der Elektrode 10 in aolchen Naßschichtdicken aufgetragen, da» nach dem Trocknen eine Trockenschichtdioke von 0,025 Mf 0,051 mm (1 bis 2: die) erhalten wird. Dies wird

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erreicht, indem man 50 Voluraenteile des Bleioayds mit 50 Voluinenteilen der dünnwandigen Mikscoglasloigeln rermiKcht» Diese trockenen Pulver werden in einer Lösung von 10 Volumenteilen Polystyrol in 100 Volumentoilen Benzol gründlich gemischt und nach dem Mischen wird die Mischung auf die Unterseite der Elektrode 10 mit einer Rakel aufgetragen und das Lösungsmittel bei Zimmertemperatur abgedampft· Wenn die Unterseite der Elektrode 10 aus Aluminium besteht, so ist die Haftung der getrockneten thermoplaatischen Schicht trotz ihres niedrigen Harzgehalts gut, sogar ohne daß eine besondere Behandlung der Aluminiumoberfläche erforderlich ist.

Gegebenenfalls und vorzugsweise kann die Anordnung 18 auch die Form eines Bleioxydnetzes haben, daß entweder ein gesintertes Bleioxyd, das dann zur Herstellung einer Anzähl von offenen Poren durch die Anordnung verarbeitet werden kann, oder vorzugsweise eine Dispersion von 3° bis 5° Voluraenteilen'Polystyrol oder Polypropylen aein kann« Um die Emission der ,Sekundärelektronen zu erhöhen, kann das Bleioxyd vorteilhaft 5 bis 20 % einer Verbindung eines Alkali- und Erdalkalimetalles, insbesondere deren Halogenide, enthalten. Die gewünschte poröse Struktur wird dann unter Anwendung der üblichen Photoresist verfahr en mit anschließendem Ätzen und kontrolliertem Auewaschen entwickelt. Für Schichtdicken in der Größenordnung von 0,025 bis 0,051 mm (1 bis2 ails) oder weniger ist es mit Hilfe einer Kombination von Photoresist- und Ätzverfahren leicht möglich, Porengrößen in der Größenordnung von 0,5 bis 2 Mikron mit einem Abstand von Mitte zu Mitte zwischen den Poren von nicht mehr als 50 % des Durchmessers der Einzelpore zu erzielen, wobei eine Fläche mit einem Verhältnis von offenen zu geschlossenen Poren von etwa 50 % oder mehr-erhalten wird.

Wenn Oxyde von Metallen mit hoher Ordnungszahl, z« B₀ Oxyde von Blei, Wismut, Uran oder Thorium als Verstärkersohieht 18 verwendet werden, so wirken diese nicht nur als Verstärker (Vervielfältigung)-Schicht, insbesondere wenn Alkali- und Erd- alkaliealse eingearbeitet werden, sondern auch als Röntgen-•trahlecabtorber und es ist nicht inner notwendig, zusätzlich

ultrafein »erteiltem Bleioxyd in 70 bis 50 Volumonteilen

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einen Hont gens trahlenabsorber, wie z. B, die Elektrode 10, zu verwendenc In diesem Falle kann die Elektrode 10 eine Aluminiumfolie oder ein ähnliches Material mit niedriger Ordnungszahl eein· Für sehr harte Röntgenstrahlen wird als Elektrode 10 ein· 0,051 bis 0,102 mm (2 bis 4 mils) dicke Bleifolie verwendet .

Obwohl die Oxyde von Metallen mit hoher Ordnungszahl, wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, bevorzugt verwendet werden, können fein «erteile Teilchen der Metalle selbst In gleicher Weise verwendet werden, obwohl sie für die Herstellung der Anordnung etwas weniger gut geeignet sind als die Oxyde. Die dünne Metallbleifolie kann in geeigneter Weise für das Medium sur Ausbildung einer Anfanga-Porenstruktur durch eine Kombination von Photoresist" und Ätaverfahren verwendet werden. Das auf diese Weise hergestellte Netz wird dann elektrochemisch oxydiert, wonach es zur Verwendung als Verstärkerachicht 18 geeignet ist.

Gegebenenfalls kann die Verstärkerschicht 18 ein.hohes Bleiglas oder ein ähnlich aufgebautes Material in Form von Kanälen •ein, die swischen der Schicht 10 und der Schicht 16 senkrecht verlaufen, wobei diese Kanäle in bekannter Weise hergestellt werden· Solehe hohen Bleigläser dienen dem doppelten Zweck al· Röntgenstrahlenabsorber und als Sekundärelektrononstrahler. Ea können solche Bleiglaekanalanordnungen mit geraden Seitenwänden Bit eines Durchmesser von 1 bis 2 Mikron mit einem Verhältnis von offenen zu geschlossenen Poren innerhalb des Bereiche von 50 % erhalten werden. Bei der Verwendung für das Öeiger-Müller-Verfahren sollte die Höhe der Kanäle etwa 0,051 bis 0,25* ■■ (2 bis 10 ails) betragen. Bei der Verwendung in des Sekundärelektronen-Etoissionaverfahren sollte die Höhe der Kaaftle etwa das 60- bis 100-faohe de· Durohmesser· de· einseinen Kanals betragen· Auen hier ist es bei Verwendung eine· solchen Bleiglases al· Verattrkereohieht 16 nicht notwendig» einen BSntgenstrahlenabsorber der Elektrode 10 aunusetsen, aufler «atm sehr harte Röntgenstrahlen verwendet werden.

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Bei Anwendung dee Geiger-Hüller-Verfahreris hat die poröse oder mit Kanälen versehene Anordnung der Schicht 18 den Vorteil, daß die Beibehaltung der richtigen Zusammensetzung des Gases bei einem geeigneten Druck erleichtert wird, ohne daß besondere Vorrichtungen während der Belichtung verwendet werden und es ist gewährleistet, daß die Streustrahlung wegen des Isolierschutzes der Hetzstruktur keine Entladung hervorrufen kann. Es ist weiterhin gewährleistet, daß durch Vorherbestimmen der Dicke dieser Maschenkanalanordnung die richtige Stellung und der richtige Abstand zwischen der Elektrode 10 und der ladungsempfindlichen Schicht 16 beibehalten werden»

Bei der Arbeitsweise des Geiger-Müller-Verfahrens entsprechend der in Pig« 1 dargestellten Vorrichtung ißt die Elektrode 10 poaitiv und die Elektrode 12 üegativ.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsforia der Erfindung besteht die am besten geeignete Verstärkerschicht 18 aus porösem Aluminiumoxid, das in teilweise hydratisierter Form verwendet werden kann oder nicht. Solche Filme können leicht hergestellt werden, indes man die Aluminiumfolie in einem Oxaleäurebad bei Eloxierungsspannung im Bereich von 100 bis 3OO V und bei 5 bis 15 Amp. pro dm , wie z. B₀ in Vfernick oder einem der Standardwerke über das Eloxieren beschrieben _f eloxiert. Nach einer Zeitspanne von 90 Minuten werden die porösen Aluminiumoxid- . schichten gebildet, die geringe Mengen an Hydratwasser und Zonenreste aus dem Oxalsäurebad enthalten und eine Dicke von etwa 0,051 bis 0,076 mm (2 bis 3 mils) aufweisen. Bit Porosität entsteht aufgrund der Bildung einer großen Anzahl von Kanälen, 'die durch die Schicht laufen. Die Porosität einer eloxierten Aluminiumoxydschicht, z. B. der Kanaldurchmesser, kann erhöht werden, indem man dae Aluminiumoxyd mit geeigneten Ätimitteln, B. B. 5 % Oxalsäure bei 60 bis 7O⁰C oder anderen bekannten Xt«mitteln anätzt.

In dem allgemeinen Eloxierungsverf ahren, wie es oben beschrieben ist,- entstehen die Poren in der Eloxierungsschicht kontinuierlich im Verhältnis zu dem Anwachsen der Schicht während

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des elektrochemischen Verfahrene, wobei dioee Poren einen Durchmesser ron etwa 0,05 Mikron haben. Diese Foren sind verhältnismäßig geradwandig und weisen ein Verhältnis von offenen su geschlossenen Foren von etwa 20 % auf. Das heißt mit anderen Worten, daß etwa 20 % der Oberfläche der eloxierten Schicht aus diesen Foren und Kanälen von 0,03 Mikron Durchmesser besteht. Der Boden der dem Metall am nächsten liegenden Poren wird mit einer Sperrschicht aus Aluminiumoxyd mit einer Dicke von etwa 50 bis 70 £ überzogen. Durch kontrolliertes Ätzen wird diese Sperrschicht entfernt, aber auch wenn diese Schicht nicht entfernt wird, ist sie dünn genug, um den Durchgang der Elektronen nicht bedeutend su behindern.

