BR112020017779A2

BR112020017779A2 - Método para detecção, por um detector de radiação, de radiação emitida por uma fonte de radiação, método para detecção, por um detector de radiação de múltiplos detectores, da radiação emitida por uma fonte de radiação, método de varredura de uma estrutura para detectar mudanças de densidade entre partes diferentes da estrutura, aparelho para detecção, por um detector de radiação, da radiação emitida por uma fonte de radiação, e, aparelho para varrer uma estrutura para detectar mudanças de densidade entre partes diferentes da estrutura

Info

Publication number: BR112020017779A2
Application number: BR112020017779-2A
Authority: BR
Inventors: Nathan Myers
Original assignee: Johnson Matthey Public Limited Company
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-12-22
Also published as: US11262462B2; GB2573860B; GB2573860A; GB201804743D0; GB201903434D0; EP3769122A1; US20210109236A1; AU2019239992A1; WO2019180407A1

Abstract

é descrito um método para detecção de radiação. o método compreende fornecer ao menos uma fonte de radiação; fornecer ao menos um detector capaz de detectar radiação da fonte; fazer com que a dita fonte emita radiação ao longo de uma trajetória de radiação predeterminada em direção ao dito detector; durante um período de medição, detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons vindos da fonte e detectados pelo detector; medir uma duração de cada tal evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo determinado como morto e associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição. um método de varredura de um objeto e um aparelho para executar os métodos são também revelados.

Description

1 / 40 MÉTODO PARA DETECÇÃO, POR UM DETECTOR DE RADIAÇÃO, DE RADIAÇÃO EMITIDA POR UMA FONTE DE RADIAÇÃO, MÉTODO PARA DETECÇÃO, POR UM DETECTOR DE RADIAÇÃO DE MÚLTIPLOS DETECTORES, DA RADIAÇÃO EMITIDA POR UMA FONTE DE RADIAÇÃO, MÉTODO DE VARREDURA DE UMA

ESTRUTURA PARA DETECTAR MUDANÇAS DE DENSIDADE ENTRE PARTES DIFERENTES DA ESTRUTURA, APARELHO PARA DETECÇÃO, POR UM DETECTOR DE RADIAÇÃO, DA RADIAÇÃO EMITIDA POR UMA FONTE DE RADIAÇÃO, E, APARELHO PARA VARRER UMA ESTRUTURA PARA DETECTAR MUDANÇAS DE DENSIDADE ENTRE PARTES DIFERENTES DA ESTRUTURA CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a métodos de detecção, por um detector de radiação, da radiação emitida por uma fonte de radiação e a um aparelho para a aplicação de tais métodos. A invenção diz respeito, em particular, a métodos de correção de tempo morto de dados coletados a partir desse detector de radiação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Métodos de imageamento de objetos e animais por tomografia de raios X e tomografia por emissão de pósitrons são bem conhecidos, particularmente no campo de imageamento médico para fins de diagnóstico. O documento US-A-4338521 descreve um tomógrafo de raios X para uso em tomografia computadorizada que tem um detector que compreende uma matriz de módulos detectores, compreendendo uma pluralidade de fotodiodos e uma pluralidade de cristais cintiladores e um colimador de feixes de radiação para direcionar a radiação colimada para os cristais cintiladores. Um feixe de raios X em formato de leque proveniente de uma fonte de raios X é direcionado através de um paciente para ser detectado pelo detector. A fonte e o detector são girados ao redor do paciente para fornecer dados a partir dos

2 / 40 quais uma imagem tomográfica pode ser construída. Na tomografia por emissão de pósitrons (PET - "positron-emission tomography"), um pósitron emitido pelo decaimento de um radionuclídeo se aniquila ao entrar em contato com um elétron adequado, causando a emissão de dois fótons gama de 511 keV em direções opostas. A detecção da direção dos fótons gama permite a estimativa da localização do evento de aniquilação e, dessa forma, do radionuclídeo no paciente. O tomógrafo PET incorpora, portanto, uma matriz de detectores que podem detectar fótons gama colocados ao redor do corpo de um paciente. Uma imagem da concentração relativa dos radionuclídeos no corpo pode ser construída a partir do número de fótons detectados em cada detector.

[003] Em sistemas de detecção baseados na detecção de eventos distintos, como os detectores de cintilação comumente usados para detectar fótons gama, o detector leva necessariamente um período finito de tempo para fazer a detecção de um fóton emitido pelo cintilador. Durante esse período, fótons adicionais podem não ser detectados. Esse período de tempo após um evento, durante o qual o sistema é incapaz de gravar um outro evento, é geralmente chamado de tempo morto do sistema. Como resultado, o número total de emissões pode ser subcontabilizado, especialmente em altas taxas de eventos.

[004] Rotineiramente a contagem de emissões detectadas é corrigida para este período de tempo morto. Em uma abordagem conhecida, um tempo morto de um sistema pode ser determinado, por exemplo, experimentalmente e uma correção é aplicada. Por exemplo, no caso de detectores de cintilador gama, um cálculo de correção comumente usado é a relação: taxa_de_contagem_ (real) _corrigida = taxa_de_contagem_medida / (1 - (tempo_morto_por_evento * taxa_de_contagem_medida))

[005] O que essa e as relações semelhantes têm em comum é que assumem um tempo morto de sistema por evento que pode ser determinado,

3 / 40 por exemplo, por medição. Com efeito, estas assumem uma média por tempo morto de evento através de um período de medição, e a multiplicam pelo número de eventos para obtenção de um tempo morto total para o período de mensuração, baseando a correção neste.

[006] Embora os métodos de imageamento de objetos e animais por tomografia de raios X e tomografia por emissão de pósitrons sejam bem desenvolvidos e tenham se tornado comuns para o imageamento médico, a varredura de uma estrutura densa como uma tubulação apresenta dificuldades porque a densidade do material da tubulação é tal que a varredura radiográfica precisa ser feita utilizando-se radiação gama que tenha energia suficiente para penetrar e passar através da estrutura de modo que pelo menos alguma radiação possa ser detectada após o feixe passar através da estrutura.

[007] A inspeção de tubulações para detectar falhas como perda de material da parede, fissuras ou corrosão puntiforme é uma aplicação na qual seria desejável usar tomografia por radiação. Um problema conhecido para a indústria de produção de petróleo e gás é a inspeção de tubulações subaquáticas, em particular no leito marinho. A inspeção do interior da tubulação através da utilização de pigs (inspetores de tubulação) nem sempre é possível, por exemplo quando a tubulação tem um diâmetro variável. A inspeção externa do tubo pode ser feita por métodos ultrassônicos, embora isso não seja adequado para tubulações que têm um isolamento ou um revestimento. A varredura por raios gama pode produzir informações úteis sobre a densidade através de uma seção transversal da tubulação. O documento WO2013/064838 descreve um método e um aparelho para varrer uma estrutura como uma tubulação submarina para detectar alterações de densidade por meio de detecção de radiação gama emitida por uma fonte de radiação gama.

[008] Para produzir informações sobre a espessura das paredes das tubulações com resolução suficientemente alta para identificar pequenas

4 / 40 falhas que podem estar presentes nas paredes da tubulação, um grande número de trajetórias de radiação através da tubulação precisa ser usado. Além disso, se for usado um feixe de radiação em formato de leque para varrer a tubulação, muitas das trajetórias de radiação passam através de uma corda da seção transversal da tubulação e, portanto, através de uma quantidade relativamente grande de material de parede da tubulação, o que exige uma fonte gama de energia relativamente alta. Para a detecção da radiação gama que passou através da estrutura, é necessário que se use detectores de densidade e tamanho suficientes para parar os fótons gama, de modo que esses não passem através do detector sem serem detectados. Para se manter uma alta resolução, a colimação dos detectores tem de ser suficiente para reduzir significativamente a detecção de fótons gama que foram dispersados a partir de uma trajetória diferente da trajetória direta para um detector específico. Os detectores precisam ser pequenos o bastante para fornecer uma boa resolução espacial. Um grande número de detectores é necessário para se obter um tempo de medição razoável. O uso de colimação pesada em um grande número de detectores exige um aparelho de varredura muito pesado e, desse modo, a rotação do aparelho de maneira controlada e precisa ao redor de uma grande tubulação se torna muito difícil. Quando a tubulação é horizontal, se torna necessário que se escave ao redor da tubulação a fim de criar espaço suficiente para mover um aparelho de varredura e, assim, o uso de um aparelho grande se torna caro, particularmente quando a tubulação é submarina. Todas estas considerações indicam problemas específicos para a aplicação de métodos de tomografia de raios X de alta resolução para a varredura de tubulações ou outras estruturas grandes com radiação gama de alta energia.

[009] A detecção por raios gama é convencionalmente baseada no uso de um cintilador acoplado a um fotodetector. O fotodetector pode ser um fotodiodo, um tubo fotomultiplicador (PMT - "photomultiplier tube"),

5 / 40 fotomultiplicadores de silício, fotodiodo de avalanche ou outros dispositivos adequados para detecção de luz. Em muitas aplicações, os fotodetectores de taxa de contagem mais alta, como fotomultiplicadores de silício ou fotodiodos de avalanche, podem se tornar preferenciais à medida que a tecnologia se desenvolve. Uma correção de tempo morto precisa se torna particularmente importante se for desejado obter as vantagens oferecidas pelos fotodetectores de taxa de contagem mais alta.

