Desenvolvimento de um detector de raios-Y com vista à aplicação em medicina nuclear

Abstract

Este trabalho descreve o desenvolvimento inicial de um detector de raios-Y para aplicação em medicina nuclear, nomeadamente para cintigrafia. A introdução de dois foto-sensores a operar face-a-face perspectiva, à partida, a possibilidade de aumento do ganho e melhoria da resolução do detector, sugerindo ainda hipóteses de correcção de alguns artefactos na imagem, produzidos por este tipo de detectores. O princípio de funcionamento do detector passa pela conversão de um fotão x (ou y) em fotões UVV sendo estes detectados posteriormente ao ejectar electrões de um fotocátodo. Posteriormente a detecção destes electrões é feita através de uma microestrutura denominada Micro Hole & Strip Plate, desenvolvida em Portugal, cuja função é multiplicar e recolher os electrões. Ao longo deste texto relatam-se estudos acerca da possibilidade de operação da MHSP sob elevados fluxos de radiação, as característica de ganho e resolução em energia de um detector baseado nesta microestrutura, bem como a sua uniformidade de resposta em amplitude e resolução. Um importante estudo, também aqui descrito, é o da eficiência de recolha dos fotoelectrões, não só pelos seus resultados que são de extrema importância para este tipo de detectores, mas por todas as questões levantadas aquando da sua realização. Algumas destas questões foram e são relevantes para a compreensão e desenvolvimento do detector a operar com os dois fotosensores. As técnicas de purificação do gás e de deposição do fotocátodo são descritas pormenorizadamente sendo sugeridas algumas metodologias alternativas para o melhoramento da sua eficiência.

ABSTRACT: This work describes the initial development of a Y-rays detector for application in nuclear medicine, namely for scintigraphy. The introduction of two photosensors operating face-to-face, suggests the possibility of increasing the gain and energy resolution of the detector, and also the possibility of correction of some image artifacts, produced in this type of detectors. The detector principle is the conversion of a x (or y) photon into VUV photons, these being detected after the ejection of an electron from the photocathode. The detection of these electrons is made through a Micro Hole & Strip Plate, a microstructure developed in Portugal, whose function is to multiply and collect the electrons. Along this text, the studies concerning the operation of the MHSP under high radiation flux, the gain and energy resolution characteristic of a detector based on this microstructure, as well as the amplitude and energy resolution uniformity response, are presented. An important study, also described here, is the photoelectron collection efficiency, not only due to the results, that are of extreme importance for this type of detectors, but to all the questions raised as this work was being done. Some of these questions are relevant for the understanding and development of detectors operating with two photosensors. The gas purification and photocathode deposition techniques are described in detail, being suggested some alternative methodologies for improvement of its efficiency.