Θεωρητική Μελέτη της γραμμικότητας του ενδογενούς συντελεστή μετατροπής ενέργειας ακτινοβολίας Χ σε οπτική ενέργεια, σε σχέση με φάσματα ακτινογραφικής λυχνίας
A theoretical study of the non-linearity of phosphor materials intrinsic conversion efficiency, under X-ray excitation
Λέξεις-κλειδιά
Aνιχνευτές ιατρικής απεικόνισης ; Mη αναλογικότητα ; Σπινθηριστές ; Θεωρητική μελέτηΠερίληψη
Είναι επιτακτική ανάγκη οι σπινθηριστές να έχουν υψηλή ενεργειακή ανάλυση ώστε να ανιχνεύουν τις ακτίνες Χ αλλά και όταν απορροφούν ενέργεια ακτινών Χ να παρουσιάζουν γραμμική απόκριση σε σχέση με την παραγωγή φωτονίων. Στην βιβλιογραφία έχει καταγραφεί μια μη γραμμικότητα στην παραγωγή οπτικών φωτονίων των σπινθηριστών. Κάποια από αυτά τα αίτια μπορεί να είναι η ενέργεια που απορροφά ο κρύσταλλος, οι εγγενείς του ιδιότητες, οι τοπικές ανομοιογένειες του υλικού ή οι Κ- αιχμές του σπινθηριστή. Για την διερεύνηση αυτού του φαινομένου χρησιμοποιήσαμε ένα θεωρητικό μοντέλο, που έχει αναλυθεί στην βιβλιογραφία, για την εύρεση της Απόλυτης φωτεινής απόδοσης (ΑΕ) για 3 υλικά φωσφόρων (Y2O2S:Eu, Lu2O3:Eu, ZnSCd:Ag). Για τα υλικά αυτά υποθέτουμε ότι ακτινοβολούνται με φάσματα ακτίνων Χ (50-100 kVp). Η μη γραμμικότητα θεωρήθηκε ότι επηρεάζει το συντελεστή της ενδογενούς απόδοσης μετατροπής ακτίνων Χ (nc) σε φως, που δίνει το κλάσμα της εναποτιθέμενης ενέργειας ακτίνων Χ που μεταδίδεται σε ενέργεια φωτονίων, και των οπτικών παραγόντων του σπινθηριστή. Λάβαμε μια δημοσιευμένη τιμή nc για το εκάστοτε πάχος στα 50 kVp και προσαρμόσαμε το μήκος αντίστροφης διάχυσης (inverse diffusion length – σ) ενός θεωρητικού μοντέλου στα πειραματικά δεδομένα. Έπειτα για τις υπόλοιπες υψηλές τάσεις της λυχνίας βρέθηκαν οι αντίστοιχες τιμές nc για τις οποίες το θεωρητικό μοντέλο ταιριάζει στα δημοσιευμένα πειραματικά δεδομένα. Έτσι βρέθηκε η αυξομείωση του παράγοντα nc για όλα τα υλικά συναρτήσει της τάσης της λυχνίας καθώς και της ενέργειας που απορροφά ο κρύσταλλος και καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το φαινόμενο της μη αναλογικότητας υπάρχει και ότι τα αίτια του χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης.
Περίληψη
It is imperative that scintillators have a high energy resolution in order to detect X-rays but also when they absorb X-ray energy to provide a linear response in relation to the production of photons. A non proportionality of optical photon production in scintillators has been recorded in literature. Some of the causes may be due to the energy absorbed in the crystal, its inherent properties, the local inhomogeneities of the material or the K - edges of the scintillator. To investigate this phenomenon we used a theoretical model, which has been reported in the literature, to find the Absolute Luminous Efficiency (AE) for 3 phosphor materials (Y2O2S:Eu, Lu2O3:Eu, ZnSCd:Ag). For these materials, following published experimental results, we assume that they are irradiated with X-ray spectra (50-100 kVp). The energy absorbed in the crystal, the endogenous conversion efficiency of X-rays (nc) into light, which gives the fraction of the deposited X-ray energy transmitted in photon energy, and the optical factors of the scintillator are also been taken into consideration. We obtained a published value of nc for the respective thickness at 50 kVp and adjusted the inverse diffusion length (σ) of the theoretical model to the experimental data. Then for every additional voltage value the corresponding nc for which the theoretical model corresponds to the published experimental data, was calculated. Thus we have determined the variation of the nc factor for all materials as a function of the X-ray tube voltage as well as the energy absorbed by the crystal and we came to the conclusion that the phenomenon of non proportionality exists and that its causes need further investigation.
Αριθμός σελίδων
51Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανικών ΒιοϊατρικήςΤίτλος Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών
Προηγμένα Συστήματα & Μέθοδοι στη Βιοϊατρική ΤεχνολογίαΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές