NUS は、単一陽子を正確に検出するためのペロブスカイト ナノ結晶シンチレーターを開発
サイモン・マンスフィールド著
オーストラリア、シドニー（SPX）02年2024月XNUMX日
粒子放射線検出技術の大きな進歩として、シンガポール国立大学 (NUS) の研究者は、ペロブスカイト ナノ結晶から作られた革新的な透過型薄型シンチレーターを導入しました。この新しいデバイスは、単一陽子をリアルタイムで追跡および計数できるように設計されており、粒子検出の分野で大幅な進歩を遂げています。
この画期的な進歩の中心となるのは、プロトン誘起アップコンバージョンとインパクトイオン化によって生成される二励起子放射放出に起因するシンチレーターの並外れた感度です。この技術革新は、基礎物理学、量子技術、深宇宙探査、特に陽子線がん治療を含む、幅広い科学技術領域に革命を起こそうとしています。
陽子線治療における正確な線量制御の追求により、先進的な陽子検出器に関する広範な研究が行われてきました。 NUS チームの開発は、単一陽子計数精度を備えたリアルタイム陽子照射の必要性という、この分野における重要な課題に対処するという点で際立っています。かさばったり感度が不十分だったりする従来の粒子検出器とは異なり、NUS が開発したシンチレーターは超薄型構造と比類のない感度を兼ね備えています。
NUS化学科のLiu Xiaogang教授とNUS物理学科のAndrew Bettiol准教授が率いる研究チームは、既存のソリューションを大幅に上回る薄膜透過型シンチレーターを披露した。市販の BC-400 プラスチック薄膜シンチレータの約 XNUMX 倍の光収量と、LYSO:Ce、BGO、YAG:Ce 結晶などの従来のバルク シンチレータよりも XNUMX 倍高い光収量を備えたこの革新技術は、検出と検出において大きな前進を示しています。単一陽子のイメージング。
シンチレータは、わずか約 5 μm の厚さで、7 秒あたり XNUMX 個の陽子という検出限界を達成します。これは、臨床的に関連すると考えられる計数率よりも数桁低い感度です。この機能は、正確な検出とイメージングが最重要であるアプリケーションにとって非常に重要です。
さらに、研究チームは、CsPbBr3 ナノ結晶中の陽子によって誘発されるシンチレーション機構に関する新しい理論を提唱し、陽子シンチレーションを支える基本プロセスについての重要な洞察を提供しました。この理解は、粒子線検出においてペロブスカイトナノ結晶の可能性を最大限に活用するのに役立ちます。
研究者らは、これらのシンチレーターの感度の向上と高速応答時間 (約 336 ps) を利用して、単一陽子の追跡やリアルタイムのパターン照射から超解像陽子イメージングに至るまでのアプリケーションにおける有用性を実証しました。印象的なことに、この研究は陽子イメージングでサブ 40 nm の空間分解能を達成し、材料の特性評価、医療イメージング、および科学研究の新たな可能性を予告しました。
Liu教授は、彼らの研究が変革をもたらす影響を強調し、次のように述べた。「この研究で示された画期的な成果は、陽子シンチレーションの新しい機構についての基本的な洞察と、画期的な単一イオン検出感度における技術的進歩の両方を提供するものであり、粒子線検出コミュニティにとって非常に興味深いものとなるでしょう」極薄の陽子透過シンチレーターを使用。特に、これらの CsPbBr3 ナノ結晶シンチレーターは、陽子線治療や陽子線撮影における検出技術の進歩に圧倒的な期待を持っています。」
Nature Materials 誌に掲載されたこの研究は、検出技術の進歩に貢献するだけでなく、この分野に革命をもたらすペロブスカイト ナノ結晶の可能性を強調しています。科学界がこの新しいテクノロジーの応用を模索し続ける中、NUS チームの発見は、診断、治療、素粒子物理学の理解の向上に向けた有望な道筋を提供します。
調査報告書：透過型ペロブスカイトナノ結晶シンチレーターによるリアルタイム単一陽子計数
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シンガポール大学
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- 情報源： https://www.solardaily.com/reports/NUS_develops_perovskite_nanocrystal_scintillators_for_precise_single_proton_detection_999.html
