Tıpta, bilimde ve güvenlikte devrim yaratan mucize malzeme: CZT

Metin Akpınar

Teknoloji Editörü

Tıpta, bilimde ve güvenlikte devrim yaratan mucize malzeme: CZT — Londra’daki **Royal Brompton Hastanesi**’nde geçen yıl kurulan yeni nesil Veriton-CT SPECT/CT 64 tarayıcı, hastaların akciğer incelemelerinde geçirdiği süreyi 45 dakikadan 15 dakikaya düşürdü. Bu kayda değer hızlanmanın arkasında yalnızca görüntü işleme yazılımlarındaki gelişmeler değil, aynı zamanda uzun süredir bilim dünyasında “zor üretilen mucize materyal” olarak anılan **kadmiyum çinko tellür** (CZT) bulunuyor.

Cihazın tanesi 1 milyon sterlin

Hastanenin nükleer tıp ve PET birimi sorumlusu Dr. Kshama Wechalekar, cihazın ürettiği görüntülerin olağanüstü detay seviyesine sahip olduğunu belirterek bunun hem mühendislik hem de fizik açısından etkileyici bir başarı olduğunu söylüyor. Geçen ağustosta kurulan tarayıcıda kullanılan CZT dedektörleri, hastaların akciğerlerindeki çok küçük pıhtıları ya da büyük damar tıkanıklığını tespit etmeyi kolaylaştırıyor.

Yaklaşık 1 milyon sterlin (1,34 milyon dolar) değerindeki cihaz, hastaya enjekte edilen radyoaktif maddenin yaydığı gama ışınlarını algılayarak çalışıyor. Ancak CZT’nin yüksek hassasiyeti sayesinde kullanılan radyoaktif doz önceki sistemlere göre yaklaşık %30 azaltılabiliyor. Daha önce yalnızca küçük cihazlarda kullanılan bu dedektörlerin, tam vücut tarayıcılarına entegre edilmesi ise oldukça yeni bir adım.

Oluşan yarı iletken materyal, X-ışını ve gama ışınlarındaki fotonları olağanüstü doğrulukla algılayabiliyor. Yüksek enerjili bir foton CZT’ye çarptığında serbest kalan elektronlar, tek adımlı dijital dönüşümle görüntü oluşturulmasını sağlıyor. Bu sayede enerji, zamanlama ve spektral bilgi kaybolmadan işleniyor, yani tarayıcı “renkli” ya da spektroskopik görüntüler üretebiliyor.

CZT bu alanlar dışında uzay bilimlerinde de kullanılıyor. Örneğin bazı araştırma kurumları ZT’yi yüksek irtifa balonlarıyla taşınan uzay teleskoplarında kullanıyor. Nötron yıldızları ve kara delik çevresindeki plazmadan yayılan X-ışınlarını yakalayabilen bu dedektörler için yalnızca 0,8 mm kalınlığında ince CZT tabakalarına ihtiyaç duyuluyor. Ancak üretim zor, talep yüksek olduğu için proje bazlı üretim yapmak da zor.

Bu malzeme aynı zamanda parçacık hızlandırıcılarda da kullanılıyor. Elektronların ışık hızına yakın bir hızla dev bir halka etrafında döndüğü tesislerde üretilen X-ışınları malzeme analizlerinde kullanılıyor. Elektriksel özellikleri artırılmış yeni ışın hatlarında X-ışını parlaklığının önemli ölçüde yükselmesi bekleniyor. Ancak mevcut dedektörler bu yoğunluğu kaldıracak kapasitede değil. İngiltere’deki Diamond Light Source siklotronu da yarım milyar sterlinlik büyük yükseltmesinde bu malzemeye ihtiyaç duyuyor.