Durch geeignete kontrollierte Ätzverfahren können die Poren wesentlich erweitert werden, ohne daß solche Ätzverfahren einen großen Einfluß auf die Reduzierung der Geaamtdieke der eloxierten Schicht haben. Mit solchen bekannten kontrollierten Atsverfahren können die Foren bis auf einen Durchmesser von 0,1 bis 0,8 Mikron erweitert werden, wobei die Poren im wesentlichen gerade Seitenwände haben. Weiterhin kann ale Folge dee Xtsverfahrene da· Verhältnis von offenen eu geschlossenen Foren beliebig festgelegt werden, Jo nach Stärke und Dauer dee Xtiens innerhalb eines Verhältnissen von offenen su geschlossenen Poren von etwa 30 % bie in einigen fällen su 70 %. 9er optimale Bereich der Werte für die Porengröße und dae Verhältnis von offenen su geschlossenen Foren liegt bei einer PorengrÖß· im Bereich von 0,2 bis 0,5 Mikron Durchmesser und eine« Verhältnis von offenen su geschlossenen Poren von 50 %, «sau die eloxierte Schicht 25 bis 50 Mikron dick ist.

Bins sehr vorteilhafte Eigenschaft dieser eloxierten Schichten sowohl bei Verwendung in ungeätstem Zustand als auch in geltste« Zustand ist ihre überraschende Absorptionsfähigkeit sowie auch die Fähigkeit, Chemikalien aus der Lösung an den Innenwänden dieser Poren su adsorbieren. Diese Lösungen strömen «it großer Geschwindigkeit aufgrund der Kapillarwirkung in die Poren und die Lösung kann vollständig bis sum Boden der Poren in einer Tränkungsseit von nicht mehr als 3 Minuten

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durchsickern. In dieser Zeit ist die Auskleidung durch Abzug der Chemikalien aus der zweckmäßig hergestelltön Lösung vollkommen und einheitlich»

Die eloxierte Schicht kann auf mehrere verschiedene Arten behandelt werden, was nicht nur von dor Art der Verstärkung, der sie unterzogen werden soll (d. h. Gsiger-Mller-Verfahren oder Sekundarelektronen-Emissionsverfahren) abhängt, sondern auch von der Spannung, bei der sie voraussichtlich verwendet werden soll. Zum Beispiel kann eine eloxierte Schicht mit einer Dicke von 0,051 mm (2 mils), die auf eine Porengröße von etwa 0,3 Mikron mit einem Verhältnis von offenen zu geschlossenen Poren von etwa 50 % geätzt worden war, in dem weichen Röntgenstrahl enber eich und in dem Geiger-iÄüller-V erfahr en verwendet werden, ohne daß die Verwendung eines Röntgenctrahlenabsorbers auf der Oberfläche der Aluminiumelektrode 10 oder auf den Wänden der Poren erforderlich ist. Unter diesen Bedingungen wird ein Verstärkungsfaktor von etwa 5 füs? Röntgenstrahlen unter 50 kV erhalten und diese Art des Verfahrene für die Verstärkungsschicht 18 ist in dem Röntgenstrahlenbereich von 1 bis 10 kV am wirksamsten·

Wenn nach des Itzen auf die oben definierte Abmessung die eloxierte Aluminiuaechicht und dessen Aluminiumträgerschicht in Wasserstoff bei 55O⁰C eine Stunde lang in der Wärme behandelt und dann auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen wird, worauf die Anordnung.dann in eine Spülatmosphäre, bestehend aus 98 % Stickstoff und 2 % Methan,gebracht und wiederholt gespült wird, um Luft aus den Poren zu entfernen, und diese durch die Stickstoff-Methan-Atmosphäre zu ersetzen, und dann in die in Fig· 1 dargestellte Anordnung ohne Zugabe eines besonderen. Söntgenstrahlenabeorbers gebracht wird, so wird ein Verstärkungsfaktor von 25 bis 50 bei dem GeigerrMüller-Verfahren. erhalten, insbesondere für Röntgenstrahlen bei 10 kV und weniger. Es scheint, daß die Fähigkeit dieser Poren, das Gas zurüeksuhalten, außerordentlich hoch ist, und die !aminierung der empfindlichen Schicht 16 auf solche Oase enthaltenden offenen Poren mit mechanischem Druck ist ausreichend, um das Gas in den Poren festsuhalten bis die Bestrahlung abgeschlossen ist.

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Ein bevorzugIeQ Verfahren besteht daxin, die Foren mit einer Verbindung eines Elements mit hoher Ordnungszahl zu überziehen, die nicht nur ale Höntgenstrahlenabsorber zur Erzeugung primärer Photoelektronen dienen kann, sondern die auch vorzugsweise einen Slitter für sekundäre Elektronen in dünnen Schichten innerhalb und auf der Oberfläche dieees Oberzuge des Röntgenstrahlenabsorbers enthalten kann. Geeignete Stoffe, die als Emitter für sekundäre Elektronen dienen können, sind Verbindungen Ton Alkali- und Erdalkalimetallen. Unter diesen Bedingungen arbeitet die Verstärkervorrichtung nach dem Sekundärelektronen-Bsissionsverfahren (bei dem die Elektrode 10 negativ ist) und ermöglicht die Verstärkung der Wirkungen, der Belichtung mit Röntgenstrahlen über den gesauten RÖntgonbereich, unabhängig davon, ob weiche oder harte Röntgenstrahlen verwendet werden· Gewöhnlich werden Verstärkungsfaktoren von mindestens 100 erzielt und unter sorgfältig ausgewählten Bedingungen können Faktoren von 1000 oder mehr erzielt werden.

Bei der Ausführung der Herstellung der eloxierten Aluminiumschicht wird tu diesem Zwecke der Film zuerst wie oben beschrieben angeätzt unter Bildung einer Porengröße in der Größenordnung von 0,5 bis 0,6 Mikron im Durchmesser mit einem Verhältnis von offener zu geschlossener Fläche innerhalb eines Bereiches von 50 bis 70 %. Mach dem Atzen werden die Poren dann mit einer 5 %igen Lösung eines Acetats eines Metalls mit hoher Ordnungszahl aus der Gruppe Bleim,Wismut, Thorium oder XJtVL imprägniert und diese Lösung kann gegebenenfalls mit einer bestimmten Menge Kaliuaacetat, die 20 Gew.ft des Bleiaoetats nicht übersteigt, in einen Komplex umgewandelt werden· Die Aettate werden durch Zugabe von Eisessig in einer Menge von 10 Vol.it des Gesamtvolumen· der Lösung in Lösung gehalten« Di· geätzte eloxierte Aluminiumsohicht wird dann 5 Minuten lang in diese Lösung eingetaucht, die Oberfläch· der Schicht wird mit mit Wasser getränkter Baumwolle abgetupft, anschließend wird sie bei Raumtemperatur getrocknet, danach wird das 8ohichtgefüg· auf 150⁰C erhitzt und 50 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird das Schichtgefüge 30 Minuten las« auf 90O⁰O erhitzt. Eine einzige Behandlung dieser Ar« reioht

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aus_t um eins gleichmäßige Schicht auf άοη Porenwänden mit einer Dicke von,etwa 0,05 Mikron zu erzielen.

Der Verstärkungsfaktor dieser mit Alkali und Wärme behandelten Schicht liegt für das Sekundärolektronen-Emissionsverfahren in der Größenordnung von 3OO bis 1000 und für das Geiger-Müller-Verfahren bei etwa 200 bis etwa 800. Eine Abänderung dieses Verfahrens zur Ablagerung von Verbindungen von Metallen mit hoher Ordnungszahl ist insbesondere auf Bloiverbindungen anwendbar· In diesem Falle wird eine Lösung von 5 % Bleiacetat, 5 % Thioharnstoff und 10 % Natriumhydroxid in Methylalkohol hergestellt« Durch da3 Fehlen von Wasser in dieser Lösung wird sichergestellt, daß die Lösung die Aluminiumoxydoberfläche nicht anätzt. Die Poren werden etwa 2 Minuten.lang in eine solche Lösung eingetaucht., anschließend wird die Oberfläche mit einem Tuch abgerieben und etwa 3 oder M- Minuten danach beginnt sich ein dünner glänzender Film von Bleisulfid auf der Innenseite der Poren abzulagern und diese Ablagerung ist innerhalb 2 oder 3 Minuten danach beendet. Der Film wird in dieser Form zuerst zweimal mit Methylalkohol und anschließend mit Wasser gewaschen, danach wird dor Film getrocknet und durch 30-ainütiges Brennen bei 55^Ü°C in einer Atmosphäre, die aus 90 % Stickstoff und 10 % öohwofelwassorstoff besteht_s gebrauchsfertig gemachte

Diese Art des Überzugs zeigte eine gute Empfindlichkeit bei dem Sekundärelektronen-Emissionsverfahren,möglicherweise als Folge der in der Bleisulfidoberfläche eingeschlossenen Alkaliionen; und sie wies einen Verstärkungsfaktor für Röntgenstrahlen von 300 bis 1000 und für das Geiger-Müller-Verfahren von etwa 150 bis 600 auf*

Die Bestimmung, ob die Platte in. dem Geiger-Müller-Verfahren unter Bildung von positiven Ionen oder in dem Sekundärelektronen-BBieeionsverfahren verwendet werden soll, hängt von der Natur des in den Poren vorhandenen Gases ab. Wenn die Poren nach dem Brennen mit dem oben definierten Gas, das aus einer Mischung

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aus Stickstoff und Methan besteht, gesättigt sind und die empfindliche Schicht 16 anmittelbar danach auf die Oberfläche dieser Poren auflaminiert wird, dann ist die Vorrichtung am besten für das Geiger-Müller-?erfahren geeignet, in den die Elektrode 10 positiv geladen ist. Wenn jedoch die ecpfindliche Schicht 16 mit der offenen Oberfläche der Elektronenvtrstärkersohicht 18 naoh deren Behandlung mit einer Mischung aus Verbindungen τοη Elementen mit hoher Ordnungszahl plus geringeren Mengen einer Alkaliverhindung, b. B. KaliumsalEen, unter Vakuuabedingungen, so daß nur wenig oder kein Gas surückbleibt, in Berührung gebracht wird, dann stellt die Schicht eine wirksame Versiegelung dar und hält das Vakuum in der Kammer aufrecht, wobei diese Aufrechterhaltung des Vakuums ■ich über einen Zeitraum τοη einigen Stunden erstrecken kann· Bei diesem Verfahren 1st die Elektrode 10 negativ und in beiden ftllen werden über den gesamten Röntgenstrahlen er ei ch Verstärkungsfaktoren τοη 1000 oder mehr ersielt, unabhängig davon, ob welche oder harte Röntgenstrahlen Terwendet werden.

