Аннотация. Рассматриваются теоретические аспекты способа формирования гамма-изображения, который базируется на сцинтилляционном методе с применением твердотельного кремниевого фотоэлектронного умножителя и кодирующей апертуры. Показаны физические процессы, происходящие в сцинтилляторе при взаимодействии с ионизирующим излучением и приводящие к генерации видимого излучения. Эффективные сечения фотоэффекта, комптоновского рассеяния и генерации электрон-позитронных пар вычислены в зависимости от энергии гамма-кванта. Показаны параметры некоторых сцинтилляционных кристаллов, различающихся физическими свойствами и эффективностью ослабления гамма-излучения. Рассмотрен принцип работы кодирующей апертуры, предназначенной для формирования гамма-изображения, и приведены способы реализации ее различных конфигураций. Предложена структурная схема системы визуализации гамма-излучения, обеспечивающая высокую наглядность и эффективность мо-ниторинга гамма-излучения.

Ключевые слова: гамма-визуализация, Si-ФЭУ, сцинтиллятор, поглощение гамма-излучения, кодирующая апертура

Список литературы:

1. Sánchez F., Benlloch J. M., Escat B., Pavón N., Porras E., Kadi-Hanifi D., Ruiz J. A., Mora F. J., Sebastià A. Design and tests of a portable mini gamma camera // Medical Physics. 2004. Vol. 31, N 6. P. 1384—1397.
2. Пат. 2426151 РФ, 2010102783/28. Малогабаритное устройство для визуализации источников гамма-излучения / О. Е. Лапин, А. Н. Власенко, В. П. Демченков, А. Ф. Первишко. 10.08.2011.
3. CANBERRA. Cartogam Real-Time Portable Gamma-Ray Imaging System.
4. Okada K., Tadokoro T., Ueno Y., Nukaga J., Ishitsu T., Takahashi I. Development of a gamma camera to image radiation fields // Progress in Nuclear Science and Technology. 2014. Vol. 4. P. 14—17.
5. Polaris-H Imaging Spectrometer for Nuclear Power Plants.
6. Мартынюк Ю. Н., Вишневский И. Б. Промышленный прототип портативной гамма-камеры для применения на объектах атомной энергетики // Журн. „АНРИ“. 2016. №. 4. С. 13—23.
7. Park H. M., Joo K. S. Development and performance characteristics of personal gamma spectrometer for radiation monitoring applications // Sensors. 2016. Vol. 16, N 6. P. 919.
8. Becker E. M., Farsoni A. T. Wireless, low-cost, FPGA-based miniature gamma ray spectrometer // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Sect. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2014. Vol. 761. P. 99—104.
9. Rodnyi P. A. Physical Processes in Inorganic Scintillators. N.Y. : CRC Press, 1997. 240 p.
10. Васильев А. Н., Михайлин В. В. Введение в спектроскопию диэлектриков. Ч. II. Вторичные процессы. М.: Изд-во „Университетская книга“, 2010. 238 с.
11. Leo W. R. Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: A How-To Approach. Springer Science & Business Media, 2012. 382 p.
12. Шендрик Р. Ю. Методы экспериментальной физики конденсированного состояния. Ч. 3. Введение в физику сцинтилляторов – 1: Учеб. пособие. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2013. 110 с.
13. Klein O., Nishina Y. Über die Streuung von Strahlung durch freie Elektronen nach der neuen relativistischen Quantendynamik von Dirac // Zeitschrift für Physik. 1929. Vol. 52, N 11—12. P. 853—868.
14. Saint-Gobain Crystals. Crystal Scintillation Materials .
15. Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. М.: Наука, 1980. 728 с.
16. Гречухин Д. П. Гамма-излучение // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. М.: Сов. энциклопедия; Большая Российская энциклопедия, 1988—1999.
17. Gottesman S. R., Fenimore E. E. New family of binary arrays for coded aperture imaging // Applied Optics. 1989. Vol. 28, N 20. P. 4344—4352.
18. Finger M. H., Prince T. A. Hexagonal uniformly redundant arrays for coded-aperture imaging // Proc. of the 19th Intern. Cosmic Ray Conference. Goddard Space Flight Center, Green Belt, MD, USA. 1985. Vol. 3. P. 295—298.