Απόδοση φωτοβολίας του σπινθηριστή (Gd₂SiO₅:Ce) με διέγερση ακτίνων-Χ

Ioannis G. Valais, Ioannis S. Kandarakis, Dimitris N. Nikolopoulos, Ioannis A. Sianoudis, Nikolaos Dimitropoulos, Dionisis A. Cavouras, Constantinos D. Nomicos and George S. Panayiotakis

Περίληψη

Ο κρύσταλλος Gd₂SiO₅:Ce (GSO:Ce) είναι ένας υψηλού-Ζ, μη υγροσκοπικός, γρήγορης εκπομπής σπινθηριστής που χρησιμοποιείται σε ανιχνευτές μερικών συστημάτων τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET). Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι η αποτίμηση της φωτοβολίας του σπινθηριστή GSO:Ce σε χαμηλότερες ενέργειες φωτονίων που χρησιμοποιούνται στην ιατρική απεικόνιση (π.χ. υπολογιστική τομογραφία ακτίνων-x, απεικόνιση ακτίνων γ’ χαμηλής ενέργειας). Για το σκοπό αυτό προσδιορίστηκαν η απόλυτη απόδοση φωτοβολίας (εκπεμπόμενη φωτεινή ροή διά την έκθεση ακτίνων-x), ο συντελεστής φασματικής συμβατότητας (φασματική συμβατότητα με οπτικούς ανιχνευτές) και η ενεργός απόδοση (ο συνδυασμός της απόλυτης απόδοσης με την φασματική συμβατότητα). Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν για διάφορες τιμές τάσεων λυχνίας ακτίνων-x που κυμαίνονταν από 20 έως 140 kV, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην μαστογραφία ακτίνων-x, στην κλασσική ακτινογραφία και στην υπολογιστική τομογραφία. Επιπροσθέτως, από τα δεδομένα αυτά μπορεί να εκτιμηθεί η συμπεριφορά του GSO:Ce κάτω από συνθήκες ακτινοβόλησης με ακτίνες γ’. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας μια πειραματική διάταξη που περιελάμβανε ένα φωτοπολλαπλασιαστή συζευγμένο με μια σφαίρα ολοκλήρωσης. Το φάσμα οπτικής εκπομπής του GSO:Ce μετρήθηκε με διέγερση ακτίνων-x χρησιμοποιώντας έναν μονοχρωμάτορα οπτικού φραγμού. Η απόδοση του GSO:Ce βρέθηκε να αυξάνει με την αύξησης της τάσης της λυχνίας ακτίνων-x, ενώ παράλληλα το φάσμα του GSO:Ce, το οποίο παρουσίασε κορυφές στα 440 και 490 nm, βρέθηκε συμβατό με τους περισσότερους οπτικούς ανιχνευτές (φωτοδιόδους, φωτοκαθόδους, συσκευές ζεύξης φορτίου). Ωστόσο η οπτική συμβατότητα (0.77) και η αντίστοιχη ενεργός απόδοση βρέθηκαν μέγιστες όταν το φάσμα του GSO:Ce συνδυάστηκε με τη φωτοκάθοδο S-20.

[return]