Ultrahochauflösendes Röntgengerät in Koffergröße
Im Bereich der Röntgentechnik hat sich ungeachtet ihres großen Beitrags zur Abbildung von Materialien und zur medizinischen Diagnostik seit der Entdeckung der Röntgenstrahlung vor über 100 Jahren nur sehr wenig verändert. Die konventionelle Glühemission beruht auf der Erwärmung eines Metallfadens (der Kathode) auf über 1 000 Grad Celsius. Dieser emittiert dann Elektronen. Man beschleunigt diese, um ein Metalltarget (die Anode) zu beschießen, die im Folgenden Röntgenstrahlen abgibt. Die Elektronenfeldemission wird intensiv erforscht. Dabei geht es um die Möglichkeit eines ersten großen Fortschritts in der Röntgentechnologie seitdem sie erfunden wurde. Die Feldemission, auch kalte Emission, wird durch das Anlegen eines starken elektrischen Felds induziert. Hier liegen wichtige Vorteile gegenüber der Glühemission vor, etwa die Hochstrom- und Momentanmodulation. Die Anwendung war jedoch aufgrund des Mangels an zuverlässigen leistungsstarken Elektronenemittern nur eingeschränkt möglich. Kohlenstoffnanoröhren (Carbon nanotube, CNT) könnten die kalte Kathode sein, nach der die Forscher gesucht haben. Die Wissenschaftler entwickelten ein kleines, tragbares Röntgengerät, bei dem in verschiedenen Architekturen synthetisierte Kohlenstoffnanoröhren angewandt werden und nahmen dafür die EU-Finanzierung des Projekts 'Development of a X-ray tube based on the field emission properties of carbon nanotubes' (NANORAY) in Anspruch. Das System verfügt über einen stark reduzierten Brennfleck, der für eine überragende Bildauflösung sorgt, die den aktuellen Stand der Technik weit übertrifft. Die Feldemissionskathode verursacht im Gegensatz zu herkömmlichen Glühkathoden einen minimalen Energieverbrauch des Systems, deutlich verringerte Wartungskosten und ermöglicht einen Impulsmodus. Das NANORAY-System hat die Form eines kostengünstigen, tragbaren, ultrahochauflösenden Röntgengeräts. Die Kommerzialisierung wird einen enormen Einfluss auf medizinische Diagnosen im Schnelltestverfahren, etwa bei Unfällen, ausüben. Überdies ist ein großes Interesse in Marktsektoren zu erwarten, in denen die spektroskopische Analyse von Materialien wie zum Beispiel in der Lebensmittel-Qualitätskontrolle eine Rolle spielen. Hohe Auflösung, untergebacht in einem kleinen, tragbaren Paket, dürfte auch für Anwendungen im Bereich der Sicherheitssysteme für Flughäfen und Banken von Interesse sein. Sehen Sie hier das Projektvideo .
