Bild 2 | Funktionsprinzipien in einem einzelnen Pixel der direkten und indirekten Konvertierung. (Bild: Polytec GmbH)
Materialunterscheidung über Strahlungsenergie
Die Energieempfindlichkeit ist eine ebenso wichtige Weiterentwicklung der aktuellen Bildgebungstechnologie wie seinerzeit der Übergang von der s/w- zur Farbfotografie. Im Gegensatz zu herkömmlichen Röntgenbildkameras können die Photonenzählkameras die Energie (die der Wellenlänge entspricht) von einfallenden Photonen unterscheiden oder sogar direkt messen. Da jedes chemische Element charakteristische röntgenabschwächende Eigenschaften aufweist, kann über die Energiemessung der Photonen die Materialzusammensetzung der Probe beurteilt werden. Die spektrale Empfindlichkeit bietet somit eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Röntgenbildkameras.
Zeitverzögerte Integration
Im Gegensatz zum Stitching, dem Zusammenfügen einzelner Teilbilder wegen eines zu kleinen Sichtfeldes der Kamera, ermöglicht die Digital Time Delayed Integration (DTDI) das fortlaufende Scannen der aufgenommenen Objekte. Das hochaufgelöste Bild wird in dem Moment erzeugt, wenn sich das Objekt über das Sichtfeld der Kamera bewegt. Die Abtastgeschwindigkeit der Kamera oder die Bewegung des Objekts (z.B. auf einem Förderband) kann bis zu mehreren 10m/s betragen.
Anwendungen
Diese besonderen Eigenschaften eröffnen Anwendungsfelder, die mit bisherigen Imaging-Lösungen nur schwer oder gar nicht zu realisieren waren. Im Bereich der Röntgenmikroskopie werden wesentliche Verbesserungen der Bildqualität und -auflösung erreicht, Röntgenkristallographie wird eingesetzt, um detaillierte atomare oder molekulare Strukturen in Synchrotronen (Teilchenbeschleunigern) zu untersuchen, auf der internationalen Raumstation ISS werden Advacam-Detektoren eingesetzt, um die Strahlenbelastung der Astronauten im Weltraum zu untersuchen und zu überwachen. Bei zerstörungsfreien Materialtests werden auch anspruchsvoll zu detektierende Defekte bei Composite-Materialien wie tiefe Laminatfalten, Kiss-Bonds, Delaminationen, Porosität, Fremdkörper und Mikrorisse mit hoher Auflösung erkannt. Die Bergbau-Industrie setzt Photonenzähl-Detektoren ein, um in Bohrkernen vor Ort unterschiedliche Mineralien zu identifizieren und die Auswertung zu beschleunigen. Für die Kunstbranche liefern Röntgenbildgebungsverfahren detaillierte Daten für Versicherungsunternehmen, um z.B. mit dem Transport verbundenen Risiken zu bewerten oder durch die Identifizierung verschiedener Pigmente zur Authentifizierung von Kunstwerken beizutragen.