[0010] A presente invenção busca fornecer métodos alternativos de correção de tempo morto e proporcionar métodos e aparelhos de detecção e varredura aprimorados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um método, por um detector de radiação, da radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo que o método compreende: fornecer pelo menos uma fonte de radiação; fornecer ao menos um detector capaz de detectar radiação da fonte; fazer com que a dita fonte emita radiação ao longo de uma trajetória de radiação predeterminada em direção ao dito detector; durante um período de medição, detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons vindos da fonte e que incidem no detector de radiação e e são detectados por ele; medir a duração de cada dito evento de contagem para: determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo morto associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação

6 / 40 de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

[0012] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um aparelho para detecção, por um detector de radiação, da radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo que o aparelho compreende: pelo menos uma fonte de radiação; pelo menos um detector capaz de detectar radiação a partir da fonte; meios para coletar e processar dados associados ao detector para: detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons da fonte que incidem no detector e são detectados por ele; medir a duração de cada dito evento de contagem para: determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo morto determinado associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

[0013] A invenção é particularmente destinada a ser aplicada aos métodos e ao aparelho que fazem uso de ao menos uma fonte de radiação e pelo menos um detector de radiação para obter informações sobre um objeto alvo dentro da trajetória de radiação entre eles. A radiação é consequentemente, de preferência uma radiação penetrante adequada, por exemplo uma radiação eletromagnética de alta energia adequada, como uma radiação gama ou de raios X. Em um caso particularmente preferencial, a

7 / 40 radiação é radiação gama. A fonte de radiação é uma fonte de tal radiação, e o detector de radiação é um detector capaz de detectar tal radiação.

[0014] Em um caso preferencial, o detector compreende um cintilador e um fotodetector.

[0015] A invenção é caracterizada pelo fato da maneira na qual uma correção para tempo morto é feita e, em particular, na forma como o tempo morto é medido com maior precisão e diretamente.

[0016] A correção do tempo morto é normalmente aplicada por meio de um cálculo com base em uma taxa de contagem medida e um tempo morto nocional por evento, de modo que uma taxa de contagem corrigida é gerada pela divisão da taxa de contagem bruta por um fator de correção que faz uso de um tempo morto total presumido como sendo o produto do tempo morto por evento pelo número de eventos.

[0017] A invenção, em contrapartida, envolve primeiramente a medição do tempo morto atual durante um período de amostragem ao invés de calcular este com base em uma média, e então usar esse tempo morto medido para efetuar uma correção da taxa de contagem. Um fator de escalonamento é aplicado à taxa de contagem medida que tem por base uma subtração do tempo morto medido a partir do tempo total. Este método alternativo é potencialmente mais preciso porque se baseia em uma medição direta ao invés de um pressuposto com base no tempo morto médio por evento.

[0018] Este é mais preciso, em particular porque o tempo morto real não é uma constante do sistema, mas notou-se que ele varia com a energia do evento. Tipicamente, eventos com maior energia fazem com que os circuitos eletrônicos demorem mais tempo para se recuperar até o ponto de onde eles poderiam identificar o próximo evento, e consequentemente produzem períodos mais longos de tempo morto real. Levar isso em consideração permite que o processamento seja otimizado para ser o mais rápido possível.

[0019] Portanto, torna-se provável que seja importante para a

8 / 40 invenção que os meios de processamento de dados associados a cada detector sejam capazes de amostrar e processar eletronicamente os dados dos eventos o mais rápido possível. Os meios de processamento de dados compreendem preferencialmente um módulo de amostragem rápida de eventos em estado sólido que é, por exemplo, um conversor A-D, e um módulo de análise rápida de dados de estado sólido que inclui, por exemplo, uma matriz de portas programável em campo (FPGA - "field programmable gate array") em combinação com um microprocessador adequado. A etapa de detecção de eventos de contagem sucessivos é preferencialmente realizada pelo uso de tal módulo de amostragem de eventos que é, por exemplo, um conversor A-D. As etapas adicionais de processamento de dados do método são preferencialmente realizadas pelo uso do dito módulo de análise de dados que, por exemplo, inclui uma matriz de portas programável em campo (FPGA - "field programmable gate array ") em combinação com um microprocessador adequado. As etapas de medição de uma duração de cada dito evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento e determinar uma contagem total de tempo morto para o período de medição como a soma de cada tempo morto associado a cada evento de contagem e determinar a contagem de eventos total são, por exemplo, executadas usando a FPGA. O microprocessador lê estas (após o final do período de amostragem) para executar a subtração (duração da amostragem - duração do tempo morto) e o cálculo da taxa de contagem corrigida.

[0020] Em um caso preferencial, o detector compreende um cintilador e um fotodetector. Em tal caso preferencial, o método compreende fazer com que a fonte emita radiação para o dito detector, como para ser incidente sobre o dito cintilador, e detecte sucessivamente eventos de contagem que correspondem a fótons a partir da fonte incidente sobre o dito cintilador pela detecção de uma resposta de luminescência do dito cintilador no fotodetector.

[0021] Tipicamente, um evento é amostrado de maneira familiar por

9 / 40 uma análise de pico/limite de altura de pulso, por exemplo da resposta de tensão no fotodetector. Isto é, um evento é contado quando uma amplitude de pulso, e por exemplo uma tensão do pulso, aumenta acima de um valor limite de medição predeterminado, a partir de um ponto abaixo daquele valor limite de medição predeterminado, uma altura de pulso de pico e, por exemplo, uma tensão de pulso de pico para o evento é medida, e uma duração de evento é medida como a duração de tempo que a amplitude de pulso permanece acima do valor limite de medição ou, alternativamente, para a duração de tempo que a amplitude de pulso permanece acima de algum segundo valor limite predeterminado. O tempo morto medido de acordo com os princípios da invenção pode ser esta duração de evento ou pode ser de outro modo funcionalmente relacionado com esta duração de evento. Por exemplo, podem ser mantidos um registro de contagem cumulativo e um registro de tempo morto cumulativo. No caso de ser amostrado um pico, o registro de contagem é incrementado por um e o registro de tempo morto é incrementado pelo tempo morto medido. No final do período de medição, uma contagem total relatada é produzida a partir do registro de contagem e um tempo morto total reportado a partir do tempo morto, e estes são usados para fazer uma correção conforme descrito acima.

[0022] Em um refinamento do método, com a intenção de descartar picos que foram gerados por múltiplas interações de fótons sobrepostas, uma janela de medição é predeterminada compreendendo um limite superior e um limite inferior para a amplitude do sinal de pulso de pico, e uma contagem relatada é produzida com base apenas em contagens de eventos onde a amplitude de sinal de pulso está entre os ditos limites superior e inferior. Ou seja, uma altura de pulso de pico é determinada, mas uma contagem só é registrada em um registro de contagem se a altura de pulso de pico estiver dentro da janela. Outros picos fora da janela não são registrados como contagens no registro de contagem. No entanto, neste refinamento do método,

10 / 40 a duração do tempo morto é medida para todos os eventos, inclusive aqueles que têm a altura de pulso de pico fora da janela e foram descartados e não registrados no registro de contagem.

[0023] Em um caso preferencial, uma pluralidade de detectores é fornecida. De preferência, uma correção de tempo morto calculada separadamente de acordo com os princípios acima é aplicada a cada dito detector. Opcionalmente, um detector pode ser operado em uma pluralidade de energias de amostragem. De preferência, uma correção de tempo morto calculada separadamente, de acordo com os princípios acima, é aplicada a cada energia de amostragem. No caso em que múltiplos detectores são operados em uma pluralidade de energias de amostragem, preferencialmente a correção de tempo morto é aplicada individualmente a cada energia de amostra para cada detector.

[0024] A aplicação da correção de tempo morto individualmente e separadamente para cada energia de amostra e/ou cada detector em um tomógrafo de múltiplos detectores minimiza a largura de banda necessária para os dados de cada detector durante a varredura.

[0025] Dessa forma, de acordo com esta modalidade mais completa do primeiro aspecto da invenção, é fornecido um método de detecção, por um detector de radiação de múltiplos detectores, da radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo que o método compreende: fornecer pelo menos uma fonte de radiação; fornecer uma pluralidade de detectores capazes de detectar a radiação da fonte; fazer com que a dita fonte emita radiação ao longo de uma trajetória de radiação predeterminada em direção ao dito detector, durante um período de medição, para cada detector separadamente: detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a

11 / 40 fótons da fonte que incidem no detector e são detectados por ele; medir a duração de cada dito evento de contagem para: determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo morto determinado associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

[0026] De modo similar, é fornecido, de acordo com uma modalidade mais completa do segundo aspecto da invenção, um aparelho para detecção, por um detector de radiação de múltiplos detectores, da radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo que o aparelho compreende: pelo menos uma fonte de radiação; uma pluralidade de detectores capazes de detectar radiação da fonte; meios para coletar e processar dados associados a cada detector, de modo a cada detector separadamente: detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons da fonte que incidem no detector e são detectados por ele; medir a duração de cada dito evento de contagem para: determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante um período de medição; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo determinado como morto e associado a cada evento de contagem;

12 / 40 determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

[0027] De preferência, cada detector compreende, de modo familiar, um cintilador compreendendo um material cintilante e um fotodetector. O material cintilante é selecionado de acordo com as propriedades da radiação que será detectada e as condições em que o detector é empregado. Em princípio, qualquer material cintilante adequado pode ser selecionado e muitos materiais são conhecidos e comercializados para a detecção de radiação. Um material de alta densidade fornece uma maior capacidade para parar a radiação em um dado volume e, consequentemente, o cintilador pode ser fabricado com um tamanho menor do que o que seria possível com um material de densidade mais baixa. Um cintilador pequeno é mais estável, por exemplo é menos provável que haja um diferencial de temperatura entre diferentes partes do cristal. Cristais menores transmitem luz de forma mais eficaz exigindo o uso de fotodetectores de menor energia. Um cintilador pequeno pode ter uma pequena superfície detectora, de modo que a radiação que se desloca ao longo de uma trajetória estreita possa ser detectada sem uma quantidade significativa de radiação incidente proveniente de radiação de fundo ou de radiação dispersada da mesma trajetória ou de diferentes trajetórias.