Sine be-rorsugte Ausführungaform dtr Srflndung besteht In der Verwendung einer angtätsttn eloxierten Schicht, die ein· ausreichende Dickt des Aluminiums auf dtr Bückstltt dtr eloxierten Schicht sur Aufrechterhaltung einer gewissen attbtaltohtn Festigkeit aufrechterhält, bei dtr die Poren, dlt durch Anätstn auf einen Durchmesser oberhalb etwa 0,5 Mikron erweitert worden sind, alt Blei-, lismut-, Thorium- oder Uran-Ttrblndungtn imprägniert und su der Impräenlerunfsiesuaf' klelntre Frostntsttse Alkali- oder Irdalkaliaottafct »«wttjtbtm vtrdtn mnd sor Herstellung einer stabilen YtrblaAmng dtr Xaprjfenitrungsl0enng aef den tladtn der Fortn tint amsrtlohtnd * langt ItIt bei Temperaturen bit su 55O⁰C alt tlrat bthtmdtlt wtrdtn uttter Verwendunt; einer Warmebehandlungsatmotphlrt, Im dtr die gtwünsohte Verbindung In dem gewünschten stabil» tustand gehalten wird, und in der Verwendung einer solohtn Vorrichtung entweder in dem Geiger-Müller-Oasfüllungs-Verfahren, in dta dlt Krseugung poeitirer Ionen oder positiv geladener Tellohen bewirkt wird, oder in dem Sekundärelektronen-Salttlont·

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1?

verfahren, in dem die Bildung von Elektronen und nur eine £o~ rings oder kaina Bildung von Ionen erfolgt, wobei da3 Geiser-Müller-Verfahren erhalten wird, wenn die Poren mit einen Gas gefüllt sind, das aus einer Mischung oinax· größeren Menge Argon oder Stickstoff mit einer kleineren Menge Methan besteht, und das Sekundärelektronen-EmisEionsvörfalaren erhalten wird, wenn die Poren praktisch frei von Gas sind.

Eine weitere bevorzugte Ausführungßform der Erfindung, die jedoch etwas weniger bevorzugt ist als diejenige, bei der eine eloxierte Aluminiumschicht verwendet wird, besteht darin, eine Röhrenstrulctur 18 zu verwenden, die hauptsächlich aus Bleioxyd besteht, das durch die Kombination eines Photoresistverfahrene mit einem sich daran anschließenden kontrollierten Ätzverfahren hergestellt worden kann. In diesem Falle wird dann eine Elektrode 10 auf die Oberfläche dieses Bleioxydnetzes auflaminiert, in dein die Elektrode 10 eine dünne Folie aus Aluminium oder metallischem Blei sein kann. Wiederum kann bei dieser Ausführungsform wie oben die Oberfläche des Blei» oxydnetsee mit Alkali- oder Erdalkalisalzen imprägniert werden, um die Sekundärelektronenemission zu erhöhen, wenn dies erwünscht ist.

Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung stellt ein Diagramm einer physikalischen Ausführungeform der Erfindung unabhängig von dem angewendeten Verfahren dar und erläutert eine Art' dee elektrischen Anschlusses. In diesem speziellen Fall· kann die Elektrode eine Dicke von 0,025 bis 0,127 xm (1 bis 5 mils), die Verstärkerachicht 18 kann eine Dicke von 0,051 bis 0,25* &* (2 bis 10 mils), die photoempfindliche Schicht 16 kann im allgemeinen eine Dicke von 3 bis 10 Mikron, die Ieolatorechicht 14 kann eine Dicke von 0,076 bis 0,178 mm (3 bis 7 milo) und die Elektrode 12 kann eine Dicke von 0,051 bis 0,127 mm (2 bis nils) aufweisen. Die Trennschichten 22 werden nur verwendet, * wenn das reine Geiger-Müller-Vorfahren angewendet wird und wenn die Schicht 13 mit einen Gas vom Geiger-Müller-Typ gefüllt iet_e Die Trennschichten 22 sind nicht erforderlich, wenn

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•in Bleioxydnetz odor eine eloxierte Schicht aus Aluminium verwendet wird. Unter den Bedingungen der Pig. 1 sollte die an die gesamte Anordnung angelegt Spannung mindestens 10 kV und bis SU 20 kV betragen, wobei 15 kV ale optimal anzusehen sind·

Zn der Fig« 2 der beiliegenden Zeichnung ist eins andere Anordnung zur Herstellung des elektrischen Anschlusnes dargestellt, die in der Wirkung einen Spannungsverteilerkreiß darstellt· In der Pig. 2 umschließt ein Stromkreis 26 die gesamte Schichtenanordnung auf die gleiche Weise «ie in Fig. 1 und ein eweiter Stromkreis 28 liegt zwischen der Elektrode 10 und der Slektrodo 12* und die Spannung anriechen diesen letztgenannten Elektroden variiert innerhalb des Bereichs «wischen 5OO und 2000 V. Diese Art des Stromkreises ist etwas leichter regelbar als die in Fig. 1 angegebene und ist am wirksamsten, wenn die Ieolatorschicht 14 ein guter Isolator ist, wie er beispielsweise aus einem Polyeeterfila hergestellt werden kann·

Die in der Fig· 3 der beiliegenden Zeichnung dargestellte AusfUhrungsform der Erfindung zeigt Anschlüsse, bei denen ein erster Anschlufi 30 »wischen der Spannungequelle und den Elektroden 10 und 12 liegt und ein zweiter Stromkreis 32 die elektrode 12 und die Schiebt 12* miteinander verbindet. Diese AusfÜhrunfsform liefert eine gewisse Flexibilität und eine bessere Betriebaregeibarkeit, wenn die Isolatoraohicht 14 etwa· polarer ist (d· h. ein schlechterer Isolator ist) als ein Polyester. In diese« speziellen Falle sind die an die beiden Anschlüsse angelegten Spannungen hinsichtlich ihrer H5he miteinander vergleichbar und die Anordnung arbeitet bei einer Spannung innerhalb des Bereichs von 3 bis 8 kV.

In der Fig. 4 der beiliegenden Zeichnung ist eine weitere Ausftthrungsform der Erfindung dargestellt, in der ein Anschluß 34 zwischen der Elektrode 10 und der Elektrode 12' mit einer Spannung in der Größe von 500 bis 2000 V und ein Ansohlufl 36 swiaohen der Elektrode 12* und der Elektrode 12, dessen

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Spannung von dem Isolatorwert der Schicht 14 abhängt, -vorliegen. Wenn der Iaolatorwerfc hoch ist, liegt die Spannung in der Größenordnung von 10 kV oder höhere Y/enn der Isolatorwert niedrig ist, kann die Spannung in der Größenordnung von 0,5 bis 3,0 kV liegen.

Wenn die Schicht 14 ein schlechter Isolator ißt, iot der in der l'igo 5 der heiliegenden Zeichnung dargestellt© elektrische Anschluß 40 bevorzugt„ In diesem speziellen Falle wird die Elektrode 12" hergestellt, indem man auf die etwas elektrisch leitfähige Schicht 14 Aluminium oder Chrom oder ein entsprechen« des halbtraneparentes Material in einer Sicke entsprechend einer Viertel Wellenlänge aufdampft. Diese Vorrichtung ist an wirksamsten, wenn die Grunüschicht weiß und undurchsichtig ist, wie aie beispielweise aus photographischem Barytpapier erhalten wird. Die photoempfindlicbe Schicht 16 wird dann nach üblichen Verfahren auf diese metallisierte Oberfläche aufgetragen und hinsichtlich des Reflexionsvermögena der Schicht 14 ist kein© oder nur eine geringe Wirkung auf die nach dem Belichten mit Röntgenstrahlen und Entwickeln auf der vollständig entwickelten Schicht 16 sichtbaren Details f est-Busteilen. Bei dieser Ausfübrungsform liegt der beste elektrische Anschluß zwischen der Schicht 10 und der Schicht 12 und die Ladungsanreicherung auf der Schicht 14 wird beseitigt, indom man diese Schicht über die Leitung 19 erdot. In vielen Fällen ist dieses Verfahren bevorzugt, da on die Gefahr einer elektrischen Beschädigung der Umgebung und möglicherweise des Patienten herabsetzt.

