Registrering af 5-MeV-protoner ved hjælp af en fleksibel organisk tyndfilm-enhed

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Italien og en i USA har udviklet en organisk tyndfilmsenhed, der kan bruges til at måle doser af protonstråling. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab fremskridt , gruppen beskriver deres halvlederbaserede tyndfilmsenhed og mulige anvendelser til den.

Som forskerne bemærker, udviklingen af ​​proton-detekterende enheder har været et mål for fysikere i mange år på grund af deres anvendelse i grundlæggende forskningsindsatser. For nylig, sådanne anordninger er blevet ønskelige til protonterapi, hvor protoner frem for traditionelle røntgenstråler affyres mod kræftsvulster, fordi de kan rettes mere præcist. I denne nye indsats, forskerne har udviklet en organisk protondetekteringsenhed. De bemærker, at det har fordele i forhold til andre ikke-organiske enheder, fordi dets tæthed er næsten det samme som humant væv, hvilket betyder, at der ikke er behov for omkalibrering, når det bruges til medicinske applikationer.

Detekteringsindretningen blev skabt ved at deponere en organisk tynd film af mikrokrystallinsk TIPGe-Pn på et plastsubstrat. Som en del af processen, den tynde film blev rettet til at dække et par interdigiterede guldelektroder. Forskerne bemærker, at deponering af den tynde film blev udført fra en opløsning, hvilket gør det til en meget billig tilgang til at oprette en protondetektor - de bemærker også, at det gør teknikken meget skalerbar. Og de bemærker yderligere, at fordi processen kan udføres ved lave temperaturer, kan den bruges til at lave fleksible og muligvis bærbare enheder.

Forskerne testede deres enhed ved hjælp af et realtidsscenario og også i integrationsfunktion-protoner i en 5 MeV stråle blev affyret mod enheden ved hjælp af 3 MV Tandetron-acceleratoren på LABEC-laboratoriet, i Firenze. På den måde fandt teamet enheden i stand til at detektere i området 5,15 ± 0,13 pC/Gy med sensorerne, der demonstrerer en stabil respons i områder fra 3,5 x10 ⁹ og 8,7 × 10 ¹¹ protoner/cm ² .

Forskerne slutter med at foreslå, at deres detektor kunne bruges til at overvåge sundt væv under protonterapisessioner. De bemærker også, at det også kan bruges af astronauter til at måle mængden af ​​stråling, de absorberer under lange missioner i rummet.

© 2021 Science X Network