[0028] Para algumas aplicações, pode ser preferencial o uso de um material inorgânico denso, de modo que os fótons incidentes possam ser parados com o uso de um detector o menor possível. Materiais cintilantes que têm uma densidade > 5 e um número Z (número atômico) alto são preferenciais. É preferencial que o(s) cintilador(es) tenha (tenham) uma profundidade e uma densidade que lhe(s) permita(m) parar > 80% dos fótons

13 / 40 gama de energia de 662 keV.

[0029] Para uso em aplicações que exijam resistência a condições ambientais, especialmente umidade, um cintilador de cristal não higroscópico deve ser selecionado. Os detectores especialmente preferenciais para uso com radiação gama incluem BGO (germanato de bismuto), CdWCy, LaBr3(Ce), LYSO (oxiortossilicato de lutécio e ítrio - dopado com cério), LSO (oxiortossilicato de lutécio - dopado com cério) e CeF3 (fluoreto de cério). Quando for necessário um detector mecanicamente robusto, um cristal que não tem planos de clivagem pode ser preferencial para aumentar sua resistência à ruptura após um choque térmico ou mecânico.

[0030] Para outras aplicações, pode ser preferencial o uso de um cintilador plástico, por exemplo compreendendo um material no qual um emissor fluorescente primário é apoiado em uma base sólida de um material polimérico.

[0031] Cada cintilador tem uma superfície detectora que, em uso, é disposta para cruzar a trajetória de radiação de modo a que a radiação incida sobre a superfície detectora. Outras superfícies do detector que não são configuradas como superfícies detectoras serão chamadas de superfícies não detectoras. Embora qualquer parte de um cintilador seja normalmente capaz de detectar fótons, a designação neste relatório descritivo de superfícies detectoras e superfícies não detectoras se refere à disposição do cintilador em um detector para detectar radiação a partir de uma fonte. Cada cintilador tem uma superfície detectora definida por sua espessura t e altura h. De preferência, t < h na superfície detectora. De preferência, o cintilador tem uma profundidade d perpendicular à superfície detectora de pelo menos 2t.

[0032] O cintilador tem também uma superfície através da qual a luz gerada pelo cintilador, em resposta à incidência de fótons sobre a superfície detectora, deixa o cintilador. Essa superfície é chamada na presente invenção de superfície coletora. A superfície coletora está disposta em comunicação

14 / 40 óptica com o fotodetector. A superfície coletora pode estar em contato com o fotodetector ou pode ser separada do mesmo por um ou mais transmissores de luz, sob a forma de uma janela, lente, fibra óptica, tubulação de luz ou material de acoplamento óptico, etc., feitos de um material que transmite a luz gerada pelo cintilador para o fotodetector. A superfície coletora do detector pode ter uma área em seção transversal e formato semelhante à janela do fotodetector ou pode ser diferente. O detector em si pode agir como um guia de luz para passar uma proporção substancial da luz gerada no cintilador para o fotodetector. Neste contexto, o uso da expressão "proporção substancial" significa que a totalidade da luz gerada no cintilador é passada para o fotodetector, com exceção de uma proporção de luz que é perdida de modo não intencional devido à eficiência da transmissão da luz ser menor que 100%.

[0033] Cada um dos detectores compreende um cintilador, normalmente suportado em uma posição adequada de modo a que a superfície detectora intercepte uma trajetória de radiação emitida pela fonte a uma distância particular a partir de um ângulo particular à fonte de radiação. É uma característica específica da invenção, que o detector possa reduzir substancialmente a detecção de radiação dispersada e aumentar a precisão com a qual radiação emitida por uma fonte ao longo de uma trajetória linear específica seja detectada. O fornecimento de um detector tendo um formato alongado no qual t < h, com mais preferência < 0,5 h, na superfície detectora, possibilita que os detectores estejam situados em estreita proximidade de modo que a resolução espacial de cada detector seja alta. A profundidade do detector contribui para a eficiência de interrupção do detector, de modo que um detector tendo uma profundidade d perpendicular à superfície detectora em pelo menos 2t, com mais preferência em pelo menos 5t, especialmente > 10t, é preferencial para parar e medir fótons energéticos.

[0034] A dimensão menor da superfície detectora do cintilador é de

15 / 40 preferência entre cerca de 1 mm e cerca de 10 mm. A dimensão menor é definida como sendo a espessura t do material. Com mais preferência, 1 mm < t < 5 mm e, em uma modalidade preferencial, t é cerca de 5 mm. De preferência, a superfície detectora é genericamente retangular de modo que a área da superfície é definida como t x h, onde h está na faixa de 5 a 100 mm. Com mais preferência, 10 mm < h < 50 mm e, em uma modalidade preferencial, h é cerca de 25 a 40 mm. A profundidade d do cintilador está na faixa de 10 - 100 mm. Com mais preferência, 25 mm < d < 75 mm e, em uma modalidade preferencial, d é cerca de 40 a 60 mm.

[0035] Um material que é impermeável à radiação pode cobrir uma parte da superfície detectora do cintilador para delimitar a porção da superfície detectora na qual a radiação pode colidir. O colimador pode se sobrepor e cobrir uma ou mais bordas de cristal em até cerca de 5 mm.

[0036] A detecção de fótons dispersos é, de preferência, adicionalmente reduzida pela prevenção da radiação detectável a partir do impacto sobre as superfícies do detector que não são superfícies detectoras. Isso pode ser tipicamente obtido através da cobertura das superfícies não detectoras, exceto para a porção da superfície coletora em comunicação óptica com o fotodetector, com um material que impede a transmissão da radiação para as superfícies não detectoras. Em uma modalidade preferencial, os detectores são circundados pelo material de blindagem de modo que todas as superfícies não detectoras, com exceção da porção da superfície coletora em comunicação óptica com o fotodetector, são protegidas da radiação. Por material de blindagem entende-se um material que atenua grandemente a radiação que deve ser detectada pelo detector. Tipicamente, um material de blindagem para proteção contra radiação ionizante, como radiação gama, inclui chumbo e ligas de metal pesado. Esses materiais são bem conhecidos pelas pessoas versadas na técnica de projetar os detectores de radiação e instrumentos nucleônicos.

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[0037] Quando o cintilador é fino, a luz de cintilação gerada como resultado da interação de um fóton gama com o material de cintilação é suscetível de ser refletida internamente várias vezes antes de entrar no fotodetector. Uma vez que cada reflexão pode ser menor que 100% de eficiência, a capacidade para múltiplas reflexões fornece múltiplas oportunidades para a perda de luz e dessa forma uma redução na eficiência de detecção do detector. É, portanto, preferencial fornecer superfícies não detectoras com meios para refletir a luz internamente com o detector. De preferência, as superfícies não detectoras são revestidas com um revestimento super-refletivo, capaz de refletir pelo menos 95% da luz do cintilador e, com mais preferência, pelo menos 98% de tal luz.

[0038] Pode ser fornecida uma unidade de detecção que compreende um ou mais detectores. Quando a unidade de detecção compreende mais de um detector, posicionado sob a forma de uma matriz de detectores, uma modalidade preferencial da invenção compreende um bloco de material de blindagem (um "bloco detector") que tem aberturas que se estendem para dentro a partir de uma superfície do bloco, cada abertura contendo um detector, a superfície detectora sendo acessível à radiação de fora do bloco. Uma porção da superfície detectora pode ser coberta pelo material de blindagem para efeitos de delimitar a área da superfície detectora ou para reter mecanicamente o detector no interior da abertura. As superfícies não detectoras do detector podem ser opcionalmente encerradas parcialmente ou totalmente dentro da abertura e cobertas pelo material de blindagem. O bloco detector inclui meios pelos quais a(s) superfície(s) coletora(s) do(s) cintilador(es) pode(m) ser colocada(s) em contato com um fotodetector ou um transmissor de luz. Tais meios podem assumir a forma de uma passagem aberta através da qual o cintilador se estende de modo que a superfície coletora seja acessível ao fotodetector ou transmissor de luz.

[0039] A precisão do detector pode ser aumentada pelo fornecimento

17 / 40 de meios de colimação para restringir a trajetória ao longo da qual a radiação pode se mover para a superfície detectora.

Os meios de colimação preferencialmente compreendem um colimador formado a partir de um material de blindagem e disposto de modo que a radiação que se move em direção à superfície detectora a partir de direções selecionadas possa entrar em contato com a superfície detectora, enquanto que a radiação que se desloca a partir de direções não selecionadas é excluída da superfície detectora.

Dessa forma, apenas a radiação que se desloca ao longo de trajetórias selecionadas de uma fonte de radiação para o detector pode ser detectada.

A colimação pode ser disposta de modo que a radiação de uma ou mais fontes de radiação selecionadas seja detectada.

Um design adequado de colimação pode reduzir significativamente a detecção de fótons dispersos, que são geralmente defletidos da trajetória ao longo da qual eles foram emitidos pela fonte.

Alternativamente, a colimação pode ser projetada de modo que os fótons dispersos e outras radiações secundárias sejam detectados preferencialmente.

Em uma modalidade preferencial, os meios de colimação compreendem um bloco de material de blindagem que tem um canal, ou de preferência, uma pluralidade de canais que se estendem através deste.

O bloco colimador compreende uma pluralidade de canais, cada canal sendo formado através do bloco e correspondendo em posição a um dos detectores na dita matriz.

Cada canal é conformado para definir a trajetória de radiação que deve ser detectada por cada cintilador.

Cada canal tem uma abertura na extremidade proximal para o cintilador que é preferencialmente montado sobre a superfície detectora do cintilador, de modo que a superfície detectora, ou uma porção da mesma, esteja dentro da abertura do canal.

