Brennpunktorientierte Blende

Abstract

 Um eine brennpunktorientierte Blende (100) anzugeben, welche insbesondere für hochenergetische Strahlung vorgesehen ist und welche ein schnelles Versetzen der Richtung eines Strahles, welcher durch einen Brennpunkt verläuft, ermöglicht, ist vorgesehen, dass ein Absorptionselement (10) eine periodische Bewegung ausführen kann und derart geformt ist, dass in jeder während der periodischen Bewegung eingenommenen Lage höchstens eine Richtung (18) existiert mit der Eigenschaft, dass Strahlung, insbesondere Strahlung einer bestimmten Strahlart, welche auf einem durch einen Brennpunkt (16) verlaufenden Strahl auf die brennpunktorientierte Blende (100) fällt, im Wesentlichen durchgelassen wird, wenn der Strahl im Wesentlichen in besagter Richtung (18) verläuft, und sonst im Wesentlichen absorbiert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine brennpunktorientierte Blende gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

[0002] Ein grundsätzliches Problem der Röntgen-, Gamma- und Neutronenstrahlen ist die im Vergleich zu sichtbarem Licht äußerst geringe, praktisch nicht nutzbare Brechung, welche das Umlenken und das Fokussieren der Strahlung zur Erstellung einer optischen Abbildung praktisch unmöglich macht, abgesehen von wenigen Fällen wie bei Systemen mit gebündelten Kapillaren für weiche Röntgenstrahlung. Auch das Umlenken dieser Strahlung durch Reflektionen ist nur bei weicher Strahlung möglich, wodurch auch Abbildungen mit Hilfe von Spiegelanordnungen nicht in Frage kommen. Um einen kontrollierbaren Strahl mit einer vorgegebenen Stärke in eine gewünschte Richtung zu erzeugen muss zunächst die Ausblendung aller unerwünschten Strahlung mit Hilfe von Kollimatoren erfolgen. Besonders bei harter Strahlung sind Mindestschichtdicken zu beachten, wodurch Abschirmungen und Blenden ein erhebliches Gewicht erlangen können und somit mechanisch schwer beweglich werden. Dies wird besonders dann zum Problem, wenn schnell bewegende Punktstrahlen ("pencil beam") z.B. zur Abtastung von Oberflächen benötigt werden. Die Massenträgheit gewichtiger Kollimatoren lässt nur gleichförmige Bewegungen und nur langsame Richtungsänderungen zu. Schnelles zeilenweises Überstreichen einer Fläche ist auf diesem Wege kaum möglich oder zumindest sehr aufwändig.

[0003] Benötigt wird hingegen ein sich schnell bewegender Punktstrahl z.B. bei der Röntgenrückstreutechnik. Dabei wird ein Objekt mit einem wandernden Strahl Punkt für Punkt abgetastet. Es wird die von einem Punkt zurückgestrahlte Streustrahlung über mehrere, zum Teil großflächige, Detektoren gemessen. Die Ortskoordinaten des Messpunktes sind durch die Position des kollimierten Strahles gegeben. Durch versetztes zeilenweises Fortbewegen des Strahles lässt sich somit ein Bild aus den Streustrahlintensitäten zusammensetzen. Solche Systeme sind mit starren Kollimatorsystemen, die über eine Rahmenmechanik stetig fortbewegt werden, zum Abtasten großer Flächen, die einseitig zugänglich sind, verwirklicht.

[0004] Ein ähnliches Problem stellt sich bei der ortsselektiven spektroskopischen Abtastung flächenhafter heterogener Strahlenquellen (z.B. Sammeltonnen für radioaktiven Abfall). In einem bestimmten Brennpunkt wird ein Gamma-Spektrometer positioniert, welches mit Hilfe eines Kollimatorsystems Strahlung aus einer festgelegten Richtung empfängt. Wenn es gelingt, dieses Kollimatorsystem so zu bewegen, dass damit eine Fläche gleichmäßig zeilenweise abgetastet wird, dann kann auf diesem Wege das Spektrum einer Strahlung kartographiert werden. Eine solche Anordnung kann immer dann sinnvoll werden, wenn mehr spektrale Information benötigt wird als diejenige, die ein Flachdetektor gegebenenfalls mit Filtervorsätzen liefern kann.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blende anzugeben, welche insbesondere für hochenergetische Strahlung vorgesehen ist und welche ein schnelles Versetzen der Richtung eines Strahls, welcher durch einen Brennpunkt verläuft, ermöglicht.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer brennpunktorientierten Blende mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen oder mittels eines Verfahrens zur Herstellung derselben mit den im Anspruch 12 genannten Merkmalen gelöst.

