探伤加速器可调准直器的设计

本文基于6 MeV探伤加速器设计了照射野可调准直器,其主要由4个具有2自由度的准直块首尾交错布置而成,准直块采用厚43 mm的钨镍铁对无用X射线进行屏蔽。通过控制准直块纵向和横向驱动电机实现准直器开口自动调节,从而实现X射线照射野的自动调节,以满足工业探伤和工业CT对X射线源不同照射野的需求。准直块采用交错式设计实现了准直块排布在同一平面,使准直器结构紧凑,并有效减小了X射线的漏射。     

探伤加速器照射野测量方法研究

<正>近年来,随着加速器的不断发展,加速器工业探伤已取得较快发展,加速器一般比辐射探伤仪器如X光机及同位素放射源等获得更高的能量,其通过电子束轰击钨靶产生X射线,因此多采用加速器进行大而厚的金属工件探伤。随着工业探伤技术的不断发展,工业探伤成像质量越来越受关注,同时人们对工件探伤的应用要求也越来越高,其中成像质量好坏与X射线的照射野范围及照射野边缘轮廓密切相关,根据工件尺寸大小选     

γ射线扫描装置新型准直器设计

准直器是γ射线扫描装置的重要组成部分,为了拓宽其量程,设计了一种新型准直器。利用MC法模拟计算了填充介质分别为空气、水、混凝土时,不同能量γ射线在新型准直器调节下的探测效率。通过与传统方法的对比研究,发现新型准直器对不同能量γ射线的调节效果基本一致,解决了低能γ射线难以穿透屏蔽块造成某些低能核素的活度难以被准确测量的问题。研究结果表明,采用新型准直器可以将γ射线扫描装置的量程扩大4倍左右。     

GZR—50型γ照射容器

本文介绍了一种用于工业计算机层析成像装置的ＧＺＲ－５０型γ照射容器。该容器根据装置的要求而研制，技术指标达到要求，具有重量轻、定位准、照射野均匀、安全性好等特点。通过更换前准直器，本容器还和于γ探伤系统和辐射刻度系统。     

GZR－50型γ照射容器

本文介绍了一种用于工业计算机层析成像装置（ＩＣＴ）的ＧＺＲ－５０型γ照射容器。该容器根据装置的要求而研制，技术指标达到要求，具有重量轻、定位准、照射野均匀、安全性好等特点。通过更换前准直器，本容器还可用于γ探伤系统和辐射刻度系统。     

一种生物X射线小角散射光束线站自动换样溶液蠕动装置

利用同步辐射X射线小角散射技术可以研究溶液中蛋白质的结构信息。但是在实验过程中,高通量的X射线易造成蛋白质的辐射损伤,发生结构变化。本文介绍了一种自动换样溶液样品蠕动装置,在实验过程中利用Hamilton的PSD/4注射泵控制样品上下运动,减小单位体积照射时间以降低X射线对蛋白质的辐射损伤。此外,通过对注射泵、准直调节台和样品/缓冲液支撑台的协调控制实现了自动换样、回样和清洗功能,提高了实验效率。在上海光源生物X射线小角散射实验站进行了实验,通过对静止模式和蠕动模式下溶菌酶的散射曲线及回旋半径的测量,表明该装置可达到很好的防辐射损伤效果,实现了预期的样品蠕动装置功能。     

X射线源针孔成像系统优化设计研究

为提高X射线源针孔成像系统的性能,对成像能区为10~100 keV的X射线源针孔成像系统进行了优化设计研究。综合应用了理论分析和蒙特卡罗模拟的方法,首先根据X射线波长、准直器角响应和X射线穿透效应对针孔成像的不同影响结果设计了可有效控制成像分辨率和成像面积变化的船底型准直器,随后用蒙特卡罗方法对使用该准直器的针孔成像系统进行了模拟验证。结果表明,对于100 keV以下的X射线,经船底型准直器后,成像的空间分辨率和亮斑亮度较稳定,能得到相对准确的X射线源定位、定量信息。     

