【拆解】搞到个疑似是LYSO闪烁体的PETCT模块
TubeChip404 2020-8-6原创 核辐射探测器
中文摘要
硅酸钇镥 锗酸铋 光电倍增管 核电子学 正电子发射层描技术
Abstract
LYSO BGO PMT PETCT
关键词
闪烁体光电倍增管正电子发射层描
ScintillatorPhotomultiplier TubePETCT

        在货场游荡的时候看到这么一个黑疙瘩,看到PHOTONIS的标,圆形部分的PN是2126252,黑色方块部分的PN是2124849,遂去谷歌了一下,发现是个PETCT的模块:

image.png

        看屁股像个PMT,就搞来了。外形见下图:

IMG_20200805_223005.jpg

IMG_20200805_222956.jpg

        到家之后网上一通找,也没找到对应的引脚定义,于是决定拆开康康。。。但是大力出奇迹把一个PMT搞碎了,拆开之后发现是滨松的PMT,型号是H8452,这个在网上也是只搜到一个一页的PDF,展示的是这个模块中的一个PMT+管座单元,从图中得知单独的线应该是负高压,地与信号应该是另一团线。

image.png

        拆开包裹PMT的金属外壳,发现PMT是个方的,而且PMT的端窗处可以看到内部从中间分为了两个光阴极。这时从从垃圾桶中翻出碎掉的PMT,仔细观瞧之后发现管子内部的确是两组光阴极打拿极和阳极。

IMG_20200805_195229.jpg


IMG_20200805_195254.jpg


IMG_20200806_203722.jpg


IMG_20200806_203646.jpg

        接下来是闪烁体部分,闪烁体非常重(估计达到了整个模块重量的60%),闪烁体是白色生料带(?)包裹的长条形无色透明方块阵列,尺寸为50x30x23(mm),以6x6的方式排列。每9个闪烁体长条对应PMT中的一个单元,这个貌似可以通过算法把两个PMT中四个光阴极得到的信号解析成36个像素。

IMG_20200805_195235.jpg

        至于闪烁体的材质,我首先想到测测密度,于是跑到楼下超市用那里的称测量了一下。。。。

image.png

        这么一小块重245g,再根据体积计算出密度是7.1g/cm³,大概是LYSO和BGO一类的,由于LYSO其实是含有镥的化合物,自然界中的镥中有2.599%的镥176,这是一种天然放射性核素,半衰期为3.76x10¹º年,β衰变,衰变过程中主要会产生306.78keV 201.83keV 88.34keV的γ射线,衰变产物是铪176。因此在作为闪烁体使用的过程中,会有一定的自身计数率,根据手册中提到的数据,LYSO的自然计数率是39cps/g,那么这坨闪烁体的自然计数率是9555cps,这个计数率蛮高的,我在帖子DIY碘化钠闪烁体伽马能谱仪中使用的MCA在超过1000cps的计数率时就基本无法使用了。

         image.png

attachment icon lyso-material-data-sheet.pdf 532.03KB PDF 19次下载 预览

        打算试试用折射率来做进一步检测。图中的多块层叠而成的是这次拆解得到的闪烁体,一整块的是购买到的BGO闪烁体。

image.png

image.png

        大概知道这玩意是什么结构之后,决定上电试试, 但是还不知道引线的具体情况。用兆欧表测了一下

        紫-黑≈12MΩ

        紫-红>30GΩ

        紫-黄>30GΩ

        红-黄>30GΩ

        在已知紫色线是负高压的情况下,我推测黑线是零电位点,同时由于红黄线对其他线的电阻都是无穷,所以认为红黄线是开路的,这是PMT的一种典型应用情况:

image.png

        将阳极接上一个数十kΩ的电阻到零电位点,用高压电源缓慢给电压,同时用示波器检测阳极到零电位点的电阻两端的电位的波形,当电压给到400V左右时,示波器上出现大量脉冲,将烟感镅源放置于闪烁体前,没有观察到脉冲数量和平均高度有明显变化,通过查资料发现LYSO的K-edge Energy是66keV,BGO则为90keV,而烟感镅源主要发射的是59keV的γ射线,可能检测不到。示波器的基线部分的强烈噪声信号是环境中耦合的,不知道是什么东西发出的,主要频率在200kHz左右。。。

IMG_20200806_080549.jpg

        由于没有能让该闪烁体响应的源,也无法判断示波器上所展示的脉冲是不是核脉冲,所以目前没有什么进展。脉冲的出现频率约为2.6kcps,大概是前文中推断的整块闪烁体的自然计数率的¼,但是考虑到所使用的PMT是其中一根中的一组电极(另一根PMT碎了T^T),所使用的检测面积正好是原来的¼,所以好像也差不多(?)。

        至此关于该PETCT模块的拆解和测试就告一段落了,实在不知道这东西该怎么用。。

来自:核与粒子束 / 核辐射探测器
 
5
2020-08-07 10:05:16
1楼

lz提到此闪烁体有放射性,而且lz有多个,是否可以把一块闪烁体靠近看计数率的变化?

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2020-08-07 10:20:11
2楼

感觉BGO可能性大一些

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