[0007] Das Absorptionselement kann eine periodische Bewegung ausführen und ist derart geformt, dass in jeder während der periodischen Bewegung eingenommenen Lage höchstens eine Richtung existiert mit der Eigenschaft, dass Strahlung, insbesondere Strahlung einer bestimmten Strahlenart, welche auf einem durch einen Brennpunkt verlaufenden Strahl auf die Blende fällt, im Wesentlichen durchgelassen wird, wenn der Strahl im Wesentlichen in besagter Richtung verläuft und sonst im Wesentlichen absorbiert wird. Unter Strahlenart wird hier Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs verstanden (z.B. Röntgenstrahlung) oder auch Strahlung, welche aus bestimmten Partikeln besteht (z.B. Neutronenstrahlung). Geeignet ist eine solche brennpunktorientierte Blende für zwei generelle optische Anordnungen, erstens eine Anordnung, in welcher im Brennpunkt eine Strahlquelle positioniert ist und mithilfe der Blende ein Strahl über ein zu untersuchendes Objekt geführt wird, dessen Streustrahlung dann durch einen Detektor gemessen wird, oder zweitens eine Anordnung, in welcher das zu untersuchende Objekt selbst Strahlung produziert und die Blende dazu dient, die Strahlung eines bestimmten Punktes des Objektes auf einen im Brennpunkt befindlichen Detektor zu lenken. Die Selektionseigenschaft der Blende bezüglich der Strahlrichtung kann sich einerseits auf Strahlung aller Art (unabhängig von Wellenlängen und/oder Partikelnatur) beziehen oder andererseits auf eine bestimmte Strahlenart beschränkt sein. Insbesondere ist es möglich, dass die Blende gleichzeitig Strahlung einer ersten Strahlenart (z.B. Röntgenstrahlung) in eine erste Richtung und Strahlung einer zweiten Strahlenart (z.B. Neutronenstrahlung) in eine zweite Richtung durchlässt. Wie oben bereits erwähnt, können sich die verschiedenen Strahlenarten durch unterschiedliche Wellenlängenbereiche bei elektromagnetischen Wellen oder durch den Gegensatz Partikel-elektromagnetische Strahlung manifestieren.

[0008] Eine Erfassung aller relevanten Messpunkte im zu untersuchenden Objekt oder auf der Oberfläche desselben wird ermöglicht, wenn mindestens eine der drei Komponenten - Brennpunkt, Blende, Objekt - während der sich periodisch wiederholenden Bewegung der Blende entweder schrittweise oder kontinuierlich passend versetzt wird. Die von der Blende selektierte Richtung bezieht sich im praktischen Fall natürlich auf einen endlichen Raumwinkelbereich, der jedoch geeignet begrenzt sein sollte, um den dadurch selektierten Messbereich auf oder in dem zu untersuchenden Objekt als hinreichend punktförmig ansehen zu können.

[0009] Die einfachste und anordnungsgemäß am leichtesten zu realisierende periodische Bewegung ist eine Drehbewegung um eine vorgegebene Drehachse. Die von der Blende selektierten Richtungsvektoren reproduzieren sich dann wenigstens alle 360°. Naheliegend sind auch Wiederholungen desselben Richtungsvektors alle 180°, 120° etc. Die dadurch entstehende Drehblende kann nahezu beliebig schnell gedreht werden, Grenzen werden eher durch die Registrierelektronik als durch die mechanische Achsenlagerung und den Antrieb gesetzt.

[0010] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Absorptionselement mindestens einen schlitzförmigen Spalt oder ein die Strahlung zumindest gering absorbierenden schlitzförmigen Bereich aufweist. Dieser entsteht, wenn sich die von der Blende selektierte Richtung bei der periodischen Bewegung kontinuierlich ändert.

