Bahnbrechender Röntgensensor: Weniger Strahlung, mehr Sicherheit

Forscher der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien haben einen neuen Röntgensensor entwickelt, der klare Bilder bei einer deutlich niedrigeren Strahlendosis ermöglicht. Diese Innovation könnte die medizinische Diagnostik und industrielle Anwendungen von Röntgenstrahlen revolutionieren, indem sie die Effizienz erhöht und das Sicherheitsniveau steigert.

Röntgenstrahlen sind das Fundament moderner Diagnosetechniken, wie Röntgenaufnahmen oder Computertomographien, und spielen auch in der Industrie eine entscheidende Rolle. Ihr ionisierender Charakter birgt jedoch Gesundheitsrisiken, insbesondere bei wiederholter Exposition gegenüber hohen Strahlendosen. Während sie im Allgemeinen für Patienten sicher sind, könnten sie Personen gefährden, die mit strahlungserzeugenden Geräten arbeiten. Für kumulative Strahlungseffekte sind zahlreiche Scans erforderlich.

Seit Jahren suchen Wissenschaftler nach Wegen, die Strahlenexposition von Patienten und medizinischem Personal zu verringern. Wiederholte Exposition gegenüber hochenergetischer Strahlung kann nicht nur eine Gefahr für Menschen darstellen, sondern auch elektronische Geräte, wie sie beispielsweise an Flughäfen gescannt werden, beschädigen. Ein Forscherteam der King Abdullah Universität hat bedeutende Fortschritte in Richtung erhöhter Sicherheit gemacht, indem es einen neuartigen, empfindlicheren Röntgendetektor entwickelt hat.

- Diese Errungenschaft senkt die Nachweisgrenzen und ebnet den Weg für sicherere und energieeffizientere medizinische Bildgebungsverfahren sowie industrielles Monitoring, sagte Omar F. Mohammed, Hauptautor der in der Zeitschrift "ACS Central Science" veröffentlichten Studie.

Um die Empfindlichkeit der Detektoren zu erhöhen, strebten die Wissenschaftler an, das Hintergrundrauschen, das von den Geräten erzeugt wird, zu minimieren. Dafür nutzten sie spezialisierte Perowskitkristalle in Kombination mit einem kaskadierenden elektrischen Schaltkreis, was das Rauschen fast um die Hälfte reduzierte. Dadurch wurden die Nachweisgrenzen für Röntgenstrahlen erheblich verbessert.

In den durchgeführten Tests zeigte der neue Detektor feine Details auf Radiogrammen, wie eine metallische Nadel, die eine Himbeere durchbohrt, oder die inneren Bestandteile eines USB-Kabels. Das Forscherteam versichert, dass diese Technologie in Zukunft zur Entwicklung sichererer und präziserer kommerzieller Röntgengeräte beitragen kann.

Röntgenstrahlen sind ähnlich wie sichtbares Licht und Radiowellen eine Form elektromagnetischer Strahlung, jedoch mit wesentlich höherer Energie. Dadurch können sie durch die meisten Materialien dringen, einschließlich des Weichteilgewebes des menschlichen Körpers. Bei der Erstellung eines Röntgenbildes durchdringen diese Strahlen den Körper und werden in dichteren Geweben wie Knochen aufgehalten, was zu helleren Bereichen auf dem Radiogramm führt.

Der neue Sensor kann die benötigte Strahlendosis für ein klares Bild erheblich verringern, was für die Sicherheit von Patienten und Personal von großer Bedeutung ist. Darüber hinaus kann diese Technologie in der Industrie eingesetzt werden und ermöglicht so eine genauere Überwachung mit geringerem Risiko für die Beschädigung elektronischer Geräte.