Физика элементарных частиц и атомного ядра. Том 17 - Боголюбов Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
др. На рис. 27 показан детектор с чувствительной площадью 27 X 27 см,
заполненной смесью Хе (90 %) и
Рис. 28. Зависимость эффективности регистрации детектором излучения,
прошедшего через коллиматор, от энергии 7-квантов:
кривая 1 отвечает полному числу взаимодействий квантов в слое ксенона
толщиной 8 см, находящегося при давлении 500 кПа; г - после отбора
событий
Рис. 27. Схематическое изображение детектора:
А - анод; С - катоды МПК; Д - электроды дрейфовых промежутков; В - бокс;
РЬ - свинцовая защита; К (Fe) - стальной фланец, поддерживающий входное
окно М\ К (РЬ) - коллиматоры. В точке 1 происходит конверсия первичного
кванта на атоме Хе, в точке S возможно образование фотоэлектрона на L-
оболочке атома квантом флуоресцентного излучения
СН4 (10 %) при давлении до 10 атм. Некоторым недостатком подобных
детекторов являются, во-первых, большая толщина (около 8 см), что влияет
на гк, во-вторых, наличие фоновых сигналов от квантов флуоресцентного
излучения (точка 2 на рис. 27), что ухудшает контрастность изображения и
снижает эффективность из-за отбраковки части событий. На рис. 28 показана
зависимость эффективности детектора при давлении около 500 кПа от энергии
квантов с учетом электронной отбраковки событий и без ее учета.
Координатная информация снимается при помощи JI3 с катодов МПК, анодный
сигнал используется для амплитудного отбора. Детектор обладает хорошей
однородностью по площади. Для квантов с энергией 60 кэВ, например,
эффективность составляет 40 %, гд = 1,5 мм [92]. Энергетическое
разрешение около 30 %.
При регистрации квантов с энергией ниже 100 кэВ гамма-камера на основе
МПК за равное по сравнению с традиционными системами
МЕТОДИКА ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ КООРДИНАТНЫХ ДЕТЕКТОРОВ 1061
Рис. 29. Схема детектора 7-квантов, заполненного чистым ксеноном при
давлении до 40 атм
время обследования позволяет получать более качественную информацию [92].
Это согласуется с оценками, которые можно выполнить по приведенным выше
выражениям с учетом параметров установок и геометрии съемки. Исследования
с гамма-камерами на основе МПК показали возможность применения их для
определения функционального состояния сердца, мозга и почек. При
повышении давления до 1000 кПа возможно проводить обследования с
использованием 8в"1Тс (140 кэВ), хотя время обследования возрастает в
1,5-2 раза. Детектор с электронной аппаратурой позволяет обеспечивать
быстродействие до 2,5*10б событий в 1 с, обладает стабильными
характеристиками при хороших эксплуатационных качествах. Возможно
создание гамма-камер с большой чувствительной площадью при относительно
низкой стоимости.
Стремление создать гамма-камеру, способную работать в широком диапазоне
энергий 7-квантов, привело к созданию макета детектора, показанного на
рис. 29 [95]. Детектор диаметром И см заполнен Хе при давлении 10-40 атм.
7-Кванты взаимодействуют с атомами газообразного ксенона в промежутке 1-2
(предполагается создать в нем слой жидкого Хе). Электроны дрейфуют под
действием электрического поля и пересекают проволочный электрод 2, а
затем 3. В эти моменты времени (?х и t2) ФЭУ регистрирует сцинтилляцион-
ные вспышки. Так как электрод 3 установлен под углом 4° к электроду 2,
разность (tj - t2) определяет Х-координату. Установка дополнительного
электрода, ориентированного определенным образом, позволяет определять
вторую координату точки конверсии.
Эмиссионная томография. Разработка математического аппарата трехмерной
реконструкции исследуемого объекта привела к созданию медицинских
рентгеновских томографов, а в ядерной медицине вызвало интерес к
однофотонной эмиссионной томографии (ФЭТ) и к позитронной томографии,
позволяющей проводить качественно новые диагностические обследования.
Позитронный эмиссионный компьютерный томограф (ПЭТ) позволяет
реконструировать трехмерное изображение объекта путем получения
распределения активности в совокупности его поперечных сечений. Основным
элементом ПЭТ является пара детекторов, между которыми располагается
исследуемый объект. В состав ПЭТ входят также электронная система отбора,
регистрации и хранения информации, устройства обработки и представления,
позволяющие исключать случайные совпадения, проводить коррекцию на
поглощение квантов в веществе и на рассея-
1062 ПЕШЕХОНОВ в. д.
ние, реконструировать изображение. Заметим, что обследованию с помощью
позитронных РФП присуще собственное, так называемое электронное
коллимирование. Разрабатываемые ПЭТ предназначены, как правило, для
обследования всего тела, предусматривается возможность использования их
для ФЭТ при энергии эмиттируемых квантов менее 500 кэВ.
В результате аннигиляции эмиттируемого позитрона образуется пара
противоположно летящих квантов с энергией 511 кэВ. Для эффективной
регистрации их применяются детекторы, вещество которых содержит элементы
с большим атомным номером и обладает большой плотностью. В
сцинтилляционных ПЭТ (детекторы BGO или CsF) временное разрешение
