Beschreibung

Röntgenkontrollsysteme mit großflächigerem Detektor

Die Erfindung betrifft ein Röntgenkontrollsystem mit einem in Bezug auf die Bildgröße verbessertem Detektor.

Kontrollsysteme für Objekte bis zu lxlm ² besitzen einen gro ^¬ ßen Detektor. Ein Anbieter eines solchen Systems ist bei- spielsweise L3 Communications (www.dsxray.com) . Für größere Objekte wie etwa ganze LKW existiert kein großer, flächiger Detektor. Für solche Systeme verwendet man einen langen Zei ^¬ lendetektor und fährt den LKW langsam vor dem Detektor vorbei. Auf diese Weise erhält man Querschnittbilder des LKW, die anschließend zu einem übersichtsbild kombiniert werden. Dies ist ein zeitaufwendiger Prozess und somit kann folglich nicht jeder Container oder LKW kontrolliert, sondern nur stichprobenartig verfahren werden.

Aufgrund der Zunahmen des internationalen Terrorismus wird es notwendig werden, Güter besser zu kontrollieren als bisher (beispielsweise werden an amerikanischen Schifffahrtshäfen nur 5-6% der Güter überprüft). Dazu ist ein effektives System nötig, um unter anderem Gepäck und Container an Flughäfen und Häfen zu kontrollieren. Die Kontrolle kann dabei z.B. mit ei ^¬ nem Röntgensystem erfolgen. Das zu untersuchende Objekt wird mit Hilfe von Röntgenstrahlung durchstrahlt und der transmit- tierte Anteil der Röntgenstrahlung mit einem Detektor registriert. Auf einem Bildschirm lässt sich dann der Inhalt des gescannten Objektes betrachten, um eventuell geschmuggelte Waren oder Sprengstoffe zu finden.

Ein weiteres von der Firma AS&E

(http : //www.as-e . com/products_solutions/zbv. asp) angebotenes, mobiles System („genannt Z-Backscatter Van") arbeitet mit einem strahlenförmigen Röntgenstrahl, der unter verschiedenen Winkeln auf ein Objekt (z.B. Container) gezielt wird. Aus den rückgestreuten Röntgenquanten kann durch Kennt-

nis des Einfallswinkels des scannenden Röntgenstrahls ein Bild des Inhalts rekonstruiert werden. Dieser Prozess ist je ^¬ doch ebenfalls sehr zeitintensiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Röntgenkon- trollsystem zu schaffen, mit dem schnell und einfach Container wie Eisenbahn und/oder LKW-Container durchleuchtet werden können .

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche im Zu ^¬ sammenhang mit der Beschreibung und den Figuren gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Röntgenkontrollsystem, zumindest eine Röntgenstrahlquelle sowie einen Röntgenstrahlde- tektor mit Ausleseelektronik und Bildschirm umfassend, wobei der Detektor organischer Photodetektor ist.

Mit Hilfe von organischen Photodioden ist es möglich, großflächige kostengünstige Photodetektoren herzustellen. Bei- spielsweise wird die organische Photodiode im Schichtaufbau mit zwei aktiven organischen Schichten gebildet: eine eigent ^¬ lich photoleitfähige Schicht und eine Lochtransportschicht, die zwischen zwei Elektroden, die miteinander elektrisch verbunden sind, liegen. Meistens liegt dieser Schichtaufbau noch auf einem Substrat und ist verkapselt. Die photoleitfähige organische Schicht kann eine so genannte „Bulk Heterojuncti- on" sein, z.B. realisiert als Blend aus einem lochtransportierenden Polythiophen und einem Elektronen transportierenden Fulleren-Derivat .

Das organische Halbleitersystem detektiert in Kombination mit einem Szintillator, der die Röntgenquanten in grünes Licht wandelt, die auftreffende Röntgenstrahlung.

Diese organische Photodiode kann ganzflächig auf eine kosten ^¬ günstige Schaltmatrix aus amorphem Silizium aufgebracht werden. In dieser Schaltmatrix wird jeder Bildpunkt über einen Dünnfilmtransistor angesteuert und ausgelesen (Aktiv-Matrix-

Ansteuerung) . Diese Schaltmatrizen, wie sie beispielsweise bei TFT-Flachbildschirmen eingesetzt werden sind sehr günstig zu bekommen (einige € 100,-) . Je nach Anwendung kann die Pi ^¬ xelgröße für einen Detektor von etwa lOOxlOOμm ² bis zu etwa 500x500μm ² betragen.