医用直线加速器主要部件对X射线能谱的影响

研究了医用直线加速器的主要部件对X射线能谱的影响。利用蒙特卡罗软件包EGSnrc/BEAMnrc针对Varian600C医用直线加速器,模拟完整及分别去除初级准直器、均整器和次级准直器条件下的相空间文件,通过相空间文件分析程序Beamdp对相空间文件进行分析,分别得到相应条件下的X射线能谱。均整器对能谱的影响非常大,对比于无均整器的情况,有均整器时,平均能量上升了48.9%;但初级准直器、次级准直器对能谱的影响小,平均能量的变化小于1%。在射野内,对比于无均整器的情况,有均整器时,能量注量降低了52.4%,但其空间分布变均匀,非平坦度从15.09%变为1.82%;对比于无初级准直器的情况,有初级准直器时,能量注量上升了1.58%;而对比于无次级准直器的情况,有次级准直器时,能量注量下降了2.00%。均整器对X射线的能谱的影响起主要作用,它能够使X射线的平均能量上升和射野内能量注量的分布变均匀。初级准直器对X射线能谱影响小但对X射线的散射不可忽略,而次级准直器对X射线能谱的影响小而且对X射线的散射作用可以忽略,这些结果对加速器X射线束流模型的建立有一定的参考意义。     

利用多毛细管准直器测量X射线光源焦斑尺寸

设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸的方法：多毛细管准直器法。整体玻璃毛细管X射线准直器是由数10⁵根内径为几微米的单玻璃毛细管组成的X射线光学器件,X射线光源发出的发散X射线光束被多毛细管准直器约束后变为准平行束。准平行束的截面直径是X射线光源焦斑直径的函数,通过测量准平行束不同位置处的截面直径,利用线性拟合可得到X射线光源的焦斑直径。分别利用多毛细管准直器法和常用的小孔成像法测量了同一微焦斑X射线光源的焦斑直径,测量结果分别为60.8和59.4μm。多毛细管准直器法对焦斑直径在亚微米量级或更小X射线源的焦斑尺寸测量中将显示出更多的优势。     

医用X射线立位摄影自动跟踪防护装置设计

为对医用X射线立位摄影的患者和受检者进行必要的器官屏蔽防护,设计了医用X射线立位摄影自动跟踪防护装置。该装置通过光电传感器接收到的X射线摄影机光野指示灯区域大小,自动调节屏蔽板对患者和受检者进行必要的屏蔽防护。测试结果表明:该装置满足X射线立位摄影自动跟踪防护的工作要求。     

Thermal analysis and tests of W/Cu brazing for primary collimator scraper in CSNS/RCS

To the transverse beam collimation system in a rapid cycling synchrotron,an important component is the primary collimator,which improves emittance of the beam halo particles such that the particles outside the predefined trajectory can be absorbed by the secondary collimators.Given the material properties and power deposition distribution,the beam scraper of the primary collimator is a0.17 mm tungsten foil on a double face-wedged copper block of 121.5 mm x 20 mm.The heat is transferred to the outside by a φ34 mm copper rod.In this paper,for minimizing brazing thermal stress,we report our theoretical analysis and tests on brazing the tungsten and copper materials which differ greatly in size.We show that the thermal stress effect can be controlled effectively by creating stress relief grooves on the copper block and inserting a tungsten transition layer into the copper block.This innovation contributes to the successful RD of the primary collimator.And this study may be of help for working out a brazing plan of similar structures.     

