钢的等效射线衰减系数的实验分析

利用X射线数字成像技术检测薄壁钢件时,需根据钢的等效射线衰减系数进行检测工艺参数优化。然而,多色、宽束条件下的等效射线衰减系数难于获得。为此,通过实验方法,对钢的等效射线衰减系数进行有效测量。首先,对等效射线衰减系数的测量方法及影响要素进行分析。然后采用面阵列射线探测器对0.05 mm厚的钢箔测量射线强度的变化量,得到了30～150 kVp射线管电压下的钢的等效射线衰减系数。实验结果表明:相较于单能、窄束射线条件下得到的衰减系数,实验得到的等效射线衰减系数明显偏大。假定射线探测器为理想探测器,结合不同管电压的射线能谱,经计算得到的等效射线衰减系数与实验结果趋于符合;借助于图像质量指标分析得到的等效射线衰减系数值,则与实验测量值完好符合。因此在射线成像检测实践中,有必要对等效射线衰减系数进行实际测量:此系数与通常单能、窄束射线条件下得到的衰减系数明显不同,它与图像质量指标存在直接的关联。     

数字X射线图像综合校正方法研究

基于CCD-镜头耦合X射线数字成像系统的输出图像往往会产生信息畸变.针对图像中的CCD暗电流噪声和图像不均匀性,本文提出了相应的校正方法.针对系统特有的散点噪声,本文通过建立噪声模型提出了改进型均值滤波算法(IMF).最后,本文总结了X射线数字图像综合校正方法,对像质计图像进行的校正获得了令人满意的图像质量.     

高能工业CT探测器能谱响应影响校正研究

高能X射线工业CT探测器系统的能谱响应是一重要的特性参数。用实验方法测定探测器的能谱响应曲线存在很多困难。本工作利用Monte-Carlo模拟程序计算了CdWO₄探测器模块的能谱响应曲线,分析了9MeV驻波电子直线加速器X射线束的能量、剂量角分布以及X射线束能谱硬化对探测器模块探测效率的影响,为线阵探测器系统的一致性校正、非线性校正等提供了理论计算参数,并应用于工业CT图像校正,取得了满意的效果。     

数字乳腺X射线摄影成像参数优化研究

为使女性受检者接受尽量低的剂量同时获得尽量好的图像质量,本文针对Hologic Lorad Selenia数字乳腺X射线机型进行了数字乳腺X射线摄影成像参数优化研究。采用不同靶/滤过组合、管电压,对不同厚度和腺体百分含量的乳腺模体成像,获得不同成像参数下图像的对比度噪声比,用于表征图像质量。采用适用于中国女性的平均腺体剂量转换因子,计算数字乳腺X射线摄影中受检者的受照剂量,进而探究图像质量一致的情况下,受检者的受照剂量随不同成像参数的变化规律,最终对适用于中国女性的数字乳腺X射线摄影成像参数给出建议。本文结果为中国女性数字乳腺X射线摄影成像参数的优化提供参考。     

全帧CCD探测器CT扫描数据读出与拖影校正研究

以光纤耦合全帧CCD方式制作的X射线探测器在实验室高精度X射线CT扫描中广泛应用。由于X射线的强穿透特性,全帧CCD探测器通常工作在无快门模式,图像拖影是该模式下必定存在的伪影。本文针对全帧CCD探测器CT扫描图像拖影校正进行研究,提出了非曝光行校正法校正投影图像拖影,避免了利用暗像元校正法校正投影图像拖影时可能会带来的条形伪影;针对动态曝光CT扫描,设计了基于辐射屏蔽的投影图像感兴趣区域快速读出模式,通过降低电荷转移时间有效抑制投影图像拖影的产生,提高探测器有效信号动态范围。实验结果表明：应用非曝光行校正法能有效校正投影图像拖影、提高投影图像质量;采用投影图像感兴趣区域快速读出模式可有效解决动态曝光CT扫描图像拖影校正难题。     

闪烁纤维中子探测器灵敏度研究

用蒙特卡罗方法研究了1种闪烁纤维中子探测器对不同能量中子和伽玛射线的相对灵敏度，并在实验室对几个能点的灵敏度进行了标定。实验结果表明：理论计算与实验标定的探测器能量响应曲线趋势基本一致，探测器对2．5MeV中子和1．25MeV伽玛射线的灵敏度比值为5．3。利用实验数据对计算值进行校正，可给出探测器能量响应全曲线。     

ICI探测器的时间响应特性研究

基于集电型探测器的等效电路模型得到了ICI探测器的输入-输出等效电路,应用实际测量的分布电容和电感计算得到ICI探测器的时间响应.采用快脉冲X射线源实验获得ICI探测器时间响应为(0.677±0.144)ns.实验结果与理论计算结果的一致验证了理论模型的正确性.研究结果表明,ICI探测器具有亚纳秒时间特性,可以用于快脉冲γ射线强度的测量.     