[0011] Insbesondere ist bevorzugt, dass die von der Blende selektierten Richtungen der Strahlung auf einer Ebene liegen, insbesondere der Ebene, welche bei einer Drehbewegung der Blende durch deren Drehachse und den Brennpunkt definiert wird. Die Positionen der Messpunkte auf dem zu untersuchenden Objekt liegen dadurch auf einer Zeile. Durch die oben erwähnte Versetzung einer der drei Anordnungselemente kann dadurch eine konventionelle Abrasterung des Objektes erreicht und die Erstellung eines Rasterbildes ermöglicht werden.

[0012] Die erfindungsgemäße Blende kann durch ein konventionelles Fräsverfahren hergestellt werden. Außerdem wird die technische Aufgabe der Erfindung durch ein spezielles Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Blende gelöst. Es umfasst folgende Verfahrensschritte:

• Bereitstellung eines Absorptionselements aus einem für die vorgesehene Strahlung geeignet absorbierenden Material,
• Entfernung von Material in den Richtungen, in welcher die Blende einen Strahl durchlassen soll, durch einen Schneidstrahl.

[0013] Der Schneidstrahl (elektromagnetische Strahlung oder aus Materie), welcher zur zumindest teilweisen Entfernung des Materials aus dem Absorptionselement dient, hat somit den gleichen geometrischen Verlauf wie der Strahl, welcher durch das gefertigte Absorptionselement selektiert wird. Bevorzugt ist dabei, während der Entfernung des Materials das Absorptionselement mindestens eine Periode der im Betrieb der Blende ausgeführten periodischen Bewegung ausführen zu lassen. Dann beschreibt der hochenergetische Strahl die gleichen Richtungswechsel wie der im Betrieb von der Blende selektierte Strahl.

[0014] Weiter ist bevorzugt, dass die Entfernung des Materials durch Hochdruckwasserstrahlschneiden erfolgt. Das Hochdruckwasserstrahlschneiden ist eine moderne Form der Schneidtechnik, welches eine hohe Schnittqualität liefert. Durch eine spezielle Hochdruckpumpe wird dabei Frischwasser stark komprimiert, so dass ein Schneiddruck von ca. 3800 bar erreicht werden kann, und dann durch eine feine Düse auf ein Mehrfaches der Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Wenn das Absorptionselement aus härteren Materialien besteht, so kann die Schneidleistung durch die Hinzufügung von Abrasivmitteln gesteigert werden.

[0015] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

[0016] Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Anordnung mit der erfindungsgemäßen Blende,

Figur 2

Funktionsweise der fokal ausgerichteten Blende in drei verschiedenen Drehpositionen,

Figur 3

die Integration der erfindungsgemäßen Blende in eine Gesamtabschirmung und

Figur 4

die erfindungsgemäße Blende mit Abschirmung durch zwei verschiedene Materialien.

[0017] Figur 1 zeigt schematisch eine Anordnung mit der erfindungsgemäßen, insgesamt mit 100 bezeichneten Blende. Ein Absorptionselement 10 in Form eines Zylinders aus strahlenabsorbierendem Material ist drehbar um eine zentrale Längsachse 12 aufgehängt. Durch das Absorptionselement 10 verlaufen ein oder mehrere Schlitze 14. Im Brennpunkt 16 ist eine punktförmige Strahlquelle positioniert, welche Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereiches zumindest in Richtung des Absorptionselementes 10 aussendet. Die Form des Schlitzes 14 ist derart gestaltet, dass Strahlen, welche vom Brennpunkt 16 ausgehen, vom Absorptionselement 10 absorbiert werden, mit Ausnahme eines einzigen Strahles, welcher in einer bestimmten Selektionsrichtung 18 verläuft. Der durchgelassene Strahl 18 fällt auf einen bestimmten Messpunkt 22 des zu untersuchenden Objektes 20. Die von Messpunkt 22 rückgestreute Strahlung wird durch einen nicht dargestellten Detektor aufgefangen.

[0018] Das Absorptionselement 10 unterliegt einer Rotation um die Drehachse 12. Diese kann als gleichförmige Bewegung ausgeführt werden, welche auch bei schwerer, massiver Gestaltung unter Verwendung einer reibungsarmen Achslagerung ohne großen Aufwand aufrecht erhalten werden kann. Nur die Anlaufphase benötigt durch die notwendige Beschleunigung mehr Energie. Während der Drehung des Absorptionselementes 10 ändert sich die Selektionsrichtung 18 des vom Schlitz 14 durchgelassenen Strahles. Bei einer Drehung um 180° überstreicht dieser Strahl die Fläche eines Fächers vom Brennpunkt 16 durch die Drehachse 12. Der dadurch abgetastete Messpunkt 22 auf der Oberfläche des Objektes 20 bewegt sich auf einer Zeile 24.

