CC BY
38
УЛУЧШЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО, СПЕКТРАЛЬНОГО И
ВРЕМЕННОГО РАЗРЕШЕНИЙ РЕНТГЕНОВСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С
ПОМОЩЬЮ ПРОФИЛИРОВАННЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ
СЦИНТИЛЛЯТОРОВ
Классен Н.В., Курлов В.Н., Кедров В.В., Кобелев Н.П., Шмытько И.М., Шмурак С.З., Струкова Г.К., Киселев А.П., Кудренко Е.А., Орлов А.Д., Прокопюк Н.Ф.
Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка, E-mail: klassen&.issp. ас. ru
Исследования процессов получения и свойств профилированных и нанокристаллических сцинтилляционных материалов, проведенные в Институте физики твердого тела РАН, показали, что их применение в радиационных детекторах позволяет существенно улучшить пространственное, спектральное и временное разрешения рентгеновских изображений просвечиваемых объектов и за счет этого значительно расширить диагностические возможности медицинской рентгенотехники. Выращивание волоконных монокристаллов оксидов и галогенидов тяжелых металлов (ортосиликата и бората лютеция, иодида цезия, бромида и хлорида лантана и др.) методами Степанова и Бриджмена с помощью формообразователей малых диаметров позволяет экономичным путем получать сцинтилляционные элементы необходимой длины с поперечными размерами от сотых до десятых долей миллиметра, из которых сравнительно просто собираются детекторные матрицы с соответствующими пространственными разрешениями. Использование волоконных сцинтилляторов дает возможность многократно экономить количество фотодиодов и электронных каналов обработки изображений без потери пространственного разрешения. При этом детекторная матрица представляет собой стопу из рядов сцинтилляционных волокон, ориентированных не вдоль, а поперек потока рентгеновского излучения, причем соседние ряды ориентированы перпендикулярно друг другу. Фотодетекторы располагаются только на концах волокон, а точка попадания рентгеновского кванта определяется местом пересечения взаимно перпендикулярных волокон, одновременно выдавших сцинтилляционные сигналы.
Из нанокристаллических оксидов и галогенидов тяжелых металлов пластически формуются сверхтонкие сцинтилляционные слои, позволяющие получать изображения биологических объектов с микронным пространственным разрешением.
Многослойные стопы из двумерных матриц сцинтилляторов с последовательно возрастающей плотностью дают возможность получать спектральные зависимости рентгеновских изображений и за счет этого локально определять химический состав.
Использование нанокристаллов значительно улучшает быстродействие детекторов, за счет чего существенно улучшается их временное разрешение.
IMPROVEMENT OF SPATIAL, SPECTRAL AND TIME RESOLUTIONS OF X-RAY IMAGES BY MEANS OF SHAPED AND NANOCRYSTALLINE SCINTILLATORS
Klassen N.V., Kurlov V.N., Kedrov V.V., Kobelev N.P., Shmyt'ko I.M., Shmurak S.Z., Strukova G.K., Kiseliov A.P., Kudrenko E.A., Orlov A.D., Prokopiuk N.F.
Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences, e-mail: klassen@issp.ac.ru
Improvement of spatial resolution of X-Ray detectors is achieved by application of scintillation microfibers grown by Stepanov or Bridgman techniques. In the case when mutually perpendicular rows of these fibers normal to X-Ray flow arrange detector matrices the total amount of photodiodes is saved by many times because they are placed at the ends of the fibers only. Micrometer spatial resolution of X-Ray diagnostics can be provided by superthin scintillator layers formed plastically from nanocrystals. Reams of scintillator layers arrange spectral resolution of X-Ray detectors providing analysis of local chemical composition. Nanocrystalline scintillators improve essentially time resolution of detectors.
