技術(shù)研發(fā)
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便攜式、基于GAGG的雙模球形伽馬射線成像系統(tǒng)
文章來源: 國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)核技術(shù)(核探測(cè)與核成像)研發(fā)中心
發(fā)布時(shí)間: 2023-03-08
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  過去幾十年伽瑪射線成像在核安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。基于先進(jìn)成像技術(shù),如編碼孔徑和康普頓成像,研究人員開發(fā)了各種成像儀和系統(tǒng)來遠(yuǎn)程探測(cè)和定位放射源。這兩種方法都能有效地繪制空間中放射性物質(zhì)的遠(yuǎn)場(chǎng)分布。然而,由于各自的成像原理差異,很難設(shè)計(jì)出一個(gè)單獨(dú)的成像系統(tǒng),在具有4π視圖的同時(shí),能量響應(yīng)幾十keV到MeV的情況下達(dá)到理想的成像性能。?

  研究團(tuán)隊(duì)提出一種便攜式、基于GAGG的雙模球形伽瑪射線成像系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)多個(gè)放射源的同時(shí)定位,且具有4π?FOV和大范圍能量響應(yīng)。探測(cè)器系統(tǒng)由 80 個(gè)像素組成并通過GAGG 晶體實(shí)驗(yàn)刻度進(jìn)行精確仿真模擬。對(duì)特征能量范圍為59.5 keV至1.33 MeV的幾種放射性核素在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下進(jìn)行了成像。該成像系統(tǒng)在成像靈敏度、角度分辨率和準(zhǔn)確的射線源定位方面表現(xiàn)出的成像能力出色。對(duì)于10 m(0.27 μSv/h)處的10 mCi Cs-137點(diǎn)源,系統(tǒng)能夠在編碼孔徑成像模式下1 s內(nèi)定位熱點(diǎn),在康普頓成像模式下,SBP和MLEM算法都在1 s內(nèi)定位出近似的源位置。該研究提出的球形成像系統(tǒng)在核安保監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中具有廣闊的應(yīng)用前景。??

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正二十面體和編碼孔徑成像系統(tǒng)

  相關(guān)成果發(fā)表在Nuclear Inst. and Methods in Physics Research?A,該項(xiàng)目受到國(guó)家自然科學(xué)資金、山東省自然科學(xué)基金等資助。

  論文鏈接:Xiuzuo Liang*, Lei Shuai*, Yantao Liu, Xin Li, Lingqin Kong, Qing Wei, Yingjie Wang, Zhiming Zhang, Xianchao Huang, Xuanhou Hu, Yiwen Zhang, Yue Yu, Cunfeng Wei and Long Wei.?Coded aperture and Compton imaging capability of spherical detector system design based on GAGG scintillators: A Monte Carlo study.Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A.?2022, 1044:167503?


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