[0019] Wegen der Umkehrbarkeit der Strahlenführung ist die in Figur 1 dargestellte Geometrie auch anwendbar auf den Fall, dass das zu untersuchende Objekt 20 selbst eine Strahlenquelle ist. Im Brennpunkt 16 wird dann ein Detektor positioniert, welcher die vom Objekt 20 ausgesandte Strahlung, welche von dem Absorptionselement 10 durchgelassen wird, auffängt und misst. Auch hier selektiert das Absorptionselement 10 bzw. der Schlitz 14 die Richtung 18 des durchgelassenen Strahles, welche auf den Detektor im Brennpunkt 16 fällt und analog zum ersten Fall von einem Messpunkt 22 ausgeht, welcher sich bei der Rotation des Absorptionselementes 10 um die Drehachse 12 auf einer Zeile 24 fortbewegt.

[0020] Anstelle der Ausführung des Absorptionselementes 10 in Form eines massiven Zylinders ist auch eine Ausführung in Form eines Hohlzylinders bzw. eines Rohres denkbar, wenn die Wanddicke eine ausreichende Absorption gewährleistet. Die Wahl des Materials des Absorptionselementes 10 hängt von der Natur der abzuschirmenden Strahlung ab, Schwermetalle wie zum Beispiel Kupfer oder Wolfram für harte Röntgen- oder Gammastrahlung oder Polyethylen für Neutronenstrahlung.

[0021] Figur 2 zeigt die Funktionsweise der brennpunktorientierten Blende in verschiedenen Drehpositionen des Absorptionselementes 10. In den unteren Bildteilen ist der Öffnungswinkel α mit dem Brennpunkt 16 und darüber das zylindrische Absorptionselement 10 mit den Schlitzöffnungen 14a und 14b dargestellt. Dabei handelt es sich um eine Draufsicht auf das Absorptionselement 10, wobei die auf der Oberseite verlaufenden Teile der Schlitzöffnungen 14a, b durch eine durchgezogene Linie und die auf der Unterseite durch eine gestrichelte Linie dargestellt sind. Die beiden Schlitzöffnungen 14a, b weisen aufgrund des endlichen Winkels α eine unterschiedliche Länge auf. Die exakten Maße der Schlitzöffnungen 14a, b werden durch den Öffnungswinkel α und den Abstand d des Brennpunktes 16 von der Drehachse 12 bestimmt. Der Abstand des dem Brennpunkt 16 zugewandten Öffnungsrandes von Blendenzentrum beträgt a₁=(d-r)tan(α/2), wenn mit r der Radius des Zylinders bezeichnet wird. Derjenige auf der abgewandten Seite beläuft sich analog dazu auf a₂= (d+r) tan (α/2). Die in den Teilbildern der Figur dargestellten Drehstellungen werden in den schematischen Einsätzen unten links durch die Pfeilrichtungen angezeigt. Die Teilbilder a bis c stellen somit verschiedene Drehpositionen dar. In den oberen Teilbildern sind die Verläufe der Schlitzöffnungen 14a, b auf dem abgerollten Zylindermantel als Phasendiagramm dargestellt. Darin wird die unterschiedliche Länge der Schlitzöffnungen 14a, b besonders deutlich. Dargestellt sind auch die Oberseite 26 und die Unterseite 28 des Zylinders 10. Der in der jeweiligen Drehposition der Blende 100 durchgelassene Strahl 18 ist in den oberen Teilbildern als Pfeil markiert und deutet somit Eintritts- und Austrittsposition auf der Zylinderoberfläche an. Die in der Figur 2 markierten Pfeilrichtungen, welche den durchgelassenen Strahl 18 repräsentieren, weisen eine Orientierung auf, welche einer im Brennpunkt 16 positionierten Strahlquelle entspricht. Wegen der Umkehrbarkeit der Strahlenführung könnten diese Pfeile auch in genau umgekehrter Richtung verlaufen, wenn das zu untersuchende Objekt 20 selbst Strahlquelle ist und im Brennpunkt 16 ein Detektor positioniert ist.

[0022] Der Reihe nach durchläuft die brennpunktorientierte Blende 100 folgende Stationen:

1. Erste Randstellung (Figur 2a):

Ein Strahl 18 durchläuft im maximalen Öffnungswinkel ungehindert das Absorptionselement 10 vom Ende der kürzeren strahlerseitigen Schlitzöffnung 14a zum entsprechenden Ende der längeren, strahlerabgewandten Schlitzöffnung 14b. Alle anderen Strahlen werden durch die Verdrehung des Blendenschlitzes 14 bzw. durch die strahlenabsorbierende Materie im Absorptionselement 10 absorbiert.

2. Erste Nullstellung (Figur 2b):

Nach einer Drehung um 90° bezüglich der ersten Randstellung tritt der durchgelassene Strahl 18 genau senkrecht zur Drehachse 12 durch den Schlitz 14. In den Positionen zwischen der ersten Randstellung und der Nullstellung durchläuft der Strahl 18 kontinuierlich alle Winkel zwischen α/2 und 0 (Winkel gemessen zwischen Strahlrichtung 18 und dem Lot vom Brennpunkt 16 auf die Drehachse 12). Für jeden dieser durchgelassenen Strahlen 18 wird immer nur eine nahezu punktförmige Durchtrittsöffnung vom Schlitz 14 freigegeben.

3. Zweite Randstellung (Figur 2c) :

Zwischen Nullstellung und zweiter Randstellung wiederholt sich spiegelverkehrt der gleiche Verlauf wie zwischen der ersten Randstellung und der Nullstellung, bis der durchgelassene Strahl 18 das Absorptionselement 10 am entgegengesetzten Ende unter dem Winkel α/2 durchläuft. Insgesamt liegen die Richtungen der durchgelassenen Strahlen 18 während der Drehung der Blende 100 auf einem Fächer mit dem Öffnungswinkel α. Entsprechend tastet der durchgelassene Strahl 18 eine Zeile 24 von Messpunkten 22 auf dem zu untersuchenden Objekt 20 ab.

[0023] Nicht dargestellt ist die zweite Nullstellung nach einer weiteren Drehung um 90°. Aus Symmetriegründen wird wie in der ersten Nullstellung der zentrale Strahl durchgelassen.

[0024] Die eine von den beiden Grenzlinien zwischen Oberseite 26 und Unterseite 28 (markiert durch die Pfeile 30) entspricht der Mantellinie auf dem Zylinder 10, welche dem Brennpunkt 16 am nächsten ist und durch welche der selektierte Strahl 16 verläuft.

[0025] Wenn die beschriebenen drei Stadien zusammengefasst werden, so ergibt sich, dass die Fortbewegung des durchgelassenen Strahles 18 über eine Zeile 24 durch eine halbe Drehung des Zylinders 10 erfolgt.

[0026] Bei einer langsamen Drehbewegung ist es vorstellbar, den Zylinder 10 nach einer Halbdrehung für die nächste Zeile 24 wieder zurückzudrehen, um damit die nächste Zeile 24 in umgekehrter Richtung durchzulaufen. Mechanisch günstiger ist es jedoch, den Zylinder in einer ständigen Rotationsbewegung zu belassen.

[0027] Während der den oben beschriebenen Drehstellungen folgenden halben Drehung des Zylinders 10 wird keine Strahlrichtung 18 selektiert, mit Ausnahme der zweiten Nullstellung (nach einer Drehung von 90° nach Stellung 3 (s.o.)), in welcher der Zentralstrahl (parallel zum Lot des Brennpunktes 16 auf die Drehachse 12) durchgelassen wird. Somit entspricht jeder Strahlendurchgang durch das Zentrum des Zylinders 10 einer Phasenverschiebung um 180° zwischen Ein- und Austrittsstelle auf der Oberfläche des Zylinders 10.

