双层分离式康普顿相机研制及其性能研究

康普顿成像技术是近年新兴的一种辐射热点定位技术,其无需准直,视野广,效率高,应用前景广阔.针对核设施热点定位需求,采用两块像素型碲锌镉(Cadmium Zinc Telluride,CZT)探测器,基于专用读出芯片(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)的读出电子学系统,结合列表模式期望最大化极大似然(List-mode Maximum Likelihood Expectation Maximization,LM-MLEM)图像重建算法研制了一套双层分离式康普顿相机.采用137Cs点源对该系统的成像性能开展了实验测试,并对探测器层间距、吸收层面积等成像性能影响参数展开了优化研究,最后通过移动探测器的测量位置实现了对放射源的远场三维成像功能测试.该系统优势在于其结构可调性,探测器成本低,读出电子学相对简单,成像视野范围宽于传统γ相机,测试结果表明:系统的能量分辨率约为3％(FWHM@662 keV),能确定5 m外的137Cs点源三维位置信息,优化后的系统前锥角θ和侧向方位角φ的角分辨率约为10°.