基于X荧光涂层厚度测量的试验研究

涂层厚度的控制至关重要,如果涂层厚度没有达到设计标准,对产品性能影响很大。利用实验室仪器搭建起一套涂层测厚试验平台,本试验中以铜、铁作为试验样品,用油漆作为涂层。利用射线穿过物质时的指数衰减规律I=I0e-μx,用不同涂层厚度的标准样品进行标定以后,作出工作曲线;测量铜、铁两种基底上的涂层厚度,在涂层厚度介于0.01 g/cm2-0.06 g/cm2的范围内,相关系数分别为0.992和0.995,表明此测厚方法是可行的。     

X射线荧光钛涂层厚度测量仪

本文介绍一种X射线荧光测厚仪,用以测量钢基及钨基上的碳化钛或氮化钛涂层厚度。仪器测量范围为0.1—20μm,测量孔径为4mm。     

X射线谱的Geant4模拟及其滤波效应研究

一直以来,X射线谱的准确测量十分困难,而传统的能谱仿真方法无法全面的考虑射线产生过程中的所有物理过程,因而无法准确的模拟射线,因此采用蒙特卡罗软件Geant4来仿真X射线。为了验证该方法的可靠性,分别比较了120、140、150 k V电压下模拟得出的能谱和实验得出的能谱。此外,为了研究能谱的滤波效应,设置铝片为滤波片,得出了滤波后的能谱图及铝片的衰减曲线,并与实验得到的衰减曲线进行了比较。结果表明,同一电压下,两种能谱在韧致辐射谱范围内几乎是一致的,而且铝片的衰减曲线也是相当一致,说明Geant4模拟X射线是十分可行的。     

基于X射线荧光的扩散渗铝层厚度测量研究

渗铝常作为航空发动机涡轮叶片的防护涂层,但目前常用的无损检测设备无法实现该类涂层厚度的精确测量。渗铝层厚度的均匀性影响了涡轮叶片的使用性能以及发动机使用的安全稳定。为了实现扩散渗铝层厚度的测量,本文采取了一种基于X射线荧光吸收法的无损测厚方法。首先根据X射线荧光吸收法的理论计算公式,推导得到荧光强度比的对数值(ln R)与荧光所穿透物质厚度(x)之间呈线性关系。然后建立了K403合金中与主要元素相关的一元线性回归计算模型以及基于向前选择变量法的多元回归计算模型。最后开展两种模型预测结果的对比研究,结果表明:与一元回归计算模型相比,多元回归计算模型相对稳定;不同厚度下的测量结果平均相对误差仅为3.2%。通过以上研究,为解决扩散渗铝层厚度测量问题提供了一种方便可行的指导思路。     

基于Geant 4的快中子多重性基体效应模拟研究

为进一步降低快中子多重性计数中基体效应对测量结果的影响,使用Geant4仿真工具箱模拟搭建探测系统,通过多种材料的基体效应进行模拟分析,对有容器的快中子多重性测量结果进行修正,获得更加准确可靠的测量结果。实验结果表明:快中子多重性测量中,使用Geant4的模拟值与实验值能较好吻合,该模拟程序可通过修正基体效应减小计算误差。     

用X射线荧光分析法测量铁板镀锌厚度

本文介绍了镀锌测厚仪以＾２３８Ｐｕ作激发光源，用正比计数器作为探测器，具有体积小，精度高，价格便宜的特点，最适合于０～１００ｇ／ｍ＾２电镀锌的测量。     

XFT-84基于微机X荧光涂层测厚仪

利用X射线荧光和微机技术研制成涂层测厚仪。本文叙述了仪器的构造原理。它能够快速、非破坏和精确测量金属或非金属零件上的多种涂层厚度。如对磁盘磁层的测量范围M=50—500μg/cm~2,测量精确度好于±4％(M≥100μg/cm~2)。     