A extremidade de um canal distal ao cintilador está aberta para permitir a entrada de radiação no canal e a trajetória para o cintilador.

A abertura preferencialmente está no plano de uma tangente a um círculo que tem a fonte como a sua origem.

A área da abertura distal define a máxima área útil através da qual a radiação

18 / 40 pode passar para a superfície detectora. As paredes do canal são normalmente retas. O comprimento do canal (s) é determinado de acordo com os requisitos do detector e a energia de radiação emitida pela fonte. Um canal mais longo reduz a detecção de radiação refletida ou dispersa mais do que um canal mais curto e, assim, a resolução de detecção de uma trajetória particular de radiação é mais alta. O comprimento dos canais de colimação pode ser determinado pelo versado na técnica de acordo com o tipo de radiação a ser colimada, de acordo com princípios conhecidos da física. De modo geral, para colimar a radiação de uma fonte de césio (que é uma fonte preferencial para uso no método e no aparelho da invenção), uma profundidade de colimação de pelo menos 50 mm deve ser usada. Uma fonte de cobalto exige mais colimação e geralmente uma profundidade de pelo menos 75 a 80 mm seria usada. O amerício emite radiação gama menos energética e precisa de apenas cerca de 20 mm de profundidade de colimação. O amerício pode ser usado em algumas aplicações, mas não é adequado para uso em varreduras de tubulações de aço, que é uma aplicação preferencial. A profundidade d, dos canais de colimador, está de preferência na faixa de 30 a 150 mm. Com mais preferência, 50 < d < 150 e, para uso com uma fonte de césio adequada para varrer grandes tubulações, d é com a máxima preferência cerca de 80 a 120 mm.

[0040] A seção transversal do canal pode ser de qualquer formato conveniente, embora seja preferencial que o canal tenha o mesmo formato e a mesma orientação da superfície detectora. Frequentemente, o canal tem uma seção transversal genericamente retangular. O formato e/ou tamanho da seção transversal do canal podem mudar ao longo do comprimento do canal, ou podem permanecer substancialmente constantes. Em uma modalidade preferencial, ao menos um dentre os canais de colimador tem ao menos uma parede que define o canal que está em alinhamento com um raio de um círculo tendo a fonte como a sua origem. De preferência, cada uma das

19 / 40 paredes do canal é alinhada com um raio diferente do dito círculo de modo que a abertura do canal esteja alinhada para estar voltada diretamente para a fonte.

[0041] De preferência, em tal disposição, a extremidade do colimador distal ao cintilador tem uma abertura situada sobre o plano de uma tangente a um círculo que tem a fonte como a sua origem. Desta forma, a detecção de fótons se deslocando em uma linha reta a partir da fonte, através da estrutura alvo ao longo do canal colimador para o detector pode ser maximizada para qualquer dada área de superfície detectora. Com mais preferência, todos os canais colimadores têm ao menos uma parede e, de preferência, todas as suas paredes, alinhadas com o raio de um círculo tendo a fonte como a sua origem. Em tal disposição, as paredes dos canais colimadores não são paralelas umas às outras e todos os canais estão voltados para a direção da fonte. Quando esse alinhamento dos canais colimadores é adotado, e a matriz de unidades detectoras está disposta em um arco que tem uma origem que não é a fonte, ao menos alguns dos canais colimadores não se estendem em uma direção que é perpendicular a uma tangente ao arco. Esta é uma disposição preferencial para varrer uma estrutura cilíndrica, por exemplo uma tubulação. Para produzir os canais de colimação que têm esse alinhamento preferencial, é preferencial formar cada canal em um bloco de material de blindagem por meio de um método de usinagem. Por esta razão, o uso de placas de material de blindagem, por exemplo, placas de aço, do tipo encontradas nas unidades detectoras de aparelho de tomografia por raios X (por exemplo, conforme descrito no documento US-A-4338521) não é preferencial.

[0042] Em uma modalidade do aparelho da invenção, a unidade de detecção compreende um bloco colimador e um bloco detector, unidos de tal modo que a extremidade proximal de cada canal está em registro com a superfície detectora de um detector. O bloco detector e o bloco colimador estão unidos uma o outro de modo que a conexão entre eles não permite que a

20 / 40 radiação incida sobre a superfície detectora de um detector que não tenha se deslocado através de um canal em registro com a superfície detectora. Pode ser possível que o bloco detector e o bloco colimador sejam formados a partir de um único pedaço de material de blindagem, mas é normalmente mais fácil fabricar estes separadamente e então juntá-los.

[0043] O bloco colimador pode ser formado de um material de blindagem denso, como chumbo, ou uma liga pesada que atenua a radiação gama. Alternativamente, o bloco colimador pode ser formado, pelo menos em parte, de um material menos denso, por exemplo aço, que oferece menos blindagem, mas que não é tão pesado como os materiais mais densos de blindagem, como chumbo ou uma liga pesada. Em uma versão de tal colimador, os canais colimadores são formados de um primeiro material, como aço, e uma camada de um segundo material, como uma liga pesada, que tem uma capacidade maior de blindagem que a do primeiro material, posicionada sobre pelo menos uma superfície externa da unidade de detecção.

[0044] Desta forma, a unidade de detecção pode ser melhor protegida contra o impacto de radiação dispersa vinda de direções selecionadas do que de outras direções. Na prática, é possível determinar, através de cálculos e/ou modelagem, a probabilidade da radiação gama dispersa vinda de ângulos específicos incidir sobre a unidade de detecção. Essa informação pode então ser usada para fornecer maior blindagem sobre as superfícies da unidade de detecção nas quais fótons gama dispersos são mais propensos a entrar em contato com as unidades de detecção. Uma maior blindagem pode ser fornecida pelo uso de um ou mais materiais densos ou mediante o aumento da espessura do material de blindagem. Uma vantagem de se fornecer blindagem diferente em diferentes partes da unidade de detecção, ou de se formar a unidade de detecção a partir de materiais diferentes, é que o peso da unidade de detecção pode ser reduzido enquanto a blindagem e a colimação dos detectores são substancialmente mantidas. Uma vantagem adicional do uso de

21 / 40 um material como aço para formar pelo menos uma parte do colimador é obtida se o material tiver resistência estrutural maior do que a de um material de blindagem denso tradicional, como chumbo ou uma liga pesada, de modo que menos apoio estrutural precisa ser usado para apoiar o bloco colimador.

[0045] O fotodetector pode ser um fotodiodo, um tubo fotomultiplicador (PMT "photomultiplier tube"), um fotomultiplicador de silício, um fotodiodo de avalanche ou outros dispositivos adequados para detecção de luz. Atualmente, os PMTs são às vezes preferenciais em relação aos fotodiodos porque eles são mais sensíveis a níveis muito baixos de luz. Para outras aplicações, a utilização de fotodetectores de taxa de contagem rápida, como os fotomultiplicadores de silício ou fotodiodos de avalanche, pode ser preferencial.

[0046] O fotodetector gera um sinal elétrico em resposta à luz que entra através de uma janela óptica. Os comprimentos de onda detectados pelo fotodetector devem ser igualados tanto quanto possível aos comprimentos de onda gerados pelo cintilador para maximizar a eficiência de detecção. Um fotodetector normalmente é fornecido para cada cintilador de modo que a quantidade de radiação detectada por cada cintilador pode ser medida independentemente de outros cintiladores. Os fotodetectores são mantidos em posição por meios de fixação, como uma garra ou um suporte. Quando mais de um fotodetector está presente, estes podem ser montados em posições fixas em um bloco de montagem. O bloco de montagem é feito de um material que é impermeável à luz e a qualquer outra radiação que possa afetar o sinal produzido pelo fotodetector. O fotodetector é montado com sua janela óptica acoplada de modo óptico a uma superfície de coleta do cintilador. O fotodetector pode ser acoplado com o uso de um adesivo de acoplamento óptico. A seleção de um material de acoplamento óptico adequado, como um adesivo que tem algumas propriedades elásticas resilientes, pode fornecer alguma resistência à unidade de detecção contra efeitos de vibração ou

22 / 40 choque de impacto. Normalmente, o fotodetector é adjacente ao cintilador, mas ele pode estar fisicamente separado do cintilador se forem fornecidos meios de transmissão de luz para transmitir a luz do cintilador para o fotodetector. Nesse caso, é importante que a eficiência da transmissão de luz seja tão alta quanto possível.

[0047] O fotodetector pode estar em uma relação coaxial com seu respectivo cintilador e colimador. Alternativamente, o fotodetector pode ser montado em um ângulo em relação ao eixo do colimador e do cintilador, por exemplo em um ângulo entre cerca de 45 e 100 graus em relação ao eixo, especialmente de cerca de 90°. Uma vantagem de se montar o fotodetector em um ângulo em relação ao eixo do cintilador e do colimador é que a profundidade total da unidade de detecção pode ser reduzida em comparação com uma unidade de detecção na qual o fotodetector é montado coaxialmente.

[0048] A redução da profundidade da unidade de detecção ajuda a minimizar o espaço necessário ao redor de uma estrutura-alvo a ser varrida e isso pode permitir a varredura em espaços restritos.

[0049] Em uma modalidade preferencial da invenção, é fornecida uma matriz de n unidades de detecção, que compreende uma matriz de n detectores de radiação compreendendo: n cintiladores, n fotodetectores, cada fotodetector sendo opticamente acoplado com um respectivo cintilador, um bloco detector feito de um material altamente atenuante incorporando uma pluralidade de n canais que se estendem através do bloco detector a partir de uma primeira superfície até uma segunda superfície, cada canal sendo dimensionado para acomodar um único cintilador, e um bloco colimador que compreende um bloco de material de blindagem que tem n canais que se estendem através do mesmo, e sendo que o bloco colimador é unido ao bloco detector de modo que cada canal esteja em registro com um cintilador;

23 / 40 sendo que cada cintilador está situado em um canal no bloco detector, e sendo que n = um número inteiro na faixa de 2 a 150.

