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CZT半导体康普顿相机
CZT半导体康普顿相机
需求分析
(1)核设施退役
在核设施退役过程中,源项调查是首要步骤;详细有效的源项调查对于退役方案的制定至关重要。康普顿相机在伽马源项调查中发挥着不可替代的作用,其能够实现实时放射性伽马源项监测,以有效及时的调整退役方案。故而,康普顿相机研究有其必要性。
(2)核医学
目前已被用于 BNCT 硼浓度测量方法主要有七种,其中电感耦合等离子体光谱法、高分辨率 α 放射自显影、带电粒子光谱法、中子俘获照相和核磁共振和磁共振成像均属于离线测量方法,即测量样品中 10B 浓度时所使用的技术;正电子发射断层成像属于在线测量方法,但是只能在治疗之前进行PET 成像以提供 10B 浓度的相关信息,并不能在BNCT治疗过程中进行实时成像;瞬发γ射线光谱仪不仅可以对样品实现离线测量,也可以在BNCT治疗过程中进行在线实时测量,但是瞬发 γ 射线光谱仪测量得到的是积分 10B 浓度,并不能对不均匀样品中不均匀的 10B 浓度进行测量。在 BNCT 中,硼中子俘获反应过程中所产生的 478 keV 瞬发 γ 射线的强度与硼浓度密切相关。因此利用探测器对 478 keV 瞬发 γ 射线进行多角度探测,然后利用基于 SPECT 原理的重建算法对探测所得投影进行断层图像求解,便可重建得到产生 478 keV 瞬发 γ 射线的位置,同时可根据重建图像的强度从而对硼浓度进行判断,这个过程将 SPECT 方法和 PGRA 技术结合起来,组成的系统简称为 PG-SPECT。PG-SPECT 系统由准直器、阵列探测器以及图像重建软件等关键部分组成。
康普顿相机是一种基于电子准直的探测器,它是利用光子的康普顿散射动力学原理来实现 γ 射线产生位置的定位,具有成像效率高、灵敏度高、单角度便可实现三维成像等优点,基于康普顿相机的 PG-SPECT 系统实现 BNCT 中在线实时硼浓度监测的关键技术。