[0028] Figur 3 stellt die Integration des Absorptionselementes 10 in eine Anordnung mit Abschirmelementen 32 dar (Ansicht von oben). Im dargestellten Fall wird das Absorptionselement 10 von zwei Abschirmungen 32 mit hohlzylindrischen Stirnflächen flankiert, in denen es sich frei drehen kann. Mechanisch ist das Absorptionselement 10 so zu lagern, dass es um die zentrale Achse 12 frei drehbar ist. Ein gesteuerter Antrieb 34 ist so anzubringen, dass er an der oberen oder unteren Verlängerung der Drehachse 12 greift, ohne dass irgendein Teil davon in den Strahlengang hineinragen kann. Eine präzise Positionskontrolle 36 kommuniziert mit der nicht dargestellten Datenerfassung. Geeignet hierfür ist ein Schrittmotor mit präziser Schrittzählung oder eine Positionskontrolle am Zylinder 10 selbst. Die Antriebseinheit 34 kann sowohl in die Abschirmung 32 integriert oder an der strahlenabgewandten Seite angebracht sein. An die Mechanik sind hohe Anforderungen wegen der genauen Winkelpositionskontrolle zu stellen (direkte Zahnrad- oder Kettenübertragung).

[0029] Jeder zweite zentral verlaufende Strahl durch die Blende 100 wird in bevorzugter Ausführung schalttechnisch oder mechanisch mit einer synchronisierten weiteren, nicht dargestellten Blende (in Flügelausführung o. ä.) ausgeblendet. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass in der zweiten Hälfte jeder Rotationsbewegung der Strahler abgeschaltet, wenn kurze Schaltzeiten möglich sind, oder die Empfängerelektronik stumm geschaltet wird. Sollte beides schwer oder nicht möglich sein, kann mit der Drehbewegung ein nicht dargestellter Verschluss gekoppelt werden, der den Strahlengang während der zweiten Halbdrehung verschließt. Solange ein elektronisches Ausblenden der zweiten Halbdrehung möglich ist, ist dies die bevorzugte Lösung, wodurch bei schneller Drehbewegung kurze Abtastzeiten möglich sind. Die jeweilige Position des Messpunktes 22 wird über den zeitgleichen Stand des rotierenden Zylinders 10 dem registrierenden System mitgeteilt. Dies kann über einen Schrittmotor oder über eine Stroboskop-Einrichtung am oberen oder unteren Zylinderrand erfolgen.

[0030] Das Ergebnis einer nutzbaren Halbdrehung des Zylinders 10 ist somit das Überstreichen des durchgelassenen Strahles 18 über einen Fächer, wodurch auf dem zu untersuchenden Objekt 20 eine Zeile 24 abgetastet wird. Für die Erfassung von Flächen ist in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass der Brennpunkt 16 auf einem festen Radius um die Drehachse 12 soweit geführt wird, wie es die Abschirmungseinrichtung 32 zulässt. Dabei braucht die Abschirmungseinrichtung 32 selbst nicht bewegt zu werden.

[0031] In weiteren, nicht dargestellten Ausführungen wird die Verschiebung der Messzeile 24 auf dem Objekt 20 in einer Richtung senkrecht zur Drehachse 12 dadurch erreicht, dass das Objekt 20 an einem stationären Aufbau der Blende 100 (z.B. auf einem Transportband) oder umgekehrt ein fahrbares Gerät mit der Blende 100 am Objekt 20 vorbeigeführt wird. Außerdem bietet sich die Möglichkeit, das Absorptionselement 10 auf einem Kreisbogen um den Brennpunkt 16 zu bewegen.

[0032] Figur 4 zeigt eine Anordnung, in welcher das Absorptionselement unterschiedliche Absorptionsmaterialien aufweist, welche für unterschiedliche Strahlenarten wirksam sind. Die Verwendung einer solchen Anordnung bietet sich an, wenn das Objekt 20 oder eine im Brennpunkt 16 befindliche Strahlenquelle nicht (vorwiegend) homogene Strahlung aussendet, welche mit ein und demselben Material abgeschirmt werden kann (Beispiel: Isotopenquelle mit unterschiedlichen Strahlenarten wie ²⁵²Ca). Das Absorptionselement 10 weist einen hohlzylinderförmigen Mantel 38 aus einem ersten, für eine erste Strahlungsart absorbierenden Material M1 auf, z.B. einem Schwermetall, welches zur Abschirmung von Röntgen- und Gammastrahlen geeignet ist. Der zylinderförmige Kernbereich 40 besteht aus einem zweiten, für eine zweite Strahlungsart absorbierenden Material M2, z.B. einem wasserstoffreichen Material wie Polyethylen oder einem leichten Element wie Bor zur Neutronenabsorption.

