Розуміння матеріалів та їх роль у виявлення радіаційних процесів

Сцинтиляційні матеріали є кристалічними або аморфними речовинами, які випромінюють видимі або ультрафіолетові світло, коли вони поглинають іонізуючу випромінювання, такі як гамма промені, рентгенівські промені або нейтрони. Цей люмінесцент, відомий як цинтиляція, перетворюється в електричний сигнал фотодетекторами, що дозволяє виявлення, підрахунку, спектроскопічний аналіз випромінювання. Продуктивність будь-якої системи виявлення випромінювання залежить критично від властивостей її скатеритора: легкий урожай, час розпаду, енергетична роздільна здатність, щільність і стабільність. Попереду в матеріалі мають привів нові можливості для сканераючого зображення, що викриває ПЕТ-подібні зображення

Основні властивості, які впливають на ножицювальну продуктивність

[LTF7] [LTF7] [LTF7] [LTF1] [LLT] [LLT] [Light] [LLT] ]Decay time] (тривалість світлового імпульсу) обмежує рівень та часова здатність; швидке зниження значення [F:3] ]

Традиційні ножиці та їх обмеження

Протягом десятиліть, талії-допед натрію йодід (NaI:Tl) був робочимгором виявлення випромінювання завдяки високій світловій врожайності та низькій вартості. Однак, час його розпаду ~ 230 ns, рівень його гігроскопічної природи вимагає герметики. Кезієвий йод (CsI:Tl) пропонує більш високу щільність та негігроскопічні варіанти, але його світловий вихід помірний. Бізмуф німецький (BGO) має дуже високу щільність та пускова здатність, але страждають від низького світла і безпечне зниження (300 ns), що робить його не придатним для швидкого сканування. Ці яскраві пошукові матеріали.

Останні розробки в матеріалі

Раре-Еарит Допед Оксіортосилікат і гранати

У керіум-допеда лютетія оксиортосиліка (LYSO:Ce) виник як провідний ножичний пінтилятор для медичної візуалізації та фізики високих енергій. Його світловий урожай (~32 000 фотон/MeV) порівняти з NaI:Tl, але його час розпаду (~40 ns) є в п'ять разів швидше. LYSO нетермографічний і має відмінну енергетичну роздільну здатність (~7% при 662 кВ). Ще одна перспектива сімейства є рідкісними ностальгами, такими як гадоліній алюмінієвий галлій галеф (GAG: Ce), що досягає більше 000-50 світлових показників, що можуть бути інтегровані

Перовские цинтилятори

Галід перовкітів, особливо CsPbBr3 і MAPbBr3 нанокристали, привертають інтенсивні наукові інтереси через їх винятково високі світлові врожайності (до 200 000 фотон/МВ) і швидко декате компоненти в наносекундному діапазоні. Їх низькоконструкційне рішення синтезу базованих композитів може дозволити великі детектори носової реадеми для рентгенівського зображення. Однак проблеми стабільності - це частково волога чутливість і іонна міграція - переоснажність. Останні роботи з анопсуляції композитів і двовимірних перовкитів покращили довговічність, і прототипи зображення показують просторе рішення як дрібні мікрометри.

Наноструктуровані та компонувальники

Наноструктурування — збір квантових точок або металевих наночастинок в прозорій матриці—може підвищити світловий видобуток через поверхневі плазмонні муфти або розсіювання. Наприклад, ZnO нанопровідні масиви підвищують ефективний індекс і світло каналу на фотодетектор. Композитні ножиці, такі як пластикові ножиці, завантажені важкими неорганічними наночастинок, поєднують високу потужність зупинки з гнучкістю і низькою вартістю. Це особливо привабливо для скринінгу безпеки великих‐area і порталних моніторів, де критично критично критично критично важлива чутливість за одиницю.

