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Physikalische Gesellschaft Zürich
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Dr. Christian David
Labor für Mikro- und Nanotechnologie, PSI

Phasenkontrastabbildung mit Röntgen- und Neutronenstrahlen

Donnerstag 25. September 2008, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebäude Hörsaal HG F5, Rämistrasse 101

/events/ws0809/event.20080925/rattenherz_150.jpg
Röntgenradiografie eines Rattenherzens: Links im herkömmlichen Absorptionskontrast, rechts im Phasenkontrast (Bildfeldes 14x25 mm, Bild PSI).

Aufgrund der guten Durchdringung von Materie sowie der geringen diffusen Streuung erlaubt der Einsatz von Röntgenstrahlung die zerstörungsfreie Untersuchung von dicken, undurchsichtigen Proben.

Prominente Beispiele hierfür finden sich in der Medizintechnik, an den Produktionslinien in der industriellen Massenfertigung, oder bei der Gepäckkontrolle am Flughafen. Allerdings ergeben sich bei leichten Materialien mit geringer Absorption oftmals zu geringe Kontraste um aussagekräftige Bilder zu erzielen.

Am Paul Scherrer Institut wurde in den vergangenen Jahren ein Verfahren entwickelt, welches neben der unterschiedlichen Absorption zusätzlich die Phasenschiebung der Röntgenstrahlen in einer Probe detektieren und visualisieren kann. Dazu werden durch mikrotechnische Verfahren hergestellte Beugungsgitter eingesetzt, mit denen kleinste Refraktionswinkel messbar werden. Im Gegensatz zu alternativen Verfahren erfordert diese Methode praktisch keine Kohärenz der Strahlung, weswegen sie nicht nur mit hochbrillianter, monochromatischer Synchrotronstrahlung, sondern auch mit der breitbandigen Strahlung aus konventionellen Röntgenröhren funktioniert. Dies ist eine essentielle Voraussetzung für eine breite, kommerzielle Anwendung der Phasenkontrastabbildung mit Röntgenstrahlen.

Das beschriebene Verfahren funktioniert ganz analog mit kalten Neutronen. Wenngleich die erforderlichen Gitterstrukturen vergleichbare Abmessungen haben, so ermöglicht die sehr unterschiedliche Wechselwirkung mit Materie ganz andere Kontrastmechanismen und Anwendungen. Dies wird anhand erster Experimente an ferromagnetischen Proben demonstriert.

E-Mail: christian.david@psi.ch
Web: lmn.web.psi.ch


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