In den nachfolgenden Beispielen ist die Erfindung an Hand einer bevorzugten photoempfindlichen Zusammensetzung, die gegenüber geladenen !teilchen, Ionen und Elektronen empfindlich ist, erläutert, ee ist jedoch klar, daß auch andere für geladene Ionen und Elektronen empfindliche Filme anstelle der in den folgenden Beispielen angegobenen Zusammensetsung verwendet werden können. So können beispielsweise Silberhalogenidfilme oder andere geladene empfindliche Filme bekannter Zusammensetzungen verwendet werden.

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Sie angegebenen bevorzugten Zusammensetzungen weisen eine Sensibilität im nahen ultravioletten und im ultravioletten Bereich auf. Bio Sensibilität eier Elektronenstrahlen ist so, daB 1O^ Elektronen/cm² oder 10"¹⁰CbZcBi² Belichtung durch 15 kV-Elektronen nach dem Entwickeln ein Bild mit einer Dichte-Einheit liefern· Bach dem Belichten wird der Film durch eine mehrainütige Schutsbelichtung mit einer starken Rotlichtquelle, die von einer Wolframbeleuchtung geliefert wiixl, die mit einen Rotglasfliter Corning Hr. 2408 gefiltert wird, entwickelt« Der film wird dann durch 1-mi nut ige a Erwärmen in einen Ofen bei einer Temperatur von 140⁰C fixiert.

Die Kapazität pro Flächeneinheit einer 0,127 mm (5 mile) starken Folyesterechicht» s· B. einer Mylar-Sehieht, beträgt 21 Pico farad/em . Beim Belichten mit geladenen Teilchen lädt sieh die nioht-leitfähige Mylar-Folyesterscbioht auf. Dio Ladung»- kapazität hat einen solchen Wert, da£ 10 kV, 2z 1O~? Cb/ca² die Sättieungsladungsdichte auf der Hylar-Oberflache darstellen. Diese Belichtung mit elektrischen Ladungen ist einige QrSßenordnuneen höher als der Empfindlichkeitswert des Films, wie er durch direkte Eiektronenstrahlbolichtung erzielt wird. Die Ladungsempfindlichkeit dos Filmes wurde ermittelt, indem der Film mit Hilfe einer Korona-Entladungsqtielle auf eine Spannung von einigen kV aufgeladen wurde. Bei einer Aufladungespannung von 10 kV auf dem Koronadraht wurde der FxIq sur vollen Dichte (3»5 bis 4,0) entwickelt. Es wurde außerdem festgestellt, daß bei der Anwendung einer Koronaonfcladunesquelle die Empfindlichkeit des PiInes etwa eine Größenordnung höher war als bei positiv geladenen Teilchen, d. h. eine positive Koronaspannung lieferte eine höhere Sensibilität, was bei einer Geiger-Müller-Entladungszono zu erwarten war, in der die von positiven Ionen bevorsugt wird.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern« ohne •1· jedoch darauf bu beschränken·

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Beispiel 1

Eine bevorzugte elektronenompfindliche Filazusainmeneetzung, bestehend aus den folgenden Beetandteilen; wurde auf einen 0,12? mm (5 mils) dicken Mylar-Polyesterfilraschichtträger unter Botlicht aufgetragen:

600 ng Eristallviolett-Leukobase, 500 mg Triphanylstibin, 800 mg Hexachloräthan, 1200 mg Tetrabromkphlenetoff, 30 mg Eicosan,

3 Tropfan ainer 1 #igen Lösung von m-Dimethyl aminophenol in Methylenchlorid und

28 ecm einer 20 &Lgen Lösung von Polystyrol in Benzol.

Sur Herstellung das Filmes wurden die verschiedenen Bestandteile in einer 5O/5O~Mischung (Volumenteile) von Methylen-Chlorid und Benzol gelöst und die erhaltene Masse wurde auf den Polyester-Pilmechichtträger unter Verwendung eines Bird-Auftragsstabes aufgetragen unter Bildung einer 0,038 mm (1»ü> mil)-ßchicht (Waßschichtdicke), die sich nach dem Trocknen infolge des Verdampfens des LösuDgsoittela auf eine Trockenschichtdicke τοη etwa 7 Mikron verringerte,,

Andere in der vorliegenden Erfindung verwendbare geeignete elektronenempfindliche Filmsueammeneetzungen sind in den USA-Patentschriften 3 147 117 und 3 275 ^3 beechriebea.

In diesem Beispiel war die Elektrode 12 eine Aluminiunplatte. Dl· Terstärkerachioht wurde aus einer 0,127 «■ (5 mile) •tarken Aluminiumfolie 10 hergestellt, die auf einer Seite 90 Minuten lang in 5 %iger Oxalsäure bei einer Spannung von Volt eloxiert worden war. Die Dicke des poröGon Aluminiuao.*yda bijtJru^ 0,0^1 mm (2mil&), H«ch Beendigung des Eloaclerene und nach dem Waschen mit Wasser und desx anschließenden Waschen

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pit Methylalkohol wurde die eloxierte Schicht 5 Minuten lang in eine 10 %ige Lösung von Kaliumhydroxyd in Methylalkohol eingetaucht, danach mirde dio nicht-ätzende alkoholisch« KGH-Lösung mit einem etarken Wauaserstrom aus den Poren hcrauegewaschen. Die gewünschte Ätzung erfolgte während dea Waschens mit Waöeer. Dabei wurde eine Porenstruictur erhalten, in der die Poren einen Durchmesser von etwa 0,3 Mikron aufwiesen und das Verhältnis von offener zu geschlosoener Pläche etwa 50 % betrug. Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur wurden die einzelnen Elemente in einem Druckerrahmen zusammenlaminiert und zwischen der hinteren und der vorderen Elektrode wurde eine Gleichstronspannung τοη 15 kV angelegt. Das Aluminiurametall und das Oxyd diente als Elektrode und Verstärker und das Metall wurde positiv gegenüber der l^?iliaunteraeite-Elektrode aufgeladen» Dann wurde mit Röntgenstrahlen auu einer Wolframröhre, die bei einer konstanten Spannung von 10 kV betrieben wurde, belichtet_β Bei diesen Versuchen wurde festgestellt, daß die Empfindlichkeit des Ulmes gegenüber einfallenden Röntgenstrahlen mit einer Spannung an dem Laminat im Vergleich zu identischen Bedingungen, bei denen die Spannung an der Sandwich-Struktur O betrug, um den Faktor 3 zunahm.

Beispiel 2 .

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch nach dea Xtxen und dem Auswaschen des Xtzmittels mit Wasser und nach dea Trocknen die eloxierte Platte eine Stunde lang in Wasserstoff auf 55O⁰O erhitzt wurde, wobei die Temperatur von Raumtemperatur auf 55O⁰C innerhalb einer Stunde erhöht wurde, die Platte anschließend in Wasserstoff auf Raumtemperatur abge kühlt wurde, wonach die eloxierte Platte in eine auf ein Vakuum τοη 10 mm Quecksilber ausgepumpte Vakuumkammer gebracht, danach eine Oasataosphäre, die aus einer Mischung aus 98 % Stickstoff und 2 % Hethan bestand, in die Vakuumkammer eingeleitet wurde bis innerhalb der Kammer wieder Atmoaphärendruck herrschte, und die gesamte Anordnung erneut auf ein Vakuum von 10 mm Quecksilber abgepumpt und dieses Verfahren schließlich nach 'der Entfernung der Pumpe beendet ward«, indem ein Gasgemisch aus 98 % Stickstoff und 2 % Methan in dio Kammer

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eingeleitet wurde bis „nnerhalb der Kammer AtciospfcärQndruck herrschte und die gesamte Anordnung etwa 10 Minuten lang in dieser Atmosphäre gehalten wiirde» Dann wurde die Platte aus der Vakuumkammer entfernt und in die in Beispiel 1 beschriebene laminierte Schichtstruktur eingearbeitet und mit 10 kV-Röntgenstrahlen mit einer Spannung von 15 kV zwischen der Schichtstruktur mit dem gleichen elektrischen Vorzeichen wie in Beispiel 1 belichtet.

Unter diesen Bedingungen wurde ein Verstärkungsfaktor von ereielt. Der Verstärkungsfaktor wurde bestimmt, indem man die für die Belichtung mit Röntgenstrahlen »ur Erzielung einer Dichte von 1,0 auf dem Film erforderliche Belichtungszeit ermittelte, die in Gegenwart einer Verstärkungsschicht ein Fünfundreißigstel der Zeit betrug, die beim Belichten ohne die Anwesenheit einer Verstärkungsschicht erforderlich war.

