Zor üretilen yarı iletken kadmiyum çinko tellür (CZT), tıbbi görüntülemeden uzay araştırmalarına, havaalanı güvenliğinden parçacık fiziğine kadar birçok alanda benzersiz hassasiyet sunarak teknolojik dönüşümün merkezine yerleşiyor.
Londra’daki Royal Brompton Hastanesi’nde geçen yıl devreye alınan yeni nesil Veriton-CT SPECT/CT 64 tarayıcı, akciğer inceleme sürelerini 45 dakikadan 15 dakikaya düşürdü. Bu dramatik hızlanmanın arkasında yalnızca gelişmiş yazılımlar değil, aynı zamanda bilim dünyasında uzun süredir “zor üretilen mucize malzeme” olarak anılan CZT yer alıyor.
Hastanenin nükleer tıp ve PET birimi sorumlusu Dr. Kshama Wechalekar, cihazın sağladığı görüntü detayının olağanüstü olduğunu belirterek bunun hem mühendislik hem de fizik açısından son derece etkileyici bir başarı olduğunu vurguluyor.
1 MİLYON STERLİNLİK CİHAZ, DAHA DÜŞÜK RADYASYON
Yaklaşık 1 milyon sterlin (1,34 milyon dolar) değerindeki tarayıcı, hastaya verilen radyoaktif maddenin yaydığı gama ışınlarını algılayarak çalışıyor. CZT dedektörlerinin yüksek hassasiyeti sayesinde, kullanılan radyoaktif madde dozu önceki sistemlere kıyasla yaklaşık yüzde 30 azaltılabiliyor.
Bu teknoloji sayesinde, akciğerlerdeki çok küçük pıhtılar veya büyük damar tıkanıklıkları daha net biçimde tespit edilebiliyor. Daha önce yalnızca sınırlı boyuttaki cihazlarda kullanılan CZT dedektörlerinin tam vücut tarayıcılarına entegre edilmesi ise tıp dünyası için oldukça yeni bir adım olarak değerlendiriliyor.
ÜRETİMİ SON DERECE ZOR, ÜRETİCİSİ AZ
CZT yeni bir malzeme değil; ancak üretimi son derece zahmetli. İngiltere merkezli Kromek, bu yarı iletkeni endüstriyel ölçekte üretebilen dünyadaki sayılı şirketlerden biri.
Şirketin tesislerinde, 170 küçük fırından oluşan özel bir üretim hattı bulunuyor. Haftalar süren süreçte özel tozlar eritiliyor, yeniden katılaştırılıyor ve tek kristal yapıya sahip CZT blokları elde ediliyor. Kromek’in kurucu CEO’su Arnab Basu, bu kristallerin “atom seviyesinde hizalanarak” oluştuğunu belirtiyor.
“RENKLİ” X-IŞINI VE GAMA GÖRÜNTÜLERİ
CZT’nin en büyük avantajı, X-ışını ve gama ışınlarındaki fotonları son derece yüksek doğrulukla algılayabilmesi. Yüksek enerjili bir foton CZT’ye çarptığında ortaya çıkan elektronlar, tek adımda dijital veriye dönüştürülüyor.
Bu sayede enerji, zamanlama ve spektral bilgi kaybolmadan işlenebiliyor. Sonuç olarak cihazlar, klasik siyah-beyaz görüntülerin ötesine geçerek spektroskopik yani “renkli” görüntüler üretebiliyor.
HAVALİMANI GÜVENLİĞİ VE PATLAYICI TESPİTİNDE KULLANILIYOR
CZT teknolojisi yalnızca sağlık alanıyla sınırlı değil. Kromek’in geliştirdiği sensörler, İngiltere’deki bazı havalimanlarında ve ABD’de bagaj tarama sistemlerinde aktif olarak kullanılıyor.
Şirket, önümüzdeki birkaç yıl içinde el bagajı tarayıcılarında da CZT kullanımının yaygınlaşmasını bekliyor. Bu sayede patlayıcı ve tehlikeli maddelerin çok daha hassas şekilde tespit edilmesi mümkün olacak.
UZAY VE PARÇACIK FİZİĞİNDE KRİTİK ROL
CZT, uzay araştırmalarında da kritik bir rol üstleniyor. Bazı araştırma kurumları, bu malzemeyi yüksek irtifa balonlarıyla taşınan uzay teleskoplarında kullanıyor. Nötron yıldızları ve kara deliklerin çevresindeki plazmadan yayılan X-ışınlarını yakalayabilen bu sistemlerde, yalnızca 0,8 milimetre kalınlığında CZT tabakaları yeterli oluyor.
Aynı malzeme, parçacık hızlandırıcılarında da tercih ediliyor. Elektronların ışık hızına yakın hızlarda döndüğü bu tesislerde üretilen yoğun X-ışınları, malzeme analizlerinde kullanılıyor. Ancak yeni nesil hızlandırıcılarda ışın parlaklığının artması, mevcut dedektörlerin kapasitesini zorluyor.
İngiltere’deki Diamond Light Source tesisinin yaklaşık yarım milyar sterlinlik büyük yükseltme projesinde de CZT’ye duyulan ihtiyaç, bu malzemenin gelecekte bilim ve teknolojide ne kadar merkezi bir rol oynayacağının güçlü bir göstergesi olarak öne çıkıyor.
Haber Kaynağı: BBC
