[发明专利]用于x射线检测器阵列的辐射屏蔽系统

说明书

一种用于x射线数字检测器阵列(200)的辐射屏蔽系统(205)包括第一辐射屏蔽物(208)，其具有多个屏蔽垫(216)以及在该多个屏蔽垫之间的多个间隙(217)，该多个屏蔽垫相比该多个间隙的厚度具有较大的厚度。该多个屏蔽垫构造成定位在x射线数字检测器阵列的有源构件(112)上且间隙构造成定位在x射线数字检测器阵列的无源构件(114)上。

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2016年4月25日提交且名称为RADIATION SHIELDING的序列号为62/326,989的美国临时专利申请的权益和优先权，其整体通过引用并入本文中。

技术领域

本文公开的主题涉及辐射屏蔽，且更具体地涉及用于x射线检测器(例如，数字检测器阵列(DDA))的辐射屏蔽系统。

背景技术

X射线检测器(诸如数字检测器阵列(DDA))可用于多种应用(包括医疗和工业应用)中。x射线检测器的一些构件(诸如闪烁器、光电二极管以及控制和读出电子器件)可能易受辐射破坏，且在无辐射保护的情况下，通常是第一DDA构件失效，尤其是在用于工业检查应用中的辐射功率水平下。当关键构件经历x射线或伽马射线辐射破坏时，x射线成像器可能变得不可使用。辐射包括内部辐射源(例如，荧光)和外部辐射源(例如，直接射束)两者。外部辐射源可能是最强和最高能的。

X射线检测器可包括设计成保护x射线检测器的电气构件免受由x射线成像器经历的外部辐射。如图1中所示，在x射线DDA 100中，辐射屏蔽物106可置于母板102与成像器面板110之间。辐射屏蔽物106可呈材料的板的形式，其具有足够的厚度以减小由面板支承件104支承的外部辐射的强度。该常规辐射屏蔽物106可为高x射线吸收系数材料(诸如铅、钨或现代白镴)的一致厚的平板。该材料定位在将x射线转换成电信号的x射线检测器的区段与x射线检测器的控制/读出电子器件之间。

例如，在医疗应用中，在辐射能低于120KeV的情况下，该常规辐射屏蔽可足以保护免于外部辐射源和内部辐射源。然而，在可用于工业应用的高于160keV的较高辐射能量的情况下，该辐射屏蔽系统可能不足。在工业应用中，当较高能量辐射与典型的屏蔽材料相互作用时，例如大约60到80keV的很强的低能量可经由光电效应或荧光产生。

荧光360°方向地发射且可由旨在保护免于辐射破坏的特殊材料(诸如铅)产生。最强的荧光能可在75keV下产生，而弱几成的能量可在85keV能量下产生。

此外，高能外部辐射中的一些(一旦其进入DDA)可由DDA内的材料(尤其是由轻元素材料，诸如电路板)散射。在一些情况下，散射角可大到反转光子的方向，生成可冲击在其他关键内部构件(诸如闪烁器或光成像器或光电二极管阵列)上的反向散射辐射。反向散射光子强度取决于反向散射机构的物理性质。在工业检查能量下，康普顿散射占主导，且轻元素(诸如碳和铝)，康普顿可有效散射，其中最高实质散射强度的反向散射方向相对于入射射束方向为180°。如果该辐射足够强且延长，可能对光成像器和闪烁器发生显著辐射破坏，缩短DDA的寿命。

在一些工业应用中，保护免于来自辐射源的直接射束可能需要的辐射屏蔽物的厚度如此大，以致DDA变得惊人地重。因为安全考虑，工业设计需要DDA重量接近或低于100磅。

发明内容

一种用于x射线检测器阵列(DDA)的辐射屏蔽系统包括第一辐射屏蔽物，其具有多个屏蔽垫以及在多个屏蔽垫之间的多个间隙，该多个屏蔽垫相比该多个间隙的厚度具有较大的厚度。该多个屏蔽垫构造成定位在数字检测器阵列的有源构件上且间隙构造成定位在数字检测器阵列的无源构件上。

辐射屏蔽系统的一些公开的实施例的实施中可实现的优点是延长x射线DDA的寿命和提高由DDA产生的图像质量，同时减轻适当屏蔽的DDA的重量。