A simulation study for a cost-effective PET-like detector system intended to track particles in granular assemblies (Open Access)
Josephine Oppotsch*, Antonios Athanassiadis, Miriam Fritsch, Fritz-Herbert Heinsius, Thomas Held, Nikoline Hilse, Viktor Scherer, Matthias Steinke, Ulrich Wiedner
Keywords: Positron emission particle tracking; Geant4; Monte Carlo method; Time-of-flight; Plastic scintillators; Silicon photomultipliers (SiPMs)
DOI: 10.1016/j.partic.2023.03.005
正电子发射颗粒示踪（Positron Emission Particle Tracking, PEPT）是一种用于测量大型、密实、壁面不透光的反应器中颗粒轨迹和速度的技术。PEPT的原理是首先利用放射性同位素标记一个示踪颗粒，同位素衰变产生的正电子迅速与电子相湮灭，并背对背发射出γ射线；然后通过对γ射线通路的探测来确定示踪颗粒的瞬时位置。该技术由于具有较高的时间和空间测量分辨率，近些年逐渐获得学界的关注。
目前常用的用于γ射线探测的无机晶体闪烁体具有良好的光输出性能和高能量分辨率，但其成本较高。德国波鸿鲁尔大学（Ruhr-Universität Bochum）研发团队近期开发了一种高效低成本的类PET（Positron emission tomography）探测器系统，该系统采用有机塑料基闪烁体替代通用的晶体闪烁体，并以此构建了由塑料闪烁体、硅基光电倍增读出器和时间-数字转换器组成的原型装置。该团队进一步利用Geant4软件对探测器系统进行蒙特卡罗模拟。结果表明，毫米级的空间分辨率是可实现的；同时，重构的衰变与模拟衰变的比率可控制在1%范围之内。
本文已OA，收录于专刊 “1st International Workshop on Reactive Particle-Gas Systems--Special issue organized by the Collaborative Research Centre BULK-REACTION”。客座编辑为波鸿鲁尔大学的Viktor Scherer、Francesca Di Mare教授，以及马格德堡大学的Dominiquen Thévenin、Evangelos Tsotsas教授。欢迎感兴趣的读者扫描下方二维码进入ScienceDirect官网阅读、下载！
学术支持：车汉桥
编辑：《颗粒学报》编辑部
文章信息
Oppotsch, J., Athanassiadis, A., Fritsch, M., Heinsius, F.-H., Held, T., Hilse, N., . . . Wiedner, U. (2024). A simulation study for a cost-effective PET-like detector system intended to track particles in granular assemblies. Particuology, 84, 117-125. https://doi.org/10.1016/j.partic.2023.03.005.