摘要：基于23×23阵列GAGG(Ce)探测器以及行/列读出电路设计并研制了适用于核退役场景的康普顿相机系统,探测器由阵列式掺铈钆铝镓石榴石[GAGG(Ce)]耦合硅光电倍增管(Si-PM)而成;开发了基于GPU加速的SOE(subsetdriven origin ensemble iteration)算法,用于加速重建过程。完成研制后,评估了探测器及系统性能:探测器性能方面,所研制相机的能量分辨率为6%±0.6%@662 keV(半峰全宽),位置分辨率为2.2 mm,探测器能量线性度良好(线性拟合优度R2=0.991);成像性能方面,对于活度为1.11×10^(7)Bq的^(137)Cs点源,将其放置在成像系统正前方3.4 m处的初步成像时间仅需20 s,成像系统角分辨率为7°@JND(just noticeable difference)。最后针对应用场景进行了模拟,结果表明:本文研制的康普顿相机可在π视场范围内同时对多个放射源进行成像定位,可用于核退役放射性测量过程,减少作业人员受照剂量。

摘要：康普顿相机成像技术在许多领域都有重要应用.通过Geant4蒙特卡罗模拟和实验,本文提出了一种新型高灵敏度环状吸收体结构康普顿相机,并对比了该结构康普顿相机与传统双层面结构康普顿相机的探测效率和角度分辨率.模拟中,双层面结构康普顿相机散射体和吸收体均包含8×8的Ce:Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12)(GAGG)闪烁体探测器.散射体探测器单元尺寸为10 mm×10 mm×5 mm,吸收体探测单元尺寸为10 mm×10 mm×10 mm.新型环状吸收体结构康普顿相机散射体与双层面结构康普顿相机散射体相同,吸收体探测器单元分布在一个内半径51.5 mm、外半径约73.9 mm的环状结构上,总探测单元数与双层面结构康普顿相机吸收体探测器数相同,每个探测器单元尺寸为10 mm×10 mm×10 mm.模拟和实验结果显示,在角度分辨率相当甚至更优的情况下,新型环状吸收体结构康普顿相机的探测效率显著优于双层面结构康普顿相机,当散射体和吸收体距离>114 mm时,探测效率提高幅度超过1倍.

摘要：目的针对核设施热点成像应用设计康普顿相机的探测器和读出电子学系统。方法采用两块像素型碲锌镉探测器分别作为康普顿相机的散射层和吸收层,利用SRE4002模块、信号处理电路、模数转换电路和主控板等构成读出电子学系统,并针对康普顿相机应用设计了数据采集逻辑和控制程序,可对探测器每个像素的能量响应进行实际校准测试。结果测试发现该探测系统的位置分辨与像素设计一致;校准后662 keV处总能量分辨和平均能量分辨约为3%。结论该系统的位置分辨和能量分辨符合康普顿相机研究需求,单像素能量校准有效改善了能量分辨,可为康普顿散射成像研究提供硬件支持,并对其他γ成像系统设计具有借鉴意义。