近日，一支由莫斯科工程物理学院电子系员工、研究生及学生组成的年轻科研团队，正致力于研发一款名为PixelVision的先进像素探测器。该探测器具备记录X射线范围内单个光子并精确测量其能量的能力，有望为材料及生物组织成分分析提供详尽数据，并助力生成高分辨率的“彩色”X射线图像。目前，该项目团队已入选俄罗斯原子能公司与莫斯科工程物理学院技术加速器联合发起的第四轮资助计划。
传统放射线照相技术依赖于身体组织对X射线吸收率的差异来成像，如骨骼等致密结构吸收辐射较强，而软组织则较弱，从而形成高对比度的黑白图像。然而，这种方法无法解析单个光子的能量信息。PixelVision项目的目标正是填补这一技术空白，开发能够记录辐射光谱特性的技术，为提升诊断准确性迈出关键一步。该项目在俄罗斯尚属首创，由俄罗斯国家核工程大学莫斯科工程物理学院电子系专用集成电路设计实验室负责人爱德华·阿特金担任科学顾问，并得到JSC TVEL(Rosatom)专家的支持。
据PixelVision项目负责人、莫斯科工程物理学院研究生Danila Lobankov介绍，该探测器采用双层结构设计。上层为托木斯克国立大学研发的砷化镓传感器，当X射线光子与传感器材料相互作用时，会产生电离效应，形成与光子能量成正比的电子空穴对。下层则是莫斯科工程物理学院设计的专用微电路，负责读取、处理电荷信号，并将其转换为光子空间分布及能量的数据。该芯片尺寸为20x20毫米，预计包含65,536个像素(256x256)，初期将开发具有32x32像素矩阵的原型。
项目面临的主要挑战在于设备的高灵敏度要求。传感器记录的电荷量级仅为几千个电子(约1.6×10⁻¹⁶库仑)，为此，微电路采用180纳米CMOS技术设计，以确保信号处理的精确性。
项目参与者、莫斯科工程物理学院研究生萨拉瓦特·亚马利耶夫强调，PixelVision探测器在医学领域的应用前景广阔，不仅能够生成高清“彩色”X射线图像，还能通过缩短曝光时间降低患者接受的辐射剂量。此外，该技术还可应用于科学实验(如大科学级装置)、检测系统及工业无损检测等领域。
根据项目规划，PixelVision团队计划于2026年初完成探测器原型的开发，并着手准备该项目的商业模式。目前，项目团队正在大学技术加速器接受培训，俄罗斯原子能公司的专家及潜在客户也将参与其中。今年夏天，项目团队将与其他参与者共同角逐高达500万卢布的投资，以推动业务发展。
