近日，一支由莫斯科工程物理學院電子系員工、研究生及學生組成的年輕科研團隊，正致力于研發一款名為PixelVision的先進像素探測器。該探測器具備記錄X射線范圍內單個光子并精確測量其能量的能力，有望為材料及生物組織成分分析提供詳盡數據，并助力生成高分辨率的“彩色”X射線圖像。目前，該項目團隊已入選俄羅斯原子能公司與莫斯科工程物理學院技術加速器聯合發起的第四輪資助計劃。

傳統放射線照相技術依賴于身體組織對X射線吸收率的差異來成像，如骨骼等致密結構吸收輻射較強，而軟組織則較弱，從而形成高對比度的黑白圖像。然而，這種方法無法解析單個光子的能量信息。PixelVision項目的目標正是填補這一技術空白，開發能夠記錄輻射光譜特性的技術，為提升診斷準確性邁出關鍵一步。該項目在俄羅斯尚屬首創，由俄羅斯國家核工程大學莫斯科工程物理學院電子系專用集成電路設計實驗室負責人愛德華·阿特金擔任科學顧問，并得到JSC TVEL(Rosatom)專家的支持。

據PixelVision項目負責人、莫斯科工程物理學院研究生Danila Lobankov介紹，該探測器采用雙層結構設計。上層為托木斯克國立大學研發的砷化鎵傳感器，當X射線光子與傳感器材料相互作用時，會產生電離效應，形成與光子能量成正比的電子空穴對。下層則是莫斯科工程物理學院設計的專用微電路，負責讀取、處理電荷信號，并將其轉換為光子空間分布及能量的數據。該芯片尺寸為20x20毫米，預計包含65,536個像素(256x256)，初期將開發具有32x32像素矩陣的原型。

項目面臨的主要挑戰在于設備的高靈敏度要求。傳感器記錄的電荷量級僅為幾千個電子(約1.6×10?¹?庫侖)，為此，微電路采用180納米CMOS技術設計，以確保信號處理的精確性。

項目參與者、莫斯科工程物理學院研究生薩拉瓦特·亞馬利耶夫強調，PixelVision探測器在醫學領域的應用前景廣闊，不僅能夠生成高清“彩色”X射線圖像，還能通過縮短曝光時間降低患者接受的輻射劑量。此外，該技術還可應用于科學實驗(如大科學級裝置)、檢測系統及工業無損檢測等領域。

根據項目規劃，PixelVision團隊計劃于2026年初完成探測器原型的開發，并著手準備該項目的商業模式。目前，項目團隊正在大學技術加速器接受培訓，俄羅斯原子能公司的專家及潛在客戶也將參與其中。今年夏天，項目團隊將與其他參與者共同角逐高達500萬盧布的投資，以推動業務發展。