Röntgenapparatuur met nanobuisjes | Technisch Weekblad
Nieuws

Röntgenapparatuur met nanobuisjes

De techniek voor het genereren van röntgenstralen is al honderd jaar dezelfde. Maar het kan ook met nanobuisjes, zo blijkt uit ontwikkelingen bij het Amerikaanse Xintek en Siemens.

Toen de röntgenmachine in hun nanomaterialenlab het vijf jaar geleden begaf, kwamen professor Otto Zhou en zijn collega’s van de universiteit van North Carolina op het idee dat je ook op een andere manier röntgenstraling kunt opwekken. ‘We waren er snel achter dat dat ook met koolstof nanobuisjes kan’, zegt Zhou in NatureNews. ‘Maar het kost veel tijd om er een robuuste techniek van te maken.’

Röntgenapparaten maken nu, net als honderd jaar geleden, gebruik van vacuümbuizen. In zo’n buis – één per machine - worden elektronen vrijgemaakt uit een wolfraam draad of elektrode door deze tot duizend graden Celcius te verhitten. De elektronen komen terecht op een tweede, positief geladen elektrode. De kracht van de inslag maakt straling vrij in het röntgengebied.

De machine van Zhou telt een groot aantal röntgenbronnen in de vorm van nanobuisjes. Deze emitteren elektronen als een spanning wordt aangelegd, als gevolg van een quantum-effect dat veldemissie wordt genoemd. Het veld concentreert zich rond de top van de nanobuisjes en versterkt zo de emissie van elektronen die vervolgens röntgenstraling genereren. Hoe precies de omzetting geschiedt naar röntgenstraling houdt Zhou vanwege concurrentiegevoeligheid voor zich.

In een conventionele 3d-scanner of computertomograaf maakt de röntgenbuis een volledige, mechanische omwenteling rond de patiënt. In de nieuwe scanner vormen vele nanobuisjes een ring. Ze worden achtereenvolgens razendsnel in- en uitgeschakeld en maken op die manier een 3d-opname.

Een array van nanobuisjes is veel duurder dan een klassieke röntgenbuis. Maar omdat de nano-techniek compactere apparaten zonder bewegende delen mogelijk maakt, zijn er besparingen in het mechanische deel van de machine. Zhou verwacht dat er over enkele jaren nanobuisscanners zijn met een prijs in de buurt van conventionele scanners, maar met betere resolutie en tegen lagere onderhoudskosten.

Zhou’s bedrijf Xintek heeft met Siemens een jointventure opgericht – Xinray Systems - ter verdere ontwikkeling van de nieuwe röntgentechniek. Siemens is één van de grootste producenten van röntgenapparatuur.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!