В Японии вырастили алмаз для медицинских дозиметров

Японские ученые впервые применили гетероэпитаксиальный синтетический алмаз в медицинской дозиметрии. Результаты исследования опубликованы в журнале Medical Physics.

Точное определение количества полученной радиации критически важно в клинической практике. Золотым стандартом медицинской дозиметрии считаются воздушные ионизационные камеры. Проблема в диапазоне доз, которые они могут измерять. Например, при рентгенодиагностике дозы значительно ниже, чем при радиотерапии. Воздушные камеры, способные регистрировать такие слабые дозы, требуют большего объема, из-за чего получаются громоздкими и не позволяют детально оценивать, как меняется доза в зависимости от положения датчика. На практике их чувствительность на очень низких уровнях излучения оказывается неприемлемо малой.

Решить эту проблему взялись, заменив материал камеры. Вместо воздуха использовали алмазы, выращенные в лаборатории методом гетероэпитаксии — то есть не на алмазе, а на другой подложке. С новым детектором провели серию систематических экспериментов.

Размер камеры — всего 4×4×0,5 мм, то есть ее объем примерно в 1250 раз меньше, чем у стандартных воздушных камер. Однако чувствительность в пересчете на единицу объема оказалась в 13 500 раз выше, причем при подаче сравнительно низкого напряжения — 100 В.

Детектор продемонстрировал отличную линейность отклика в зависимости от дозы, а также крайне слабую энергетическую зависимость. А судя по успешной работе в диапазоне низких энергий, ему легко будет измерять и высокие дозы.

Таким образом, создан задел для разработки универсального компактного медицинского дозиметра. А может, и бытового — сенсор настолько мал, что его можно встраивать в гаджеты.