1765520947
2025-12-12 00:03:00
Chris Baraniukテクノロジー レポーター
クロミーク
カドミウム亜鉛テルル化物を供給できる組織は非常に少ない
病院の大きなスキャナーに仰向けになり、腕を頭の上に上げ、できるだけ動かない状態で 45 分間検査します。あまり面白くないようです。
ロンドンのロイヤル・ブロンプトン病院では、昨年同病院が検査時間をわずか 15 分に短縮する新しい装置を導入するまで、患者は特定の肺スキャン中にこの作業を行わなければならなかった。
これはスキャナーの画像処理技術のおかげでもありますが、テルル化カドミウム亜鉛 (CZT) と呼ばれる特殊な素材のおかげでもあります。これにより、この機械は患者の肺の非常に詳細な 3D 画像を生成できます。
「このスキャナーからは美しい写真が得られます」と核医学および PET の責任者であるクシャマ・ウェチャレカール博士は言います。 「これは工学と物理学の驚くべき偉業です。」
昨年8月に病院に設置されたこの機械のCZTは英国企業クロメック社製だった。クロメックは、CZT を製造できる世界で数少ない企業の 1 つです。聞いたことがないかもしれませんが、Wechalekar 博士の言葉を借りれば、医療画像処理における「革命」を可能にしています。
この驚異的な材料は、X 線望遠鏡、放射線検出器、空港のセキュリティ スキャナーなど、他にも多くの用途があります。そしてそれはますます求められています。
ウェチャレカー博士とその同僚が行った患者の肺の調査では、例えば、新型コロナウイルス感染症の長期感染者に多数の小さな血栓の存在を探したり、肺塞栓症として知られる大きな血栓の存在を探したりする。
100万ポンドのスキャナーは、患者の体内に注射された放射性物質から放出されるガンマ線を検出することで機能する。
しかし、スキャナーの感度は、必要なこの物質の量が以前よりも少なくなることを意味し、「線量を約30%削減できる」とウェチャレカー博士は言う。 CZT ベースのスキャナーは一般に新しいものではありませんが、このような大型の全身スキャナーは比較的最近の技術革新です。
ガイズ・アンド・セント・トーマスNHS財団トラスト
ロンドンのロイヤル・ブロンプトン病院で最新のスキャナーを使用するクシャマ・ウェチャレカール医師
CZT自体は何十年も前から存在していますが、製造が難しいことで知られています。 「工業規模の生産プロセスに発展するには長い時間がかかりました」とクロメックの創業最高経営責任者アルナブ・バス氏は言う。
セッジフィールドにある同社の施設には、バス博士が「サーバー ファームのようだ」と表現する部屋に 170 個の小型炉があります。
特殊な粉末を炉内で加熱し、溶融させて単結晶構造に固化させます。プロセス全体には数週間かかります。 「原子ごとに、結晶は再配置される […] そうすればそれらはすべて整列するのです」とバス博士は言います。
高エネルギーの光子が CZT に衝突すると、電子が動員され、この電気信号を画像の作成に使用できます。以前のスキャナ技術では 2 段階のプロセスが使用されていましたが、それほど正確ではありませんでした。
「それはデジタルです」とバス博士は言います。 「これは単一の変換ステップです。タイミングや CZT 検出器に当たる X 線のエネルギーなど、すべての重要な情報が保持されます。カラー画像や分光画像を作成できます。」
同氏は、CZTベースのスキャナーが現在、英国の空港で爆発物探知に使用され、米国の一部の空港で受託手荷物のスキャンに使用されていると付け加えた。 「我々は、CZTが次の期間に手荷物セグメントに参入すると予想しています。 [few] 何年も。」
クロミーク
CZTの製造には特別な炉が必要です
しかし、CZT を手に入れるのは必ずしも簡単ではありません。
米国セントルイスにあるワシントン大学のヘンリック・クラチンスキー氏は、以前にもこの素材を使用したことがある。 宇宙望遠鏡で 高高度気球に取り付けられています。これらの検出器は、中性子星とブラック ホールの周囲のプラズマの両方から放出される X 線を検出できます。
クラウチンスキー教授は、望遠鏡に非常に薄い 0.8 mm の CZT 片を望んでいます。これは、望遠鏡が拾う背景放射線の量を減らし、より鮮明な信号を可能にするのに役立つからです。 「新しい検出器を 17 台購入したいと考えています」と彼は言います。 「この薄いものを手に入れるのは本当に難しいです。」
彼はクロメックから CZT を調達できませんでした。バス博士は、彼の会社には現時点で高い需要があると述べています。 「私たちは非常に多くの研究組織をサポートしています。」と彼は付け加えました。「私たちにとって、100の異なることを行うのは非常に困難です。それぞれの研究 [project] 非常に特殊なタイプの検出器構造が必要です。」
しかし、現時点ではさらに大きな頭痛の種があります。次のミッションは12月に南極から飛行する予定だったが、「日程はすべて流動的だ」とクラウチンスキー教授は言う。 米国政府閉鎖。
ダイヤモンド光源
CZTはダイヤモンド光源のアップグレードに使用されます
他の多くの科学者も CZT を使用しています。イギリスではメジャーな ダイヤモンド光源のアップグレード オックスフォードシャーにある研究施設（5 億ポンドの費用がかかる）は、CZT ベースの検出器の設置によりその能力が向上します。
ダイヤモンド光源は、ほぼ光の速度で巨大なリングの周りに電子を発射するシンクロトロンです。磁石により、これらの飛び回る電子は X 線の形でエネルギーを失い、これらはビームラインのリングから放出され、材料の分析などに使用されます。
最近のいくつかの実験では、アルミニウムが溶けている間に不純物を調査することが行われています。これらの不純物をより深く理解することは、金属のリサイクル形態を改善するのに役立つ可能性があります。
2030 年に完成予定のダイヤモンド光源のアップグレードにより、生成される X 線は大幅に明るくなり、既存のセンサーでは X 線を適切に検出できなくなることになります。
ダイヤモンド光源の過半数所有者である科学技術施設評議会の検出器開発グループリーダー、マット・ヴィール氏は、「施設が発する光を検出できなければ、こうした施設のアップグレードに多額の費用を費やしても意味がない」と語る。
だからこそ、ここでも CZT が材料として選ばれるのです。
ビジネスのさらなるテクノロジー
#すごいですね #ほんの少しの人にしか作れない不思議な素材