JP6775033B2 - シンチレータの表面に配置された光センサ - Google Patents
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Description
個別の光センサを備える光センサシステムであって、個別の光センサは、個別の光センサの周縁部から第1の表面の一番近い周縁部までの最短距離が第1の表面の一番近い周縁部から第1の表面の中心点までの最短距離の最大で10%になるように第1の表面上に配列されている、光センサシステムと、を備える放射線検出器であって、
光センサシステムが第1の表面の表面積の最大で80%の累積面積を占めること、及び
光センサシステムが第1の表面の中心点から第1の表面の一番近い周縁部までの距離の10%である第1の表面の中心点の距離内のいかなる領域をも占めないこと、のうちの少なくとも一つを含む、放射線検出器。
光センサシステムは、第1の表面上に配列された第1の複数の個別の光センサと、第2の表面上に配列された第2の複数の個別の光センサとを含む、実施形態1〜15のいずれか1つに記載の放射線検出器。
光センサに電気的に結合された分析デバイスと、を備える、放射線検出装置。
シンチレータ表面における個別の光センサの配置に基づいて検出器性能の変化を判定するためにシミュレーションを実施した。シミュレーションは、4インチ(約10.2cm)×4インチ(約10.2cm)×16インチ(約40.6cm)の寸法を有する立方体のNaIシンチレータと、角部構成(図4を参照)、縁部構成(図5を参照)、及び中心構成(図6を参照)の立方体のNaIシンチレータの1つまたは複数の対向する表面に設置される複数の個別の光センサに基づく。
データは、Cs−137ガンマ線ソースから662keVのガンマ線にさらされた立方体NaI(Tl)シンチレータ上で取られた。立方体NaI(Tl)シンチレータは、それぞれ、2インチ(約5cm)×2インチ(約5cm)×2インチ(約5cm)の寸法を有した。光センサ(SiPM、モデル:SensL60035cat27.5Vバイアス)を、角部構成(図4を参照)か中心構成(図6を参照)のどちらかである立方体NaI(Tl)シンチレータのそれぞれの表面に設置した。一連の立方体NaI(Tl)シンチレータを、構成ごとに、光センサによる表面の累積被覆率が徐々に増すことによって試験した。全表面積のパーセントで表された被覆された累積表面積及び各立方体NaI(Tl)シンチレータのパルス高さを図8のグラフに示し、全表面積のパーセントで表された被覆された累積表面積及び各シンチレータのエネルギー分解能を図9のグラフに示す。図8のグラフは、所定量の表面被覆率に関して、SiPMsが中心構成に対して角部構成であるとき収集された光の量(パルス高さに比例する)がより大きいことを示す。図9のグラフは、エネルギー分解能もまた、SiPMsが中心構成に対して角部構成であるときより良好であることを示す。
シンチレータのアスペクト比に基づいて改善された検出器性能を判定するためにシミュレーションを実行した。シミュレーションは、異なるアスペクト比を有するが、各々が約6.5cm2の量を有する立方体のNaIシンチレータに基づいた。各々が6×6mm2のアクティブエリアを有する複数のシリコン光電子増倍管(SiPM)を、角部構成における立方体のシンチレータの端面のうちの1つに設置した(図4を参照)。各光センサのアクティブエリアは6×6mm2であった。
Claims (12)
- 第1の表面を有するシンチレータと、
個別の光センサを備える光センサシステムであって、前記個別の光センサは、前記個別の光センサの周縁部から前記第1の表面の一番近い周縁部までの最短距離が、前記第1の表面の一番近い周縁部から前記第1の表面の中心点までの最短距離の最大で10%になるように前記第1の表面上に配列されている、光センサシステムと、を備える放射線検出器であって、
前記シンチレータは、1.5〜6、または2〜5の範囲のアスペクト比を有し、前記アスペクト比は、前記第1の表面の平均幅WSで割った前記シンチレータの長さLと同一であり、
前記光センサシステムが前記第1の表面の表面積の最大で80%の累積面積を占めること、及び
前記光センサシステムと前記第1の表面の前記中心点との間の距離が前記第1の表面の前記中心点から前記第1の表面の一番近い周縁部までの距離の少なくとも10%であること、のうちの少なくとも一つに該当し、
前記シンチレータはモノリシックシンチレータである、放射線検出器。 - 前記個別の光センサの前記周縁部から前記第1の表面の前記一番近い周縁部までの前記最短距離が、前記第1の表面の前記一番近い周縁部から前記第1の表面の前記中心点までの前記最短距離の最大で8%、最大で6%、または最大で4%、または最大で2%である、請求項1に記載の放射線検出器。
- 前記個別の光センサの前記周縁部から前記第1の表面の前記一番近い周縁部までの前記最短距離が、最大で3mm、または最大で2mm、または最大で1mmである、請求項1または2に記載の放射線検出器。
- 前記シンチレータは多面体シンチレータである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の表面は角部を有し、前記個別の光センサは前記第1の表面の前記角部に配列されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記光センサシステムは、前記第1の表面上に配列された複数の個別の光センサを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記第1の表面は複数の角部と前記角部を接続する周縁部とを有し、前記複数の個別の光センサは前記第1の表面の前記角部のみに配列されている、請求項6に記載の放射線検出器。
- 第1の表面は複数の角部と前記角部を接続する周縁部とを有し、前記複数の個別の光センサは、前記第1の表面の前記角部の各々に前記第1の表面の周縁部に沿って配列されている、請求項6に記載の放射線検出器。
- 前記シンチレータは前記第1の表面に対向する第2の表面を有し、
前記光センサシステムは、前記第1の表面上に配列された第1の複数の個別の光センサと、前記第2の表面上に配列された第2の複数の個別の光センサとを含み、
前記第1及び第2の複数の個別の光センサは、同一の配置で、それぞれ、前記第1及び第2の表面上に配列されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記第2の表面上に配列された前記個別の光センサの全アクティブエリアは、前記第2の表面の前記表面積の最大で80%、または最大で60%または最大で40%、または最大で30%、または最大で25%である、請求項9に記載の放射線検出器。
- 光窓が、前記シンチレータと前記光センサシステムとの間に配列されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の放射線検出器と、
前記光センサに電気的に結合された分析デバイスと、を備える放射線検出装置であって、
前記放射線検出装置は、安全検知装置、検層検出装置、ガンマ線分光装置、同位体同定装置、単一陽電子放射コンピュータ断層撮影(SPECT)分析装置、陽電子放射断層撮影(PET)分析装置、及びX線撮像装置のうちの1つを含む、放射線検出装置。
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