利用三维位置灵敏康普顿相机对 4.4 MeV 伽马射线进行精密成像
天体物理仪器与方法
2018-05-17 v1 高能天体物理现象
摘要
在医学和物理应用中，1-10 MeV 范围内的核伽马射线谱线成像远未成熟。在质子治疗中，4.4 MeV 伽马射线由 12^C^* 或 11^B^* 的激发核发射，被认为是剂量投递和/或射程验证的良好指示。此外，在伽马射线天文学中，4.4 MeV 伽马射线由宇宙射线在星际介质中的相互作用产生，因此可用于探测宇宙中的核合成。在本文中，我们展示了由新开发的三维位置灵敏康普顿相机（3D-PSCC）拍摄的 4.4 MeV 伽马射线高精度图像。为模拟质子治疗中的情形，我们首先用 70 MeV 质子束照射水、PMMA 和 Ca(OH)_2，随后用 HPGe 探测器识别出多种核谱线。4.4 MeV 伽马射线构成一个宽峰，包含单逃逸峰和双逃逸峰。因此，通过将 3D-PSCC 的能量窗设为 3 至 5 MeV，我们展示了伽马射线图像如预期般尖锐地集中在布拉格峰附近，这源于 12^C(p,p)12^C^* 截面的阈值最小能量和尖锐峰形。
引用
@article{arxiv.1805.06132,
title = {Precision imaging of 4.4 MeV gamma rays using a 3-D position sensitive Compton camera},
author = {Ayako Koide and Jun Kataoka and Takamitsu Masuda and Saku Mochizuki and Takanori Taya and Koki Sueoka and Leo Tagawa and Kazuya Fujieda and Takuya Maruhashi and Takuya Kurihara and Taku Inaniwa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06132},
year = {2018}
}
备注
11 pages, 7 figures; accepted for publication in Nature Scientific Reports