Geant4模拟1.6GeV质子的输运过程

高能质子具有较强的穿透能力,可以透射物体形成图像。为了理清质子透射物体的物理过程,通过Geant4蒙特卡洛软件模拟了1.6 GeV能量的质子在材料中的输运过程。通过设置模拟程序中的物理模型,对质子与物质的四种相互作用分别进行了模拟计算。计算结果表明,个数衰减、能量损失和散射角分布都可以反映被检测物体的面密度和材料组分的信息。     

基于Geant4-DNA工具包的单能电子微剂量学模拟研究

应用Geant4－DNA工具包分析和评估了不同物理过程影响因素对低能电子在液态水中的影响,为建立放射治疗与辐射防护所关心的微剂量学基本数据库提供理论支撑。在最新版本的Geant4中,Geant4-DNA工具包中共有7个物理模型可模拟电子在液态水中的输运。根据不同模型的特点,本文选择其中5个适用的模型来模拟单能入射电子(0.1～20 keV)在液态水中的输运过程;比较各模型记录的径迹结构具体信息,包括相互作用过程总次数、电离和激发次数及相应沉积能量占比等;分析Geant4-DNA选项模型、抽样位点小球半径及相互作用过程等因素对线能均值的影响。模拟结果显示:“option0”与“option2” 之间、“option4”与“option5”之间的模拟结果基本吻合;由于各个模型相互作用截面的不同,“option2”、“option4”和“option6”的径迹信息及线能均值均存在差异;模型对线能均值的影响随着抽样位点小球半径的增大而减小。本工作通过设置不同输运控制条件较全面地比较了Geant4-DNA工具包中的不同选项模型,对用户根据需要选择合适的模型模拟单能电子有帮助和指导作用,为完善电子在液态水中的微剂量学数据库并用于评估电离辐射在微观尺度的生物学效应提供依据。     

西门子加速器射束特点的Geant4模拟研究

利用Geant4程序包编程构建SIEMENS直线加速器机头结构,模拟产生6MV-X射线的电子打靶及后续粒子输运过程,通过与测量数据对比,在保证模型构建合理的基础上,获取常用射野平面粒子出射信息并分析所得相空间文件,得到光子和电子的平均能量、能谱分布、粒子注量分布、能量注量分布及角分布等信息。结果表明：出射光子平均能量要高于电子;光子和电子能谱呈连续分布;出射电子粒子注量与光子相差两个数量级以上;射野内光子的粒子注量和能量注量分布较均匀,电子则波动很大;射野外光子粒子注量和能量注量均迅速下降,电子的变化趋势不太明显;出射光子角分布主要集中在与中心轴成10°范围内,电子角分布范围则较大。     

基于Geant4模拟质子在半导体Si材料中的NIEL值

利用蒙特卡洛软件GEANT4模拟了质子对半导体Si材料的位移损伤效应的能量损失.根据反冲原子的能量,引入反冲原子能量Lindbard-Robinson-Akkerman分离函数,模拟结果表明10MeV-1 GeV能量范围内的质子位移能量损失值和Jun、Summers等结果吻合较好.     

基于Geant4模拟的质子治疗束配系统的束流光学设计

质子治疗中为减小对肿瘤周围正常组织的损伤而对病人进行多角度照射时,通常采用旋转机架传输质子束流并且要求束流在旋转机架等中心处形成圆束斑。而同步加速器引出束流具有明显的不对称特点给等中心处圆束斑的实现带来困难。分别针对在旋转机架入口的真空窗处满足圆束流法、等中心处满足圆束流法和不采用圆束流法等三种方案进行了束流光学设计,并利用蒙特卡罗软件Geant4模拟分析不同方案下束流经过旋转机架、治疗头和人体在等中心处形成的束斑。结果表明,三种束流光学设计方案中束流在旋转不同角度情况下在等中心处的束斑均接近圆形,在采用圆束流法的两种方案中实际束流分布与圆束斑的差异相对较小。     

基于Geant4的正比计数器能量响应分析

重点研究了圆柱形正比计数器对不同能量γ射线的响应情况,利用蒙特卡罗方法计算了各能量 γ射线在计数器中的沉积能量值,鉴于气体中原子电离的统计涨落特性,在沉积能量的基础之上利用统计学方法简单计算了原子电离所产生的离子对数,并将其近似为计数器的能量响应情况.提供了一种正比计数器能量响应的分析方法,并利用这种方法分析了正比计数器的能量响应特性.     

