엑스레이는 어떻게 감지되나요?

X선 검출 방법

X선은 가시광선보다 파장이 짧은 전자기 방사선의 한 형태로, 사람의 눈에는 보이지 않습니다. 의료 영상, 재료 분석 및 보안 시스템에 널리 사용됩니다. X선을 검출하려면 X선 광자가 전달하는 에너지를 측정하고 분석할 수 있는 형태로 변환하는 작업이 필요하며, 종종 가스 이온화, 신틸레이터 물질의 여기 또는 반도체 물질의 전하 생성과 관련됩니다.

가스가 채워진 감지기

이온화 챔버: X선이 이 챔버의 가스를 통과할 때 가스 분자를 이온화하여 이온과 자유 전자를 생성합니다. 전기장의 영향으로 이러한 전하를 수집하면 X선 강도를 측정할 수 있습니다.

비례 카운터: 이는 이온화 챔버와 유사하게 작동하지만 더 높은 전압에서 작동하도록 설계되어 이온을 수집할 뿐만 아니라 2차 이온화를 유발하여 신호를 증폭시킵니다.

가이거-뮬러관(Geiger-Muller Tubes): 다양한 유형의 방사선을 탐지하는 것으로 알려져 있습니다. X선 광자가 튜브에 들어가면 가스를 이온화하여 일련의 이온화를 촉발하여 감지 가능한 전류 펄스를 발생시킵니다.

고체 감지기

실리콘 드리프트 감지기: 이 감지기는 X선을 전기 신호로 직접 변환하여 측정합니다. 반도체 물질에 충돌하는 X선 광자는 전자-정공 쌍을 생성한 다음 이를 수집하여 X선 빔의 강도를 측정합니다.

CCD(전하결합소자): 디지털 카메라에 자주 사용되는 CCD는 X선도 감지할 수 있습니다. X선 광자의 에너지를 제어된 배열 형식으로 저장되는 전하로 변환하여 X선 이미지를 캡처할 수 있습니다.

섬광 검출기

섬광 검출기는 X선이 닿으면 빛을 방출하는 물질을 사용합니다. 그런 다음 이 빛은 광전자 증배관 또는 유사한 장치에 의해 전기 신호로 변환되어 X선 강도를 측정합니다.

직접 및 간접 탐지

X선 검출은 직접 검출과 간접 검출로 분류할 수 있습니다. 직접 검출에는 측정 가능한 전기 신호를 생성하기 위해 검출기 재료와 X선이 상호 작용하는 것이 포함됩니다. 반면, 간접 검출은 섬광체를 사용하여 먼저 X선을 가시광선으로 변환한 후 이를 측정합니다.

응용

X선 검출은 의료 진단(뼈 및 장기 영상 촬영), 보안(공항 수하물 스캔), 산업 검사(재료 결함 평가) 등 다양한 분야에서 기본입니다. 검출 방법의 선택은 감도, 분해능, 검출할 X선의 특성 등 응용 분야의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.