آخرین مطالب

فناوری نه تنها می تواند وضوح اندازه گیری های نوترون را بهبود بخشد، بلکه می تواند قرار گرفتن در معرض تابش را در طول تصویربرداری اشعه ایکس کاهش دهد –


یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی در منبع تحقیقاتی نوترون هاینز مایر-لایبنیتس (FRM II) از دانشگاه فنی مونیخ (TUM) یک فناوری تصویربرداری جدید توسعه داده‌اند. در آینده این فناوری نه تنها می‌تواند وضوح اندازه‌گیری‌های نوترون را چندین برابر بهبود بخشد، بلکه می‌تواند قرار گرفتن در معرض تابش را در طول تصویربرداری اشعه ایکس نیز کاهش دهد.

دوربین‌های مدرن هنوز بر همان اصل متکی هستند که 200 سال پیش از آن استفاده می‌کردند: امروزه به جای یک قطعه فیلم، یک سنسور تصویر برای مدت معینی در معرض دید قرار می‌گیرد تا یک تصویر را ثبت کند. با این حال، این فرآیند نویز سنسور را نیز ثبت می کند. این یک منبع قابل توجه تداخل به ویژه در زمان های قرار گرفتن در معرض طولانی تر است.

به همراه همکارانش از سوئیس، فرانسه، هلند و ایالات متحده، دکتر آدریان لوسکو و همکارانش در TUM در Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) اکنون یک روش تصویربرداری جدید را توسعه داده‌اند که فوتون‌های منفرد را بر اساس تفکیک زمانی و مکانی اندازه‌گیری می‌کند. -مبنای حل شده این امکان جداسازی فوتون ها از نویز را فراهم می کند و تداخل را تا حد زیادی کاهش می دهد.

دکتر آدریان لوسکو، دانشمند ابزار در مرکز رادیوگرافی نوترونی NECTAR در Heinz Maier-Leibnitz Zentrum در دانشگاه فنی مونیخ می گوید: آشکارساز جدید ما به ما امکان می دهد تا تک تک فوتون ها را ضبط کنیم و بنابراین بر بسیاری از محدودیت های فیزیکی دوربین های سنتی غلبه کنیم. .

اندازه گیری فوتون های منفرد

محققان رادیوگرافی نوترونی معمولاً از سوسوزن در اندازه‌گیری‌های خود برای تشخیص نوترون‌ها برای مثال در بررسی تخم‌های فسیل شده دایناسورها استفاده می‌کنند. هنگامی که ماده سوسوزن یک نوترون را جذب می کند، فوتون هایی تولید می شود که می توان آنها را اندازه گیری کرد.

تاکنون همه این دوربین‌ها نور را در تمام مدت زمان نوردهی جمع‌آوری می‌کرده‌اند و در نتیجه بسته به ضخامت سوسوزن، تعریفی ندارند. از سوی دیگر، مفهوم جدید تیم تحقیقاتی تک تک فوتون های تولید شده توسط یک نوترون را شناسایی می کند.

لوسکو توضیح می‌دهد: «پیش‌نیاز، یک فناوری جدید تراشه و همچنین سخت‌افزار و نرم‌افزاری بود که از سرعت‌های محاسباتی پشتیبانی می‌کرد که تجزیه و تحلیل بلادرنگ را امکان‌پذیر می‌کرد. این به ما امکان می‌دهد یک نوترون تصویر به نوترون بسازیم.» در اینجا تحقیقات نوترونی یک میدان آزمایشی و کاربردی ایده آل را ارائه می دهد.

به جای زمان‌های قرار گرفتن در معرض طولانی‌تر: اندازه‌گیری دقیقاً آنچه اتفاق می‌افتد

از آنجایی که جذب یک نوترون در آشکارساز چندین فوتون تولید می کند، سیستم جدید می تواند از اندازه گیری تصادفی چند فوتون برای تعیین تک تک نوترون ها استفاده کند. این ما را از مدل سنتی زمان نوردهی دور می‌کند و ما فقط رویدادهایی را می‌سنجیم که رخ داده‌اند.»

در مقایسه با تمام فناوری‌هایی که قبلاً در بازار موجود بود، مفهوم جدید یک پیشرفت چشمگیر است زیرا وضوح فضایی سه برابر بهتر را ممکن می‌کند و میزان نویز را بیش از هفت برابر کاهش می‌دهد. لوسکو می‌گوید: «این امر محدودیت‌های ناشی از ضخامت سوسوزن را تا حد زیادی کاهش می‌دهد، که به معنای راندمان بالاتر برای اندازه‌گیری‌های با وضوح بالا است. و درخشش پس از سوسوزن که تصاویر ارواح را ایجاد می کند نیز از بین می رود.

لوسکو با اشاره به ابزار FaNGaS (طیف‌سنجی پرتو گامای سریع القا شده با نوترون) می‌گوید: «بسیاری از ابزارهای موجود در راکتور منبع تحقیقاتی نوترون می‌توانند از مفهوم جدید ما بهره ببرند.» بازه زمانی که در طی آن ذره گاما را اندازه گیری می کنیم را می توان به یک میلیونیم ثانیه کاهش داد.” او می افزاید که این امر باعث کاهش یک میلیونی نویز پس زمینه می شود.

قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو کمتر و جزئیات بیشتر در اشعه ایکس

آشکارساز جدید می تواند در زمینه های پزشکی نیز کاربرد داشته باشد. به عنوان مثال، هنگام ساخت تصویر اشعه ایکس از یک استخوان شکسته، ساختارهای ظریف مانند شکستگی های خط مو به راحتی قابل تشخیص هستند. در عین حال، قرار گرفتن بیمار در معرض اشعه به حداقل می رسد.

لوسکو می گوید: «روش ما قطعا آشکارسازها را در دنیای علمی تغییر خواهد داد. و شاید اصول مشابه در دوربین های روزمره برای استفاده شخصی نیز راه خود را پیدا کند. تصاویری که در تاریکی ساخته می‌شوند بسیار بهبود می‌یابند و عکاسان می‌توانند زمان نوردهی و وضوح تصویر را پس از انجام نوردهی تنظیم کنند. نویز را می توان عملا از دوربین ها حذف کرد.