Beispiel 5

BIe 0,051 na (2 mile) dicke Schicht der wie in Beispiel 1 be~ schrieben eloxierten Q**9?f lache wurde sweiaal. nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren geätzt. Dabei entstand eine Porengrüße von 0,6 Mikron und ein Verhältnis von offener su geschlossener fläche von 60 %» Nach den Waschen und Trocknen wurden die Boren nit einer 5 Gewichtateile Bleioxyd, 1 Gewichtstell Kaliunacetat und 10 Gewichteteile Eisessig enthaltenden wäßrigen Lösung imprägniert. Die geätsfce folie wurde 10 Minuten lang in diese Lösung eingetaucht, aus dem Imprägnierungsbad entfernt und die Oberfläche wurde mit einen Bauawolltupfer von der Lesung befreit. Danach wurde die Volle 1/2 Stunde lang auf 15O⁰C erhitat, die Platte wurde 20 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten und anschließend wurde die Temperatur auf 55O⁰O erhöht, wobei die Platte JO Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten wurde„ Dieses Erhitzen wurde an der Luft durchgeführt=

Wenn diese Platte in dem Geisor-Müller-VerfahrGn in der in Beispiel- 2 benchri ebenen Art; und Y/oise für 10 kV-Röntgenstrahlen verwendet wurde, betrug; der Verstärkungsfaktor 20O₀ In diesem

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Falle war die Elektrode 10 poaitiv geladen

Die gleiche Platte konnte vorteilhaft auch in dem Sokundär-•lektronen-Eoieeioneverfahren verwendet werden, wobei in diesem Falle die photoeiapfindliche Schicht 16 mit der daran befestigten Isolator-Unterschicht gegen die Oberfläche der imprägnierten Poren gelegt und dann das Schichtgefüge in eine yakuumkammer gebracht wurde, die auf ein Vakuum von 10 mm Quecksilber ausgepumpt und 10 Minuten lang unter diesen Vakuumbedingungen gehalten wurde. Nach der Beseitigung des Vakuums war die Schicht 16 fest mit der Oberfläche der Foren verbunden und naob dem Einbringen in das in Fig. 1 dargestellte Schiehtgefüge und nach dem negativen Aufladen der Elektrode 10 wurde ein Verstärkungsfaktor von 1000 ersielt. Sowohl bei dem Geiger-Müller-Verfahren als auch bei dem Sekundärelektronen-'EmiaaionBVerfahren betrug die an das ßohichtgefüge angelegte Spannung 15 kV und die oben angegebene Verstärkung wurde in diesem Beispiel bei Verwendung von 100 kV-Röntgenetrahlen erhalten. Diese Verstärkung verringerte sich, wenn die Spannung der Röntgenstrahlen herabgesetzt wurde und der Abfall der Verstärkung wurde merklich bei 50 kV-Böntgenatrahlen und weniger. So betrug beispielsweise die Verstärkung bei dem Geiger-Müller-Verfahren in dem weichen Röntgenbereich bei 10 kV etwa 200 uad bei dem Sekundärelektronen-Etaissions-» ▼erfahren etwa 300.

freispiel 4

Da« Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch die Lösung von Bleiacetat nacheinander durch entsprechend starke Lösungen von Wismutacetat, Thoriumacetat und Uranacetat ersetst wurde. Zm Falle von Wismutacetat wurde etwa die gleiche Verstärkung ersielt wie bei Verwendung von Bleiacetat, während im Falle von Thorium- und Uranacetat eine um etwa 10 % höhere Verstärkung, erzielt wurde.

Beispiel 5

Die 0,051 mm- (2 mils) dicke eloxierte Schicht wurde wie in Beispiel 3 beschrieben geätzt. Nach dem Waochen und Trocknen

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wurden die Poren mit einer 5 # Bleiacetat, 10 % Thiobarnatoff und eine ausreichende Menge alkoholischen Natriumhydroxids zur Erzielung eines pH-Werts von 9 enthaltendennethanolischen Löeung imprägniert. Man ließ die Lösung ? Minuten lang in den Poren und säen dem Entfernen des Bades wurde die behandelte Oberfläche mit einem Baumwoll'irupf er abgerieben. Man ließ das Schichtgsfüg© bei Rauatemperatur troclcnen und unterzog es einer weiteren Wärmebehandlung in einer 90 % Stickstoff und 10 % Schwefelwasserstoff enthaltenden Atmosphäre, wobei die Temperatur der Wärmebehandlung innerhalb einer Stunde von Baumterapvtratur auf 55O°C erhöht wurde. Man hielt das Schichtgofüge 30 Minuten lang bei dieser ieraperatur in einer strömen den &taoaph&re aus 90 % Stickstoff und 10 % Schwefelwasserstoff, danach wurde das Schichtgefüge in einer solchen auf Raumtemperatur abgekühlt«.

Bsi Verwendung dieses Schichtgefüges in dem Geiger-Müller-Verfahren unter den in Beispiel 2 angegebenen" Bedingungen betrug der Verstärkungsfaktor sowohl für weiche als auch für harte Böntgenstrahlsn bei einer Spannung von I5 kV an desa Schichtgefüge etwa 400 und bei Verwendung in dem Sekundärelektronen'-Emissioneyerfahren betrug der Verstärkungsfaktor in dem 10 bis 100 kV -Bereich etwa 1000, wäthrend er für 200 kV Höntgenatrablen 1500 betrüge

Be i S₁ ρ i e 1 6

Sine Mischung aus 90 Gewichtsteilen ultrafeinem gelbem Bleioxyd und 10 Gewichtsteilen Kaliiuachlorid wurde in eiajer Kugel-* »ühle geaahlen bie die durchachnittlicSis TeilchoJse^öße 0,2 Hihxon oder weniger betrug_β 4$ Vol.% dieser goiiaiii@Bsa»ffi>ia eertöilten lliechung aus Bleioxyd und laliumchlorid wur'lö» mit 55 Vc 1»% hochfflolsku.larc3i Polypropylen varmiechto Basil 200 Yolufliönteile Toluol sugegeben \mä die Misohuas ward«- Rühre« üuf 100°C erhltst, wobei während dieser Xeoperatu? praktisch das gesanifr© Polypifopylsa ia die Lesiisg eiageäfthrt wtti»5*, Dia etwas viskose Biap@räion mirde lief tig gsrülfft? hiu dio Blttpm-aion ToJLxatHndig ®a^, flaEsi wwl® als Ιά SI&qIxq fs?

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24®

Teil dee Toluole abgedampft war. Der Rückstand wurde aus der Schale herauegekratzt und sorgfältig in einem heißen Sigma-Mischer bei 1J>0^oC weiter vermischt,, Dio höißs Masse wurde aus den Mischer entfernt und im heißen Zustand wurde sie mit Schaufeln in eine grobe Folienform gebracht.

Anschließend wurden 0,102 nun (4 mils) dicke Folien mit glatter Oberfläche hergestellt, indem man die Kunststoffmasse durch bei 20O⁰C gehaltene Kalanderwalton führte. Dann wurde ein Photoresietmaterial der Firma Eastman Kodak (KFR) auf eine Oberfläche dieser 0,051 mm (2 oils) starken zusammengesetzten Folie aufgebracht unter Bildung einer Trockensohiohtdicke in dem Bereich von 1 bis 2 Mikron. Nach dem Trocknen des Photoresistmaterials wurde sie mit einer Photomasice belichtet, in der die Zeichnung auf der Maske aus schwarzen Kreisen mit einem Durchmesser von 0,6 ll'Jcron und einer solchen geometrischen Verteilung bestand, daß diese schwarzen Kreise 5° # der Fläche der Photomasks ausmachten. Dam wurde 10 Minuten lang mit einer Cfcieckailber-Bogenlamp« einer Kapazität von 100 Watt belichtet, wobei die Lampe in einem Abstand von 91»5 cm (3 feet) von der Oberfläche angebracht war» um so die Kollimation und eine wirklichkeitsgetreue Wiedergabe der Zeichnung auf der Photomasks sicherzustellen. Nach Beendigung der Belichtung wurde das Resistmaterial auf dor Oberfläche des Bleioxydmatericle entwickalt, indem man das Schichtgefüge in das von der Saetman Kodak gelieferte Lösungsmittel sur Entwicklung des KPR-Photoreaißtmateriala eintauchte. Hach den Trocknen wurde das Schiphtgefüge 20 Minuten lang auf 90⁰C erhitzt, um da* Resistmaterial au härten. Die vordere Oberfläche des BJteioxyd-KOl-Propylen-^chioht&efügea wurde dann in einem starken Strom von Toluol * das 5 % Polystyrol in Lösung enthielt und kurs unterhalb seines Siedepunktes gehalten wurde, behandelt. Bei Anwendung άΐβοβα starken ütromes wurden die auaentwiokelt<r: und ausgewaschenen Bereiche durch den 0,051 am (2 ailo) dicken Film au« Bleioxyd und Propylen geätzt ohno oice stärkere Einkerbung, wobei ein konisches loch durch die Dicke den Bleioxydfilms «uxürt&blleb.. Die Anwof.enhait des Polystyrols war &™?jr·- ;u, ^r'lc.k«rbiü--;w>rn zn vorhtiidern» Die Betrachtung vr-t®r

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dem Mikroskop sseigte, daß der Film eine Öffnung unmittelbar unter dem Rteistmaterial von etwa 0,6 Mikron aufwies, die nich auf der gegenüberliegenden Seite zu einem Loch von etwa 0_s2 Mikron varjungte. Der Strom des heißen Toluols wurde nun gegen die Rückseite gerichtet, welche die 0,2 Mikron großen Poren aufwies bis dl··« auf etwa 0,6 Mikron erweitert waren und wiederum batten die Löcher auf der gegenüberliegenden Seite eine Größe von etwa 7 Mikron, während die Gesamtfoliendicke sich auf etwa O_fO51 mm (2 mils) verringert hatte. Das Verhältniß von offener tu geschlossener Fläche betrug etwa 55 %· Nach Beendigung des Ätzverfahren« wurde das Schichtgefüg* aus der Ätelöeung entfernt und bei 90⁰C sorgfältig getrocknet· Dieses enthielt nun die in ?ig. 1 dargestellte Verstärkerschicht 18, in der der gesamte Körper des aur Vervielfältigung verwendeten Netzes aus einem Isolator bestand, der aus einer Mischung aus Bleioücyd und Kaliumchlorid bestand, wodurch es möglich war, die Vorrichtung sowohl in dem Geiger-Müller-Verfahren als auch in dem Sekundärelektronen-Emissionsverfehren su verwenden» Auf das Bleioxyd enthaltende Gitter wurde, mittels einer 2,5 Mikron starten Schicht eines selbstklebenden Klebstoffβ eine 0,076 mm (3 mils) dicke Aluminiumfolie auflaminiert «> ·

Beispiel 7

In dem Geiger^Hüller-Verfahren wurde für weiche Röntgenstrahlen ic. der Größenordnung von 10 kV, wobei wiederum ein Gasgemisch aus 98 % Stickstoff und 2 % Methan verwendet tfurde, ein Verstärkungsfaktor von etwa 100 und für 100 kV-Röntgenstrahlen ein Verstärkungsfaktor von etwa 500 erhalten. Diese Vorrichtung war am wirksamsten für harte Röntgenstrahlen bei dem Sekundärelektronen-Enissionsirerfahren. So wurde beispielsweise bei 100 kV und bei Verwendung des Sekundärelektronen-Emissiönsverfahrens ein Verstärkungsfaktor von etwa 1200 erzielt.

Beispiel 8

Es wurde eine* Veratärlcerschicht 18 wie in Beispiel 6 hergestellt,

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« 28 ■->

wobei diesmal jedoch anstelle von Aluminium als Elektrode zum Auflaminieren auf die Oberfläche eine Schicht aus einer O_tO51 mm (2 mile) dicken Bleifolie verwendet wurde. Sowohl in dem Gelger-Müller-Verfahren als auch in dem Bekundäreloktronen-ßniaeionaverfahren eeigte diese Vorrichtung nur eine geringe oder keine Wirksamkeit gegenüber weichen Röntgenstrahlen und sie war ein wirksamer Verstärker, beginnend bei etwa 25 kV und nahm schnell bis auf 100 kV zu. In dem Bereich dieser verhältnismäßig harten Röntgenstrahlen wurden Verstärkungen von 5OO bis 10OO sowohl bei dem Geiger-Müller-Verfahren als auch bei dem Sekundärelektronen-Smissioneverfahren erzielt, wobei die Vorrichtung den Vorteil hatte, daß sie die AufBelohnung von weichen Röntgenstrahlen verhinderte, die bei biomeditinisehen Untersuchungen sehr oft insofern nachteilig sind, als dabei für weiche Gewebe su viele Details sichtbar werden·

Beispiel?,

Mikrokügelchen aus Glas wurden sortiert, so daß eine fraktion von Mikrokugeln aus Glas erhalten wurde, die einen Durchmesser Ton 0,5 bis 1 Mikron aufwiesen und deren Wandstärke in der Größenordnung von 0,05 Mikron lag. 50 Voluaentiile ultrafeines Bleioxyd wurden mit 50 Volumenteilen dieser Mlkroglaskugeln vermischt. 10 Volumenteile Polystyrol wurden sugegebtn und dl.· Mischung wurde mit 100 Voluaenteilen Toluol in -Sußpension gebracht und gerührt bis das Polystyrol in Lösung gegangen war. Das viskose Produkt wurde dann auf eine 0,076 mm (3 mils) starke Aluminiumfolie gegossen und mit einer Rakel auf eine Dicke von etwa 0,076 mm (3 mile) ausgestrichen* Nach 3-stttndigem Trocknen bei Raumtemperatur wurde eine Trockenschichtdick· von 0,036 mm (1,5 mils) erhalten. Das Aushärten wurde durch 30-nlnütigee Brennen bei 80⁰C vervollständigt. Die empfindliche Sohlcbt 16 mit der darauf aufgebrachten Unterschicht wurde dann auf die Verstärkerschicht 18, die aus einem Gemisch aus Bleicocyd, kleineren Mengen Polystyrol und Mi.kroglaskugeln bestand, auflaminiert.

Diese Schicht wurde wirksam bei etwa 20 kV-Rönfcgenotranion und

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ORIGINAL INSPECTED

wies eine Verstärkung in dar Größenordnung von 100 bis 200 für Röntgenstrahlen in dem Bereich von 50 bi3 100 kV auf, wenn das Sekundörelektronon-Emissionsrerfahren angewendet wurde= Für dae Geiger-4lüller-Verfahren betrug die Verstärkung etwa 25»

Beispiel 10

47 VoIo% gelbes Bleioxyd mit einer !Teilchengröße in der Größenordnung von 0,2 Mikron und 5 VoI,% Kaliumchlorid in dem gleichen Teilchengrößenbereich, wobei die Teilchengrößeribereiche durch 10-stündiges Mahlen der Mischung in einer Kugelmühle erzielt wurden, wurden mit 45 VoI.% Polyvinylalkohol und 5 VoI »96 polymerisiert^ Glykol, β. B. Carbowax 4000, vermischt. Zu der Mischung wurden 0_t5 Gew.% Borsäure «ugegeben. Die Mischung wurde in 300 Volumenteilen Wasser dispergier1> und gerührt bis der Polyvinylalkohol und das Carbowax vollständig in Lösung gegangen waren« Diese Lösung wurde auf eine Polyäthylenfolie, die an dom Rand mit einem 0,254 mai (10 mils) hohen Wulst versehen war, so daß ein 0,205 mm (8 mils) tiefes Becken entstand, gegossen und bei Raumtemperatur trocknen gelassen bis ein fester Film gebildet war, anschließend wurde das Trocknen durch 1-stündigea Erhitzen auf 75°C vervollständigt. Es blieb eine 0,051 mm (2 mils) dicke Folie zurück, die leicht von der Polyäthylengrundschicht abgestreift werden konnte.

Bei Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung konnte dies«,Schicht nicht nur als Elektrode 10, sondern ι sh als Verstärkerschicht 18 fungieren. Die hauptsächlich bei dem Sekundärelektronen-Eaiaaioneverfahren für harte Röntgenstrahlen in der Größenordnung von 50 bis 100 kV ersielte Verstärkung lag innerhalb des Bereiche von 50 bJU 100» Wenn dieser Typ einer Elektrode sueanmen mit der in einem vorhergehenden Beispiel beschriebenen Bleioxyd-Kaliumchlorid-Schicht vom Höhrentyp verwendet wurd·, wurde die Verstärkung erhöht, wenn di· Polyvinylalkohol-Bleioxyd-Röhrenstruktur mit der Verstärkerechicht 18 verwendet wurde. Unter diesen Bedingungen wurden bei dem öekundärelektronen-Emissionsverfahren Verstärkungen in d©r Größenordnung von 2000 für 100 kV-Röntgenstrahlem erzielt»

ORfGlNAL

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β i β ρ 1 e 1 11

Eine 0,076 mm (3 nulls) starke Aluminiumfolie konnte auf das in Beispiel 10 beschriebene zusammengesetzte Gefügo auflaminiert werden, indem man die Oberfläche dieses zusammengesetzten uefügeeait einem feuchten Bauawolltupfßr benetzte und die Aluminiumfolie unter leichtem Druck aufbrachte. In dioeem Falle wirkte die Aluminiumfolie als Elektrode 10 und das zusammengesetzte, Alkali enthaltende Bleioxydgefüge nahm die Form der Verstärkerschicht 18 an«. Mit Röntgenstrahlen wurde etwa die gleiche Verstärkung wie in Beispiel 10 erzielt und der Vorteil dieses Verfahrene bestand in der erhöhten Steifigkeit dieser Anordnung und dem Schutz seiner Oberfläche gegen den Angriff durch atmosphärische Feuchtigkeit,,

Bej. β P 1 β 1 12

Eine Elektrode und die damit verbundene Verstärkerschicht wurden auf die in Beispiel 2 beschriebene Art und Weise aus eloxiertem Aluminium hergestellt, wobei die Verotärkerschicht 18 röhrenförmige Poren enthielt, deren Poren mit einer Mischung aus Bleioxyd und Kaliumchlorid überzogen waren. In diesem Falle wurde die photoempfindliche oder röntgenempfindliche Schicht 16 Jedoch auf ein Substrat aufgebracht, das in erster Linie aus einer Mischung aus einer größeren Menge Polyvinylalkohol mit kleineren Mengen Glykol, »„ B. Carbowax 4000, und etwa 1 % Ammoniumborat bestand. Diese Schicht war ein ziemlich guter Leiter. Es wurde der in Fi„g 4 dargestellte elektrische Anschluß verwendet, bei dem ein Anschluß zwischen der elektrode 1Q und der Elektrode 12' bei einer Spannung von I500 V hergestellt wurde, wenn bevorsugt eloxiertes Aluminium als Ver~ stärkerBchicht verwendet wurde, und es wurde ein Anschluß iwisehen der Elektrode 12' und der Elektrode 12 von 4 kV hergestellt,

