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  2. Dissertations / Theses
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  5. Conference papers

Academic literature on the topic 'Liquid Xenon Compton telescope'

Author: Grafiati
Published: 22 February 2025

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Journal articles on the topic "Liquid Xenon Compton telescope"

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Oger, T., W. T. Chen, J. P. Cussonneau, J. Donnard, S. Duval, J. Lamblin, O. Lemaire, et al. "A liquid xenon TPC for a medical imaging Compton telescope." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 695 (December 2012): 125–28. http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2011.12.004.

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2

Chen, W. T., H. Carduner, J. P. Cussonneau, J. Donnard, S. Duval, A. F. Mohamad-Hadi, J. Lamblin, et al. "Measurement of the Transverse Diffusion Coefficient of Charge in Liquid Xenon." Defect and Diffusion Forum 326-328 (April 2012): 567–72. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/ddf.326-328.567.

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Abstract:
Liquid xenon (LXe) is a very attractive material as a detection medium for ionization detectors due to its high density, high atomic number, and low energy required to produce electron-ion pairs. Therefore it has been used in several applications, like γ detection or direct detection of dark matter. Now Subatech is working on the R & D of LXe Compton telescope for 3γ medical imaging, which can make precise tridimensional localization of a (β+, γ) radioisotope emitter. The diffusion of charge carriers will directly affect the spatial resolution of LXe ionization signal. We will report how we measure the transverse diffusion coefficient for different electric field (0.5 ~ 1.2 kV/cm) by observing the spray of charge carriers on drift length varying until 12 cm. With very-low-noise front-end electronics and complete Monte-Carlo simulation of the experiment, the values ​​of transverse diffusion coefficient are measured precisely.
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Aprile, E., A. Curioni, K. L. Giboni, M. Kobayashi, U. G. Oberlack, and S. Zhang. "Compton imaging of MeV gamma-rays with the Liquid Xenon Gamma-Ray Imaging Telescope (LXeGRIT)." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 593, no. 3 (August 2008): 414–25. http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2008.05.039.

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4

Aprile, E., V. Egorov, K. L. Giboni, T. Kozu, F. Xu, T. Doke, J. Kikuchi, et al. "The electronics read out and data acquisition system for a liquid xenon time projection chamber as a balloon-borne Compton telescope." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 412, no. 2-3 (August 1998): 425–36. http://dx.doi.org/10.1016/s0168-9002(98)00480-x.

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5

Duval, S., A. Breskin, H. Carduner, J.-P. Cussonneau, J. Lamblin, P. Le Ray, E. Morteau, T. Oger, J.-S. Stutzmann, and D. Thers. "MPGDs in Compton imaging with liquid-xenon." Journal of Instrumentation 4, no. 12 (December 10, 2009): P12008. http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/4/12/p12008.

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6

Aprile, E., A. Bolotnikov, D. Chen, R. Mukherjee, and F. Xu. "The polarization sensitivity of the liquid xenon imaging telescope." Astrophysical Journal Supplement Series 92 (June 1994): 689. http://dx.doi.org/10.1086/192042.

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7

Gonçalves, O. D., H. Schechter, M. I. Lopes, and V. Chepel. "Rayleigh to compton differential cross-section ratios in liquid xenon." X-Ray Spectrometry 28, no. 5 (September 1999): 384–87. http://dx.doi.org/10.1002/(sici)1097-4539(199909/10)28:5<384::aid-xrs369>3.0.co;2-j.

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8

Buuck, M., A. Mishra, E. Charles, N. Di Lalla, O. A. Hitchcock, M. E. Monzani, N. Omodei, and T. Shutt. "Low-energy Electron-track Imaging for a Liquid Argon Time-projection-chamber Telescope Concept Using Probabilistic Deep Learning." Astrophysical Journal 942, no. 2 (January 1, 2023): 77. http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/aca329.

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Abstract:
Abstract The GammaTPC is an MeV-scale single-phase liquid argon time-projection-chamber gamma-ray telescope concept with a novel dual-scale pixel-based charge-readout system. It promises to enable a significant improvement in sensitivity to MeV-scale gamma rays over previous telescopes. The novel pixel-based charge readout allows for imaging of the tracks of electrons scattered by Compton interactions of incident gamma rays. The two primary contributors to the accuracy of a Compton telescope in reconstructing an incident gamma-ray’s original direction are its energy and position resolution. In this work, we focus on using deep learning to optimize the reconstruction of the initial position and direction of electrons scattered in Compton interactions, including using probabilistic models to estimate predictive uncertainty. We show that the deep-learning models are able to predict locations of Compton scatters of MeV-scale gamma rays from simulated 500 μm pixel-based data to better than 1 mm rms error and are sensitive to the initial direction of the scattered electron. We compare and contrast different deep-learning uncertainty estimation algorithms for reconstruction applications. Additionally, we show that event-by-event estimates of the uncertainty of the locations of the Compton scatters can be used to select those events that were reconstructed most accurately, leading to improvement in locating the origin of gamma-ray sources on the sky.
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9

