Μελέτη και αξιολόγηση φωτοπολλαπλασιαστή πυριτίου (SiPM) για εφαρμογή σε συστήματα πυρηνικής ιατρικής

dc.contributor.author	Παϊπάης, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Κεφαλίδης, Ελευθέριος	el
dc.date.accessioned	2015-02-18T11:20:18Z
dc.date.available	2015-02-18T11:20:18Z
dc.date.issued	2015-02-18
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11400/6479
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ηνωμένες Πολιτείες	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/	*
dc.subject	Photon detection device
dc.subject	Geiger mode
dc.subject	Quantum capacity
dc.subject	Resistors circuit
dc.subject	Συσκευή ανίχνευσης φωτονίων
dc.subject	Κβαντική ικανότητα
dc.subject	Κύκλωμα αντιστάσεων
dc.title	Μελέτη και αξιολόγηση φωτοπολλαπλασιαστή πυριτίου (SiPM) για εφαρμογή σε συστήματα πυρηνικής ιατρικής	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Medicine
heal.classification	Medical physics
heal.classification	Ιατρική
heal.classification	Ιατρική φυσική
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh00006614
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85083001
heal.classificationURI	N/A-Ιατρική
heal.classificationURI	N/A-Ιατρική φυσική
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας. Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών. Tμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας	el
heal.publicationDate	2011
heal.bibliographicCitation	Παϊπάης, Α. και Κεφαλίδης, Ε. (2011) Μελέτη και αξιολόγηση φωτοπολλαπλασιαστή πυριτίου (SiPM) για εφαρμογή σε συστήματα πυρηνικής ιατρικής. Πτυχιακή. Αθήνα: Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας	el
heal.abstract	Ο Φωτοπολλαπλασιαστής Πυριτίου (Silicon Photomultiplier, SiPM) είναι μια σχετικά νέα συσκευή ανίχνευσης φωτονίων - χαμηλής ενέργειας - που βασίζονται σε συστοιχίες φωτοδιόδων χιονοστιβάδας που λειτουργούν σε Geiger mode. Προσφέρουν καλά χαρακτηριστικά, όπως μικρό μέγεθος, αντοχή, χαμηλό κόστος, άριστη ικανότητα καταμέτρησης οπτικών φωτονίων, υψηλή κβαντική ικανότητα με μεγάλο κέρδος και γρήγορη απόκριση (<100 ps). Σε αντίθεση με τους κλασσικούς φωτοπολλαπλασιαστές (Photomultiplier Tubes, PMTs), οι SiPMs δεν επηρεάζονται από μαγνητικά πεδία. Κάθε φωτοδίοδος (Avalanche Photodiode, APD) λειτουργεί ανεξάρτητα, σε λειτουργία Geiger mode με τάση λειτουργίας μερικά Volt πάνω από την τάση κατάρρευσης (V breakdown, Vbd). Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να διερευνηθεί η συμπεριφορά των φωτοπολλαπλασιαστών πυριτίου (SPMArray2 και SPMArray4) φωτοανιχνευτές της εταιρίας SensL για ενδεχόμενη εφαρμογή του στην γάμμα probe ή σε PET probe που χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό μικρών καρκινωμάτων του λεμφαδένα φρουρού στην σπινθηρομαστογραφία. Οι SPMArray φωτοανιχνευτές αξιολογήθηκαν με διακριτοποιημένους σπινθηριστές διαστάσεων: α) CSI: Na (1x1x5mm3) β) BGO (2x2x5mm3) γ) CsI: Tl (2x2x3mm3) δ) CsI: Tl (3x3x5mm3) και ε) CsI:Na (1.5x1.5x6mm3). Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε με ισότοπα: 99mTc που εκπέμπει στα 140 keV, 22Na που εκπέμπει κυρίως στα 511 keV και το 137Cs που εκπέμπει στα 662 keV. Σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ένα συμμετρικό κύκλωμα αντιστάσεων μείωσης των 16 σημάτων εξόδου των pixels σε 4 σήματα θέσης. Οι ακριβείς τιμές των αντιστάσεων η συνδεσμολογία καθώς και οι αθροιστικοί ενισχυτές που χρησιμοποιήθηκαν στα στάδια άθροισης και διαίρεσης των σημάτων αναλύονται στην πτυχιακή. Επιπλέον, ανακτήθηκαν εικόνες διατάξεων των σπινθηριστών και αναφέρονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν ως προς την ευαισθησία και την ενεργειακή διακριτική ικανότητα όλων των συνδυασμών σπινθηριστών-οπτικών ανιχνευτών που μελετήθηκαν. Στις πρώτες εικόνες που αποκτήθηκαν με διακριτοποιημένους κρυστάλλους CsI:Na 1x1x5mm3 με ισότοπο 22Na και CsI:Tl 2x2x3mm3 με ισότοπο 99mTc φαίνεται καθαρά η απεικόνιση των διακριτών 1mm2 & 2mm2 στοιχείων των σπινθηριστών, αντίστοιχα. Όλες οι μετρήσεις που εφαρμόστηκαν ήταν σε θερμοκρασία δωματίου ~ 250C.	el
heal.abstract	The Silicon Photomultiplier (SiPM) is a relatively new device for photon detection at very low photon rates based on arrays of avalanche photodiodes operating in the Geiger mode operation. They offer good features like compactness, robustness, low cost, photon-counting capability, high Quantum Efficiency, high gain with very fast response and excellent timing resolution in terms of (<100 ps). In contrast to the traditional Photomultiplier Tubes, SiPMs are insensitive to magnetic fields. Each avalanche photodiode (APD) of the SiPM independently works in Geiger mode operation with a few volts above the breakdown voltage applied voltage (V breakdown, Vbd). The purpose of this study is to investigate the behavior of SensL’s silicon photomultiplier array (SPMArray2 and SPMArray4) photodetectors for possible application in Gamma or PET probes used for localization of cancer nodes. SPMArray photodetector coupled to a) a CsI: Na (1x1x5mm3) b) a BGO (2x2x5mm3) c) CsI: Tl (2x2x3mm3) d) CsI: Tl (3x3x5mm3) e) CsI: Na (1.5x1.5x6mm3) crystal pixilated scintillators were evaluated under 22Na isotope emitting mainly at 511 keV, 99mTc emitting at 140 keV and 137Cs emitting at 662 keV irradiation. A symmetric resistive voltage division matrix was applied reducing the array 16 outputs to 4 position signals. The exact values of the resistors as well as the summing amplifiers used in the summation and division stages are illustrated. Moreover, experimental evaluation in terms of sensitivity and energy resolution are reported. Raw images of the crystals maps acquired shown clearly visualization of the discrete 1mm2 & 2mm2 scintillator elements. All the measurements were applied at room temperature ~250C.	en
heal.advisorName	Δαυίδ, Στράτος Λ.	el
heal.committeeMemberName	[χ.ό.]	el
heal.academicPublisher	Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών. Tμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	teiath
heal.numberOfPages	134
heal.fullTextAvailability	false