[0033] Auch das Abschirmelement 32 muss alle verwendeten Strahlenarten wirksam abschirmen, was durch einen schalenförmigen Aufbau mit der Verwendung von den beiden Materialien M1 und M2 (32 a, b) bewerkstelligt wird.

[0034] Zur besseren Auswertung der gemessenen Signale sind die Durchtrittsschlitze 14 in den Zylinderteilen 38 und 40, welche jeweils für einen Strahlentyp wirksam sind, gegeneinander versetzt angeordnet, z.B. um einen Winkel von 90° um die Drehachse. Es treten somit während einer bestimmten Dauer der Rotationsperiode mehr als ein Strahl durch das Absorptionselement, allerdings nur höchstens einer für jeden bestimmten Strahlentyp.

Bezugszeichenliste

[0035] 

10

Absorptionselement

12

Drehachse

14

Schlitz

14a, b

Schlitzöffnungen

16

Brennpunkt

18

Selektionsrichtung / durchgelassener Strahl

20

Objekt

22

Messpunkt

24

Messzeile

26

Oberseite des Zylinders

28

Unterseite des Zylinders

30

Position der Mantellinie auf dem Zylinder

32

Absorptionselement

32a, b

Absorptionselemente aus verschieden absorbierenden Materialien

34

Antrieb

36

Positionskontrolle

38

Mantel des Absorptionselements

40

Kern des Absorptionselements

100

Blende

Ansprüche

1. Brennpunktorientierte Blende (100) mit einem Absorptionselement (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (10) eine periodische Bewegung ausführen kann und derart geformt ist, dass in jeder während der periodischen Bewegung eingenommenen Lage höchstens eine Richtung (18) existiert mit der Eigenschaft, dass Strahlung, insbesondere Strahlung einer bestimmten Strahlenart, welche auf einem durch einen Brennpunkt (16) verlaufenden Strahl auf die brennpunktorientierte Blende (100) fällt, im Wesentlichen durchgelassen wird, wenn der Strahl im Wesentlichen in besagter Richtung (18) verläuft, und sonst im Wesentlichen absorbiert wird.

2. Brennpunktorientierte Blende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Absorptionselement (10) ausführbare periodische Bewegung eine Drehbewegung um eine Drehachse (12) ist.

3. Brennpunktorientierte Blende nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (10) eine Zylinderform aufweist.

4. Brennpunktorientierte Blende nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (10) mindestens einen schlitzförmigen Spalt (14) oder ein die Strahlung zumindest gering absorbierenden schlitzförmigen Bereich aufweist.

5. Brennpunktorientierte Blende nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Richtungen (18) auf einer Ebene liegen, insbesondere der Ebene, welche durch die Drehachse (12) und den Brennpunkt (16) definiert wird.

6. Brennpunktorientierte Blende nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder unterschiedliche Werkstoffe im Kern (40) und im Mantelbereich (38) aufweist, welche verschiedene Strahlenarten unterschiedlich absorbieren.

7. Brennpunktorientierte Blende nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (10) die Form eines Hohlzylinders oder Rohres aufweist.

8. Brennpunktorientierte Blende nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Brennpunkt (16) ein Detektor vorgesehen ist.

9. Brennpunktorientierte Blende nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Brennpunkt (16) eine Strahlenquelle vorgesehen ist.

10. Brennpunktorientierte Blende nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt (16) in einer kreisförmigen Bewegung um die Drehachse als Mittelpunkt führbar ist.

11. Brennpunktorientierte Blende nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (10) von stationären, die Strahlung absorbierenden Abschirmungen umgeben ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer brennpunktorientierten Blende (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellung eines Absorptionselements (10) aus einem für die vorgesehene Strahlung geeignet absorbierenden Material,

- Entfernung von Material in den Richtungen, in welcher die brennpunktorientierte Blende (100) einen Strahl durchlassen soll, durch einen Schneidstrahl.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des Materials durch Hochdruckwasserstrahlschneiden erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (10) während der Entfernung des Materials mindestens eine Periode der besagten periodischen Bewegung ausführt.

Zeichnung