Технологічні інновації у кристалічному зростанню та читанню

Покращує методики росту кристалів — Кзохралські та вертикальні Bridgman — сьогодні виробляють булі з меншими дефектами, більш високою чистотою та більш рівномірним допінгом. Побудований з кальцій або магнієм показано пригніченню після пожовтіння в кристалах LYSO та LSO, що посилює чіткість сигналів у комп’ютерній томографії. На фотодетекторській стороні поширене прийняття кремнію фотоімультипів (SiPMs) було трансформативним. Сіпми компактні, працюють на низькій напругі, є нечутливими до магнітних полів, а також пропонують високу набутність (>106).

Вплив на застосування виявлення радіаційних засобів

Медичне Імпланування

У ПЕТ одночасне вдосконалення світлового виходу та декай часу з ЛСО та ГАГГ безпосередньо перекладається на більш справжнє збігання ставок та кращу часове вирішення. Сучасні клінічні системи ПЕТ тепер можуть досягати часових дозволів нижче 200 п, зменшення часів сканування та зниження дози пацієнта. У односторонньому емісії комп’ютерна томографія (СПЕК) та рентгенівська візуалізація, перовсітні ножиці пропонують потенціал для високопопереднього вирішення, низькотемпературні плоско-панельні детектори з мінімальним електронним шумом. Цифрові стоматологічні та маммографічні системи все частіше спираються на CsI:Tl голки, які напрямні фото, що ефективно краще, щоб забезпечити найкращий світловий масиви, що краще, навіть для фото, навіть для фото, що ідеально, що ідеально, що ідеально, щоб забезпечити найкращий, що робить фото

Безпека та Edge скринінг

Для виявлення радіологічної та ядерної загрози, чутливість до обох гамм і нейтронного випромінювання є важливим. Додаткові ножиці, такі як Cs2LiYCl6:Ce (CLYC) і Li‐loaded окуляри пропонують дискримінацію пульсу, що дозволяє одночасно виявити гамма променів і теплові нейтрони в одному матеріалі. Швидка тривалість читання SiPM дозволяє портативним ідентифікаторам звіту ізотопічний склад за секундами. У вантажних сканерах, великі‐volume BGO або LYSO панелі заміщені монолітними GAGG плитами, які забезпечують як високу зупинку живлення і кращу енергетичну роздільну здатність, що зменшує помилкові сигнали.

Моніторинг ядерної безпеки та навколишнього середовища

Рентгенівський моніторинг ядерних об'єктів та забруднення навколишнього середовища вимагає занурення, довголіття детекторів. Удосконалена радіаційна твердість гарнетно-напірних ножиць, поєднаних з їх неігроскопічним характером, дозволяє розгортати в суворих умовах (висока температура, вологість, коливання) без деградації продуктивності. Ці матеріали тепер використовуються в низько-провітрювальних інструментах, де переважаються екстремальні температури і тиски. Крім того, розвиток цинтильових волокон і капілярів дозволяє розподіляти заглушки мережі для широко‐реаглядових пристроїв.

Майбутні напрямки та виклики

Незважаючи на швидке прогрес, залишаються кілька глухих. Перовські скатеритори повинні подолати довгострокову стійкість при безперервному радіаційному впливі. Вартість великих розмірів, високоякісні LYSO і GAGG кристали залишаються високою, спрингові зусилля до керамічних ножиць, які можуть бути виготовлені з використанням порошкового зиму. Машинне навчання застосовується для прогнозування оптимальних концентрацій для допант і умов для анналювання, прискорення матеріалів відкриття. Комбіновані скатеритори з передовим читаутом-детектором (наприклад, спеціальні ASIC з таймером-тигітальні перетворювачі) будуть пересунути на часові пристрої для портативного виявлення, що дозволяє безперервно-перетворювати акумулятори, що забезпечує нові джерела енергії.

Як триває дослідження, поєднання нових матеріальних композицій, поліпшення росту кристалів, а також високопродуктивних фотодетекторів підвищить чутливість, швидкість та надійність систем виявлення випромінювання. Ці досягнення не тільки вигоди існуючих додатків, але і дозволяють нові, від реального часу внутрішньооперативне виявлення пухлин до перевірки екологічного очищення. Майбутнє сипаційних матеріалів яскраво-літрово і старанно.

Попередня інформація: