工業用CT放射線検出器の分類と紹介をご存知ですか？
(1) 産業用CT離散検出器
産業用 CT で使用される検出器には、主に 2 つのタイプ (離散検出器とエリア検出器) があります。 ディスクリート検出器で一般的に使用される X 線検出器には、ガスとシンチレーションの 2 種類があります。
ガス検知器には自然なコリメーション特性があり、散乱線の影響を制限します。 クロストークはほとんどありません。 デバイスの一貫性も良好です。 欠点は、検出効率を向上させるのが容易ではなく、高エネルギー用途には一定の制限があることです。 第二に、検出ユニットの間隔は数ミリメートルであり、一部のアプリケーションには大きすぎます。
より広く使用されているのはシンチレーション検出器です。 シンチレーション検出器の光電変換部としては、光電子増倍管やフォトダイオードを用いることができる。 前者は信号対雑音比に優れていますが、素子サイズが大きいため高集積化が難しく、コストも高くなります。 産業用 CT で最も広く使用されているのは、シンチレータとフォトダイオードの組み合わせです。
シンチレータを使用する個別検出器の主な利点は、シンチレータの光線方向の深さが無制限であるため、入射 X 光子のほとんどが捕捉され、検出効率が向上することです。 特に高エネルギー条件下では、取得時間を短縮できます。 シンチレータが独立しているため、光の干渉がほとんどありません。 同時に、シンチレータ間にはタングステンまたはその他の重金属のスペーサーがあり、X 線の干渉が軽減されます。 個別検出器の読み出し速度はマイクロ秒のオーダーで非常に高速です。 同時に、アクセラレータ出力パルスを使用してデータ収集をゲートすることができ、信号に重畳されるノイズを最小限に抑えることができます。 また、個別の検出器は放射線による損傷に対する感度が最も低くなります。
離散型検出器の主な欠点は、ピクセル サイズをあまり小さくすることができず、隣接する間隔 (ピッチ) が一般に 0.1 mm よりも大きいことです。 さらに、価格も高くなります。
(2) 産業用CT表面検出器
エリア検出器には、高解像度半導体チップ、フラット パネル検出器、イメージ インテンシファイアの 3 つの主なタイプがあります。 半導体チップはさらにCCDとCMOSに分けられます。 CCD は X 線に反応しませんが、表面は X 線を CCD が感知できる可視光に変換するシンチレーターの層で覆われています。
半導体チップは、画素サイズが最も小さく、検出ユニットの数が最も多い。 ピクセル サイズは約 10 ミクロンほど小さくすることができます。 検出ユニットの数はシリコン単結晶の最大サイズに依存し、一般的に直径は50mm以上となります。 検出ユニットが小さく信号振幅が小さいため、測定信号を増加させるために複数の検出ユニットを組み合わせることができます。
有効な検出器領域を拡大するために、レンズまたは光ファイバーを使用して大面積シンチレータに光学的に結合できます。 理論的には、ファイバー結合方式を使用することにより、検出器の有効エリアを一方向に任意の長さに拡張することができます。 光結合を使用する技術により、これらの半導体デバイスを X 線ビームの直接照射から遠ざけ、放射線による損傷を回避することもできます。
フラット パネル検出器は通常、数百ミクロンのシンチレーション結晶 (CsI など) で覆われたアモルファス シリコンまたはアモルファス セレンでできています。 画素サイズは127または200μm、パネルサイズ*は約45cm（18インチ）です。 読み出し速度は約 3-7.5 フレーム/秒です。 利点は、使用が比較的簡単で、画像の歪みがないことです。 画質はフィルム写真に近く、基本的にはイメージインテンシファイアのアップグレード品としてご利用いただけます。 主な欠点は、表面を覆うシンチレーション結晶をあまり厚くすることができず、高エネルギー X 線の検出効率が低いことです。 ダイナミックレンジを減少させる散乱と干渉の問題を解決することは困難です。 高エネルギー用途向けの電子回路の放射線シールド。 一般に、150kV 未満の低エネルギーを使用する方が効果が高くなります。
イメージインテンシファイアは、真空装置である従来のエリア検出器です。 公称ピクセルサイズ<100μm, diameter 152-457mm (6-18in). The readout speed can reach 15-30 frames/s, which is the fastest surface detector. Due to the inherent noise generated by statistical fluctuations in the image enhancement process, the image quality is relatively poor, and the general radiographic sensitivity is only 7-8%. In the case of data superposition using a computer, the radiographic sensitivity can be increased to more than 2%. Another disadvantage is that it is fragile and has image distortion. The basic advantage of area detectors is self-evident - it has a much higher ray utilization than line detectors. Surface detectors are also more suitable for 3D direct imaging. All surface detectors have common disadvantages due to structural reasons, that is, low ray detection efficiency; inability to limit scattering and interference; small dynamic range, etc. Higher energy ranges are less effective.