基于Geant4的γ-CT系统优化设计

基于蒙特卡罗方法的粒子输运模拟软件包Geant4构建低能γ射线多相流CT系统仿真模型,通过散射光子比、图像相关系数及相对图像误差等优化指标分析,对γ-CT系统的准直器、射线源数及探测器阵列单元数进行优化设计.实验结果表明,优化后系统散射光子比小于5%,明显提高检测信号灵敏度的信噪比.     

基于掌上型电脑的便携式X荧光测量系统

主要介绍了基于掌上型电脑的便携式X荧光测量系统,包括测量系统的设计方案、硬件和软件等。     

MCNP与Geant4模拟元素测井PGNAA准确性评价

针对MCNP5和Geant4两款MC软件在元素测井中的应用,建立造岩元素Al、Ca、Fe、H、O、K、Mg、Na、Si的单元素PGNAA模拟模型,评价了两款软件中子活化模拟准确性,结果表明MCNP5软件模拟结果同IAEA截面库的数据更为接近;通过对比MCNP5和Geant4模拟快中子激发γ能谱的差异,表明了MCNP5与Geant4在造岩元素的快中子激发γ射线模拟研究中,二者存在较大差异,为今后元素测井的研究提供参考依据。     

Geant4不同物理模型对放疗质子束模拟的影响

Monte Carlo方法常用于质子束剂量模拟以优化质子束临床治疗,合适的物理模型选择关系到Monte Carlo模拟结果的可靠性及模拟效率。本工作选取9个可用于质子模拟的Geant4物理模型,计算比较了质子束在多种介质中的剂量及次级粒子产额。结果表明:标准电磁物理模型、低能电磁Penelope模型和Livermore模型虽在模拟质子整体剂量分布上可接受,但在微观上缺失重粒子生成。参数化驱动模型LHEP的模拟时间最短,但与QGSP相同,均不能产生复杂重离子。QGSP_BIC_EMY模型较其他模型明显低估Bragg峰-入口剂量比和绝对剂量。QGSP_BERT模型、QGSP_BIC模型和FTFP_BERT模型较适合放疗质子束模拟。     

质子在氮化镓中产生位移损伤的Geant4模拟

材料受到辐照时产生的位移损伤会导致其微观结构发生变化,从而使其某些使用性能退化,影响其使用效率,减短其使用寿命。利用Geant4模拟了质子在氮化镓中的输运过程,计算了1、10、100、500 MeV能量质子入射氮化镓材料产生的初级撞出原子的种类、能量信息及离位原子数。获得了10 MeV质子产生的位移缺陷分布;计算了4种能量质子入射氮化镓材料产生的非电离能量损失(NIEL);研究了质子产生位移损伤过程的影响要素。研究发现,入射质子能量对其在材料中产生的初级撞出原子的种类、能量、离位原子数等信息有着非常大的影响;单位厚度所沉积NIEL随着入射质子能量的增大而减小;10 MeV质子入射氮化镓所产生的离位原子数随入射深度的增加而增加,但在超出其射程范围以外有一巨大回落;能量并不是影响质子与氮化镓靶材料相互作用的唯一因素。     

小面积X射线荧光涂层测厚仪

一、引言在某些产品或零部件表面涂(镀)一层很薄的保护层,是提高其耐磨性,耐蚀性或改善外观装饰的有效方法之一。由于该涂层的厚度不仅影响产品质量和成本,还与它本身的性质密切有关,因此无论是研究涂层本身的性质、结构和涂复工艺,或是在于提高