圆柱法测量X射线管焦点尺寸的研究

文章基于EN 12543标准的边界法原理,提出了一种X射线管射线束不同张角处有效焦点尺寸测量的方法——圆柱法,采用双钨合金圆柱、像素100 μm的面阵探测器、平移和旋转机构对COMET公司的MXR 225HP/11工业X射线管大、小焦点进行测量。提出了一种测量X射线源焦点到平移旋转机构的距离及射线束不同张角处位置参数的方法。测量结果表明,该方法不仅可方便地测量焦点尺寸,而且能测量射线束张角范围内焦点尺寸的变化,并对其变化规律进行研究,这将对X射线管的焦点设计及其性能评价提供参考。     

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。     

一体化X射线管激发荧光分析仪的研制

介绍了一种采用X射线管作为激发源的一体化荧光分析仪。详细讨论了X射线管控制电路的设计及其相应软件的开发。该仪器以嵌入式ARM7处理器为控制内核,操作简单,使用方便。实验表明设置合适的参数,X射线管激发与放射源激发相比,具有元素激发效率高,分析速度快和环保的优点。     

大束流场发射阴极X射线管的阳极设计

采用蒙特卡罗软件和有限元分析软件分析了固定阳极X射线管中电子轰击阳极靶的能量沉积和热量传输过程,固定阳极由铜棒和钨片组成。研究了在不同形状、尺寸和占空比的电子束脉冲轰击下,阳极靶面不同厚度的钨片和相邻铜棒的温度上升过程。结果表明,钨片厚度存在最优值,但最优值与具体使用条件相关;在脉冲成像方式下,固定阳极靶能承受更强束流强度的轰击。因此,采用固定阳极靶方案,研制140 kV高压、10 mA以上电流、直径1 mm以下有效焦点的场发射阴极X射线管是可行的。     

微型X射线管金刚石光学窗口性能的模拟研究

以侧窗式微型X射线管为例,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对金刚石光学窗口的最优厚度进行了模拟研究.以管压为50 kV、管电流为1.0 mA的X射线管工况为例的模拟结果表明:增加金刚石窗口厚度,可使银靶的Kα特征X射线有效透射比和峰总比不断提高;在最优厚度为2.0 mm的条件下,高能X射线有效透射比为154...     

微型X射线管灯丝电源的研制

根据微型X射线管的特点,设计了基于推挽电路和闭环反馈电路的灯丝驱动电源。采用了UCC3808脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制芯片产生两路相位相反的PWM信号,并经由UCC37324金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)管大电流驱动器提高驱动效率,实现推挽结构的后端驱动电路。闭环反馈电路的设计采用精密电阻将管电流的信号转换为等比例的电压信号引入到反馈环节,通过系统自身的闭环控制实现管电流的恒定,并保持高效率和低功耗。实验首先通过外接1.5?的功率电阻测量系统功率,测得输入功率为11 W,效率超过80%,符合灯丝电源的功耗指标要求;然后连接实际的X光管灯丝,经测试可正常工作,管流稳定度为0.227%。     

利用轻基体样品散射谱估算X射线管光谱

探讨了一种通过测量轻基体样品的散射谱估算X射线管原级谱方法。为了验证本方法的有效性,使用本方法计算了X射线管光谱,并将计算得到的光谱作为输入参数计算了多个轻基体样品的MC模拟谱图,然后分别与实测谱进行了比较。将X射线管实测能谱与本方法及半经验方法计算得到的能谱做了对比分析,结果显示本方法有效地实现对X射线管原级谱的准确估算。将多个轻基体样品的实测谱与MC模拟谱进行了对比分析,结果表明本方法大大提高了X射线荧光分析MC模拟结果的准确性。两个对比试验的结果表明,本方法能够实现X射线管光谱的准确计算,并显著地提高了用于X射线荧光分析的MC模拟结果的准确性。     

基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线管研制

冷阴极X射线管是静态CT系统的关键部件。自从超顺排碳纳米管阵列被发现后,其被用于X射线管中的研究就逐渐展开。通过设计一款新的X射线管结构并采用一套新的X射线管制备工艺开展了冷阴极X射线管研制工作。采用乙炔为碳源气,用化学气相沉积法,制备出超顺排碳纳米管阵列;然后将其作为电子源,研制了一种基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线管,并对其进行了性能测试。从绘制的I-V特性曲线分析,当栅极电压为2 373 V时,得到最大发射电流为5.0 mA;使用小孔成像法测得的X射线焦点尺寸为0.6 mm×1.6mm。在阳极高压130 k V以下,研制的X射线管工作稳定。本研究为研制脉冲X射线源以及静态CT安检系统奠定了基础。     

