使用鈣鈦礦材料制作X射線探測器的示意圖

一種新型X射線探測器即將顛覆醫(yī)療成像領(lǐng)域，在減少輻射量、降低健康風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)提升了成像分辨率，在安檢和研究領(lǐng)域也具有重要意義。

美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室（Los Alamos National Laboratory）和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室合作的研究，發(fā)現(xiàn)使用鈣鈦礦材料做為X射線探測器，具有造價(jià)低、敏感度高的優(yōu)點(diǎn)，而且無需外部電能，比現(xiàn)有X射線探測器性有著極大的改善。

由于鈣鈦礦富含像鉛和碘這些重金屬，傳統(tǒng)硅基材料感應(yīng)不到的X射線都能被鈣鈦礦探測器感應(yīng)到，因此，比起傳統(tǒng)硅材料，這種新探測器的敏感度提升了近百倍。而且，新的鈣鈦礦材料無需外部電源即可產(chǎn)生響應(yīng)X射線的電子信號。

這種高敏感度探測器讓醫(yī)療成像、牙科拍照只需很少量的X射線，患者和拍照醫(yī)師的輻射風(fēng)險(xiǎn)都得到降低。

另外，由于很薄的一層材料已經(jīng)能完成傳統(tǒng)探測器的工作，因此新材料為高分辨率成像提供了可能性，對醫(yī)學(xué)評估和診斷方面很有幫助。

低耗能和高分辨率探測器在安檢、高能X射線研究領(lǐng)域也有很好的應(yīng)用前景，比如在同步輻射光源設(shè)施上具有顯著的優(yōu)勢。

傳統(tǒng)硅基材料要在真空、高溫環(huán)境下鍍上金屬，而這種新材料制造工藝相當(dāng)簡易。只需把溶液噴灑在材料表面就能制成鈣鈦礦薄膜，因此這種薄膜材料制造成本低廉。

研究者蔡（Hsinhan Tsai）說：“我們很可能只需類似噴墨打印的系統(tǒng)就能造出大尺寸的探測器，這種成本經(jīng)濟(jì)、高分辨率的鈣鈦礦探測器，很可能會(huì)代替50萬美元的硅探測器陣列?！?

研究者還說，如果向厚一些鈣鈦礦探測材料加上小幅電壓，造出的探測器將適用于比X射線更高能的射線，比如低能伽馬射線。

這份研究近期發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）期刊上。