Разработка модели блока ФЭУ для исследования алгоритмов восстановления координат события в современной гамма-камере для системы OrCAD

МЬО НЬЮНТ ВИН

Научный руководитель – М. В. АЛЮШИН, к. т.н., доцент

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ БЛОКА ФЭУ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КООРДИНАТ СОБЫТИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ГАММА-КАМЕРЕ ДЛЯ СИСТЕМЫ OrCAD

Рассматриваются особенности моделирования амплитудно-пространственных характеристик (АПХ) блока ФЭУ. Предложена модель блока ФЭУ, учитывающая реальные АПХ использующихся ФЭУ. Рассмотрена методика определения параметров модели.

На рис.1 показан типичный блок из трех расположенных рядом ФЭУ, предназначенный для точного определения координат X, Y события в сцинтилляторе. На рис.1 показаны соответствующие АПХ трех ФЭУ, входящих в блок – V1, V2 и V3. Для разработки алгоритмов восстановления координат события, которые обычно учитываю световой баланс в сцинтилляторе, необходимо иметь возможность учитывать реальные характеристики каждого из трех ФЭУ, входящих в конкретный блок.

Рис.1. Блок из 3 ФЭУ

В данном исследовании предложена модель блока ФЭУ, удовлетворяющая указанным выше требованиям. Модель (рис.2) содержит резистивные цепи, имитирующие прохождение света через сцинтиллятор. Модель имеет три выхода в соответствии с числом ФЭУ в блоке. Разработанная модель предназначена для моделирования алгоритмов первичной обработки данных от ФЭУ в среде OrCAD.

Величины сопротивления элементов резистивных цепей являются параметрами разработанной модели. \данные параметры определяются таким образом, чтобы АПХ ФЭУ блока, рассчитанные с помощью модели наилучшим образом совпадали с измеренными АПХ ФЭУ. В качестве модели световой вспышки в сцинтилляторе использовался импульсный источник тока Vexp.

Рис.2. Модель блока ФЭУ

На рис.3 представлены исходная АПХ одного ФЭУ (экспериментальный случай), а также АПХ, рассчитанная с помощью рассмотренной в работе модели (идеальный случай). Точность воспроизведения АПХ составила 10% при использовании 16-компонентной модели и 5% при использовании 32-компонентной модели.

Рис.3. Исходная и рассчитанная с помощью модели АПХ ФЭУ

Таким образом, предложенные в работе модели дают возможность осуществить исследование и разработку высокоэффективных алгоритмов восстановления координат событий в современной гамма-камере за счет учета реальных АПХ каждого ФЭУ, а также сформулировать рекомендации по оптимальному расположению ФЭУ на сцинтилляторе для достижения максимального пространственного разрешения, в том числе – на краях сцинтиллятора.