Das Prisma XRM – eine neue Geräteklasse in der 3D-Tomographie

Das Prisma XRM von Sigray stellt eine neue Klasse im Bereich der Computertomographie und Röntgenmikroskopie dar. Der Gründer von Sigray, Herr Wenbing Yun, konnte bereits mit seiner ersten Firma Xradia eine neue Klasse begründen, die sogenannten Röntgenmikroskope, oder abgekürzt im Englischen auch XRM genannt. Diese Röntgenmikroskope brachen mit dem traditionellen CT-Design, bestehend aus einer Röntgenquelle mit einem möglichst kleinen Austrittsfokus und einem Flat Panel-Detektor hinter der zu untersuchenden Probe. Die Auflösung dieser traditionellen CT-Systeme basiert einzig und allein auf der geometrischen Vergrößerung. Ausschlaggebende Parameter sind die Größe der Röntgenquelle und der Abstand Quelle-Probe und Probe-Detektor. Vereinfacht ausgedrückt, erhält man die beste Auflösung mit einer möglichst kleinen Quelle und einem möglichst kleinen Abstand von Quelle zu Probe. Je weiter die Probe von der Quelle entfernt wird, desto schlechter wird im Vergleich dazu die Auflösung.
Wenbing Yun implementierte nun einen neuen Faktor in diesen Aufbau. Anstelle eines Flat Panel-Detektors verwendet er Vergrößerungsobjektive, auf die ein sehr dünner Szintillatorfilm aufgebracht wird. Ähnlich einem normalen optischen Mikroskop können nun mit unterschiedlichen Objektiven entsprechende Vergrößerungen erreicht werden. Dieser Aufbau, den Sie in Abbildung 1 sehen, hat signifikante Vorteile.
Die Auflösung dieses CT-Systems wird nun nicht mehr allein durch die geometrische Auflösung bestimmt, sondern hat als zweiten Faktor die optische Vergrößerung durch die Objektive.
Dies hat zur Folge, dass man mit größeren Arbeitsabständen (Abstand Quelle-Probe) arbeiten kann und somit die Möglichkeit bekommt, beispielsweise in-situ-Stages einzubauen ohne gravierende Einbußen hinsichtlich der Auflösung zu erhalten.

Angelehnt an den Aufbau eines optischen Mikroskops hat sich für solche CT-Systeme der Terminus Röntgenmikroskop (engl. XRM) etabliert. Diese Klasse hat nicht nur für neue Höchstauflösungen (< 500 nm) gesorgt, sondern gerade dem Feld der in-situ Röntgenmikroskopie neue Wege eröffnet.
Das Prisma XRM kann zusätzlich mit der komplett neuartigen Chroma Röntgenröhre von Sigray ausgestattet werden. Während die Standard Nanofokus-Röntgenröhre hervorragend für Anforderungen an höchste Auflösung und Durchstrahltiefe geeignet ist, deckt die Chroma Röntgenquelle den Bereich der „weichen“ Proben ab. Hierunter versteht man Materialien mit geringer Ordnungszahl (low z materials), also z.B. Polymerproben oder Proben aus dem Bereich der Life Science. Diese Proben lassen sich nur schwer mit herkömmlichen CT-Systemen untersuchen, da normale Targetmaterialien wie das oft verbaute Wolframtarget zwar eine sehr hohe Leistung oder Energiedichte liefern, was bei dichteren Materialien (Steinproben, Metallproben …) deutlich von Vorteil ist, aber dafür bei weicheren Proben zu wenig Kontrast liefern. Als Beispiel finden Sie in Abbildung 2 eine Gegenüberstellung des Kontrastes einer biologischen Probe, gemessen mit einem Wolframtarget und mit dem Chromtarget unserer Chroma Röntgenquelle. Die Chroma Röntgenröhre kann mit bis zu fünf verschiedenen Targetmaterialien bestückt werden und verwendet, wie schon die verbaute Nanofokusröhre den revolutionären Detektoraufbau unseres Röntgenmikroskops.
Damit vereint das Prisma XRM das Beste aus zwei Welten. Einmal die leistungsstarke Nanofokusröhre für alle dichteren, größeren Proben und Materialien und die Chroma Röntgenquelle für die normalerweise sehr schwer zu vermessenden weicheren Materialien. All dies mit der bestmöglichen Höchstauflösung
(< 500 nm) und einem großem Arbeitsabstand mit der Möglichkeit der in-situ Röntgenmikroskopie.
Gerne stehen wir für erste Probe-messungen zur Verfügung.

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