基于体素模型的锥束CT仿真投影快速计算

在锥束CT图像重建算法研究中,通常利用计算机仿真方法生成理想的投影数据.针对体素模型下投影仿真速度慢的问题,提出了一种快速仿真投影计算方法.采用一种高效的射线与体素的遍历和求交算法来计算三维射线穿过体素的索引及长度,然后使用Intel处理器的单指令多数据(SIMD)技术,一次性加载4个体素数据,利用SSE技术实现了仿真投影的快速并行计算.实验结果表明文中提出的方法非常有效,在生成准确仿真投影数据的同时取得了3～5倍的加速比.     

微焦点X射线摆式分层成像中的不完全投影研究

在现有微焦点X光辐射成像系统的基础上,提出一种新的摆动式分层成像方法,对狭长形状薄层结构样品进行无损检测,建立计算机仿真模型,验证了使用不完全投影的合理性和高效率,讨论了不完全投影中投影区域的选择原则.实际成像结果表明分布在最佳投影区域的120°投影可成功地分离出印制电路板不同层次的图像.     

探测器分块排列的CT系统及其图像重建

为解决CT系统中扫描视野受限及低剂量成像问题,提出一种探测器分块排列的CT系统及其稀疏角度CT图像迭代重建方法。探测器分块排列可扩大CT图像物体扫描视野,稀疏角度采集投影数据能有效降低辐射剂量,同时采用ART-TV迭代算法重建CT图像。仿真实验表明:该方法可有效扩大CT系统扫描视野,在稀疏角度获取投影数据采集方式下,利用ART-TV迭代重建算法可重建优质CT图像,实现降低辐射剂量的目的。     

OSEM算法在编码板成像中的应用

为提高γ辐射编码成像中MLEM算法在图像重建时的速度及质量,论文基于核医学ECT图像重建中的OSEM算法思想在图像重建时对编码成像所得投影数据进行分组,并采用精细采样平衡相关法的重建结果作为初值进行迭代。通过实验对该算法进行验证。实验表明:OSEM算法可以有效提高收敛速度,改善重建图像质量。在γ辐射编码成像中采用OSEM算法是有效且可行的。     

基于Wiener滤波的反投影图像重建算法

CT是一种先进的成像技术,投影重建图像为关键技术之一,目前CT图像重建算法多采用滤波反投影针对投影数据不足所产生伪影的问题,经分析伪影产生的原因后,提出了一种基于Wiener滤波与反投算法。算法利用Wiener滤波对传统的滤波反投影图像重建算法进行改影图像重建算法相结合的新图像重建算法,该克服重建图像伪影。通过对典型流型进行实验仿真,证明改进后的算法对重建图像的质量有明进,能较好地显改善。     

基于半扇束扫描的CT图像迭代重建算法

为解决探测器尺寸受限导致的CT图像重建区域面积受限以及X射线辐射剂量较大问题,提出一种半扇束扫描模式下的CT图像迭代重建算法。该算法将探测器水平偏置,稀疏角度下采集物体投影数据,利用ART-TV迭代算法对投影数据进行重建,达到预设迭代次数后,输出重建图像。实验结果表明:半扫描可扩大重建面积,降低探测器成本;利用迭代重建算法,降低剂量的同时重建优质CT图像。     

数字辐射扫描成像系统水平分辨率的提高

对辐射成像无损检测系统中的水平采样模型和模糊影响进行了分析，提出重叠采样提高水平扫描分辨率的方法，并通过实验测量水平冲击响应函数，利用逆滤波算法对采样模糊后的图像进行了恢复。     

微焦点X射线摆动式分层成像中的不完全投影研究

在现有微焦点X光辐射成像系统的基础上 ,提出一种新的摆动式分层成像方法 ,对狭长形状薄层结构样品进行无损检测 ,建立计算机仿真模型 ,验证了使用不完全投影的合理性和高效率 ,讨论了不完全投影中投影区域的选择原则。实际成像结果表明 :分布在最佳投影区域的 1 2 0°投影可成功地分离出印制电路板不同层次的图像     