低纹波微型X射线管高压电源的研制

国内研发的X射线高压电源体积普遍较大,不适合微型X射线管的要求。针对微型X射线管的特点,本文设计了一种低纹波、小体积高压电源,其输出电压在0~-40kV范围内可调。电源的逆变电路采用罗耶谐振电路,并引入UCC2973控制芯片以提高其效率。在电源的升压部分设计了高频变压器、双向倍压整流电路,以进行两级升压。通过电阻分压后取样反馈的方式进行稳压。电路工作在线性状态,无开关噪声。测试结果表明,电源的输出电压纹波低于0.3%、稳定度优于0.12%/10h,可满足微型X射线管的需求。     

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。     

微焦点射线机焦点尺寸的刀口工具法定量测试分析

为表征微焦点射线机的焦点特性,采用刀口工具法进行了焦点尺寸的测试分析。采集了刀口工具法的放大影像,提取出特定透照条件下的不清晰度曲线,利用Klasens和Morgan定量准则确定了不清晰度数值进而计算出焦点尺寸,并使用双线型像质计、楔形线对卡对焦点尺寸的测试结果进行了验证分析。结果表明,在相同电压下测得的射线机焦点尺寸与管电流间近似符合二次多项式关系,刀口工具法测量结果与双线型像质计、楔形线对卡的图像特征相吻合。基于刀口工具法能可靠地对微焦点射线机的焦点尺寸进行测量,但在分析不清晰度曲线特征时需注意定量准则的适用性,而基于Morgan定量准则能给出更为合理的测量结果。     

凸度检测系统中X光机参数对厚度测量精度的影响

X射线凸度检测技术可在线获得板带材的断面轮廓并反馈到连轧系统实现实时凸度控制,在冶金工业中得到广泛应用,是冶金自动化中的关键技术。该项技术存在厚度测量范围大、测量精度要求高的特点。本文通过理论分析厚度测量精度与X光机管电压和管电流的关系,得到X光机管电流是决定系统极限测量精度的主要因素,X光机管电压是决定系统测量厚度范围的主要因素。在此基础上给出了由测量精度确定管电流的方法和由测量范围确定管电压的方法,为系统X光机的选型和测量档位设定提供指导依据。     

一种用于X射线胶管壁厚测量的数据处理方法

介绍透射式X射线胶管壁厚测量系统,并提出了一种数据处理方法,对获得的一维图像数据线性化后进行拟合,给出了实际数据和仿真数据的处理结果。     

X-ray CCD相机在杆箍缩二极管X射线焦斑诊断中的应用

针孔成像法是诊断杆箍缩二极管X射线焦斑的常用方法。本文建立基于增感屏、光锥耦合、CCD相机的X-ray CCD相机系统,取代针孔成像法中基于闪烁体、物镜、CCD相机的图像获取系统,提高了诊断系统的紧凑性。对所建立的X-ray CCD相机系统的空间分辨能力进行了测试,系统的空间分辨能力受增感屏限制,使用铅制分辨卡测得系统的空间分辨率为5lp/mm,使用刀口法测得调制传递函数为0.5时的频率为1.5lp/mm。测试结果表明,在针孔成像倍率为0.5时,可满足1.5 mm左右的X射线焦斑诊断的需要。并开展了杆箍缩二极管侧面焦斑诊断实验,获得了侧面焦斑图像,且进行了图像复原处理。     

多层套管燃料元件工程热点因子敏感性分析

为保证反应堆的安全,并对燃料元件的制造加工提出合理可行的要求,从元件制造加工和反应堆运行测量两方面对多层套管燃料元件工程热点因子的敏感性进行了分析。结果表明：流道间隙偏差直接影响元件热源的导出,由此引起的工程热点因子造成的温升较大。     

D-T中子源束斑尺寸测量技术及应用

D-T中子发生器作为高能中子源,已用于特种核材料的有源探测技术中,利用时间符合法可实现被测物体的多模式成像,而中子源束斑尺寸是影响成像位置分辨的一个重要的因素。因此,结合D-T反应的特点和实际应用环境,开发了n-α关联符合测量确定中子源束斑尺寸的方法。利用该方法对小型移动中子发生器的束斑尺寸进行了测量,获得的束斑尺寸为(2.8±0.9) mm,与用CCD相机直接观测得到的约3 mm的测量结果一致,证明了该方法测量束斑尺寸的可行性。该方法也可用于辅助D-T中子源调束和关联粒子成像实验过程中的束斑监测。     

Beam Spot Size Measurement Technology and Application for D-T Neutron Source

As a high-energy neutron source, the D-T neutron generator has been used in the active detection technology of special nuclear materials. The time coincidence method can be used to achieve multi-mode imaging of the measured object, and the beam spot size of the neutron source is a very important factor that affects the imaging position resolution. Therefore, combined with the characteristics of D-T reaction and practical application environment, a method for n-α correlation coincidence measurement to determine the beam spot size of neutron source was developed. This method was used to measure the beam spot size of a small mobile neutron generator. The beam spot size obtained is （2.8±0.9） mm, which is consistent with the measurement result of about 3 mm obtained by direct observation with CCD camera, which proves that this method is feasible. This method can also be used to assist D-T neutron source beam tuning and beam spot size monitoring in associated particle imaging experiments.