[0050] Cada superfície detectora forma, de preferência, uma tangente a um arco de um círculo que tem uma fonte de radiação como a sua origem. Em uma modalidade, cada superfície detectora forma uma tangente à superfície de uma parte de uma esfera que tem a fonte de radiação como a sua origem.

[0051] O aparelho da invenção preferencialmente compreende pelo menos uma unidade de fonte. Cada unidade de fonte compreende uma fonte de radiação penetrante, um suporte de fonte e ainda opcionalmente um colimador. O colimador e o suporte de fonte podem ser combinados. O colimador é formado de um material que é altamente atenuante para a radiação emitida pela fonte e é normalmente formado de um material de liga pesada do tipo conhecido e comumente usado para bloquear a radiação do tipo e energia adequados. O colimador está localizado e é adaptado para limitar a radiação emitida pela unidade de fonte a um determinado formato e direção de feixe. De preferência, o feixe de radiação é moldado pelo colimador para formar um leque, um cone ou um frusto-cone, ou um setor em cada caso tendo a fonte como origem. Um formato de feixe preferencial é um setor cilíndrico, isto é, um setor que tem uma espessura ao invés de ser plano. De preferência, o feixe é colimado para fornecer uma área de feixe no local do(s) detector(es) que tem o mesmo formato e área genéricos da(s) superfície(s) de detecção combinadas da matriz de detectores. Na forma preferencial do aparelho, a unidade de fonte é montada sobre um suporte, de preferência na região de uma extremidade de um suporte alongado.

[0052] A fonte de radiação é selecionada pela transparência do material à radiação(ões) a ser medida, por exemplo um vaso e/ou seu conteúdo (por exemplo, o coeficiente de atenuação do meio) e a

24 / 40 disponibilidade de fontes e detectores adequados. Para varrer grandes estruturas sólidas, como vasos e tubulações de processo, fontes adequadas de 60 137 133 241 24 182 gama incluem Co e Cs, Ba, Am, Na e Ta, entretanto qualquer isótopo emissor de raios gama de suficiente poder penetrante pode ser usado, e muitos desses já são usados rotineiramente em calibres de densidade, como aqueles usados como dispositivos de medição de nível. Geralmente, a meia- vida do radioisótopo usado será de pelo menos 2 e, desejavelmente, de pelo menos 10 anos. As meias-vidas dos radioisótopos acima mencionados são: 137 Cs cerca de 30 anos, 133Ba cerca de 10 anos e 241Am cerca de 430 anos. As fontes adequadas geralmente emitem radiação em energias entre cerca de 40 e 1500 keV.

[0053] A unidade de fonte pode incluir uma ou mais fontes. O método de varredura pode utilizar mais de uma fonte, se necessário.

[0054] O aparelho compreende adicionalmente meios para coletar e processar dados associados com o detector e, por exemplo, um processador de dados para processar os sinais elétricos dos detectores. Os sinais representativos das contagens de fótons detectados pelos cintiladores são processados pelo processador de dados. O sinal é corrigido para o tempo morto em conformidade com o descrito acima. O sinal pode ser adicionalmente submetido a algoritmos de estabilização ou suavização, usado como uma média, ou de outra forma operado de acordo com práticas padrão.

[0055] Um processador de dados pode executar cálculos com base no sinal do detector de radiação ou de um processador de sinal, se presente. O processador de dados pode fornecer informações relativas à quantidade de radiação medida ao longo de um intervalo de tempo, ou pode adicionalmente calcular propriedades derivadas de uma estrutura varrida, por exemplo sob a forma de uma densidade aparente ou uma mudança na densidade aparente entre trajetórias de radiação através da estrutura. Em tal caso, o método de varredura é preferencialmente executado sobre uma estrutura alvo em uma

25 / 40 pluralidade de posições radialmente deslocadas ao redor da estrutura de modo que os dados de densidade possam ser capturados em uma variedade de ângulos através da estrutura e um algoritmo de tomografia possa ser usado para fornecer informações sobre as mudanças de densidade em diferentes trajetórias através da estrutura. Em uma forma preferencial, os dados dos detectores são processados pela unidade de processamento de dados com o uso de algoritmos de tomografia para produzir uma representação gráfica da densidade ou da composição da estrutura alvo ao longo de trajetórias diferentes. O processador de dados pode conter uma calibração ou informações sobre a fonte de radiação. A saída do processador de dados pode ser conectada a uma tela ou um meio de transmissão (opcionalmente sem fio) de modo que um sinal possa ser enviado do aparelho para um local remoto. Alternativamente, um sinal que compreende dados do próprio detector de radiação pode ser enviado para processamento em um local remoto. Uma fonte de alimentação é fornecida para alimentar os fotodetectores, o processador de dados, os componentes eletrônicos de controle e também para energizar motores para mover o aparelho.

[0056] A invenção pode encontrar aplicabilidade particular na varredura de tubulações ou outras estruturas grandes com radiação gama de alta energia, por exemplo em locais submarinos.

[0057] De acordo com essa aplicação, a invenção se refere a um método de varredura de uma estrutura para detectar suas propriedades físicas e a um aparelho adaptado para varrer uma estrutura para detectar suas propriedades físicas. Em particular, a invenção se refere a um método de varredura de uma estrutura alongada, como uma tubulação, para detectar mudanças de densidade do seu material que podem indicar variações da espessura da parede causadas por corrosão ou erosão, ou para deduzir informações sobre o conteúdo da tubulação como o acúmulo de depósitos ou a natureza do fluido que flui pela tubulação, e a um aparelho para tal

26 / 40 varredura de uma estrutura alongada. Tipicamente, o método e o aparelho dizem respeito à medição da densidade de uma estrutura por meio de detecção, por um detector de radiação, da radiação emitida por uma fonte de radiação.

[0058] A presente invenção, em um aspecto mais completo, fornece um método de varredura de uma estrutura para detectar mudanças de densidade entre diferentes partes da estrutura, que compreende as etapas de: (a) fornecer pelo menos uma fonte de radiação gama, e uma pluralidade de unidades de detecção capazes de detectar a dita radiação gama, cada dita unidade de detecção compreendendo: um detector de radiação que compreende um cintilador compreendendo um material cintilante; um fotodetector para a detecção da luz emitida pelo cintilador em resposta à radiação gama, e um colimador colocado entre o cintilador e a fonte de radiação; (b) fazer com que a dita fonte emita radiação gama ao longo de uma trajetória de radiação predeterminada em direção ao dito detector, sendo que a dita trajetória passa através de ao menos uma porção da dita estrutura; c) para cada detector separadamente: detectar eventos de contagem sucessivos correspondentes a fótons de radiação gama detectados pelo detector; medir a duração de cada dito evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; determinar um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo morto associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação

27 / 40 de um fator de correção baseado na subtração do tempo morto total a partir do período de medição; e) calcular um valor de densidade para cada trajetória a partir da taxa de contagem de fótons corrigida detectada pelo detector associado com a respectiva trajetória.

[0059] A presente invenção, em um aspecto mais completo, fornece também um aparelho para varrer uma estrutura para detectar mudanças de densidade entre partes diferentes da estrutura, compreendendo: pelo menos uma unidade de fonte que compreende uma fonte de radiação gama e material de blindagem dispostos para restringir a emissão de radiação gama da unidade de fonte; uma pluralidade de unidades de detecção capazes de detectar a dita radiação gama, cada dita unidade de detecção compreendendo: um detector de radiação que compreende um cintilador compreendendo um material cintilante; um fotodetector para a detecção da luz emitida pelo cintilador em resposta à radiação gama, e um colimador colocado entre o cintilador e a fonte de radiação; e meios para processamento de dados para, em cada detector, separadamente: detectar eventos de contagem sucessivos correspondentes a fótons de radiação gama detectados pelo detector; medir uma duração de cada tal evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; determinar um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo morto associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição;

28 / 40 calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado na subtração do tempo morto total a partir do período de medição; e calcular um valor de densidade para cada trajetória a partir da taxa de contagem corrigida para o detector associado com a respectiva trajetória.

[0060] O método do aspecto mais completo da invenção inclui, por exemplo, o método do primeiro aspecto da invenção e o aparelho do aspecto mais completo da invenção inclui, por exemplo, o aparelho do segundo aspecto da invenção. O aparelho do aspecto mais completo da invenção é adequado para uso no método de varredura do aspecto mais completo da invenção, no qual uma estrutura-alvo é varrida para detectar alterações em seu formato ou sua composição por meio da passagem de radiação emitida por uma fonte de radiação através da estrutura, e da detecção de radiação após esta radiação ter passado através da estrutura.

[0061] O método de varredura opera sob o princípio bem conhecido de que a quantidade de radiação atenuada ou dispersada por um objeto está relacionada com a massa do material que a radiação atravessou. Mediante a medição da quantidade de radiação detectada através de cada trajetória selecionada na estrutura alvo é possível calcular e/ou comparar a densidade da estrutura ao longo de uma trajetória de radiação com a densidade da estrutura ao longo de uma trajetória de radiação diferente. Por "valor de densidade" queremos dizer um valor que representa a densidade relativa ou real da estrutura que se encontra em uma trajetória particular a partir da fonte até um detector particular. O valor de densidade é baseado em uma série de contagens de fótons gama calculadas a partir da taxa de contagem corrigida do detector. O valor de densidade pode ser expresso graficamente, inclusive sob a forma de uma imagem ou parte da mesma. As dimensões relativas do(s) cintilador(es) do detector de radiação da presente invenção permitem que uma

29 / 40 pluralidade de cintiladores seja colocada em estreita proximidade, para alcançar um alto grau de resolução espacial da radiação detectada de modo que as características das pequenas porções da estrutura sejam detectadas com alta precisão. O método é particularmente útil para a varredura de uma estrutura regular como um tubo, embora o método e o aparelho possam ser usados para varrer outros tipos de estrutura. Em uma modalidade específica da invenção, o método de varredura é um método para detectar mudanças na densidade da parede de uma tubulação. O uso desse método permite que falhas como espaços vazios, rachaduras, incrustações, hidratos de gás ou afinamentos sejam detectadas. A alteração na densidade pode ser detectada em relação às porções adjacentes da parede do tubo ou em relação a um valor de referência gerado a partir de uma tubulação modelo ou um valor calculado.

