2.4 Festkörperdetektoren

184 2 Strahlungsdetektoren
Leuchtstoffe müssen eine hohe Absorptionswahrscheinlichkeit für Röntgenphotonen aufweisen,
ohne dabei allzu viele Streustrahlungsquanten zu erzeugen. Die erwünschte Wechselwirkung ist
also der Photoeffekt. Leuchtstoffe müssen daher neben einer hohen Dichte vor allem eine hohe ef-
fektive Ordnungszahl haben, da die Photoeffektwahrscheinlichkeit mit der dritten bis vierten Potenz
der Ordnungszahl zunimmt. Verstärkungsfolien sollen außerdem eine hohe Leuchtdichte (Lichtaus-
beute) besitzen und in einem Spektralbereich emittieren, der dem Empfindlichkeitsspektrum der
Röntgenfilme entspricht. Die verwendeten Luminiphore dürfen nicht nachleuchten, also keine
Phosporeszenz zeigen, und müssen darüberhinaus chemisch und physikalisch auch über längere
Zeit stabil bleiben.
Als Leuchtstoffe werden deshalb dotierte oder reine Schwermetallverbindungen benutzt. Die histo-
risch erste Verstärkungsfolie wurde bereits 1896 von Th. A. Edison entwickelt. Sie enthielt reines,
undotiertes Kalziumwolframat (CaWO4), das wegen seiner hohen Langzeitstabilität und seiner sehr
guten optischen Eigenschaften auch heute noch das am weitesten verbreitete Lumineszenzmaterial
ist. Es leuchtet im violetten Bereich des sichtbaren Spektrums. In den letzten Jahren wurde eine
Reihe von Leuchtstoffen mit Zugaben seltener Erden entwickelt. Sie haben eine deutlich höhere
Lichtausbeute als das Kalziumwolframat und übertreffen mittlerweile sogar dessen optische Abbil-
dungseigenschaften wie Auflösung und Rauschen. Eine Übersicht über die modernen Leuchtstoffe
für Verstärkungsfolien und ihre wichtigsten Eigenschaften gibt Tabelle (2.4).
Substanz Emissionsmaximum (nm) Farbe Bemerkung
CaWO4 420 blau 1896, Edison
BaPbSO4 358 violett 1940
LaOBr:Tb 418,439 blau 1969, SE
BaSrO4:Eu 380 violett 1972, SE
Y2O2S:Tb 415,418,436,440,545,622 blauweiß 1972, SE
BaFlCL:Eu 385 violett 1975, SE
La2O2S:Tb 545 grün 1972, SE
Gd2O2S:Tb 545 grün 1972, SE
YTa 300 UV UV-empfindliche Filme
Tab. 2.4: Daten von Leuchtstoffen für Verstärkungsfolien in der bildgebenden Röntgendiagnostik
(nach [Krestel1]), SE: Seltene Erden.