新型探测器为X光成像技术带来革命性变化

发布者:名捕铁手 2020-5-6 12:01 来自: 环球解密

一种新型X射线探测器即将颠覆医疗成像领域,在减少辐射量、降低健康风险的同时提升了成像分辨率,在安检和研究领域也具有重要意义。

使用钙钛矿材料制作X射线探测器的示意图。(Los Alamos National Laboratory)

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)和阿贡国家实验室合作的研究,发现使用钙钛矿材料做为X射线探测器,具有造价低、敏感度高的优点,而且无需外部电能,比现有X射线探测器性有着极大的改善。

由于钙钛矿富含像铅和碘这些重金属,传统硅基材料感应不到的X射线都能被钙钛矿探测器感应到,因此,比起传统硅材料,这种新探测器的敏感度提升了近百倍。而且,新的钙钛矿材料无需外部电源即可产生响应X射线的电子信号。

这种高敏感度探测器让医疗成像、牙科拍照只需很少量的X射线,患者和拍照医师的辐射风险都得到降低。

另外,由于很薄的一层材料已经能完成传统探测器的工作,因此新材料为高分辨率成像提供了可能性,对医学评估和诊断方面很有帮助。

低耗能和高分辨率探测器在安检、高能X射线研究领域也有很好的应用前景,比如在同步辐射光源设施上具有显着的优势。

传统硅基材料要在真空、高温环境下镀上金属,而这种新材料制造工艺相当简易。只需把溶液喷洒在材料表面就能制成钙钛矿薄膜,因此这种薄膜材料制造成本低廉。

研究者蔡(Hsinhan Tsai)说:“我们很可能只需类似喷墨打印的系统就能造出大尺寸的探测器,这种成本经济、高分辨率的钙钛矿探测器,很可能会代替50万美元的硅探测器阵列。”

研究者还说,如果向厚一些钙钛矿探测材料加上小幅电压,造出的探测器将适用于比X射线更高能的射线,比如低能伽马射线。

这份研究近期发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。

大家都在看

  • 探索宇宙的奥秘:浩瀚星空藏无尽未知

    探索宇宙的奥秘:浩瀚星空藏无尽未知 本文由AI创作 抬头仰望深夜星空,漫天星辰静谧闪烁,浩瀚苍穹无边无际。渺小的我们望着这片深邃夜空,总会心生疑惑:宇宙从何处诞生,到底有多大?星河之中是否存在其他生命?无数神秘谜题,深深吸引人类不断探索追 ... 宇宙探索05-10

  • 宇宙探索·暗能量之谜:推动宇宙加速膨胀的隐形力量

    宇宙探索·暗能量之谜:推动宇宙加速膨胀的隐形力量 宇宙探索·暗能量之谜:推动宇宙加速膨胀的隐形力量一个令整个物理学界困惑的发现1998年,两个独立研究团队在观测遥远的Ia型超新星时,发现了一个令所有人震惊的事实:宇宙的膨胀速度不仅没有因为引力而减缓,反而在 ... 宇宙探索05-10

  • 科学家发现“太空捷径”,探索新宇宙!

    科学家发现“太空捷径”,探索新宇宙! 科学家意外发现"太空捷径"。星辰视频。往返火星仅需五个月,科学家意外发现"太空捷径"或颠覆传统认知。一项发表于《宇航学报》的研究揭示,通过分析近地小行星2001CA21的早期轨道数据,科学家意外找 ... 宇宙探索05-09

  • 宇宙探索·星系演化:宇宙岛的百亿年传奇

    宇宙探索·星系演化:宇宙岛的百亿年传奇 星系演化:宇宙岛的百亿年传奇当你在晴朗的夜晚仰望星空,用望远镜指向仙女座方向,你会看到一团模糊的光斑——那是距离我们254万光年的仙女座星系(M31)。它和我们的银河系一样,是一个由数千亿颗恒星组成的巨大&# ... 宇宙探索05-09

  • 宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕

    宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕 宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕它的名字是一个美丽的历史误会。18世纪的威廉·赫歇尔用望远镜观察时,觉得这些天体圆润而朦胧,酷似他刚发现的天王星(当时称为"行星")。于是他将其命名为" ... 宇宙探索05-07

  • 宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器

    宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器 宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器当你在地球上用粒子加速器把质子加速到接近光速,需要建造长达几十公里的巨型装置。而在宇宙中,天然的"粒子加速器"遍布各处——从脉冲星的磁层到星系中心的 ... 宇宙探索05-07

  • 宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移

    宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移 宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移2008年,一组天文学家在分析WMAP卫星的宇宙微波背景辐射(CMB)数据时,发现了一个令人不安的现象:成群的星系团似乎正在以惊人的速度——每秒约1000公里——朝宇宙中同一个 ... 宇宙探索05-07

  • 人类为什么要探索宇宙?

    人类为什么要探索宇宙? 你有没有想过一个细思极恐的问题:我们用詹姆斯・韦伯望远镜能看到 135 亿光年外的星系,能拍到黑洞的照片,能把探测器送到火星和冥王星。但我们,永远也飞不出太阳系。这不是科幻小说里的悲观预言,而是基于现有物 ... 宇宙探索05-04

  • 探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程

    探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程 探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程2024年10月,我国发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,明确将“地外生命探寻”列为核心任务,正式开启迈向宇宙深处、寻找生命踪迹的科学征程 。这是我 ... 宇宙探索04-30

  • 4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索

    4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索 今天(23日),中国科学院国家天文台发布宇宙学模拟项目“千衍”。由中国科学家领衔的国际团队成功在超级计算机中构建出一个数字虚拟宇宙,为人类探索宇宙奥秘、研究宇宙的演化历史提供了强大的数字工具。中国科学家 ... 宇宙探索04-25