[0062] No método de varredura deste aspecto da invenção, uma matriz de unidades de detecção é montada em posição oposta a pelo menos uma fonte de radiação gama, de modo que a radiação seja emitida na direção das superfícies detectoras. A estrutura alvo a ser varrida pode ser interposta entre a fonte e a unidade de detecção de modo que a radiação emitida pela fonte possa passar ao longo de uma pluralidade de trajetórias através de uma porção da estrutura e colidir com as superfícies detectoras. A fonte e a unidade de detecção podem ser movidas em relação à estrutura alvo (ou vice- versa) para varrer diferentes porções da estrutura. A principal vantagem do uso de uma matriz de detectores é que diferentes trajetórias através da estrutura podem ser varridas simultaneamente. Cada uma das trajetórias tem o formato de um tronco, tendo a fonte no ápice e a superfície detectora de um detector na base. Cada detector na matriz define uma trajetória diferente através da estrutura de modo que o número de trajetórias que podem ser varridas simultaneamente é igual ao número de detectores na matriz. O número de detectores em uma matriz detectora pode variar de menos que 10 a mais que 100, por exemplo, até 150, dependendo da aplicação para a qual o

30 / 40 método de varredura deve ser usado. Na prática, a massa de material de blindagem necessária para blindar e colimar um grande número de detectores pode fornecer um limite superior prático para o número que pode ser usado.

[0063] A unidade de fonte e a unidade de detecção podem ser montadas sobre um suporte em relação fixa uma com a outra, ou a unidade de detecção pode ser móvel em relação à unidade de fonte. É altamente preferencial que a unidade de fonte e a unidade de detecção sejam montadas em uma relação fixa quando o aparelho está em funcionamento. Isso permite que o aparelho da invenção forneça um alinhamento preciso e fixo das unidades de fonte e de detecção de modo que a modulação das contagens medidas pelos detectores possa ser atribuída apenas aos materiais entre a fonte e o detector através dos quais a trajetória de radiação passa. Desta forma, diferenças muito pequenas na densidade de tais materiais podem ser detectadas, permitindo a detecção de falhas ou alterações pequenas na espessura da parede de uma tubulação. A fonte e a unidade de detecção são, de preferência, montadas de modo que a(s) superfície(s) de detecção de cada um dos detectores forme(m) uma tangente a um arco que tem a fonte em sua origem. Uma pluralidade de unidades de detecção são dispostas em posição próxima umas às outras. É preferencial que a matriz de unidades de detecção seja disposta sob a forma de um arco que tem um raio centralizado no centro do objeto ou estrutura a serem varridos. O design da unidade de detecção preferencialmente minimiza a distância total em cada trajetória de detecção através de cada unidade de detecção, a fim de tornar a matriz de unidades de detecção tão compacta quanto possível e, ao mesmo tempo, manter uma profundidade de colimação suficiente e um detector para garantir a eficiência da detecção de fótons gama em cada trajetória.

[0064] Em uma forma preferencial da invenção, a unidade de fonte e as unidades de detecção são montadas em um suporte que fornece meios para que a estrutura a ser varrida, ou uma porção da mesma, sejam localizadas

31 / 40 entre a unidade de fonte e a unidade de detecção. O suporte mantém a unidade de fonte e a unidade de detecção em uma relação espaçada fixa. O suporte inclui, portanto, meios para montar ao menos uma unidade de fonte e meios para montar uma pluralidade de unidades de detecção no suporte. O suporte pode compreender uma porção alongada ou um "braço" tendo uma primeira e uma segunda extremidades opostas com as quais a dita unidade de detecção e unidade de suporte podem ser montadas ou unidas. Os meios para montagem de uma unidade de detecção compreendem um gabinete de detector unido ao suporte. O suporte, a unidade de fonte, e/ou o gabinete de detector podem ser formados como um componente unitário ou de componentes separados que são unidos. O suporte precisa ser suficientemente forte para aguentar a carga e mover as unidades de detecção e fonte sem se deformar, e suficientemente rígido para manter uma relação precisamente fixa entre a unidade de fonte e o gabinete do detector, incluindo quaisquer unidades de detecção alojadas no mesmo. Um material adequado para o suporte compreende uma liga de alumínio, que pode ser usinada por métodos conhecidos para adquirir o formato necessário para o suporte.

[0065] O gabinete de detector é conformado para alojar uma ou mais unidades de detecção e para prender tais unidades de modo que elas não se movam acidentalmente durante o funcionamento do aparelho. Um importante recurso preferencial do aparelho é que as unidades de detecção possam ser mantidas em uma relação fixa com a fonte durante o uso em um método de varredura. O gabinete de detector pode ser de tal tamanho e formato que acomode várias unidades de detecção ao mesmo tempo, por exemplo 2 a 100 unidades. O gabinete de detector pode incluir meios para alojar uma unidade de detecção em mais de uma posição no gabinete. Os meios podem compreender simplesmente um gabinete de detector que tem espaço suficiente para alojar uma unidade de detecção em mais de um local dentro do gabinete. Meios como trilhos de guia ou um motor podem também ser incluídos para

32 / 40 mover uma ou mais unidades de detecção de um primeiro local dentro do gabinete para um segundo local dentro do gabinete. Um limite prático da resolução de um método de varredura que usa uma matriz de detectores é que o espaçamento entre cada um precisa ser suficiente para permitir uma quantidade mínima necessária de blindagem para assegurar que cada detector seja adequadamente protegido contra os fótons que colidem com um detector vizinho. Mesmo quando ligas altamente densas são usadas para blindagem do detector, nós descobrimos que uma limitação prática do espaçamento entre os detectores é de aproximadamente 1 grau de arco. Em uma modalidade do aparelho, o gabinete de detector é de tamanho suficiente para permitir que uma unidade de detecção possa ser alojada em ao menos duas posições, desviadas uma da outra por uma distância que é uma fração da distância entre os detectores. Quando a fração é de 0,5 da distância de espaçamento do detector (0,5 s), a resolução do aparelho pode ser duplicada mediante a realização de uma primeira varredura quando a matriz de detecção está em uma primeira posição no gabinete e então da repetição da varredura quando a matriz de detecção está em uma segunda posição no gabinete que é deslocada em relação à primeira posição por 0,5 segundo. Se forem fornecidas posições adicionais, e ou se a distância angular entre elas for reduzida, varreduras adicionais podem fornecer dados adicionais para melhorar a resolução da varredura. O detector pode ser movido entre qualquer uma das pelo menos duas posições, por exemplo por meio da operação de uma chave elétrica operada por um solenoide. A provisão de meios para travar a matriz de detecção firmemente em uma única posição durante a varredura é muito preferencial. Esses meios podem compreender um pino acionado por mola ou saliência que se engata em um orifício de indexação em cada uma das posições desejadas.

[0066] Em uma forma particularmente preferencial, o aparelho que compreende suporte, gabinete de detector (incluindo qualquer unidade de

33 / 40 detecção no mesmo) e unidade de fonte, pode ser movido lateralmente e/ou de forma giratória, em relação à estrutura e meios são fornecidos para efetuar tal movimento. De preferência, as unidades de fonte e de detecção são giradas ao redor da estrutura de modo que o raio de rotação tenha uma origem dentro da estrutura, por exemplo, a origem pode ser aproximadamente no centro geométrico da estrutura no plano de rotação. Os meios para o dito movimento podem incluir meios de orientação e impulsão motorizados ou manuais, como trilhos, pistas, canais de guia ou indicadores de localização, para guiar a trajetória de rotação. De preferência, o aparelho é dotado de pelo menos uma pista ou trilho, conformados para se adaptarem a pelo menos uma parte da estrutura a ser examinada. Para varredura de tubulação, por exemplo, uma ou mais pistas arqueadas podem ser fornecidas de modo que o aparelho possa ser movido ao longo das pistas, por exemplo por meio de um acionamento helicoidal ou um motor de passo que gira uma roda de acionamento estriada, engrenagem ou dente para girar o gabinete de detector e a fonte ao redor da circunferência da estrutura. Em uma forma preferencial, os meios de orientação são indexados, por exemplo mediante o fornecimento de reentrâncias nas quais dentes de uma engrenagem de acionamento podem engatar para efetuar o movimento do aparelho de varredura. A provisão de movimento indexado pode proporcionar um número predeterminado de locais de varredura em posições angulares conhecidas ao redor da estrutura. De preferência, são fornecidos meios para girar as unidades de detecção e a fonte ao redor de uma circunferência da estrutura a ser varrida. No caso de um objeto cilíndrico, como uma tubulação, as unidades de detecção e a fonte são giradas ao redor da circunferência da tubulação. O método de varredura é executado em uma pluralidade de posições radialmente inclinadas ao redor da estrutura de modo que os dados de densidade possam ser capturados em uma variedade de ângulos através da estrutura.

