医用诊断X射线能谱模拟的对比分析

为了进一步了解医用诊断X射线的辐射特性和验证计算机能谱模拟方法的可行性,分别使用EGSnrc和MCNP5两种蒙特卡洛模拟程序,构建辐照装置的简易模型,模拟计算得到不同管电压、不同附加过滤厚度条件下的X射线能谱分布,并建立了RQR系列辐射质的能谱数据库。研究结果表明,管电压、过滤材料等都会影响X射线的能谱分布。日常实践中,在X射线设备的阳极靶角已确定的情况下,精确设定管电压,定期监测辐射质量变化情况,并对附加过滤进行必要的调整,是确保医用诊断设备测量结果一致性的必要手段。对比分析两种软件的模拟计算结果,平均能量差异小于2%。EGSnrc在模拟计算的过程中具有易使用、模拟效率高、数据处理方便等优势。     

EGSnrc程序模拟低能X射线光管参数对射线能谱的影响

研究了低能X射线光管出射的初始能谱形状.在理论分析的基础上,采用蒙特卡罗程序EGSnrc模拟了低能X射线光管中的焦点大小,阳极靶的材料、厚度、角度、面积,这五个参数分别对低能X射线能谱的影响.结果表明:焦点对能谱的影响随着入射粒子能量的增加稳定在1％以内;靶材料的原子序数越高,谱线的强度越大;随着阳极靶角的增大,谱线的...     

30~160keV单能X射线装置的单色性实验研究

单能X射线光源是由X射线光机、双晶单色器、标准探测器以及准直系统组成。X射线光机产生的连续X射线,通过与双晶单色器发生布拉格衍射完成单色化,调节不同的特定布拉格角度得到能量范围30~160keV的单能X射线。为了研究标定装置的能量展宽,需要对该装置产生的单能X射线的能量分辨率进行研究。结果表明Si(220)晶体产生的单能X射线的能量分辨率为0.91%@30keV和2.3%@70.6keV,Si(551)晶体为1.97%@80.1keV和3.45%@142.6keV。使用这套装置对溴化镧晶体探测器的能量响应进行校准验证,实验发现该装置的能量分辨率良好,可以应用在多种类型探测器的标定实验、X射线质量衰减系数测量以及多层膜反射率测量等领域。     

工业钼靶X射线光机能谱的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗模拟程序EGSnrc,构建出工业钼靶X射线光机模型,进行了28 keV的电子束经过钼靶产生的光子在光机各组件中的传输模拟,得到距源焦点50 cm处, 射野半径为5 cm平面上的粒子相空间文件,通过对相空间文件分析得到粒子注量、能谱分布、角分布、平均能量等信息,模拟计算了过滤材料和管电压对钼靶X射线谱分布的影响。钼过滤下钼靶X射线的平均能量小于铑过滤,但对较高能量部分的影响要大于铑过滤;随着管电压的升高,钼靶光机的光子产生效率呈上升趋势,平均能量增加。25,28,30,35 kV 4组辐射质条件下,钼靶X射线能谱的平均能量分别为16.0,16.6,17.0,17.8 keV,与实验测量值接近,相对误差在1%以内。     

诊断X射线能谱影响因素的模拟与分析

诊断X射线的能谱分布受到一系列因素的影响。为了进一步了解影响诊断X射线能谱的因素,从而为评估光机自身特性导致诊断结果的差异提供技术基础,通过仿真模拟的方法建立了诊断X射线光机的物理模型。模拟计算和比较了诊断X射线光机在不同管电压、发射角、过滤材料、纹波等条件下的出射能谱。研究结果表明,管电压、发射角、过滤材料(包括厚度)以及管电压纹波都会影响射线能谱分布和平均能量。诊断X射线光机的上述关键参数可能会直接影响诊断结果的可靠性,在光机运行过程中,参数的选择和质量控制方面需要予以重视。     

基于Geant4的高纯锗探测器模拟

该文利用蒙特卡罗程序包Geant4构建了高纯锗探测器的实际结构,模拟了γ射线在高纯锗探测器中与材料发生的相互作用。通过统计光子在高纯锗探测器中的能量沉积,累计得到4种能量射线的能谱,并通过拟合公式对能谱进行展宽,模拟实际能谱。将模拟得到的能谱结果与高纯锗探测器探测到的实际能谱进行对比,比较模拟能谱和实际能谱的全能峰、统计效率和半峰宽,验证了分辨刻度系数在实际模拟中的可行性,为进一步进行高纯锗探测器的模拟实验提供了技术支持。     

半导体探测器在诊断X射线剂量测量中的应用

介绍了基于半导体探测器的诊断X射线剂量仪的工作原理.半导体探测器具有体积小、易于集成、灵敏度高、能量分辨率好等特点,根据半导体探测器的特征设计了能谱测量剂量修正功能,解决了半导体探测器能量响应差的问题.将能谱测量后修正过的剂量与未进行剂量修正的测量数据进行了比较,实验数据表明,能谱法修正将基于半导体探测器的剂量仪的能量响应降低至5%内.     

