基于 TEPC 探测器与 LGADs 跟踪器的用于辐射场表征的新型混合微剂量计：可行性研究
仪器与探测器
2020-07-14 v1 应用物理
生物物理
医学物理
摘要
在微剂量学中，线性能量 y 由微剂量计内能量沉积 除以平均弦长计算，其值基于探测器与辐射场的几何假设。本工作提出了一种创新的双级混合探测器（HDM：用于微剂量学的混合探测器），由组织等效正比计数器（TEPC）和由 4 个低增益雪崩二极管（LGAD）制成的硅跟踪器组成。该设计提供了组织中能量沉积的直接测量以及亚毫米空间分辨率的粒子跟踪。探测器收集的数据可获取每个粒子在 TEPC 中穿过的真实径迹长度，从而无需平均弦长近似即可估计微剂量学谱。使用 Geant4 工具包，我们研究了 HDM 置于水中并暴露于治疗能量范围内的质子和碳离子时，在探测与跟踪效率方面的性能。结果表明，平均弦长近似低估了短径迹粒子，这类粒子常具有高能量沉积，因此可能具有生物学相关性。跟踪效率取决于 LGAD 配置：34 条带传感器比 71 条带传感器具有更高的探测效率但更低的空间分辨率。将进一步通过 Geant4 和实验研究，以基于感兴趣的辐射场优化探测器设计。HDM 的主要目的旨在通过微剂量学测量改进辐射生物效能评估，利用线性能量的新定义（），即微剂量计内能量沉积 除以粒子的真实径迹长度。
引用
@article{arxiv.2007.06276,
title = {A novel hybrid microdosimeter for radiation field characterization based on TEPC detector and LGADs tracker: a feasibility study},
author = {M. Missiaggia and E. Pierobon and M. Castelluzzo and A. Perinelli and F. Cordoni and M. Centis Vignali and G. Borghi and V. E. Bellinzona and E. Scifoni and F. Tommasino and V. Monaco and L. Ricci and \\M. Boscardin and C. La Tessa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06276},
year = {2020}
}