[0067] Os meios de orientação, por exemplo pistas, podem se estender

34 / 40 parcialmente ou totalmente ao redor da tubulação. É preferencial que se mova a fonte e a unidade de detecção continuamente ao redor da estrutura a fim de evitar problemas, como danos ao aparelho ou o deslizamento do sistema de varredura, associados a aceleração e parada sucessivas do aparelho. Mais de uma varredura podem ser necessárias para reunir dados suficientes para determinar as propriedades da estrutura, embora o número de varreduras e o tempo de varredura dependam da densidade e da massa do material através da qual a radiação precisa passar a partir da fonte até as unidades de detecção. De preferência, um movimento giratório contínuo ao redor da estrutura a uma velocidade angular relativamente baixa, por exemplo de cerca de 1 a cerca de 20 rpm, especialmente de 1 a 10 rpm, é mantido durante a operação de varredura. Portanto, em um aparelho preferencial, meios como uma pista contínua são fornecidos para permitir esse movimento. Os meios de orientação podem ser fornecidos em mais de uma parte, as quais, após a implantação do aparelho, são colocadas juntas e opcionalmente unidas, para formar o comprimento desejado da trilha para varredura. A unidade de fonte, a unidade de detecção, o suporte e os meios de orientação podem ser todos alojados em um invólucro que é capaz de circundar pelo menos uma parte da estrutura. O invólucro pode ter uma posição aberta na qual ele pode ser posicionado ao redor da estrutura e uma posição fechada na qual este é capaz de varrer a estrutura. O invólucro pode assumir a forma de um par articulado ou um conjunto de garras que podem ser presas à estrutura a ser examinada.

[0068] A energia pode ser recuperada a partir do movimento do aparelho por meio de um dínamo, ou similar, que pode ser então usada para ajudar a alimentar os detectores ou outros sistemas operacionais do aparelho.

[0069] O movimento do aparelho pode também envolver levantar e/ou deslizar o aparelho manualmente ou por meios mecânicos, por exemplo, por meio de um veículo operado remotamente (ROV). Um ROV pode ser preferencial para posicionar e mover o aparelho quando instalado em locais

35 / 40 remotos ou subaquáticos. Um movimento linear, por exemplo paralelo ao eixo de uma tubulação ou de um vaso, pode ser obtido por meio de um mecanismo rastejador ou com o uso de um trilho ou de calhas, ou alternativamente por meios externos, como um aparelho de elevação ou ROV. Os meios de movimentação podem incluir indexar, por exemplo em uma separação angular particular, a fim de fornecer um número predeterminado de locais de varredura em posições conhecidas ao redor da estrutura. Para uma aplicação como a varredura de uma tubulação, o movimento pode ser controlado por meio de uma unidade de controle eletrônico programada, por exemplo, para executar um movimento temporizado predeterminado ou um conjunto de movimentos da fonte e das unidades de detecção em relação à tubulação. O movimento pode ser rotacional para varrer em torno da circunferência da tubulação e/ou lateral para se mover axialmente ao longo da tubulação.

[0070] O aparelho pode compreender meios para suportar o aparelho próximo à estrutura a ser examinada. Tais meios podem compreender garras, que são capazes de engatar a estrutura e sustentar o aparelho de varredura em uma ou mais posições na estrutura. As garras podem ser operadas manualmente, mas a operação mecânica das garras é preferencial.

[0071] Em uso no método de varredura da invenção, o aparelho é posicionado de modo que a unidade de fonte e as unidades de detecção estejam posicionadas em relação à estrutura a ser varrida de modo que uma ou mais trajetórias de radiação a partir da fonte até os detectores na unidade de detecção passem através da porção desejada da estrutura. A quantidade de radiação, sob a forma de contagens, é medida pelo detector em cada unidade de detecção posicionada no aparelho. O método de varredura é executado em uma pluralidade de posições radialmente inclinadas ao redor da estrutura de modo que os dados de densidade possam ser capturados em uma variedade de ângulos através da estrutura. O aparelho pode então ser movido para um local ou orientação diferentes em relação à estrutura, e a medição é repetida. Desta

36 / 40 forma, um registro da atenuação à radiação através de cada trajetória de radiação através da estrutura pode ser coletado e usado para calcular o local das mudanças ou construir uma representação da estrutura e seu conteúdo. Informações como alterações de densidade que podem evidenciar falhas ou outras características da estrutura, podem ser obtidas a partir dos dados recolhidos dos detectores com o uso de ferramentas de análise de dados conhecidas para uso em métodos de tomografia.

[0072] Para operação subaquática, é preferencial que a flutuabilidade do aparelho seja aumentada por meio de um bloco de flutuabilidade. Se usado, o bloco de flutuabilidade pode ser fixado ao aparelho por meio de uma conexão flexível de modo que a força de flutuação produzida possa ser equilibrada durante o movimento do aparelho. Adicionalmente, ou como uma alternativa, os espaços no interior do aparelho podem conter um material de espuma a fim de fornecer flutuabilidade positiva ao aparelho. Partes do aparelho podem ser revestidas com um material de espuma resiliente, novamente com o propósito de fornecer flutuabilidade e também proteger o aparelho contra danos físicos, como danos por impacto, e danos induzidos ambientalmente, como corrosão.

[0073] Será entendido que as características descritas em relação a um aspecto da invenção podem ser igualmente aplicáveis a outros aspectos da invenção. Por exemplo, as características descritas em relação a um método de detecção de radiação ou a um método de varredura podem ser igualmente aplicáveis a um aparelho da invenção e vice-versa. Será reconhecido também que características opcionais podem não se aplicar, e podem ser excluídas de certos aspectos da invenção.

[0074] DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0075] A invenção será adicionalmente descrita a título de exemplo apenas com referência às seguintes figuras, que são: Figura 1: uma vista esquemática de um cintilador adequado

37 / 40 para uso no método e no aparelho da invenção Figura 1 A: Uma vista do cintilador da Figura 1 a partir da direção A. Figura 1 B: Uma vista esquemática de um cintilador alternativo adequado para uso no método e aparelho da invenção. Figura 2: uma vista esquemática através de uma seção de uma unidade de detecção. Figura 3: uma vista de uma elevação frontal da unidade de detecção da Figura 2. Figura 4: uma vista diagramática de uma disposição preferencial de um aparelho de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0076] A invenção é descrita, a título de exemplo, com referência a um aparelho adequado ao qual os princípios da invenção podem ser aplicados, que compreende um aparelho para varrer uma tubulação, um vaso de processo alongado ou similar, no qual um feixe de radiação gama produzido por uma fonte é emitido através do objeto alvo para ser detectado por uma matriz de detectores, que são cada um colimados para detectar radiação em um ângulo estreito em relação à largura do feixe de radiação emitido. Os princípios da invenção são particularmente adequados para tal dispositivo, em particular pelo fato de que eles permitem que a correção de tempo morto seja aplicada individualmente a cada amostra em cada detector para cada posição do tomógrafo de múltiplos detectores. No entanto, os princípios de correção de tempo morto incorporados na invenção não se limitam a tais tomógrafos com múltiplos detectores, mas estes podem ser aplicados em qualquer situação onde uma correção de tempo morto é necessária

[0077] As Figuras 1 e 1A mostram um cristal cintilador BGO 10 que tem uma espessura t de 5 mm, uma altura h de 30 mm e uma profundidade d de 75 mm. A superfície detectora 12 é oposta à superfície coletora 14. Todas

38 / 40 as superfícies do cristal, exceto as superfícies detectoras e coleta, são revestidas por um revestimento altamente refletivo.

[0078] A Figura 2 mostra uma seção transversal através de uma unidade de detecção 30 exemplar. A unidade de detecção compreende um bloco de aço inoxidável 20 que define um canal de colimação 22. Em uso, um cristal cintilador 10 é alojado dentro do bloco, com sua superfície coletora opticamente conectada a um fotodetector 26. O fotodetector pode ser um fotodiodo, um tubo fotomultiplicador (PMT), um fotomultiplicador de silício, um fotodiodo de avalanche ou outros dispositivos adequados para detecção de luz. A modalidade ilustrada usa uma matriz de fotomultiplicador de silício 26. A matriz de fotomultiplicador de silício é montada fora de alinhamento com a direção da radiação para reduzir a profundidade total da unidade de detecção. A direção da radiação é indicada pela seta. Circuitos eletrônicos de processamento adequados, incluindo um conversor A-D, um FPGA e um processador adequado para fazer os cálculos de correção (não mostrados) são conectados em série com a matriz de fotomultiplicador de silício.

[0079] A Figura 3 mostra uma elevação a partir da direção da seta. As camadas 28 e 29 de um material de blindagem de liga pesada densa são posicionadas acima e abaixo do bloco de aço 20. Esse material fornece proteção adicional para os detectores contra a radiação dispersa que incide sobre a unidade de detecção.

[0080] A modalidade exemplificadora faz uso de um cristal cintilador inorgânico. Cintiladores alternativos, em particular cintiladores plásticos, podem servir como substitutos. As modalidades exemplificadoras fazem uso de fotomultiplicadores de silício. Fotodetectores alternativos e, em particular, tubos fotomultiplicadores, podem servir como substitutos.

[0081] Um aparelho de varredura possível ao qual os princípios da invenção poderiam ser aplicados, e em que múltiplas unidades de detecção, conforme exemplificado acima, poderiam ser incorporadas, é descrito em

39 / 40 WO2013/064838. Este documento descreve um aparelho para varredura de tubos de aço incluindo duas matrizes arqueadas de unidades de detecção. As unidades de detecção descritas acima podem ser utilizadas em tais matrizes arqueadas em um tomógrafo semelhante.