蒙特卡罗方法在Soller中子狭缝准直器优化设计中的应用

Soller型中子狭缝准直器是中子散射谱仪部件之一，用来对中子束流进行准直。准直器的设计不仅需要对吸收材料进行选择，吸收材料的厚度选择也很重要。准直器的透射率和空间的限制对准直器的长度提出要求。应用以蒙特卡罗方法为基础的模拟计算对准直器进行优化设计是一种新的尝试。采用MCNP程序对准直器的长度和吸收片厚度进行了模拟优化设计，并对计算结果进行了评定。     

Simulation and Performance Study on Compact Thermal Neutron Collimator Based on Gadolinium doped Silicate

In order to achieve the goal of nuclear security, the neutron generator is used to image shielded nuclear material by non-destructive analysis method. In order to improve the imaging quality, it is necessary to collimate the slowed neutrons. In this paper, the Monte Carlo software Geant4 was used to theoretically model a new compact thermal neutron collimator based on gadolinium-doped silicate, and the thermal neutron transmittance and collimation ratio of the collimator were simulated and calculated. The calculation results will be used to guide the subsequent construction of neutron-based nuclear material imaging systems.     

基于硅酸盐钆掺杂的紧凑热中子准直器仿真模拟及性能研究

在核安保管理中,基于中子发生器的热中子成像技术可对被屏蔽核材料进行无损检测成像。为提高成像质量,需对慢化后的中子进行准直。本文使用蒙特卡罗软件Geant4对一种基于硅酸盐钆掺杂的紧凑中子准直器进行了理论建模,对该准直器的热中子透过率和准直率进行了模拟计算,计算结果将用于指导后续的核材料中子成像系统构建。     

Simulations of scattered neutrons for the time-of-flight enhanced diagnostics(TOFED)neutron spectrometer on EAST

The time-of-flight enhanced diagnostics(TOFED) neutron spectrometer has been installed in TOFED house, which is a newly-built neutron diagnostic lab outside the EAST experimental hall. The line of sight(LOS) of TOFED is defined by the collimator going through the 150 cm biological shielding wall, which can reduce background neutrons very effectively for the neutron spectral measurements. The Monte Carlo code MCNP5 is used in the simulations to characterize collimation effects and the radiation safety of the new house. The collimator makes neutron flux almost fully perpendicular to S1 detectors. In addition, the proportion of scattered neutrons in the LOS of the TOFED is obtained for the measured spectral data interpretation. The simulation results show that the TOFED house satisfies the requirement for the TOFED operations at EAST and gives a safe environment for personnel access during the EAST operation.     

Efficiency increase of volume reflection of high-energy protons in a bent crystal with increasing curvature

Volume reflection in a bent crystal with increasing curvature has been considered by simulation for 7-TeV protons. It has been shown that a non-reflected beam fraction, which appears due to volume capture of particles into channeling states, is significantly reduced in comparison with the case of uniformly bent crystals. This allows increasing noticeably the deflection efficiency of protons by the sequence of such crystals, which can be used as a primary collimator for the LHC collimation system.     

新型高剂量X射线管研究

本文介绍了一种可广泛应用于血液辐照、疫苗生产、食品加工、生物学实验辐照等领域的X射线辐照设备,其利用电子束轰击金属靶韧致辐射产生的X射线进行辐照,与同位素射线辐照装置相比,该设备更安全,辐照均匀性更好,剂量可控。同时对新研制的X射线管的性能进行了测试。结果表明,X射线管辐照均匀性较好,可满足工业应用要求。     

10MW高温气冷实验堆石墨砖的三维辐照应力分析

为分析快中子辐照和高温等条件下石墨砖在整修寿期内的力学行为，采用改编的ＡＤＩＮＡ和ＡＤＩＮＡＴ程序，计算了１０ＭＷ高温气冷实验堆石墨砖受快中子辐照后所产生的变形和应力历史。计算结果表明，改编后的ＡＤＩＮＡ和ＡＤＩＮＡＴ程序考虑了温度和辐照条件下多个参数的变化，可以用来分析石墨砖在辐照条件下的应力和变形。     

阵列背散射成像系统准直器设计参数的蒙特卡罗方法研究

康普顿散射成像技术对低原子序数的物质很灵敏,适宜对毒品、炸药等物品的检测。讨论了实现阵列康普顿背散射成像的技术途径,分析了准直器设计的重要性,并利用MCNP程序对准直器的材料和尺寸进行了蒙特卡罗模拟计算,得到了适合的准直器设计方案。