Röntgenquelle passt auf eine Cent-Münze

Forscher der TU Dresden haben eine miniaturisierte Röntgenquelle entwickelt, die nicht größer als eine 1-Cent-Münze ist. Sobald die Methode ausgereift ist, könnten solche Strahlungsquellen in kleinen Lab-On-Chip-Modulen integriert werden.

Dresden - Der Kern der neuen Röntgenquellen sind so genannte pyroelektrische Kristalle. Tritt an diesen eine große Temperaturdifferenz auf, kann sich kurzfristig ein elektrisches Feld aufbauen. Dieses reicht aus, um geladene Teilchen sehr stark mit bis zu einigen Millionen Elektronenvolt zu beschleunigen. Treffen diese schnellen Partikel auf eine dünne Metallfolie auf, kann Röntgenstrahlung ausgesendet werden.

Im Rahmen seiner Diplomarbeit schaffte es nun Hartmut Stöcker von der Nachwuchsgruppe Nanostrukturphysik am Institut für Festkörperphysik, diesen Effekt bei einem kleinen Kristall beispielsweise aus Lithiumniobat zu beobachten. Die notwendige Temperaturdifferenz an diesem knapp einen Zentimeter großen Kristall erzielte der Physiker durch eine spezielle Oberflächenbehandlung des Materials.

Testmessungen der ausgesendeten Strahlung bestätigten, dass so kontinuierlich Röntgenwellen erzeugt werden konnten. Die Intensität dieser Strahlung liegt allerdings weit unter der von handelsüblichen Röntgenquellen. Dennoch könnte sie ausreichen, um Blutplasmaproben zu untersuchen. In weiteren Schritten ist es denkbar, dass diese Röntgenquelle auf einem kleinen Labor-Chip integriert werden kann. Handlich kleine Analysegeräte für die Materialforschung oder bei Umweltuntersuchungen wären damit möglich. Die Forscher haben ihre Ergebnisse zum Patent angemeldet und planen, über eine Firmenausgründung dieses Prinzip für eine Röntgenquelle zur Marktreife zu treiben.