Giboni, K., E. Aprile, T. Doke, S. Suzuki, L. M. P. Fernandes, J. A. M. Lopes, and J. M. F. dos Santos. "Compton Positron Emission Tomography with a Liquid Xenon Time Projection Chamber." Journal of Instrumentation 2, no. 10 (October 9, 2007): P10001. http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/2/10/p10001.

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Cussonneau, J. P., J. M. Abaline, S. Acounis, N. Beaupère, J. L. Beney, J. Bert, S. Bouvier, et al. "3$\gamma $ Medical Imaging with a Liquid Xenon Compton Camera and $^{44}$Sc Radionuclide." Acta Physica Polonica B 48, no. 10 (2017): 1661. http://dx.doi.org/10.5506/aphyspolb.48.1661.

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Dissertations / Theses on the topic "Liquid Xenon Compton telescope"

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Mohamad, Hadi Abdul Fattah. "Simulation de l'imagerie à 3γ avec un télescope Compton au xénon liquide." Phd thesis, Ecole des Mines de Nantes, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00847425.

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Abstract:
L'imagerie 3γ est une technique innovante d'imagerie médicale nucléaire qui est étudiée au laboratoire SUBATECH. Elle repose sur la localisation tridimensionnelle d'un radioisotope émetteur (β+, γ), le 44Sc, à l'aide d'un télescope Compton au xénon liquide. Le lieu de désintégration de ce radioisotope est obtenu par l'intersection de la ligne de réponse, construite à partir de la détection des deux photons de 511 keV issus de l'annihilation d'un positron, et du cône déterminé à partir du troisième photon. Un prototype de petite dimension XEMIS1 (XEnon Medical Imaging System) a été développé afin de faire la preuve expérimentale de la faisabilité de l'imagerie à 3γ. Les résultats de ce prototype sont très promoteurs en terme de résolution en énergie, de pureté du xénon liquide et de faible bruit électronique. La simulation Monte Carlo est un outil indispensable pour accompagner la R&D et évaluer les performances de la nouvelle technique d'imagerie proposée. Les travaux rapportés dans cette thèse concernent le développement de la simulation du système d'imagerie 3γ avec GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission). De nouvelles fonctionnalités ont été implémentées dans GATE afin de simuler un détecteur de type TPC (Time Projection Chamber). Nous avons effectué une simulation du prototype XEMIS1 et obtenu des résultats en bon accord avec nos données expérimentales. La prochaine étape du projet consiste à construire une caméra cylindrique au xénon liquide pour l'imagerie du petit animal. Les résultats des simulations de cette caméra présentés dans cette thèse montrent la possibilité de localiser chaque désintégration le long de la ligne de réponse avec une très bonne précision et une bonne sensibilité de détection. Des premières images de fantômes simples, réalisées évènements par événements, et après reconstruction tomographiques ont également présentées.
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Semenov, Evgenii. "Experimental studies and evaluation of the implementation of 3γ-imaging and the new technology of XEMIS cameras adapted to the control of MOX fuel." Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2024. http://www.theses.fr/2024IMTA0443.

