Prześwietlenie zęba czy płuc, tomografię komputerową i analizę zawartości walizki na lotnisku łączy jedno – promienie rentgenowskie. Stanowią one podstawię nowoczesnej diagnostyki, a także różnych gałęzi przemysłu.

Jednak to jonizujące promieniowanie nie jest do końca bezpieczne.

Dawka promieniowania, na którą pacjent jest narażony podczas pojedynczego skanu, jest uznawana za bezpieczną - potrzeba tysięcy takich skanów, aby zaczęły pojawiać się skumulowane efekty – wyjaśniają badacze.

Jednak powtarzająca się ekspozycja na promieniowanie o wysokiej energii może uszkodzić sprzęt elektroniczny lub stanowić zagrożenie na przykład technika obsługującego diagnostyczną maszynę.

Dlatego od lat prowadzone są prace nad metodami zmniejszania dawki potrzebnej do przeprowadzenia opartych na promieniach X procedur.

Naukowcy z saudyjskiego Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha wykonali właśnie duży krok w tym kierunku, opracowując nowy, czulszy detektor rentgenowski.

„Dokonanie to obniża granice wykrywalności i otwiera drogę do bezpieczniejszego i bardziej energooszczędnego obrazowania medycznego oraz monitoringu przemysłowego” – mówi Omar F. Mohammed, główny autor badania opisanego w magazynie „ACS Central Science” (https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscentsci.4c01296).

Jak wyjaśniają naukowcy, podobnie do światła widzialnego i fale radiowych, promienie rentgenowskie są formą promieniowania elektromagnetycznego. Jednak dzięki swojej wysokiej energii mogą przenikać przez większość obiektów – w tym przez miękkie tkanki ludzkiego ciała.

Aby uzyskać obraz rentgenowski, zwany radiogramem, promienie przepuszcza się przez ciało i na obrazie pojawiają się one jako cienie lub zatrzymują się w gęstszych tkankach, takich jak kości, pozostawiając jaśniejsze obszary.

Aby zwiększyć czułość detektorów, naukowcy dążyli do zminimalizowania szumu tła generowanego przez urządzenie. W tym celu stworzyli detektory z użyciem wyspecjalizowanych kryształów perowskitowych, które połączyli z tzw. kaskadowym układem elektrycznym.

Szumy udało się zmniejszyć prawie o połowę, co diametralnie poprawiło limit wykrywania promieni rentgenowskich.

W przeprowadzonych dotąd testach, radiogramy wykonane nowym detektorem ujawniły drobne szczegóły, takie jak metalowa igła przebijająca malinę czy wewnętrzne elementy kabla USB.

Zespół zapewnia, że ta technologia jest obiecującą metodą rozwoju bezpieczniejszych i czułych komercyjnych urządzeń rentgenowskich, które mogłyby umożliwić minimalizację ekspozycji na promieniowanie podczas procedur medycznych oraz pozwolić na rejestrowanie subtelnych szczegółów w monitoringu przemysłowym.(PAP)

Marek Matacz

mat/ agt/