總部位于東京的精密零部件制造商Orbray近日宣布，成功開發(fā)出一款基于高質(zhì)量、大直徑單晶金剛石基板的先進(jìn)輻射核探測器。該創(chuàng)新產(chǎn)品憑借鉆石固有的物理優(yōu)勢，在高輻射環(huán)境中展現(xiàn)出卓越性能，為醫(yī)療放射診斷和治療領(lǐng)域帶來新的可能性。

該探測器的核心在于Orbray專有的單晶金剛石基板技術(shù)。鉆石材料以其優(yōu)異的輻射硬度、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及快速的信號響應(yīng)能力，成為傳統(tǒng)半導(dǎo)體探測器在高輻射環(huán)境下的理想替代方案。其原子結(jié)構(gòu)與人體生物組織特性高度相似，使其成為醫(yī)療用途的理想探測介質(zhì)，尤其在安全性與精確度要求極高的放射治療中表現(xiàn)突出。

據(jù)Orbray介紹，該探測器可對低能診斷X射線至高能治療X射線等多種輻射類型實(shí)現(xiàn)高精度測量。其高光譜分辨率和靈敏度確保了傳統(tǒng)探測器因輻射損傷導(dǎo)致性能下降時(shí)，仍能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的劑量測定和成像。這一特性在醫(yī)療影像設(shè)備的性能優(yōu)化中具有重要意義。

從技術(shù)演進(jìn)來看，鉆石在輻射探測領(lǐng)域的應(yīng)用曾受限于材料可用性與純度。20世紀(jì)90年代前，研究多依賴含雜質(zhì)且性能不均的天然鉆石。21世紀(jì)初，化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的引入，通過合成高純度、定向晶體結(jié)構(gòu)的鉆石，顯著提升了探測器的響應(yīng)和可靠性。單晶CVD金剛石在信號專注度和光譜純度上優(yōu)于多晶材料，成為Orbray探測器研發(fā)的關(guān)鍵支撐。

2021年，Orbray取得技術(shù)突破，成功生產(chǎn)出直徑2英寸、表面取向?yàn)?100)的高質(zhì)量獨(dú)立單晶金剛石基板，成為同類產(chǎn)品中的佼佼者。該基板作為新探測器架構(gòu)的核心，與東京都立大學(xué)、東北大學(xué)、東北工業(yè)大學(xué)和大阪大學(xué)共同開發(fā)的探測器系統(tǒng)，經(jīng)聯(lián)合評估驗(yàn)證了其在臨床X射線系統(tǒng)中的性能，展現(xiàn)出高信號完整性、低噪聲水平及長期穩(wěn)定性。

該探測器的可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)使其能夠在不影響性能的前提下配置更大面積，從而適用于低劑量成像和實(shí)時(shí)輻射監(jiān)測等場景，滿足醫(yī)療領(lǐng)域?qū)Τ哽`敏度的需求。Orbray表示，將通過用戶反饋和現(xiàn)場試驗(yàn)持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品，并計(jì)劃于4月10日至13日在橫濱舉行的2025年日本放射學(xué)大會上展示其制造方法與評估結(jié)果。

此次技術(shù)突破標(biāo)志著鉆石材料在輻射探測領(lǐng)域的進(jìn)一步成熟，為醫(yī)療設(shè)備性能提升提供了新的技術(shù)路徑。