On the choice of scintillators for "scintillator-photodiode" detectors for digital radiography

Abstract

As market proposal of various scintillators with different characteristics is rapidly increasing, it becomes more and more difficult to assess them from the viewpoint of the effects of this or that scintillator property upon parameters of digital X-ray radiography systems. Therefore, optimum choice of scintillators for "scintillator-photodiode" (S-PD) type detectors is a very important aspect in the development and design of new radio -graphic systems. We propose a simple procedure for making this choice, which uses linear matrices of S-PD detectors. It allows evaluation of changes in the relative sensitivity of a radiographic system with variation of the movement speed of the inspected object and the radiation energy on the basis of amplitude-time characteristics of scintillators (decay time and afterglow, light output). Amplitude-time characteristics are presented for scintillat ors ZnSe(Te), Csl(TI), CdWO4. On the basis of these data, it is proposed to use ZnSe(Te) in the 20-100 keV range at object movement speed up to 10 cm/s, Csl(TI) — 90—500 keV up to 10 cm/s, CdWO4 150 keV at the speeds up to 500 cm/s.

В связи с увеличением количества предложении на рынке сцинтилляторов с различными характеристиками, трудно оценить их по влиянию тоИ или иноИ характеристики сцинтиллятора на параметры цифровоИ рентгенографической системы. Поэтому актуален подбор сцинтиллятора для детекторов типа сцинтиллятор-фотодиод (СЦ-ФД) при проектировании и создании рентгенографических систем. Нами предлагается простая методика выбора сцинтилляторов для цифровоИ радиографии, использующих линеИные матрицы детекторов типа СЦ-ФД. Она позволяет на основе амплитудно-временных характеристик сцинтиллятора (временные зависимости высвечивания и послесвечения, световыход) оценивать изменение относительноИ чувствительности радиографическоИ системы в целом при изменении скорости перемещения объекта и энергии ионизирующего излучения. Приводятся амплитудно-временные характеристики сцинтилляторов ZnSe(Te), Csl(TI), CdWO4. На основании этих данных предлагается использовать ZnSe(Te) в диапазоне 20-100 кэВ при скорости объекта не более 10 см/с, Csl(TI) — 90-500 кэВ до 10 см/с, CdWO4 150 кэВ при скорости до 500 см/с.

У зв’язку з підвищєною кількістю пропозиціИ на ринку сцинтиляторів з різними характеристиками, важко оцінити їх за впливом тієї чі іншої характеристики сцинтилятору на параметри цифрової рентгенографічної системи. Тому підбір сцинтилятора до детектора типу сцинтилятор-фотодіод (СЦ-ФД) при проектуванні та створенні рент-генографичних систем є актуальним. Нами пропонується проста методика вибору сцинтиляторів до цифрової радіографії, що використовують лініИну матрицю детекторів типу СЦ-ФД. Вона дозволяє на підставі амплітудно-часової характеристики сцинтилятора (часова залежність висвітлення та післясвітіння, світловихід) оцінювати зміну відносної чутливості радіографічної системи у цілому при зміні швидкості переміщення об’єкту та енергії іонізуючого випромінення. Наводяться амплітудно-часові характеристики сцинтиляторів ZnSe(Te), Csl(TI), CdWO4. На підставі цих даних пропонується застосовувати ZnSe(Te) в діапазоні 20-100 кеВ при швидкості об’єкту не більш ніж 10 см/с, Csl(TI) — 90-500 кеВ до 10 см/с, CdWO4 150 кеВ при швидкості до 500 см/с.