Auf die eben erwähnte Weise lassen sich großflächige Detekto ^¬ ren kostengünstig herstellen, da die Prozessierung der organischen Halbleiterschicht wesentlich einfacher ist, als die der anorganischen Halbleiter.

Weiterhin wäre es denkbar, die 1D-Zeilendetektoren, sowie die zur Detektion der rückgestreuten Röntgenquanten nötigen Detektoren kostengünstig durch organische Lösungen zu ersetzen.

Im Folgenden wird die Erfindung noch anhand exemplarischer Figuren näher beschrieben. Die Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, betreffen dabei lediglich bevorzugte Ausführungsformen .

Figur 1 zeigt einen Schichtaufbau einer organischen Photodio ^¬ de. Dabei ist unten das Substrat 1, darüber die untere Elekt ^¬ rodenschicht 2, darauf die erste photoaktive organische Halb ^¬ leiterschicht 3, beispielsweise eine Lochtransporterschicht, die jedoch nur zur Verbesserung der Funktion des Detektors dient, aber nicht essentiell zum Aufbau des Detektors nötig ist. über dieser Schicht befindet sich die organische photo ^¬ aktive Schicht 4, die ihrerseits an die obere Elektrode 5 an ^¬ grenzt. Die obere und untere Elektrode 2 und 5 sind über elektrische Kontakte 6 und 7 verbunden.

Figur 2 zeigt einen Aufbau eines aus einzelnen Detektor- Kacheln 10 bestehenden großen Detektors von mehreren Metern Größe. Die einzelnen Detektoren sind beispielsweise pixelier- te Detektoren. Mit diesem Aufbau können selbst große Objekte wie LKW-Container durch eine einzige Momentaufnahme überprüft werden .

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform wie Figur 2, wobei die Fugen zwischen den einzelnen Detektoren 10 dadurch vermieden werden, dass die Detektoren 10 in zwei Ebenen angeordnet sind, die sich immer ein kleines Stück überschneiden. Damit wird jeder Zentimeter des großen Objekts überprüfbar. In Figur 3 ist der Blick von oben auf eine kacheiförmige, große Detektorfläche gezeigt. Durch Anordnung wie gezeigt, der De ^¬ tektoren 10 in zwei Ebenen kann eine homogene Detektorfläche (ohne Fugen) erzeugt werden.

Durch den beschriebenen Aufbau ist es möglich, großflächige und günstige pixelierte Detektoren herzustellen. Nach dem heutigen Stand der Technik wäre eine Detektorgröße von etwa 70x50cm ² realisierbar (ähnlich der Größe der Flachfernseher) . Die Größe wird dabei durch die verfügbare Größe der Schalt ^¬ matrix beschränkt.

Mit Hilfe von mehreren Detektoren kann eine große Fläche (z.B. entsprechend der eines Containers) kacheiförmig erzeugt werden (vgl. Figur 2) . Ein Abstand von einigen cm zwischen den Detektoren wäre dabei kein ernstes Problem, da die aufzu ^¬ findenden Objekte (Sprengstoff etc.) größer sind. Man könnte sich auch vorstellen, die Detektoren wie in Figur 3 in 2 Ebenen anzuordnen um so diesen Abstand zwischen den Detektoren zu vermeiden.

Eine Ausführung eines solch großen, gekachelten Detektors mit herkömmlichen Detektoren auf Basis von amorphem Silizium wäre unbezahlbar !

Durch die Größe des hier vorgeschlagenen Detektors wäre eine überprüfung von Objekten wie LKWs oder Containern innerhalb kürzester Zeit möglich, da das zeilenweise aufnehmen der Bilder umgangen wird. Somit ist es möglich, den Durchsatz von Röntgen-Screening-Anlagen an Flughäfen etc. (und damit den Anteil der kontrollierten Güter) deutlich zu erhöhen.

Für Systeme, die bereits heute mit einem flächigen Detektor arbeiten (Beispiel: Kofferkontrolle an Flughäfen) würde dies wesentlich geringere Systemkosten bedeuten, womit die Zahl dieser Anlagen ebenfalls erhöht werden könnte. So wäre eine Gepäckkontrolle von Zuggästen denkbar, oder die Untersuchung von jeglichen beförderten Briefen, um eventuelle darin enthaltene Bomben zu entdecken.

Die Erfindung betrifft ein Röntgenkontrollsystem mit einem in Bezug auf die Bildgröße verbessertem Detektor. Dabei werden organische Photodetektoren eingesetzt, die großflächig und kostengünstig herstellbar sind. Die großflächigen billigen Detektoren werden dann so angeordnet, dass Detektorflächen entstehen, die ganze LKW-Container innerhalb kürzester Zeit überprüfbar machen.