用于提高康普顿相机探测效率的新型环状吸收体几何设计

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:Gd₃（Al,Ga）₅O₁₂ （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.

关键词

康普顿相机 / 滤波反投影 / Geant4模拟 / 蒙特卡罗模拟

基金资助

国家自然科学基金资助项目（12105018）; 北京市科技新星计划资助项目（Z211100002121129）; 北京师范大学引进人才经费资助项目（312232104）