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Abstract:
Le contrôle non destructif et l'imagerie par rayons γ sont largement utilisés dans l'industrie de production de combustible nucléaire et en médecine nucléaire. Cette thèse est centrée sur une nouvelle application d'un détecteur de pointe, basé sur une caméra au xénon liquide dont le champ de vue est 24 cm, XEMIS2. Cette caméra, construite à Nantes, en France, a été initialement conçue pour l’imagerie médicale à 3-gammas chez les petits animaux. Elle fait désormais l’objet d’une étude approfondie pour explorer la nouvelle application dans le contrôle non destructif et l’imagerie de pastilles ou de barres de combustible MOX à haute densité (> 10 g/cm³). Ils émettent un large spectre de rayons γ, ce qui constitue un objectif ambitieux et complexe. L'objectif principal de XEMIS2 est de réduire significativement la dose reçue par les patients lors d'un diagnostic médical par imagerie nucléaire tout en conservant la même qualité d'image que les cameras conventionnelles. Le spectre d'émission des rayons γ du combustible MOX a été étudié, et une activité élevée est attendue. Cependant, la région d'intérêt (ROI) des hautes énergies, sélectionnée pour ce travail, présente un défi en raison d'une statistique plus faible. Il a été démontré que d'autres ROI utilisées dans le contrôle gamma passif non destructif actuel rencontrent des difficultés en raison d'une forte auto-absorption des rayons γ. La thèse exposera deux méthodes développées et évaluées pour le contrôle du rapport Pu/(U+Pu) dans le MOX, incluant des contributions inédites aux algorithmes dans l’imagerie Compton
The non-destructive control and imaging with γ-rays are well-known widely used in nuclear fuel production industry and nuclear medicine, respectively. The thesis is centered on new application of a state-of-the-art detector, based on single-phase liquid xenon 24-cm long field-of-view camera, XEMIS2. It is constructed in Nantes, France. Originally conceived for small animal medical 3-gamma imaging, the camera is now being scrutinized to explore new area of its’ application in non-destructive control and imaging of high-density (> 10 g/cm3) MOX fuel pellets or rods that emit a wide spectrum of γ-rays, which is a quite relevant and ambitious goal. XEMIS2 main goal is a significant dose reduction per scan while preserving the same image quality as in conventionnal cameras. MOX fuel γ-rays emission spectrum was studied, and high activity is expected, but the useful high-energy region of interest (ROI) that was selected for this work presents a challenge due to small statistics. It was shown that other ROI used in current passive non-destructive gamma-scanning control face difficulties due to strong self-absorbtion of γ-rays. The thesis will expound on the two methods that were developed and assessed for MOX Pu/(U+Pu) ratio control, including new contributions to algorithms in Compton imaging
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Oger, Tugdual. "Développement expérimental d'un télescope Compton au xenon liquide pour l'imagerie médicale fonctionnelle." Phd thesis, Ecole des Mines de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00678767.

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Abstract:
L'imagerie 3γ est une nouvelle technique d'imagerie médicale nucléaire qui a été proposée au laboratoire Subatech. Cette technique consiste à localiser tridimensionellement la position de la désintégration d'un radioisotope innovant émetteur (β+, γ), le 44Sc. Il s'agit pour cela d'associer la détection des deux photons gamma de 511 keV issus de la désintégration d'un positon, assurée par une couronne de détecteurs de tomogaphie à émission de positon, à la détection dutroisième photon par un télescope Compton au xénon liquide. La position de l'interaction entre le photon et le xénon, ainsi que l'énergie déposée, sont relevées grâce à la mesure du signal d'ionisation à l'aide d'un chambre MICROMEGAS (MICROMEsh GAseousStructure), tandis que le déclenchement de l'acquisition et la mesure du temps de l'interaction sont assurés parla détection du signal de scintillation. Le principe de la TPC est ainsi utilisé pour l'imagerie Compton.Afin de faire la preuve expérimentale de faisabilité de l'imagerie 3γ, un prototype de petite dimension, XEMIS (XEnon Medical Imaging System), a été développé.Cette thèse constitue une étape importante vers cette preuve de faisabilité. Les travaux qui y sont exposés portent sur la caractérisation de la réponse du détecteur pour un faisceau de gammas de 511 keV et sur l'analyse des données qui en sont issues. La mesure des résolutions en énergie et temporelle seront exposés, ainsi que celle de la pureté du xénon liquide.
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Gallego, Manzano Lucia. "Optimization of a single-phase liquid xenon Compton camera for 3γ medical imaging." Thesis, Nantes, Ecole des Mines, 2016. http://www.theses.fr/2016EMNA0276/document.