[0082] A Figura 4 mostra um esquema de tal tomógrafo que aloja uma matriz arqueada de unidades de detecção, conforme descrito acima, em um gabinete de detector de formato genericamente arqueado 72, formado de uma liga de alumínio, e uma unidade de fonte 74 distanciada da matriz de detecção com uma estrutura cilíndrica 82 a ser varrida assentada entre a unidade de fonte e a matriz de detecção. A direção dos três canais colimadores 46a, 46b, 46c das unidades de detecção, conforme descritas acima, é ilustrada para mostrar que estas se alinham com a direção da fonte e não estão alinhadas com o raio Rt da estrutura 82. A fonte e o gabinete de detector estão dispostos para girar ao redor de um ponto central sobre a estrutura 82 em uma trajetória que tem um raio Rt. A unidade de fonte compreende uma fonte de césio de radiação gama 78 circundada por material de blindagem de liga pesada 76 incluindo uma fenda para colimar a radiação em um feixe em formato de leque 80 em direção ao gabinete de detector. O gabinete de detector compreende uma gaiola de liga de alumínio e, na modalidade mostrada, contém duas matrizes arqueadas de unidades de detecção.

[0083] No gabinete de detector mostrado, há espaço para uma ou mais unidades de detecção a serem colocadas na porção central do gabinete. Nessa posição, uma unidade de detecção poderia detectar a radiação que passa através do lúmen do tubo e seu conteúdo. O uso de uma unidade de detecção em tal posição seria, portanto, adequado para conduzir varreduras de tomografia da tubulação e do conteúdo.

[0084] O aparelho é dotado de dispositivos eletrônicos para coleta e processamento de dados, incluindo um FPGA, que conta os eventos nucleônicos de cada detector. Em uma modalidade, uma matriz de detectores

40 / 40 95 é fornecida. O período de amostragem para cada um dos detectores é sincronizado de acordo com a posição rotacional do instrumento, de modo que cada amostra contenha as contagens acumuladas enquanto o instrumento estiver localizado em um setor de 0,25 grau da rotação. Para cada amostra, as contagens são acumuladas com o uso de um contador em um FPGA, a partir de um circuito que faz a amostragem e a envia a um conversor A-D. Uma vez que o processo de amostragem do conversor A-D termina, o circuito restaura a funcionalidade normal de modo que um outro evento possa ser amostrado. A duração deste processo de amostragem é medida e adicionada ao acumulador de tempo morto total de amostragem. No final do período de amostragem, a duração total de tempo morto é subtraída da duração de amostra para determinar a duração de amostra corrigida para uso no cálculo da correção de tempo morto. A taxa de contagem relatada para o detector é um resultado do cálculo de correção apenas para as contagens dentro da janela de medição (onde a amplitude do sinal está dentro de limites superiores e inferiores), no entanto, a duração do tempo morto é corretamente medida a partir de todos os eventos, independentemente de estarem ou não dentro dessa faixa desejada. O valor de contagem de amostragem corrigido relatado tem como base a taxa de contagem corrigida durante esse período de amostragem.

[0085] Os seguintes cálculos são dessa forma realizados: duração_amostragem_corrigida = duração_amostragem - tempo_morto_amostragem taxa_de_contagem_em_janela_corrigida = contagens_janelas / duração_amostragem_corrigida

[0086] Os dados de contagem corrigidos são então adicionalmente processados e podem ser usados para produzir uma imagem de tomografia ou uma indicação de uma ou mais propriedades da tubulação em diferentes locais ao redor da trajetória da operação de varredura. Quando tiverem sido obtidos dados suficientes, o gabinete é aberto e movido para um local diferente ao longo da tubulação para a obtenção de novos dados de varredura.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para detecção, por um detector de radiação, de radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo o método caracterizado por compreender: fornecer pelo menos uma fonte de radiação; fornecer ao menos um detector capaz de detectar radiação da fonte; fazer com que a dita fonte emita radiação ao longo de uma trajetória de radiação predeterminada em direção ao dito detector; durante um período de medição, detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons vindos da fonte e detectados pelo detector; medir uma duração de cada tal evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo determinado como morto e associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a radiação ser radiação de raios X ou radiação gama.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado por o detector compreender um cintilador e um fotodetector.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a detecção de eventos de contagem sucessivos ser feita por uma análise de pico/limite de altura de pulso.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por um evento ser contado quando uma amplitude de pulso se eleva acima de um valor limite de medição predeterminado, uma altura de pico de pulso para o evento é medida, e uma duração de evento é medida como a duração de tempo em que a amplitude de pulso permanece acima do valor limite de medição ou, alternativamente, a duração de tempo em que a amplitude de pulso permanece acima de algum segundo valor limite predeterminado.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por um tempo morto para o evento ser determinado como sendo a duração de evento medida ou um período funcionalmente relacionado à duração de evento medida.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por serem mantidos um registro de contagem cumulativo e um registro de tempo morto cumulativo e, para cada evento de contagem, o registro de contagem ser incrementado por um e o registro de tempo morto ser incrementado pelo tempo morto determinado.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por, no final do período de medição, uma contagem total relatada ser produzida a partir do registro de contagem e um tempo morto total reportado a partir do tempo morto, e estes serem usados para calcular uma taxa de contagem corrigida.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, caracterizado por o número total de eventos de contagem durante o período de medição ser determinado por: especificar uma janela de medição predeterminada que compreende um limite superior e um limite inferior para a amplitude de pulso de pico, e registrar uma contagem de evento apenas para eventos onde a amplitude de pulso está entre os ditos limites superior e inferior.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser fornecida uma pluralidade de detectores.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por uma correção calculada em separado ser aplicada a cada dito detector.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o detector ser operado em uma pluralidade de energias de amostragem.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por uma correção calculada em separado ser aplicada a cada energia de amostragem.

14. Método para detecção, por um detector de radiação de múltiplos detectores, da radiação emitida por uma fonte de radiação, como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo o método caracterizado por compreender: fornecer pelo menos uma fonte de radiação; fornecer uma pluralidade de detectores capazes de detectar a radiação da fonte; fazer com que a dita fonte emita radiação ao longo de uma trajetória de radiação predeterminada em direção a cada dito detector; durante um período de medição, para cada detector separadamente: detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons vindos da fonte e detectados pelo detector; medir uma duração de cada tal evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo determinado como morto e associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

15. Método de varredura de uma estrutura para detectar mudanças de densidade entre partes diferentes da estrutura, caracterizado por compreender executar o método como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, de modo que a dita trajetória de radiação predeterminada passe através de ao menos uma porção da dita estrutura.

16. Aparelho para detecção, por um detector de radiação, da radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo o aparelho caracterizado por compreender: pelo menos uma fonte de radiação; pelo menos um detector capaz de detectar radiação a partir da fonte; meios para coletar e processar dados associados ao detector para: detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons vindos da fonte e detectados pelo detector; medir uma duração de cada tal evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem; calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo determinado como morto e associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

17. Aparelho de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a fonte de radiação ser uma fonte de radiação de raios X ou radiação gama, e o pelo menos um detector ser um detector de radiação de raios X ou de radiação gama.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado por o detector compreender um cintilador e um fotodetector.

19. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado por os meios de processamento e coleta de dados serem configurados para detectar eventos de contagem sucessivos por uma análise de pico/limite de altura de pulso.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por os meios de processamento e coleta de dados serem configurados para detectar um evento quando uma amplitude de pulso aumenta acima de um valor limite de medição predeterminado, para medir uma altura de pulso de pico para o evento, e para medir uma duração de evento como a duração de tempo que a amplitude de pulso permanece acima do valor limite de medição ou, alternativamente, a duração de tempo que a amplitude de pulso permanece acima de algum segundo valor limite predeterminado.

21. Aparelho de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por os meios de processamento e coleta de dados serem configurados para determinar um tempo morto do evento como a duração de evento medida ou um período funcionalmente relacionado à duração de evento medida.

22. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, caracterizado por compreender adicionalmente um registro de contagem cumulativo e um registro de tempo morto cumulativo.

23. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, caracterizado por os meios de processamento de dados compreenderem um módulo de amostragem de eventos.

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o módulo de amostragem de eventos compreender um conversor analógico-digital.

25. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 24, caracterizado por os meios de processamento de dados compreenderem um módulo de análise de dados.

26. Aparelho de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por o módulo de análise de dados compreender uma matriz de portas programável em campo.

27. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 26, caracterizado por ter uma pluralidade de detectores.

28. Aparelho de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por o módulo de análise de dados ser configurado para aplicar uma correção calculada em separado a cada dito detector.

29. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 28, caracterizado por o detector ser configurado para operar em uma pluralidade de energias de amostragem.

30. Aparelho de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por o módulo de análise de dados ser configurado para aplicar uma correção calculada em separado a cada energia de amostragem.

31. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 30, caracterizado por se destinar à detecção, por um detector de radiação de múltiplos detectores, da radiação emitida por uma fonte de radiação, sendo que o aparelho compreende: pelo menos uma fonte de radiação; uma pluralidade de detectores capazes de detectar radiação da fonte; meios para processar e coletar dados associados a cada detector para, em cada detector separadamente: detectar eventos de contagem sucessivos que correspondem a fótons a partir da fonte de energia detectada pelo detector; medir uma duração de cada tal evento de contagem para determinar um tempo morto associado a cada evento de contagem;

calcular um tempo morto total para o período de medição como a soma de cada tempo determinado como morto e associado a cada evento de contagem; determinar uma taxa de contagem de fótons a partir do número total de eventos de contagem durante o período de medição; calcular uma taxa de contagem corrigida mediante a aplicação de um fator de correção baseado em subtrair o tempo morto total do período de medição.

32. Aparelho para varrer uma estrutura para detectar mudanças de densidade entre partes diferentes da estrutura, caracterizado por compreender um aparelho como definido em qualquer uma das reivindicações 16 a 31, compreendendo adicionalmente meios para posicionar a pelo menos uma fonte e o ao menos um detector ao redor de uma estrutura de modo que a dita trajetória de radiação predeterminada passe através de ao menos uma porção da dita estrutura.