爆炸物检测中的模拟计算

为优化基于伴随α粒子技术的爆炸物检测系统中的γ探测器和数据分析软件,利用蒙特卡罗程序EGSnrc对γ探测器的探测效率和能量响应分别进行了模拟。NaI(Tl)、BGO等几种无机闪烁体γ探测器探测效率的模拟计算结果为探测器的优化选择提供依据;对碳、氧单质元素、硝酸氨、模拟炸药样品在14MeV中子作用下的特征γ射线,在Φ5″×8″NaI(Tl)探测器的能量响应模拟计算结果进行了分析,并与实验测量能量响应进行了比较。结果表明,模拟方法可靠,应用该方法可对其他的单质材料来进行响应计算以建立响应函数数据库。     

阵列探测器不一致性校正方法的分析与实现

阵列探测器不一致性的校正是大型集装箱检测项目中获得良好图像质量的重要前提之一。从系统的特点出发提出了探测器输出不一致性的数学模型，并给出了精确校正的理想算法。然后由工程实际的角度出发对模型进行了简化和近似，最后根据实时性处理的要求给出了实际可行的算法。     

X射线线阵列探测器数字图像的非均匀性原因分析

在论述X射线线阵列探测器辐射数字成像系统的基础上，对X射线线阵列探测器辐射数字成像系统获取的图像的非均匀性产生机理进行了理论分析，并在理论分析基础上从测量和校正的角度对各种非均匀性产生因素进行了分类，以便对图像的非均匀性校正的方法及减小图像非均匀性产生的技术途径。     

HPGe测量连续硬X射线能谱的解谱方法研究

结合数值模拟得到的单能光子在HPGe探测器上能量响应函数，用改进的剥谱法对测量得到的连续硬X射线能谱进行解谱。扣除测量谱中康普顿、反散射等效应产生的计数对测量能谱的影响，得到了仅反映探测器对光电效应的能量响应的能谱。最后，通过效率修正，完成了测量谱到实际能谱的还原,为连续硬X射线能谱解析提供了可靠方法。     

基于重投影的CT图像硬化伪影校正

在工业计算机断层成像(CT)技术中所用的X射线源通常是多能的,检测过程中只能获得多能投影数据,若直接重建图像则会出现硬化伪影,硬化伪影校正是提高重建图像质量的一重要步骤。本文采用重投影的方法来校正由于射线硬化导致重建图像出现的硬化伪影,通过硬化校正后的重建CT图像质量得到显著提高。     

溴化镧探测器γ射线能量展宽及解谱研究

溴化镧(LaBr₃:Ce)探测器是一种性能优良的无机闪烁体探测器,准确的LaBr₃:Ce探测器γ响应参数以及响应能谱是开展应用工作的基础。通过对实验中实测γ能谱的分析,可以得到溴化镧谱仪的半高宽-能量关系,在尝试使用MCNP中GEB卡还原此关系时,发现可将程序中自带的半高宽-能量函数简化,简化后的函数关系仍能较好地反映实验测量信息。在此基础上,采用MCNP程序模拟了0.1～5 MeV的单能γ射线在Φ50 mm×10 mm溴化镧探测器中的响应输出,构建了其γ响应函数矩阵。通过能谱计算得到展宽系数后,编写MATLAB计算程序对构建的响应矩阵进行高斯展宽。利用展宽后的矩阵通过加权最小二乘法对实验测得的复杂能谱进行解谱,并将解谱结果与实验测量数据进行比较验证。结果表明:展宽后的响应函数与实验得到的响应函数符合一致,通过数值解谱可以很好地给出实验测量中不同γ源的能量以及相对产额等信息。     

MCNP模拟HP-Ge探测器效率刻度曲线

利用MCNP模拟得到了某型HP-Ge探测器对一系列不同能量γ射线的响应能谱,根据响应能谱得到了相应的全能峰探测效率,在此基础上对探测器效率刻度曲线进行了模拟,可为HP-Ge探测器的设计和使用提供参考和依据。模拟结果表明:探测器对低能γ射线(60~300 keV)探测效率较高,随着能量的增加其效率逐渐减小;对能量在160 keV~1.8 MeV范围的γ射线,探测器效率与射线能量在双对数坐标中的关系为一条直线。     

