在质子治疗的高精度体内射程验证中，沿着质子轨迹发射的瞬发伽马射线能够提供射程和剂量分布的实时信息。硅光电倍增管因其高增益、结构紧凑及磁场兼容性在瞬发伽马监测中被广泛应用，但扩展至大面积探测器时，邓天一1面临读出通道数量庞大、电子学系统复杂且昂贵的挑战。本研究旨在开发一种紧凑的复用探测器模块，以降低系统复杂性并维持高分辨率探测所需的性能。
本工作研制了一种大面积平板闪烁体探测器，其感光面由2×2排列的ArrayJ-60035-64P SiPM阵列构成，并耦合了14×14的硅酸钇镥闪烁晶体阵列。系统采用基于行列相加原理的二极管复用策略，使用低电容和低正向压降的肖特基二极管防止相邻通道间的信号串扰，将总读出通道数从256路压缩至64路。复用信号通过定制转接板接入PETsys TOFPET2...
电子FLASH（e-FLASH）放射治疗通过在极短时间内以超高剂量率递送治疗剂量，在维持肿瘤控制效果的同时显著减轻正常组织损伤。然而，常规剂量监测设备在超高剂量率条件下易出现响应非线性，难以实现实时、精准监测。针对这一问题，设计并研制了一款基于Cherenkov效应的电子束流剂量监视器。通过蒙特卡罗程序完成了基于切伦科夫辐射的快响应电子FLASH放射治疗束流监视器物理设计，模拟分析了不同辐射体材料与厚度对Cherenkov光产额、光收集效率及对电子束扰动的影响，设计了束流前后向多通道光信号读出方案，并研制了监视器原理样机。评估了SiPM、光电二极管、光电管等多种光电读出器件在强电磁干扰环境中的适应性与性能。依托中玖闪光医疗科技有限公司研发的9 MeV电子FLASH实验平台，对监视器样机的时间响应、剂量监测重复性、剂量与剂量率线性响应进行了测试，并与参考剂量计PTW...
氢硼聚变反应因其无中子、高能量密度的优势，被视为未来清洁聚变能源的重要方向之一。本工作围绕氢硼反应探测需求，开展了基于碳化硅（SiC）探测器的α粒子产物探测系统研究，重点测试探测器对氢硼反应生成α粒子的响应特性、能量分辨能力及抗辐照性能。
研究完成了单路SiC探测系统的搭建与流片，探测器采用5mm×5mm圆形加Guard ring结构。在空气中利用α放射源进行响应测试，外加电压100 V和500 V下，能量分辨分别优于10%和9%。在中国科学院近代物理研究所低能强流粒子束热测研究平台上，采用200keV质子束轰击硼靶产生氢硼反应，在无屏蔽装置的情况下，利用所研制的SiC探测器对反应生成的α粒子进行探测。实验测得5.8 MeV高能α峰清晰，能量分辨约4%，并记录到3–4...
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...
