X光作用下CsITl晶体的转换效率研究.pdfVIP

! 第# 卷! 第$ 期 强 激 光 与 粒 子 束 %’( # ，)( $! $**+! ! $**+ 年$ 月 ,-., /0123 45623 5)7 /538-942 :25;6 =( ， 文章编号：! **?@A$$ （$**+ ）*$?*$*A?*A ! 光作用下#$ ：% 晶体的转换效率研究! 江孝国，! 王! 伟，! 王婉丽 （中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳B$C** ） ! ! 摘! 要：! D 光转换材料在数字辐射成像系统中具有很重要的作用，它的效率对整个系统的量子探测效率 起到决定性的作用。对9E-F 8’ 晶体在D 光激发下的发光效率进行详细分析，根据D 光在物质中的衰减和吸 收规律，从理论上推导了其对D 光转换效率的关系，并建立了利用997 相机作接收系统时的图像数据的表达 形式，表明该系统输出与入射D 光照射量成线性关系；并在A* ;=% 射频加速器上进行了实验验证。 ! ! 关键词：! 发光效率；! 量子探测效率；! D 光转换材料；! 线性响应 ! ! 中图分类号：! 0#$ ；! 0@A@( C! ! ! ! 文献标识码：! 5 ! ! 在辐射成像系统中，9E-F 8’ 晶体将D 射线透射物体后的D 光图像转换为易记录的可见光图像，其性能 （如转换效率、空间分辨率）关系到整个系统的性能。D 光转换材料对系统空间分辨率及量子探测效率有较大 影响，理论计算表明， ［］ D 光转换材料的厚度是一个影响系统空间分辨率和量子探测效率的主要因素 。在满足 一定的空间分辨率要求下，转换材料的厚度应尽量大，这样可以提高对D 光的吸收效率，进而可以提高系统的 响应。而选用密度大的转换体材料可以降低材料内的康普顿散射效应所引起的模糊，以便能通过增加转换体 材料的厚度来提高系统的探测灵敏度。9E-F 8’ 晶体是一种透明的、密度又较大的较理想的D 光转换材料，它 在辐射成像系统中的作用较重要，能将系统的量子探测效率提高到A*G H @*G ［$ ］，是D 光胶片无法比拟的，已 被广泛用于数字D 射线成像技术中。本文先对9E- ：8’ 晶体的D 光吸收过程作了阐述，再根据系统的构成情况 对9E- ：8’ 晶体的转换效率进行详细的推导，得到了理论上的结果；并在以997 相机作为图像记录系统的情况 下，对9E-F 8’ 晶体的转换效率进行了实验验证，所获实验结果与理论结果基本相符。 ’( #$) % 晶体对! 射线吸收和发光过程 ! ! 入射到9E-F 8’ 晶体内的D 光按照指数衰减规律被吸 收，而被吸收的D 光能量主要用于激发转换材料发光。图 显示了入射D 光在晶体内部衰减及发光的情况，图中微 元R! R 相当于发光单元。 ’* ’( ! 射线在晶体内的衰减 ! ! 假设D 射线沿 轴入射，且在晶体前表面 U * 处的入 射照射量为# I （* ），则在晶体内部 处的照射量衰减为 # （ ）$ # （* ）= %! （ ） I I 在 处很薄的层面R 内，照射量的变化量为 IJ( ! 5EKLMIN IN 9E-F 8’ OKPEMQ’ QNR ’IJSM =TOIM=R P D?KQP R# （ ）$ % ! # （* ）= %! R （$ ） 图! D 光在9E-F 8’ 晶体内吸收并激发可见光