En strålande grund att stå på…
- en foton
Detektorer för planar scintigrafi och SPECT
1
Scintillationsdetektorer
• En kristall har tillåtna energitillstånd för elektroner
- Valensband: Elektroner som är bundna i kristallens struktur
- Ledningsband: Elektroner som är fria att röra sig i materialet
• Tillförsel av energi via strålning – elektroner kan övergå till
ledningsbandet. Elektron-hålpar skapas. Foton vid återgång till
valensband – ineffektivt för ren kristall och lite väl hög energi.
Ren kristall
Elektronenergi
Ledningsband
Dopad kristall
Ledningsband
Bandgap
Valensband
ljusfoton
Valensband
NaI(Tl)
Upptäcktes 1948
Ovanligt hög output för ljus, ca 5300 ljusfotoner för 140 keV
Densitet: 3.67 g/cm3, atomnummer ca 50
Stötkänslig, temperaturkänslig och hygroskopisk
Nästan linjär respons – antalet ljusfotoner proportionellt mot
energin som avges vid växelverkan
Energiupplösning ca 9.5 % för 140 keV
Förhållandevis långsamt detektorsystem. Leder till att pulser
överlagras vid höga räknehastigheter.
Scintillationskamera
Insamlingsdator
Positions- och energisignaler
Elektronik för
position och
energi
PM-rör
NaI(Tl)kristall
Ljusledare
Kollimator
Halvledare
Även halvledare är kristallmaterial med ledningsband och
valensband.
Började användas för strålningsdetektion under tidigt 60-tal.
Elektronenergi
Ledningsband
Ledningsband
Bandgap > 5 eV
Valensband
Isolator
Bandgap ca 1 eV
Valensband
Halvledare
Överlappning
Ledare
Halvledare
Utan tillförsel av energi (T = 0 K):
- Valensband fullt, inga elektroner i ledningsband
Vid tillförsel av energi (t ex gammafotons växelverkan):
- Elektroner kan exciteras till ledningsbandet
- Elektron-hålpar skapas
- E-fält över halvledaren → elektrisk puls
CZT
Legering av cadmiumtellurid och zinktellurid, Cd(1-x)ZnxTe (x ~ 0.1)
Densitet: 5.8 g/cm3, atomnummer ca 50
Bandgap ca 1.6 eV. Kan användas i rumstemperatur till skillnad
från halvledardetektorer av germanium och kisel.
Ca 4.6 eV per elektron-hålpar → ca 30 000 informationsbärare för
140 keV
Förluster, t ex ”fällor” leder till klart sämre energiupplösning än i
teorin: ca 6-7% istället för 1.5% vid 140 keV
Kan byggas som pixlade detektormoduler
Halvledardetektorer
Fördelar
Elektronik
Signalen blir elektronisk direkt – inga PM-rör
Högre energiupplösning – bättre kontrast
Högre max räknehastighet
Mindre döda utrymmen i kanterna på detektorn
Bättre bildkvalitet – kontrast till brus (CNR)
Nackdelar
Dyrare
Hjärtkameror kan vara positionskänsliga
Mindre flexibla vad gäller t ex kollimatorer
Kollimator
Detektormoduler
TACK!