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Abstract:
Les travaux décrits dans cette thèse sont centrés sur la caractérisation et l’optimisation d’une camera Compton à phase unique au xénon liquide pour des applications médicales. Le détecteur a été conçu pour exploiter les avantages d’une technique d’imagerie médicale innovante appelée l’imagerie 3γ. Elle vise à l’obtention de la position en 3D d’une source radioactive avec une très haute sensibilité et une réduction importante de la dose administrée au patient. L’imagerie 3γ est basée sur la détection en coïncidence de 3 photons gamma émis par un émetteur spécifique (+β, γ), le 44Sc. Un premier prototype de camera Compton au xénon liquide a été développé par le laboratoire Subatech à travers le projet XEMIS (Xenon Medical Imaging System), pour démontrer la faisabilité de l’imagerie 3γ. Ce nouveau système de détection comporte un système de cryogénie avancé et une électronique front-end à très faible bruit qui fonctionne à la température du xénon liquide. Ce travail a contribué à la caractérisation de la réponse du détecteur et à l’optimisation de la mesure du signal d’ionisation. L'influence de la grille de Frisch sur le signal mesuré a été particulièrement étudiée. Les premières preuves de la reconstruction Compton en utilisant une source de ²²Na (β+, Eγ = 1.274 MeV) sont aussi rapportées dans cette thèse et valident la preuve de concept de la faisabilité de l’imagerie 3γ. Les résultats présentés dans cette thèse ont joué un rôle essentiel dans le développement d’une camera Compton au xénon liquide de grandes dimensions pour l’imagerie des petits animaux. Ce nouveau détecteur, appelée XEMIS2, est maintenant en phase de construction
The work described in this thesis is focused on the characterization and optimization of a single-phaseliquid xenon Compton camera for medical imaging applications. The detector has been conceived to exploit the advantages of an innovative medical imaging technique called 3γ imaging, which aims to obtain aprecise 3D location of a radioactive source with high sensitivity and an important reduction of the dose administered to the patient. The 3γ imaging technique is based on the detection in coincidence of 3gamma rays emitted by a specific (+β, γ) emitter radionuclide,the 44Sc. A first prototype of a liquid xenon Compton camera has been developed by Subatech laboratory within the XEMIS (Xenon Medical Imaging System) project, to proof the feasibility of the 3γ imaging technique. This new detection framework is based on an advanced cryogenic system and an ultra-low noise front-end electronics operating at liquid xenon temperature. This work has contributed to the characterization of the detector response and the optimization of the ionization signal extraction. A particular interest has been given to the influence of the Frisch grid on the measured signals. First experimental evidences of the Compton cone reconstruction using asource of ²²Na (β+, Eγ = 1.274 MeV) are also reported in this thesis, which demonstrate the proof of concept of the feasibility of the 3γ imaging. The results reported in this thesis have been essential for the development of a larger scale liquid xenon Compton camera for small animal imaging. This new detector, called XEMIS2, is now in phase of construction
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Lu, Philip Fei-Tung. "Monte-Carlo simulations of positron emission tomography based on liquid xenon detectors." Thesis, University of British Columbia, 2008. http://hdl.handle.net/2429/595.

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Abstract:
The prospects for enhanced Positron Emission Tomography imaging using liquid xenon (LXe) gamma ray detectors had been examined. Monte-Carlo simulations using GEANT4 were performed and the results were used to study the expected performance of a small animal PET scanner in comparison with a simulated conventional small animal scanner (LSO Focus 120). A NEMA-like cylinder phantom and an image contrast phantom were simulated with both scanners to compare performance characteristics. A Compton reconstruction algorithm was developed for the LXe scanner, and its performance and limitations studied.
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Books on the topic "Liquid Xenon Compton telescope"

1

United States. National Aeronautics and Space Administration., ed. A liquid xenon imaging telescope for 1-30 MeV gamma-ray astrophysics. [Washington, D.C: National Aeronautics and Space Administration, 1989.

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2

Aprile, Elena. Development of a high resolution liquid xenon imaging telescope for medium energy gamma-ray astrophysics: Annual status report for NASA grant NAGW-2013. [Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration, 1992.

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United States. National Aeronautics and Space Administration., ed. Development of a high resolution liquid xenon imaging telescope for medium energy gamma-ray astrophysics: Annual status report for NASA grant NAGW-2013. [Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration, 1992.

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Aprile, Elena. A high resolution liquid xenon imaging telescope for 0.3-10 MEV gamma-ray astrophysics: Construction, and initial balloon flights. [Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration, 1993.

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Aprile, Elena. A high resolution liquid xenon imaging telescope for 0.3-10 MeV gamma-ray astrophysics: Construction and initial balloon flights : annual status report for NAGW-2013 : 1 January 1994 - 31 December 1994. Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration, 1994.

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Book chapters on the topic "Liquid Xenon Compton telescope"

1

Xing, Y., M. Abaline, S. Acounis, N. Beaupère, J. L. Beney, J. Bert, S. Bouvier, et al. "XEMIS: Liquid Xenon Compton Camera for 3γ Imaging." In Springer Proceedings in Physics, 154–58. Singapore: Springer Singapore, 2018. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-13-1316-5_29.

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2

Aprile, E., A. Bolotnikov, D. Chen, H. Tawara, F. Xu, E. Chupp, P. Dunphy, et al. "The Imaging Liquid Xenon-Coded Aperture Telescope (LXe-CAT)." In Imaging in High Energy Astronomy, 333–38. Dordrecht: Springer Netherlands, 1995. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-011-0407-4_55.

