click me！

Сцинтилляционные экраны для рентгеновской визуализации

Введение

В мире медицинской диагностики, промышленного контроля и научных исследований точность и четкость изображений имеют первостепенное значение. Благодаря достижениям в технологиях, использование сцинтилляционных экранов значительно повысило качество рентгеновской визуализации. Чтобы понять невероятную полезность этих экранов, давайте рассмотрим принцип работы сцинтилляторов, что такое сцинтилляционный экран, их важную роль в рентгеновской визуализации и различные сцинтилляционные материалы, используемые в этих экранах.


Принцип работы сцинтилляторов

Чтобы оценить значение сцинтилляционных экранов, необходимо понять принцип работы сцинтилляторов. В своей основе сцинтилляторы — это материалы, которые излучают свет при воздействии ионизирующего излучения, такого как рентгеновские или гамма-лучи. Это излучение света, известное как сцинтилляция, происходит в результате взаимодействия входящего излучения с атомами материала сцинтиллятора. Разница между флуоресценцией и сцинтилляцией заключается в том, что сцинтилляция — это испускание фотонов после возбуждения атомов и молекул излучением (частичным излучением), а флуоресценция — это испускание света веществом, поглотившим свет или другое электромагнитное излучение другой длины волны. 

Процесс сцинтилляции начинается с поглощения высокоэнергетических фотонов, которые возбуждают электроны материала до более высоких энергетических состояний. При возвращении этих возбужденных электронов в основное состояние они высвобождают энергию в виде видимого света. Интенсивность излучаемого света пропорциональна энергии падающего излучения, что делает сцинтилляторы незаменимыми инструментами для обнаружения и визуализации радиации.


Что такое сцинтилляционный экран?

 Сцинтилляционный экран представляет собой сцинтилляционные кристаллы, обработанные в тонкие пластины. Сцинтилляционные экраны являются важными компонентами в различных приложениях визуализации, особенно в рентгеновской визуализации. Они служат интерфейсом между входящим излучением и устройством визуализации, обеспечивая преобразование рентгеновских фотонов в видимый свет. Этот излученный свет затем может быть обнаружен, измерен и преобразован в детализированные изображения для диагностических, исследовательских или промышленных целей.


Какими характеристиками должен обладать хороший сцинтиллятор?

Хороший сцинтиллятор должен обладать:

  • Высокой эффективностью преобразования энергии в свет
  • Спектром излучения, соответствующим спектральной чувствительности фотонного детектора (например, CCD-камера) 
  • Отличным динамическим диапазоном и хорошей линейностью между потоком частиц и выходом света 
  • Низким поглощением излученного света внутри объемного материала 
  • Коротким временем спада для наблюдения изменений размеров пучка во времени и уменьшения эффекта насыщения 
  • Хорошими механическими и тепловыми свойствами 
  • Высокой радиационной стойкостью для предотвращения повреждений


Сцинтилляционный экран и рентгеновская визуализация

Рентгеновская визуализация — это революционная технология, которая изменила способы визуализации человеческого тела, контроля промышленных компонентов и проведения научных исследований. Эта мощная технология визуализации основана на использовании рентгеновских лучей, формы электромагнитного излучения, для проникновения в объекты и создания детализированных изображений их внутренних структур.

Рентгеновские лучи делятся на две категории: жесткое рентгеновское излучение и мягкое рентгеновское излучение. Рентгеновские лучи с энергией фотонов выше 5–10 кэВ (длиной волны менее 0,2–0,1 нм) называются жесткими рентгеновскими лучами, а те, что с более низкой энергией (и более длинной длиной волны), — мягкими рентгеновскими лучами. 

Сцинтилляционные экраны играют жизненно важную роль в системах рентгеновской визуализации. Они стратегически размещаются за объектом, который визуализируется, где они перехватывают рентгеновские лучи после их прохождения через объект. Сцинтилляционный материал экрана поглощает высокоэнергетические фотоны, вызывая возбуждение электронов внутри материала. При возвращении этих возбужденных электронов в основное состояние они высвобождают энергию в виде видимого света. Этот свет затем обнаруживается фотодетектором, который преобразует его в электрический сигнал. Затем сигнал обрабатывается и используется для создания изображения высокого разрешения, предоставляя ценные данные о внутренних структурах объекта. Интенсивность и длина волны излученного света прямо пропорциональны энергии падающих рентгеновских фотонов. Это свойство позволяет сцинтилляторам эффективно преобразовывать энергию.


Различные сцинтилляционные материалы для экранов визуализации

Сцинтилляционные экраны могут изготавливаться с использованием различных сцинтилляционных материалов, каждый из которых обладает уникальными свойствами и преимуществами. Некоторые распространенные сцинтилляционные материалы, используемые в экранах визуализации:

Иодид натрия (NaI): сцинтилляторы из иодида натрия широко используются благодаря высокому выходу света и эффективности преобразования рентгеновских фотонов в видимый свет.

Иодид цезия (CsI): экраны из CsI обеспечивают отличное пространственное разрешение, что делает их идеальными для медицинской визуализации, где важны мелкие детали.

Оксисульфид гадолиния (GOS): сцинтилляторы GOS ценятся за их высокую поглощающую способность, что делает их подходящими для промышленной радиографии.

Бромид лантана (LaBr3): экраны LaBr3 известны своим быстрым временем отклика, что важно в приложениях, требующих быстрого получения изображений.

YAG:Ce и LuAG:Ce: кристаллы обеспечивают отличные характеристики для визуализации при низких энергиях. Спектры излучения обоих кристаллов делают их идеальными для последующего считывания с помощью фотодиодов и лавинных фотодиодов. 

YAP:Ce: кристалл подходит для считывания в ультрафиолетовом диапазоне.

Hangzhou Shalom EO предлагает сцинтилляционные экраны из YAG(Ce), YAP(Ce), GAGG(Ce) и LuAG(Ce), которые являются отличными вариантами для визуализации мягкого рентгеновского излучения. Наши сцинтилляционные экраны обеспечивают высокое разрешение при визуализации низкоэнергетического рентгеновского излучения. С помощью передовых технологий производства мы можем изготавливать ультратонкие сцинтилляционные экраны и наносить на экраны координатные линии.  



Индивидуальные сцинтилляционные экраны от Shalom EO, нажмите на синий текст, чтобы узнать больше


Заключение:

В заключение, сцинтилляционные экраны произвели революцию в рентгеновской визуализации, позволяя эффективно преобразовывать ионизирующее излучение в видимый свет. Их принцип работы, важная роль в визуализации и разнообразие доступных сцинтилляционных материалов делают их незаменимыми инструментами в медицине, промышленности и научных исследованиях. С дальнейшим развитием технологий сцинтилляционные экраны, вероятно, будут играть еще более значительную роль в повышении точности и качества визуализации в различных областях.

Tags: Сцинтилляционные экраны для рентгеновской визуализации