基于阵列式吸收发光CT法的辐射场实时测量系统的研究

分析了已有的各种核辐射剂量场测量方法的基础上, 利用闪烁体吸收发光特点并结合计算机实时成像处理技术,提出了对剂量场分布进行实时成像测量的新方法——阵列式吸收发光ＣＴ 法。研制出闪烁光纤阵列构成的探测器及其伺服控制系统, 用高灵敏度的电荷耦合器件（ＣＣＤ）拾取探测器产生的微弱闪烁光信号,并采用定点采集的方法对视频信号进行数据的快速采集。在图像重建方法上, 提出了迭代滤波反投影重建方法和利用非完全投影进行数据修复,对获取的投影数据进行变换和处理,并通过选择滤波函数及其适当的参数, 可获得最佳滤波效果,以重建剂量场的二维场分布,从而建立了剂量场的实时、高精度的成像测量系统。     

基于平板探测器投影数据预处理的三维CT重构算法研究

大面积非晶硅平板探测器(flat panel detector-FPD)在工业透射射线成像领域得到越来越多的应用。基于FPD的圆轨道FDK型三维计算机层析成像技术(Computed Tomography,3D-CT)检测速度快,但成像质量不及2D-CT。为发挥3D-CT速度优势,抑制噪声同时提高图像重建的质量。以由平板探测器得到的二维投影数据为研究对象,提出了一种对投影数据分别进行高频和低频两次滤波的投影预处理方法,然后将分别重建的图像叠加最终得到高质量的重建图像。由算法的仿真实验结果表明,重建图像质量得到明显改善,系统噪声得到抑制。     

两种深空核爆炸辐射电磁脉冲模型的比较

深空核爆炸通过电偶极子和磁偶极子两种辐射机制产生电磁脉冲。本文具体分析了两种辐射模型产生电磁脉冲的物理机制,并估算了远处观察点的辐射电场。计算表明,电子以高斯波形出射时,百吨TNT当量爆炸在km量级范围内产生的电偶极子和磁偶极子辐射电场强度分别为kV/m和10 V/m量级。深空中地磁感应强度较弱,电子的角向运动相比初始方向运动是小量,因而磁偶极子的辐射强度远小于电偶极子的。     

泊松克里金算法在核辐射场重构中的应用研究

为验证泊松克里金法在核辐射场重构中的应用效果,本文对泊松克里金算法在辐射场剂量率插值计算中的计算原理进行了研究,结合代理模型对泊松克里金算法进行了求解。通过SuperMC软件建立虚拟辐射场,对泊松克里金算法的参数影响进行了分析,筛选出二次多项式基函数和GAUSS误差相关模型。采用6150AD-b闪烁体探测器对实际放射源进行测量,并利用实测辐射场剂量率数据和福岛周边空间剂量率数据对泊松克里金算法在核辐射场重构中的可行性进行了验证。结果表明：小范围简单辐射场中,样本数据量为网格点数的1/10时,平均相对误差在10%以内;大范围辐射场中,辐射热点区域略有偏移,平均相对误差为141.69%。以上结果表明,该方法在快速、低成本解决未知放射源辐射场的重构问题中有一定的潜力。     

Multiquadric散乱数据插值方法在γ辐射场可视化中的应用初探

探究γ辐射场分布及其变化规律对于核设施的状态监控以及核辐射的防护研究具有重要意义。获取γ辐射场的空间分布需要解决利用少量、离散且分布不规则的实验数据重构整个辐射场的难题。本文首次将Multiquadric径向基函数散乱数据插值方法应用于γ辐射场的重构,并实现了γ辐射场模拟数据重构及可视化。对于具有轴对称性的γ辐射场,在采样数据点个数相同的条件下,与数据处理软件MATLAB中自带的Spline方法得到的插值结果相比,Multiquadric方法插值结果的平均相对误差仅为前者的9.47%;对于转动π/2对称的γ辐射场,提出了一种采样数据优化方案,重构结果的平均相对误差相较于未优化采样数据的结果降低了约64.51%。     

用于计算较大尺度面源气载放射性释放的环境辐射剂量的一种套网格模型

本文介绍一种用于较大尺度面源气载放射性释放环境影响评价的套网格模型，该模型采用扇形网格和正方形网格相结合，以扇形网格为基本框架，而将面源区和近源区划分为正方形网格，在进行大气扩散估算时，为合理模拟空气浓度分布，在面源区和近源区，采用大气湍流扩散实验室模式；在其它区域，将面源视作若干个虚拟点源，采用高斯烟羽模式。在进行环境辐射剂量估算时，先将正方形网格点的空气浓度值内插到扇形网格，然后按扇形网格下的     