Beispiel

Das in Beinpie* 12 beschriebene,teilweise elektrisch leitfähige SubBtrat (8chioht 14) wurde in einer Dicke von 0,102

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(5 mile) verwendet. Auf die Oberfläche dieses teilweise leitfähigen Substrats wurde Aluminiumaotall in einer Stärke aufgedampft, die etwa 1/4 dieser Sicke entspracht die eine Lichtdurchlässigeit von etwa 60 bis 70 % aufwies trotz des metallischen Charakters des aufgedampften Aluminiums<, Danach wurde die in Beispiel 1 beschriebene empfindliche Schicht auf eine Schicht 12 aufgebracht und das ßchichtgefügo einschließlich des eloxierten Aluminiums iait der damit verbundenen AluxBiniumunt er schicht* wie sie in Beispiel 2 beschrieben ist, wurde oben auf die Schicht 16 gebracht. Bann wurde zwischen den Schichten 10 und 12»wie in Fig. 5 geaeigt, ©in Elektrodenanschluß hergestellt mit einer Spannung von etwa 1200 V. Die Schicht 10 wurde positiv oder negativ aufgeladen, je nachdem, ob das Geiger-Müller- oder das Sekundärelektronen* Etaissionsverfahren angewendet wurde. Die Schicht 14 wurde geerdet.

if it den in Fig. 5 dargestellten Anschlüssen wurde etwa die gleiche Verstärkung erzielt wie unter den in Fig. 1 dargestellten besten Bedingungen, bei denen sehr viel höhere Spannungen an das gesamte Schichtengefüge angelegt wurden.

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Claims (1)

1. PittntaoBprflche

   Rßntgenbildverstärker, gekennzeichnet durch

   a) eine erete Einrichtung sur Absorption der aus einer Runtgenstrahlungsquelle auftreffenden Röntgenstrahlen,

   b) eine aweite Einrichtung aur Umwandlung der auftreffenden Röntgenstrahlen mit Hilfe der ersten Einrichtung in Elektronen und/odor geladene Teilchen,

   c) eine dritte Einrichtung sur Vervielfachung der Anzahl der Elektronen und/oder geladenen Veilchen,

   d) eine vierte Einrichtung sur Beschleunigung der Elektronen und/oder geladenen Teilchen und

   e) einen Fhotorezeptor, der so angeordnet ist, daß er die durch die zweite Einrichtung freigesetzten Elektronen und/oder geladenen Teilchen aufnimmt,

   nobel die erete Einrichtung, die zweite Einrichtung und der Photoreseptor jeweils in Form dünner Schichten vorliegen, die la form von einander benachbarten Lamellen angeordnet sind«

   2· Böntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn-Mlohnrt, dal er eine Spannungsquelle aufweist, die mit einer ersten Einrichtung so verbunden ist, daß ein elektrisches Feld entsteht, das sieh, über die Röntgenbild-Yerstärkungsvorrichtung erstreckt.

   3· Röntgenbildveretärktr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi er außerdem einen den Photorezeptor tragenden Isolierenden Fllmsohiohtträger und auf der dem Photorezeptor gegenüberliegenden 8oite des Filmschichtträgere eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist.

   4. BSntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine dünne Metallfolie ist.

   5· RöntgenbildverstUrker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,' daß die erste Einrichtung eine dünne Schicht ist, in

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   BAD ORIGINAL

   der Teilchen von Blei» W5.Bnmt_r Uran<, Thorium oder lhreii Oxyden in einera einen PiIm bildenden Kunststoff dispergierfc sind,

   6-. Kön'cgenbildverstäi-kex· nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet» daß die dispergieren Teilchen etwa 20 bis etwa 50 d?.sser Schicht auamachsn^

   7n Vorrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung ein zwischen der ersten Einrichtung und dem Photoroseptor befindlicher,, ein Gas enthaltender Bereich ißt, der die erste Einrichtung und den Photorejeeptor in den gewünschten Abstand zueinander bringt„

   8, Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß sich Mikrokanäle durch die zweite Einrichtung und die Photorezöptorschicht erstrecken«

   9° Vorrichtung nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine von Kanälen durchzogene Schicht ist, in der die Poren einen Durchmesser von O»5 bis 2 Mikron aufweisen und der Abstand zwischen den Poren nicht mehr ale 50 % dee Oorchmessera der einzelnen Poren beträgt, wobei die Schicht 25 bis 50 Mikron dick iet_o

   10, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Schicht ist, die bia zu 50 VoI>% ßleioxydteilchen enthältο

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die iweite Einrichtung aus einer Mischung aus Bleioxydteilchen und in Polystyrol dispergieren Mikroglaekugoln beet eh t .

   Vorrichtung nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß di· zweite Einrichtung aus einer Dispersion von in einem eynthetinchon Polymerißat disporgiorten Bleioxydteilehen besteht ο

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   13β Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung auch ·> bie 20 Gewr.JS eines Alkali metall- oder Erdolkalimetitllhalogeiiids enthält·

   14. Vorrichtung nach Anspruch 3« dadurch gekennseichnet, daß dio zweite Einrichtung eine hob· Bloiglae3chicht mit Mikrokanälen ist, die «wischen der ersten Einrichtung und den Photorezeptor liegt·

   15· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die «reite Einrichtung eine Aluminiumoxjdnatrix ist, die •ine groß« Anzahl ron Mikrokanälen alt geraden Winden ent* halt.

   16· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung oine dünn· Metallfolie, die iweite Einrichtung eine dünne Schicht alt Mikrokanälen Bit geraden Wanden ist, die lieh durch dioso Schicht von der ersten Einrichtung bis zur Pbo tore ζ opt or schicht crstroolcen und daß dio sweite Einrichtung eandwichartig von der ersten Einrichtung und der Photoreseptorschicht eingeschlossen wird.

   17· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sweite Einrichtung eine eloxierte Oxydschicht ist, in der di· Poren der eloxierten Schicht in ihrer Größe dadurch erweitert worden sind, daß sie nach der Herstellung durch Eloxierung duroh Xtaen auf eine Porengröße von 0,1 bis 0,8 Mikron und ein Verhältnis von offener au geschlossener Fläche 8wischen $O und 70 % vergrößert worden sind.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße 0,2 bis 0,5 Mikron beträgt, daß die Schicht etwa 25 bis etwa 50 Mikron dick ist und das Verhältnis von offoner su geschlossener Fläche etwa 50 % beträgt·

   19» Vorrichtung nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, daß sie «in Röntgenstrahlen absorbierendes Material aufweist, das auf die Wände der Poren aufgetragen ist.

   009830/12*8 BADOR,_eiNAL

   *e* ΤΊ «"-

   20. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet_s daß sie als Röntgenstrahlen absorbierendes Material ein Blei-, Wismut-, Thoriuzt- oder Uranox^d enthält und daß die Schicht etwa 0,05 Mikron dick ist „

   21· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Einrichtung und den Photorezeptor eine Elektrode angebracht ist·

   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Spannungsquelle nur mit einem Teil der Vorrichtung in Verbindung steht„

   23t Vorrichtung nach Anapruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannungnquelle mit der Elektrode und der ersten Einrichtung in Verbindung steht·

   Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Spannungsquelle mit der Elektrode und einer Außenfläche der Vorrichtung und eine zwoito Spannungequolle mit der Elektrode und dor gegenüberliegenden Auflonflache der Vorrichtung in Verbindung steht.

   * 0

   25· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgende Schichtenfolge:

   a) Elektrodenschicht zur Absorption der Röntgenstrahlen,

   b) Schicht zur Umwandlung und Verstärkung der Röntgenstrahlen,

   c) Photoreseptorschicht,

   d) Elektrodenschicht,

   e) schlecht isolierende Grundschicht,

   und eine Spannungsquelle, welche die Schicht α) mit der Schicht d) verbindet, wobei die Schicht e) geerdet ist.

   26ο Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den folgenden Schichtaufbau!

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   a) Elektrodonschicht aur Absorption der Röntgenstrahlen,

   b) Schicht zur Umwandlung und Vsrßtärlcunq; der Röntgenstrahlen,

   o) Photoreseptorschicht,

   d) schlecht isolierende Gnmdschicht ,

   e) Elektrodenschicht,

   und «ine Spannungequelle, welche die Schicht a) mit der Schicht d) verbindet, wobei die Sohleht e) geerdet ist.

   27· Verfahren but Herstellung einer Verstärkerschicht für •tos RöntgenbildTeretärkervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine saubere Aluminiumfolie herstellt, diese Folie in •inen Oxalsäurebad boi Eloxierepannungon awischon 100 und 300 V und Stromstärken ron 5 bis 15 Ampere pro dm anodisch ätzt unter Bildung einer porösen Oxydoberflache auf der Folie, wobei diese Oberfläche etwa 0,OJI bis etwa 0,076 na (2 bis 3 ails) diok ist und eine große Anzahl von Kanälen aufweist, die sich Ton der äußeren Oberfläche bis zur Foliengrundschicht durch dan film erstrecken, und daß man die Porosität dieser Oberfläche durch weiteres Ätzen derselben zur Vergrößerung dos Durchmessers der Kanäle auf einen Wert swiochen etwa 0,1 und etwa 0,8 Mikron erhöht, wobei man ale Frodukt eine Schiebt erhält, die lfikrokanäle mit geraden Seitenwänden auf weißt und sich auf einer feeten Unterlage mit ausreichender Dicke befindet, um den strukturellen Zuaasmcnholt dec Produkt."» auf» recht zuerhalt en.

