20 Hz高时空分辨X射线单色光动态显微CT研究

与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素尺寸为5μm。为了构建具有更高时空分辨率的单色光X射线动态显微CT系统,基于上海光源快速X光成像线站（BL16U2）的高通量密度单色光,将高速转台与三镜头大数值孔径快速X射线成像探测器相结合,构建了实验系统。以速发型聚氨酯材料为研究对象进行了验证实验,在15 keV单色光下动态显微CT的时间分辨率达到了20 Hz,探测器有效像素尺寸为2.2μm。对气泡运动进行相关定量分析,证明该系统具有高时空分辨率和高对比度分辨率,可以对复杂运动系统进行四维时空定量分析,为BL16U2线站用户进行高时空分辨率的复杂原位研究提供了强大的实验平台。     

X射线相衬成像用于生物碱沉淀研究的可行性

生物碱与一些特殊的试剂作用生成沉淀。这些反应可用于生物碱的检测和精制。本文分别在同步辐射装置和微聚焦X射线成像系统上用X射线相衬成像(XPCI)方法研究了三种不同类型的生物碱沉淀的结构。研究结果显示：在Hager试剂作用下,有机胺类的秋水仙碱沉淀呈针状,吡啶类的槟榔碱沉淀呈胶团状,异喹啉类的小檗碱沉淀呈花瓣状。与目测或在光学显微镜下观察到的形态有很大差别。为今后用XPCI方法研究更复杂的化学反应体系提供参考和依据。     

双能量X射线荧光全息图重构算法消除孪生像的模拟研究

X射线荧光全息术以样品内部的发光原子作为相干光源进行全息成像,可以直接观测到晶体内部原子的三维排列结构.和传统的全息术一样,X射线荧光全息术也遇到了孪生像问题.本文以27个Fe原子成立方排列的结构为模型,采用双能量荧光全息图重构算法研究入射X射线能量的选取对消除孪生像效果的影响.结果表明:记录荧光全息图的两个X射线能量越接近(对于内探测器全息术而言,最小能量差取决于单色器和探测器的能量分辨率;对于内源全息术而言,最小的能量差取决于元素的两个紧邻荧光能量差和探测器的能量分辨率),消除孪生像的效果越好;而入射X射线的能量越高,则原子像的分辨率越高.     

一种新型X射线相衬成像实验室系统

目前的X射线相衬成像研究大都采用同步辐射光源。光源点尺寸达微米量级的X射线管辐射具有较好的空间相干性，也可用于相衬成像研究。本文报道了一种基于纳聚焦x射线管的新型相衬成像实验室系统，光源点尺寸可达500nm。实验结果表明，该系统可对低Z样品如生物软组织、有机样品等的内部结构成清晰像，分辨率可达微米量级。与已有系统相比较，其空间分辨率和有效通量都有相当大的提高。锥形光束张角约为300，通过纵向扫描机构调节样品与光源点间距可调整投影放大率，从而降低对探测器分辨率的要求。适用于大样品研究，且可实现样品的横向二维扫描。在医学、生物学、材料科学及化学反应动力学等领域有重要应用前景。     

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。     

新型大量程LTP控制系统及数据处理系统

讨论了最近研制成功的新型大量程长程面形仪(LTP)中精密线性导轨扫描、定向移动以及高精度任意步长等运动的控制;采用面阵CCD获取准直激光束通过位相板形成的衍射图像、经采集卡数字化,由计算机完成数据处理。数据处理中实现了MATLAB与VC 程序间的通信,采用质心法分离测量光斑以及参考光斑,并利用MATLAB中神经网络算法求取位相板衍射图像中暗线位置,达到了设计要求的精度。     

基于GPU并行计算的X射线动态显微CT的快速重构

上海光源X射线成像线站的X射线动态显微计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)的用户实验产生了海量投影数据,采用基于CPU串行计算的CT重构方法速度慢,将导致实验数据的大量积压.图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)因其多核架构、可大规模并行化的特点,在高性能计算领...     

中药显微结构的微聚焦管X射线相衬成像研究

采用基于微聚焦管的X射线相衬成像（XPCI）方法研究了多种中药材的显微结构,并与中药图谱及X射线吸收像相对照。实验结果表明,这种新的成像方法可以有效地对中药材的显微结构成像。与传统方法相比,其特点是不破坏样品结构且探测灵敏度较高。最后探讨了这种新的成像方法在中药显微鉴定领域的应用前景。     

CFC替代品HCFC—141b工业性试验研究

本文对氯氟烃（ＣＦＣＳ）替代品ＨＣＦＣ＿１４１ｂ进行了工业性试验的研究，论述以偏氯乙烯为原料生产ＨＣＦＣ＿１４１ｂ的工艺过程和操作参数，为ＨＣＦＣ＿１４１ｂ工业化放大提供依据。