减小辐射场剂量率预测不确定度的数据同化研究

为提高核事故早期辐射场剂量率评估的准确性和可靠度,提出一种基于数据同化理论的评价方法。根据数据同化理论,定义辐射场状态空间,建立了适合辐射场剂量率预测模型的状态转移和误差协方差矩阵。利用同化算法,综合考虑核事故辐射场剂量率预测模型与实测数据,实现辐射场剂量率的最优化表达。在Matlab软件平台上,运用数值模拟实验和福岛实测数据,对该方法进行了双重验证。实验结果表明,数值模拟实验条件下,当放射性物质空气释放率高估1个数量级时,同化后,辐射场剂量率相对均方根误差从1个数量级降低至50%左右。利用福岛核事故监测数据对同化系统进行验证,同化后的结果与实际测量结果相近,相对均方根误差在20%左右。以上结果表明,通过合理运用数据同化方法,可有效减小辐射场剂量率预测的不确定度。     

水溶液辐射分解产物对金属材料腐蚀的影响

实验研究了水辐射分解作用对高放废物深地质处置容器材料的影响。在高放废物深地质处置库附近的地下水,受辐射线作用后分解出氧、氢和氧化产物(例如H_2O_2等),于是在高放废物容器周围形成一个氧化场,导致高放废物中的某些重要放射性核素(例如U,Np和Tc)易溶于水,并向远域迁移。本实验中的含FeSO_4(0.13 mol/L)水溶液在吸收剂量为0、20、60、180、500kGy的射线作用下,其氧化还原电位(Eh)值由+357mV增至+414 mV;在不同吸收剂量的射线作用下,金属Cu、金属Al、0.357 mv金属Fe和不锈钢(后者是我国拟采用的高放废物包装容器材料),在水溶液中的氧化侵蚀强度,分别比在无辐射情况下的大0.2-6.1倍。     

A novel 4D resolution imaging method for low and medium atomic number objects at the centimeter scale by coincidence detection technique of cosmic-ray muon and its secondary particles

The muon radiography imaging technique for high-atomic-number objects(Z) and large-volume objects via muon transmission imaging and muon multiple scattering imaging remains a popular topic in the field of radiation detection imaging. However, few imaging studies have been reported on low and medium Z objects at the centimeter scale. This paper presents an imaging system that consists of three layers of a position-sensitive detector and four plastic scintillation detectors. It acquires data by co...     

基于LaBr3(Ce)晶体耦合SiPM阵列的可变角分辨率伽玛相机的设计与研制

编码孔径成像技术由于探测效率高、信噪比高、角分辨率好、成像质量稳定可靠等优点而广泛应用于核安全、核设施的去污及退役的测量、核医学等领域。建立通过改变编码准直器和探测器之间距离进而实现可变角分辨的伽玛成像系统。整个成像系统主要由编码准直器、位置灵敏探测(position sensitive detector, PSD)、数据采集卡以及图像重建系统组成。该成像系统的编码准直器采用修正均匀冗余阵列(modified uniformly redundant array, MURA)编码方式,为了保障对较高能量射线的探测能力,编码准直器的材料采用含钨量90%的钨铜合金,PSD通过LaBr₃(Ce)晶体耦合SiPM阵列组成,重建算法采用的是直接互卷积算法,快速高效。测试结果显示,整个位置灵敏探测器的平均能量分辨率为4.96%(662 keV);该辐射成像系统可以准确地对Am-241、Cs-137、Co-60进行清晰成像,并通过改变编码准直器和探测器之间的距离成功分辨出两个Cs-137点源的位置。     

大气氚释放剂量评价模式验证北大核心CSCD

基于秦山核电厂2014—2016年气载流出物氚的排放数据,采用联合国原子辐射影响科学委员会(UNSCEAR)推荐的比活度模型评价了秦山核电基地氚所致公众辐射剂量。并与同期秦山核电基地周围环境氚监测数据评价公众辐射剂量结果进行比较。基于流出物排放的评价结果与基于环境监测数据的评价结果相差不大,在同一水平。推荐在进行气载氚所致公众辐射剂量评价时采用该比活度模型。