热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

技术装备 > 核分析技术 > 正文

新型X射线检测芯片有望提供更便宜更安全的成像技术

X射线辐射成像 X光检查 成像技术 X射线检测器
发布:2021-01-04 09:44:22    

 洛斯阿拉莫斯国家实验室正在帮助开发的新型X射线检测芯片有望提供更便宜,更安全的成像技术。

无论是去看牙医,骨折或是软组织成像以进行乳房X光检查或检查肺部疾病,我们大多数人都必须不时进行X射线检查。

除医学检查外,X射线诊断工具还广泛用于研究机构和实验室中的无损探头。现代X射线需要的辐射剂量比以前低得多,但是X射线技术人员仍可能将您围在铅围裙中,以防止无意间暴露身体的其他区域。

一个新的X射线探测器原型正处于革新性医学成像革命的边缘,有可能减少对铅胶圈的需求(或至少减轻其重量)。得益于Los Alamos国家实验室与Argonne国家实验室研究人员合作开发的新型电子产品,这一进步可以显着减少医疗辐射的暴露,同时还可以提高安全扫描仪和研究应用的分辨率。

X射线检测器是依赖于包含钙钛矿矿物的晶体的设备的一种应用,而不是大多数传统检测器中的硅。Los Alamos原型的灵敏度是传统硅基探测器的一百倍。而且与它们的硅表亲不同,钙钛矿版本不需要外部电源-而是X射线本身的能量足以运行探测器。

高灵敏度的钙钛矿探测器将能够获得牙科和医学图像,这些图像仅需要传统X射线成像所需的很小一部分曝光即可。减少接触可降低患者和医务人员的风险。

由于钙钛矿富含铅和碘等重元素,因此容易穿过未被发现的硅的X射线在钙钛矿中更易于吸收和检测。这使得钙钛矿探测器比常规探测器薄得多。

纤细的钙钛矿探测器可提供更高的分辨率,以获取高度详细的图像。实际上,与钙钛矿版本无异于凝视着一块薄而透明的玻璃板,相比之下,厚厚的硅探测器可媲美透过厚厚的磨砂窗窥视。更清晰的视野将改善医学评估和诊断。您可能习惯的那些模糊的X射线图像将被清晰的照片取代,这些照片对于放射科医生和您来说都更容易理解。

更高的分辨率只是钙钛矿X射线探测器的一大优势。它们还将更便宜并且更容易制造。硅基设备是在无尘室设备中制造的,这些设备需要真空泵和昂贵的机器才能绘制电路并沉积金属,绝缘体和其他材料。钙钛矿装置是通过将液体沉积在各种表面上来生产的。实际上,它们可以用类似于喷墨打印机的东西制成,其尺寸比硅要大得多,并且有可能在可以根据需要定制形状的柔性基板上制造。

除了医疗应用外,喷墨打印的钙钛矿X射线探测器还可以在机场和航站楼提供安全扫描,甚至可以用于扫描天空以获取来自恒星和星系的X射线的望远镜。当前使用价值数十万美元的硅探测器的望远镜将受益于更便宜,更高分辨率的钙钛矿升级。

研究人员才刚刚开始摸索钙钛矿应用的表面。除了X射线外,它们还提供了通往高性能太阳能电池,用于天体物理学观测的伽马射线探测器,激光和LED的最有希望的途径之一。由于我们可以生产各种形状和尺寸的产品,因此所有这些产品制造起来可能会更便宜且用途更多。

将来您可能会遇到钙钛矿技术的未知之处,但是更安全,更清晰的医学X射线可能是最早的一种。

聂万义是洛斯阿拉莫斯国家实验室集成纳米技术中心的研究员。

推荐阅读

冷阴极数字射线成像技术在中国核电机组大修中首次成功应用!

日前,由福清核电研发的冷阴极数字射线成像技术在中国核电机组大修中首次成功应用,该成果实现了探伤检查与维修工作同步开展,有效缩短了大修工期,助力提升“大修执行力”。 2020-07-30

同步辐射谱学成像技术对层状富锂材料中过渡金属价态分布的深度关联性研究取得进展

近日,北京同步辐射装置成像实验站和美国斯坦福同步辐射光源刘宜晋研究员课题组、布鲁克海文国家实验室胡恩源研究员课题组合作,利用同步辐射近边谱学成像等技术,对锂电池层状富锂正极材料充放电过程中过渡金属价态分布的深度关联性进行研究。 2020-12-17

利用X射线晶体学及冷冻电子显微镜成像技术确定大分子结构

生物大分子采用的三维结构在很大程度上决定了它们在不同细胞过程中的作用。从X射线晶体学到冷冻电子显微镜的几种不同的成像技术已成功地用于众多大分子的结构表征。 2020-12-28

ACS Nano:软X射线扫描相干衍射成像技术揭示了高镍富锂正极颗粒的降解机理

作者提出了一种空间分辨率约为5 6 nm的化学方法来成像降解富锂阴极中的降解异质性和组分之间的相互作用。通过对降解富锂阴极材料的化学成像重建,证实了充放电过程中氟离子进入晶格与锰(Mn)的溶解和二次粒子中氧的损失密切相关,并影响其电子结构。 2021-01-05

利用X光成像技术在山西垣曲北白鹅墓地发现周代女性化妆品盒

因发现周朝带有铭文的铜器而入选“2020年度中国十大考古新闻”的山西垣曲北白鹅墓地,15日传来最新检测消息,中国多地科研专家在一件铜盒内提取获得化妆品油脂类化学遗存,对探究周代女性生活具有重要意义。 2021-01-21
阅读排行榜