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3

Zhu, Y., M. Abaline, S. Acounis, N. Beaupère, J. L. Beney, J. Bert, S. Bouvier, et al. "Scintillation Signal in XEMIS2, a Liquid Xenon Compton Camera with 3γ Imaging Technique." In Springer Proceedings in Physics, 159–63. Singapore: Springer Singapore, 2018. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-13-1316-5_30.

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Conference papers on the topic "Liquid Xenon Compton telescope"

1

Lainé, Q., N. Beaupere, D. Cai, C. Lahuec, E. Morteau, F. Seguin, and D. Thers. "Multi Time-Over-Threshold System for Light Signal in a Liquid Xenon 3-Photon Compton Camera." In 2024 IEEE SENSORS, 1–4. IEEE, 2024. https://doi.org/10.1109/sensors60989.2024.10784579.

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2

Aprile, E. "LXeGRIT: The liquid xenon gamma-ray imaging telescope." In Fifth compton symposium. AIP, 2000. http://dx.doi.org/10.1063/1.1303308.

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3

Oberlack, Uwe G., Elena Aprile, Alessandro Curioni, Valeri Egorov, and Karl-Ludwig Giboni. "Compton scattering sequence reconstruction algorithm for the liquid xenon gamma-ray imaging telescope (LXeGRIT)." In International Symposium on Optical Science and Technology, edited by Ralph B. James and Richard C. Schirato. SPIE, 2000. http://dx.doi.org/10.1117/12.407578.

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Aprile, Elena, Valeri Egorov, Karl-Ludwig Giboni, Steven M. Kahn, Tomotake Kozu, Uwe G. Oberlack, S. Centro, et al. "XENA: a liquid-xenon Compton telescope for gamma-ray astrophysics in the MeV regime." In SPIE's International Symposium on Optical Science, Engineering, and Instrumentation, edited by F. P. Doty and Richard B. Hoover. SPIE, 1998. http://dx.doi.org/10.1117/12.312882.

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5

Xing, Yajing, Mounir Abaline, Stephane Acounis, Nicolas Beaupere, Jean-Luc Beney, Julien Bert, Stephane Bouvier, et al. "Direct Measurement of Ionization Charges in Single-phase Liquid Xenon Compton Telescope for 3γ Medical Imaging." In 2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC). IEEE, 2019. http://dx.doi.org/10.1109/nss/mic42101.2019.9059808.

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6

Lemaire, Olivier, W. T. Chen, J. P. Cussonneau, E. Delagnes, J. Donnard, S. Duval, O. Gevin, et al. "Development of a readout electronic for the measurement of ionization in liquid xenon compton telescope containing micro-patterns." In 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2012 NSS/MIC). IEEE, 2012. http://dx.doi.org/10.1109/nssmic.2012.6551226.

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Masbou, J., J. P. Cussonneau, J. Donnard, L. Gallego Manzano, O. Lemaire P. Leray, A. F. Mohamed Hadi, E. Morteau, et al. "XEMIS: A new Compton camera with liquid xenon." In 2014 IEEE 18th International Conference on Dielectric Liquids (ICDL). IEEE, 2014. http://dx.doi.org/10.1109/icdl.2014.6893166.

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Bryman, Douglas, Leonid Kurchaninov, Philip Lu, Fabriece Retiere, and Vesna Sossi. "Simulation of compton reconstruction in liquid xenon PET." In 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record. IEEE, 2007. http://dx.doi.org/10.1109/nssmic.2007.4437092.

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9

Zhu, Yuwei, Stephane Acounis, Nicolas Beaupere, Jean-Luc Beney, Julien Bert, Stephane Bouvier, Clotilde Canot, et al. "XEMIS2: A liquid xenon Compton camera to image small animals." In 2019 IEEE 20th International Conference on Dielectric Liquids (ICDL). IEEE, 2019. http://dx.doi.org/10.1109/icdl.2019.8796534.

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10

Wahl, Christopher G., Ethan P. Bernard, Christopher Kachulis, Blair Edwards, Nicole A. Larsen, Brian Tennyson, Sidney B. Cahn, Daniel N. McKinsey, Nicholas E. Destefano, and Moshe Gai. "Status and design of two-phase liquid-Xenon compton-imaging detector." In 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2012 NSS/MIC). IEEE, 2012. http://dx.doi.org/10.1109/nssmic.2012.6551369.

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