¿Los sensores de rayos X están dañados por los rayos X que detectan?

Sí, eventualmente los sensores de rayos X son dañados por los mismos rayos X que detectan. La tecnología absoluta NO dura para siempre ni es infinitamente inmune a las entradas de energía externa (calor, radiación, entradas eléctricas, tensión / tensión mecánica, etc.) en términos de fiabilidad. Pero esta realidad generalmente está “integrada” en la planificación general de la vida útil del producto de los sensores.

El tipo de daño se denomina daño de “dosis total”, que afecta principalmente a los límites de semiconductores / dieléctricos y a las propiedades de volumen dieléctrico. La cantidad de dosis total depende de la longitud de onda de los rayos X: los rayos X más duros causan más daño, generalmente porque la energía de los fotones depositados es mayor.

Los conjuntos de sensores de rayos X están formados por fotodiodos que son relativamente inmunes al daño por radiación, pero la fabricación del conjunto requiere interfaces de óxido y, a veces, transistores MOSFET, que son el enlace débil.

A medida que se acumula la dosis total, las interfaces de óxido se dañan, creando y acumulando estados de interfaz y trampas que pueden invertir semiconductores adyacentes para formar trayectorias de circuitos parásitos a lo largo de los límites muy aislantes que normalmente aseguran la detección de fotocorrientes muy pequeñas. Estas corrientes parásitas interfieren con esas fotocorrientes de señal que aumentan efectivamente el ruido de fondo de la matriz aumentando así la señal más pequeña que puede resolverse / detectarse.

Sin embargo, no se esperan, digamos, vidas útiles de 100 años. Por lo tanto, mientras este efecto acumulativo tenga un punto final lo suficientemente lejos en el futuro, no será un problema. La vida útil debe ser “suficientemente alta” en comparación con la vida útil económica útil para que la obsolescencia ocurra por otras razones que no sean fallas tecnológicas reales. También las especificaciones se definen típicamente con un margen asumiendo que ocurrirá un daño por envejecimiento.

Para detectar los rayos X, debe haber algún tipo de transferencia de energía en el sensor, ya sea película convencional, gas xenón o material de estado sólido, de lo contrario, los rayos X pasarían sin ser vistos. Si hay transferencia de energía, hay algún cambio en el detector, como el centelleo, para que el observador registre la captura de rayos X. Esta pérdida de energía eventualmente conducirá a la degradación del detector, aunque este proceso puede llevar años. La vida útil del sensor más omnipresente, una pantalla intensificadora utilizada en la radiografía médica estándar, es de aproximadamente 5 años antes de que la producción disminuya demasiado para ser útil sin aumentar significativamente la dosis.