   28· Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem die beim weiteren Ätzen erhaltenen Kanäle in der Schicht mit einer Bloi-, Wismut-, 2horiun» oder U.ranverbindung tibersieht.

   29· Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem die beim weiteren Ätzen erhaltcneu Kanäle in der Schicht mit einer Mischung überzieht, die einen Röntgenstrahlen» absorber und einer. Emitter für Sokundürolektronen enthält«

   0 0 9 $ 3 0 / 1 2 I 9 BAD ORIGINAL

   Verfahren nach Anspruch 27t dadurch gekennzeichnet_s daß man das dabei erhaltene Produkt

   a) in oiner Wasserstoffatinosphärö bei etwa

   1 Stunde lang einer Wärmebehandlung untersieht,

   b) auf Raumtemperatur abkühlt und

   o) daa Gae in den Poren durch eine Atmosphäre ersetzt_r die aua etwa 93 % Stickstoff und etwa 2 % Methan besteht.

   31. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man daß dabei erhaltene Produkt anschließend

   a) in eiaer Waflseretoffatmosphäre bei eteta 55O⁰C etwa 1 Stunde lang einer Wärmebehandlung unterzieht,

   b) auf Bauatemperatur abkühlt und

   c) durch Evakuieren dao Gas aua den Poren entfernt.

   32» Verfahr«! nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet» daß nach dem Ätzen grur Herstellung von Hikrokanälen mit einer Größe »wischen etwa 0,5 und etwa 0,6 Mikron im Durchmesser und einen Verhältnis von offener jbu geschlossener Fläche von etwa 50 bia etwa 70 % die Mikrokanale mit einsr Lösung aus Blei-, Wismut-, Thorium- oder Uranacetat imprägniert und dann erhitzt werden unter Bildung einer gleichmäßigen Oxidschicht, welche die Mifcrokanäle auekleidet.

   33* Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägniarungelösung eine kleine Menge-einer gelösten Alkalimetall- oder SrdalkalimGtallverbindung e.nthält.

   54-0 Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß aan etwa 30 Minuten lang auf etwa 15Q^CC und anschließend etwa 30 Minuten lang auf etwa 50O⁰C erhitzt»

   35* Vorfahren nach Anspruch 28, riwliirch gekennzeichnet, daB nach <1em Ätzern ^ir HcrotelluDg vom Mikrolcaaälon mit eiiioi? Größe 3twn 0,5 und etwa OjG Mikron i.m DurchmcBoej? rnid einem

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   Verhältnis von offener üu geschlossener Fläche von etwa 50 bis etwa 70 % die Mikrokanäle mit einer Lösung imprägniert werden, die eine größere Menge Blei-, Wismut-, Thorium- oder Uranacetat und eine kleine Menge einer gelösten Alkalimetall- oder

   man

   Erdalkalimetallrerbindung enthält, und/diese dann erhitzt zur Herstellung einer gleichmäßigen Schicht, welche die Hikrokanäle auskleidet, wobei man die imprägnierte Schicht etwa 30 Minuten lang auf etwa 15O⁰C und otwa 30 Minuten lang auf etwa 500⁰C erhitzt.

   36. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß man ale Impräßcierungslösung eine nicht-wäßrige Lösung verwandet, die ein Blei-, Wiemut-, Thorium- oder Uranacetat, Thioharnstoff und ein in einem Alkohol gelöstes Alkalimetallhydroxid enthält, wobei aich die Lösung in Form eines Filme aue Schwermetalleulfiden innerhalb der Mikrokanäle niederschlägt.

   37· Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet * daß dan Produkt gewaschen und daun getrocknet und dann in einer Schwefelwasserstoff enthaltenden Atmosphäre gebrannt wird.

   38. Verfahren but Herstellung einer Röntgenbildverstärkei*- vorriehtung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine röntgenempfindliobe Schicht auf einen Polyesterfilmschiohtträger aufbringt und das dabei erhaltene Bchiohtgefügo zwischen ,eine dem fllmsohicbttrüger benachbart angebrachte Aluminiumfolie und ein· eloxierte Aluminiumfolie laminiert, bei der die eloxierte Oberfläche der röntgenempfindlichen Schicht zugewendet

   39. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß man das Laminat herstellt, an da« Laminat eine Oleiohstromepannung anlegt und das Laminat mit Röntgenstrahlen belichtet, wahrend dna Laminat unter Spannung steht.

   Verwendung nach Anspruch ?ft_t dadurch geV:onii7.oichuct, daß man Rwinchon dor hi narren nwd vorderer EloktroAe eine Oloichntrö!nnparjiune von Λ¹) kV anlegt, woboi die Aluniniuiagrancl

   0 9 8 3 0/1248 BAD original

   echicht der eloxierten Schicht gegenüber der Filmunterßcbichtelektrode positiv ist, und daß man diese Verrichtung mit Röntgenstrahlen aus einer bei 10 kV betriebenen Wolfraaröhre belichtet.

   Verwendung nach Anspruch 38» dadurch gekennzeichnet, daß man die eloxierte Oberfläche ätzt zur Herstellung einer erhöhten Porengröße, daß nan die erweiterten Poren mit einer Losung imprägniert, die einen Röntgenstrahlenabsorber und einen Emitter für Sekundärelektronen enthält» daß man di© imprägnierte Anordnung zur Trocknung des Produkts erhitzt und das Innere der Poren der Folie mit einem Überzug versieht, daß man die photoempfindlicho Schicht auf diese Folie auflaminiert, wobei die photoempfindliche Schicht aus einer Unterschicht und einer auf dieser Unterschicht abgelagerten röntgeneapfindliehen Schicht besteht, in der die isolierende Unterschicht auf die iepi'ägnierten Poren aufgebracht ist, und daß Eian diese Schicht anordnung sur Laminierung in einem Vakuum hält und daß dabei erhaltene Laninat mit Röntgenstrahlen belichtet.

   42. Verwendung nach Anspruch ^ιΆ , dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem an das laminat eine Gleichstromspannung von Ί5 kV anlegt« wobei die untere Aluminiumfolie negativ gehalten und das Laminat mit Röntgenstrahlen bolichtet wird, während die Spannung an dem Laminat liegte

   Verfahren zur Herstellung eines Röntgenbildvörstärkere, dadurch gekennzeichnet, daß man eine dünns Folie herstellt, die auB einer Mischung aus einer größeren Menge eine id Blei-, Wißumt-, Thorium- odar UraiJciKydc und eo.nej? kleineren Menge eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhologenide besteht tmd gleichmäßig in einer synthetischen Polymerisatmatrix dis·» pergiert ist, daß man auf diono FoIiG oin Resistmaterial aufbringt, daß man diese Folie srar Herstellung von sich durch die Folie erstreckenden »ikrokanälcn «ätzt, daß man das Resistmaterial her auewäscht vind die Poren vergrößert, indem man auf die Folie'ei» IiÖBungoraittel aufbrinfirt, um ao ©ine Folie mit

   BAD ORIQINAL

   ~ 40

   einer Dicke von etwa 0,0^1 mm zu erzielen, welche Poren mit einem Durchmesser von etwa 0,6 Mikron aufweist und bei der die Anzahl der Poren so groß ist, daß das Verhältnis von offener BU geschlossener Fläche etwa 50 bis etwa 70 # beträgt, und daß man auf die dabei erhaltene poröse Folie eine dünne Metallfolie auflaminiertο

   44. Verfahren zur Herateilung οine3 Röntgenbildverstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß man

   a) eine dünne Folie herstellt, die aus einer Mischung

   aus Uikroglaskugeln und gleichmäßig in einer PoIystyrolmatrix verteiltem Bleioxyd besteht, und

   b) daß man diese dünne Folie aus einem röntgenempfind-Hohen Film, der einen photoempfindlichen Überzug aufweist, auf einen synthetischen Polymerisatschichtträger auflaminiert·

   45· Verfahren zur Verstärkung eines Röntgenbildes, dadurch gekennzeichnet, daß man

   a) ein laminiertes Produkt gemäß Anspruch 44 herstellt,

   b) an diese3 Laminat eine Gleichstromspannung anlegt und o) dieses Laminat alt einem Röntgenbildmotlv belichtet, während es unter Spannung steht»

   46. Verfahren zur Herstellung einer kompakten Vorrichtung alt dünnen Schichten, die zur Verstärkung der Wirkung der Belichtung alt Röntgenstrahlen gaeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere dünne Schichten mit einem sandwichartigen Aufbau zwischen zwei Elektroden in der folgenden Reihenfolge .enthält:

   a) eine erste Elektrode, eine Röntgenstrahlenabsorberechicht,

   b) eine Veratiirkerschicht,

   c) eine ladungsempfindlicho Schicht,

   d) eine Isol&torschicht und

   e) eins zweite Elektrode»

   47· Verfahren nucli Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode eine Metallschicht ist.

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   48. Verfahren naoh Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, d$ß die »weit· Elektrode durch Aufstreichen oder durch Aufdampfen, is Takuum mit der Schicht d) verbunden lot.

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   Leerseite