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给X射线使用剂量“瘦身”

已有 673 次阅读 2020-5-9 16:12 |个人分类:《中国科学》杂志社|系统分类:论文交流


最近,中国工程物理研究院化工材料研究所郑霄家副研究员、张文华研究员与合作者使用溶液法制备了大尺度的MA3Bi2I9(MA+ = CH3NH3+)单晶样品并用于X射线探测。MA3Bi2I9单晶独特的零维结构使其具有极低的载流子浓度和较高的离子迁移能垒。研究人员进一步制备了工作稳定、探测下限为0.62 nGyair s−1的X射线探测器,远低于医疗成像5.5 uGyair s−1的剂量率要求。


稳定、高效的X射线探测器在医学影像、工业无损检测、安全检查等应用领域发挥着重要作用。当前商业化检测设备在检测过程中所使用的X射线剂量仍处于较高水平。大剂量X射线的使用对人体存在伤害,尤其对儿童健康损伤的风险更大。进一步降低检测过程中使用的X射线剂量能够减少辐射造成的有害效应,降低辐射防护的难度,进而使医学影像在疾病预防、检测方面发挥更大作用。

近期,中国工程物理研究院化工材料研究所的郑霄家副研究员、张文华研究员,中国工程物理研究院流体物理研究所赵伟助理研究员、龙继东研究员与来自南京大学谭海仁教授、加拿大维多利亚大学Makhsud I. Saidaminov助理教授等联合报道了一种基于新型铋基零维钙钛矿材料的X射线探测器。所制备的X射线探测器对极弱的X射线信号仍有较好的响应,比当前商业非晶硒探测器的检测下限降低三个数量级。同时,所制备的探测器在工作条件下经过二十万次胸透所需射线剂量辐照后,探测器的X射线探测性能无衰减,展现了器件极优的稳定性。相关论文发表在Journal of Energy Chemistry(《能源化学》)2020年第49卷。

该工作报道的X射线探测器绿色环保、工作稳定、探测灵敏,有望大幅降低X射线成像过程中射线使用的剂量需求,使X射线的应用变得更安全。以上工作展示了该新型探测器在医疗成像、安检、环境核辐射监测等领域的巨大潜在应用价值,新型探测器的出现使未来成像过程中所使用X射线剂量的“瘦身”成为可能。



文章信息:[点击下方链接可获取全文]

Zheng Xiaojia, Zhao Wei, Wang Peng, et al. Ultrasensitive and stable X-ray detection using zero-dimensional lead-free perovskites. Journal of Energy Chemistry, Volume 49, October 2020, Pages 299-306


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