X射线法测量锗单晶的应力

采用Hiroshi Suzuki等人提出的新的单晶应力测量原理,结合不对称布拉格衍射技术,对锗单晶的应力进行了测量。这种方法的优点在于利用多组试验数据求解多元线性回归方程,从而消除了一般单晶应变测定方法中无应变状态下晶面间距不准确对结果所带来的影响。该法可以推广应用于其他单晶体的应力测量和高织构取向材料的X射线应力测量。     

X射线铅当量测量辐射质的建立和能谱模拟

医用诊断X射线防护器具的防护性能通常用铅当量表示,根据IEC 61331-1,防护材料衰减性能的测定主要是在40～150kV X射线范围内,研究纯铅、含铅和无铅材料在窄束、宽束以及逆向宽束条件下铅当量的大小。为进一步研究不同测量方法下防护材料的屏蔽性能,需要建立符合标准要求的X射线参考辐射质,并对其能谱进行模拟或测量。依托工业X射线光机,通过添加铝附加过滤和不同厚度铝吸收片,建立了40～150kV范围内8个X射线参考辐射质,测量半值层最大相对偏差为2.8%。利用EGSnrc蒙卡模拟程序,模拟了不同辐射质的X射线能谱,其平均能量与IEC推荐值的最大相对偏差不超过0.4%,满足防护材料X射线铅当量辐射质的要求。     

400um像素X射线阵列探测器的设计

描述了由美国X-SCAN公司生产的400um像素大小的X射线阵列探测器系统的设计,此探测器系统集信号探测、模拟信号放大、数字信号处理与输出于一体,有多种控制功能可供选择,可方便地与计算机连接,实现图像或信号的数字化处理。可广泛的应用于各种无损检测领域。     

6～70keV同步辐射X射线能量标定

为建立高注量率同步辐射X射线计量领域相关的国家标准,对同步辐射X射线能量标定方法进行研究。在北京同步辐射装置上选择6、10和20keV三个能量点进行实验,得到的传递探测器校准因子与辐射能量的关系曲线近似直线,变化趋势呈线性递减;在20keV能量点,不同直径光阑条件下进行的标定实验验证了传递探测器的校准因子与光源照射到基准电离室与传递探测器的光子通量有关。在上海光源上进行10～70keV能量标定实验,得到传递探测器的校准因子拟合曲线;10～20keV能量段的变化趋势与在北京同步辐射装置得到的校准因子变化趋势一致,30～70keV能量段的校准因子随着能量的增加而平稳缓慢增大。对各个能量点标定产生的A类不确定度进行评定,为后续建立国家计量标准同步辐射X射线空气比释动能量值传递体系提供了技术数据。     

氩放电检测器气相色谱仪在高纯氩气检测中的应用

氩放电检测器(Argon Discharge Detector)是一种用氩气做载气的气相色谱仪专用检测器,因其具有独特的检测能力,在氩气检测领域应用较为广泛。采用AGC仪器公司生产的Nova CHROM2000搭载氩放电检测器(ADD)气相色谱仪,对该检测器的检测能力进行评测。     

低空气比释动能率系列过滤X射线辐射质的测量与研究

以ISO 4037中推荐的低空气比释动能率系列过滤X射线参考辐射为研究对象,设计合理的半值层测量实验,测量获取第一半值层的值;对建立的辐射质,利用碲锌镉能谱仪测量其过滤X射线能谱,将测量得到的脉冲高度谱经过数据处理和转换,计算出平均能量;根据X射线在材料铝和铜中的衰减规律,拟合单能X射线衰减曲线,计算出该系列过滤X射线...     

A CCD area detector for X-ray diffraction under high pressure for rotating anode source

Details of a two-dimensional X-ray area detector developed using a charge coupled device, a image intensifier and a fibre optic taper are given. The detector system is especially optimized for angle dispersive X-ray diffraction set up using rotating anode generator as X-ray source. The performance of this detector was tested by successfully carrying out powder X-ray diffraction measurements on various materials such as intermetallics AuIn₂, AuGa₂, high Z material Pd and low Z scatterer adamantane (C₁₀H₁₆) at ambient conditions. Its utility for quick detection of phase transitions at high pressures with diamond anvil cell is demonstrated by reproducing the known pressure induced structural transitions in RbI, KI and a new structural phase transition in AuGa₂ above 10 GPa. Various softwares have also been developed to analyze data from this detector. Paper presented at the 5th IUMRS ICA98, October 1998, Bangalore     

高纯氦气中杂质标准物质的研制

介绍了重量法研制高纯氦气中微量氢气、氖气、氧气、氩气、氮气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳8种杂质标准物质的过程,包括重量法制备技术、稀释气中相关杂质的定量及稳定性考察等。研制的8种微量气体标准物质的种类和摩尔分数参照国标GB/T 4844-2011中对高纯氦气的规定,摩尔分数范围在0.5~4.0μmol/mol之间,扩展不确定度为1%~3%（k=2）。通过参加CCQM相关国际关键比对,验证了标准物质量值的准确度。与现有的国家二级标准物质相比,研制的标准物质在种类和不确定度方面都已达到了较高水平。     

Quantum radiometry

We review radiometric techniques that take advantage of photon counting and stem from the quantum laws of nature. We present a brief history of metrological experiments and review the current state of experimental quantum radiometry.