球床式高温气冷堆球流CT探测器辐照光输出稳定性研究

针对长时间实验过程中CsI(Tl)闪烁体探测器的辐照光输出会不断变化的问题,在实现探测器输出暗场的稳定性控制后,对按实际堆芯5∶1比例缩小设计的球流检测系统进行了长达48 h的空载γ射线辐照,并记录了暗场稳定性的控制结果及探测器的辐照光输出。结果表明：各闪烁体探测单元受γ辐照后,辐照光输出先不断上升,达到最大值后再线性下降。分析探测器辐照光输出发现,几何尺寸和物理成分相同的各探测单元彼此间的辐照光输出上升幅度比与辐照损伤均存在差异,但辐照光输出达到最大时对应的累计剂量基本相同,且与初始辐照光输出大小无关。最后提出了对系统辐照光输出的上升和下降阶段分别采用指数校正和线性校正的思路,为球床式高温气冷堆球流检测系统图像重建过程中投影数据的校正提供解决方案。     

60Co集装箱检测系统探测器输出信号的等效统计时间研究

对集装箱检测系统探测器信号的统计特征进行分析,选取合适的图像扫描参数对提高检测图像质量有十分重要的意义.本工作通过引入等效统计时间的概念,可简明有效地对系统探测器输出信号进行分析,可较好地描述不同扫描条件下探测器信号的统计涨落特征,并确定多次迭加时探测器信号统计噪声减小的规律,具有一定的理论指导意义.     

基于透镜耦合的X射线成像探测器闪烁体厚度对成像质量的影响

闪烁体是同步辐射X射线成像探测器的重要组成部分,它将入射X射线转换为可见光,再由可见光成像探测器接收成像。闪烁体的厚度对成像的空间分辨率、图像衬度有较大的影响,选取合适的厚度的闪烁体,与探测器物镜(数值孔径)及X射线能量等实验条件达到最理想的匹配,将有助于获得高质量的X射线成像结果。但目前上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)用户在开展X射线成像实验时,基本都未考虑到闪烁体厚度对成像质量影响的这个因素,难以获得最佳图像质量的实验结果。本文先根据理论的分辨率曲线预测了探测器各个镜头的闪烁体的最佳匹配厚度,并利用上海光源成像线站(BL13W1)配备的PCO2000探测器以及不同厚度的YAG闪烁体进行了实验验证,经过对实验结果的图像衬度进行分析,获得了探测器各个物镜镜头的最佳匹配闪烁体厚度,实验结果与理论预测值基本相符,这将为上海光源成像线站基于透镜耦合的X射线成像探测器的高效使用提供指导。     

Response Measurement of Three Scintillation Detector to Instantaneous Rays from 252 Cf Fission

应用飞行时间谱,测量了LaCl3(Ce)、BC400、ST401三种闪烁探测器对252Cf裂变γ射线和中子的响应,获得了信号输出波形参数、定时精度、不同中子能量阈值的计数.测量了LaCl3,(Ce)探测器被高密度聚乙烯屏蔽后的响应.BC400探测器对入射γ射线的定时精度为1.3ns,ST401为1.5 ns.通过匹配快响应光电倍增管,LaCl3 (Ce)探测器是混合场中测量γ射线时间序列的一种有效方法.     

ICI探测器单位γ灵敏度研究

探测器灵敏度及其能量响应特性在探测器的设计和研制过程中占有十分重要的地位.从理论和实验两个方面研究了ICI探测器的γ灵敏度及其γ射线能量响应特性.在60 Co 1.25MeV γ辐射源装置上进行实验测量得到ICI探测器的单位γ灵敏度为1.8×10-20 (±5%)C·cm2 ,理论计算的单位γ灵敏度为1.78×10-20 C·cm2 (γ能量1.25MeV),理论和实验结果符合得较好.研究结果表明,入射γ射线能量在1～10MeV范围内变化时,ICI探测器具有平坦的γ灵敏度响应曲线.     

聚乙烯样品源γ自吸收校正的MC模拟

介绍了一种放射性样品检测的γ射线自吸收校正方法。对聚乙烯为介质的均匀体源样品进行了无损透射测量和发射测量实验,并使用MCNP程序对透射测量和发射测量过程进行模拟,由透射测量得到样品对多个能量γ射线的线衰减系数,拟合得到线衰减系数随能量变化的特征方程,从而获取发射γ射线在样品中的线衰减系数以及自吸收校正因子,结合发射γ射线的探测效率,计算得到校正后的样品活度。验证实验表明:样品校正活度相对误差均在6%以内。