第二十三届全国核电子学与核探测技术学术年会（NED2026）

用于质子治疗束流监测的位置灵敏闪烁光纤探测器的研制

11 Aug 2026, 17:20

15m

花园厅 (中州华鼎饭店)

口头报告 探测器 Parallel 3 - session 4 (detector)

Speaker

亚楠 刘 (山东大学)

Description

质子治疗利用布拉格峰效应，将质子束能量沉积于肿瘤靶区，在提升局部肿瘤控制率的同时可以保护周围正常组织，尤其适用于儿童肿瘤、中枢神经系统肿瘤及复杂解剖部位的治疗。为实现对质子束流径迹的高精度实时监测，本研究成功研制了一套基于硅光电倍增器(SiPM)与塑料闪烁光纤的位置灵敏探测器。探测器有效探测面积为384 mm × 384 mm，可覆盖典型质子治疗的束流截面，探测层由两层X方向与两层Y方向的闪烁光纤阵列正交堆叠构成二维位置敏感单元，每根光纤为1 mm直径圆形塑料闪烁光纤，光纤之间紧密排布；探测器共设有32个X通道与32个Y通道，光纤通过编码方式位置映射方案耦合至6 mm × 6 mm 的SiPM阵列，每个SiPM信号经前置放大、整形与甄别后，由独立FPGA模块实现信号实时采集与处理，实现约100万质子/秒的通量读出需求。本报告将详细介绍该探测器的设计原理、制作工艺及性能测试过程。初步测试结果表明，探测器具备高探测效率，理论位置分辨率由光纤间距定，优于0.5mm，能够满足带电粒子精确位置测量的需求。该探测器有望集成至质子治疗束流线中，用于束流监测、径迹重建及剂量验证，为提升质子治疗的精准性与安全性提供重要的硬件支撑。