闪光照相条件下相对质量吸收系数的测量

 介绍了闪光照相中X光传播规律的等效单能模型。针对闪光照相出光重复性差、能谱测量困难的特点提出了相对质量吸收系数的概念。阐述了闪光照相中相对质量吸收系数的测量原理和方法。在闪光照相实验设备上采用整条D～L曲线对钨材料相对质量吸收系数进行了测量，得到的实验结果为1.23，与数值模拟结果1.26符合较好。     

FTO客体3m闪光照相的Monte Carlo研究

 研究了客体模型FTO的闪光照相系统X光输运过程，给出了直穿照射量、散射照射量、直散比、直穿照射量能谱、散射照射量能谱、直穿X光通量能谱和散射X光通量能谱在记录平面的空间分布。结果表明：后锥是照射量散射成分的主要来源，后锥照射量占总散射量97%；后锥也是造成散射的空间分布不均匀的主要器件，这一不均匀性高达58%。照相系统的最小直散比非常小，表明锥造成的散射已经严重地淹没了直穿（轫致辐射）信号。计算中使用高空间分辨率记录法进行分点，合成图像对吸收系数的复原结果与国外报道的结果相符。     

利用数值模拟测量闪光照相中的H-D曲线

H-D曲线表明了照射量与底片光学密度之间的关系，是定量提取客体信息的基础。尽管实验上提出了许多测量“屏-片”的H—D曲线的方法，但这些方法所采用的实验布局与实际照相环境存在一定的差异。第一，许多实验采用的光源是单能源（如^60Co），没有体现底片系统对不同X射线能量的响应特性；第二，实验装置与实际照相模型存在比较大的差异，由于光子能谱和角分布以及散射的影响，测量的H-D曲线往往很难用到实际照相中；第三，也是更重要的一点是目前测量高能X射线照射量的仪器的测量误差较大，     

闪光照相中X光能谱对有效吸收系数的影响

 研究闪光照相中影响材料有效吸收系数的两个主要因素，即X光的能谱效应和散射影响。用Monte-Carlo方法对闪光照相系统的客体各种组成材料的有效吸收系数进行数值模拟；求出不考虑散射而仅受能谱影响的有效吸收系数及其空间分布，发现该分布类似于医学CT数的分布规律，在高光程数对应的位置上该吸收系数较低；也得到了在20MeV闪光机情况下，客体各种组成材料的单个平均吸收系数。结果表明：钨、铝和铁的平均等效吸收系数分别近似为0.830，0.080和0.265cm ^-1。     

高能轫致辐射光源参量及测量原理

准确提供高能闪光照相中光源参量对闪光图像的品质有重要意义。文中使用解析分析法和X射线输运的MC法讨论了源能谱、1m处照射量、光源照射量角分布和光源有效尺寸的测量方法和测量原理。阐明了对电子束和束斑尺寸的联合限制条件，以确保小角度内照射量分布的均匀性高于95％。对于MeV级光源，证明了传统的小孔法和狭缝法不能直接用来确定光源的有效尺寸，而轫边法能直接提供所需要的结果。     

有效线吸收系数能谱效应综合法研究

利用综合法（照射量传递函数法、剥层法和MC数值模拟法）研究了闪光照相中法国实验客体FTO（French Test Object）中各种材料的有效线吸收系数.结果表明：在照相过程中,随着X光穿透的加深,其能谱不断地向材料最小质量吸收系数对应的能量值演变并窄化.在这样的能谱效应下,有效线吸收系数随着穿透材料厚度的加深而减小.铜的平均有效线吸收系数为0.299（1±3.0%）cm-1,钨的平均有效线吸收系数为0.829（1±2.7%）cm-1.在图像重建中,利用上述的有效线吸收系数能够得到高精度的材料密度分布.     

密度提取中吸收系数的使用

研究了能谱效应的影响，进行了理想的MC（Monte Carlo）数值闪光照相。能谱效应是由不同能量的X光与材料发生作用的微观截面不同引起的。能谱效应降低了密度提取的精度，因而在密度提取中需要考虑能谱效应，即使用反应能谱效应的有效吸收系数，而不是单能吸收系数。在闪光照相中能谱效应体现为：光路上面质量ρ（l）l越大，有效质量吸收系数μρ^-（l）越小；面质量越大，对应的自洽光程也越大，即μρ^-（l）ρ（l）l越大。     

X光面光源的尺寸对系统线扩展函数的影响

 在辐射照相系统中，X光源的尺寸是一个影响图像清晰度的重要参数。尤其是在使用高能的X光进行辐射照相时，特殊的照相条件使X光源面积对于系统空间分辨率的影响更为突出。针对这一现象，基于台阶照相法测量系统线扩展函数的理论建立了计算模型，模拟了面光源尺寸对于系统空间分辨率的影响，并说明了提高分辨率应采取的措施。     

高能闪光照相密度测量的LEPM方法

研究了利用高能闪光照相方法实现密度分布测量的技术.根据闪光照相投影成像原理,将成像过程中的非线性成像因素看成一个综合性的非线性算子,利用先验测量的方法该非线性算子的响应曲线,利用该曲线校正成像图像得到待测客体的光程分布图像.采用以最小误差为重建准则的代数重建法,从光程分布图像中重建出照相客体的线吸收系数分布.最后利用相对等效质量吸收系数以及客体总质量不变的约束条件,获得照相客体的空间密度分布.在高能闪光照相实验平台上进行了静态客体的密度测量实验,测量的均方根误差约为10％.     

高能闪光照相密度测量的LEPM方法

研究了利用高能闪光照相方法实现密度分布测量的技术.根据闪光照相投影成像原理,将成像过程中的非线性成像因素看成一个综合性的非线性算子,利用先验测量的方法该非线性算子的响应曲线,利用该曲线校正成像图像得到待测客体的光程分布图像.采用以最小误差为重建准则的代数重建法,从光程分布图像中重建出照相客体的线吸收系数分布.最后利用相对等效质量吸收系数以及客体总质量不变的约束条件,获得照相客体的空间密度分布.在高能闪光照相实验平台上进行了静态客体的密度测量实验,测量的均方根误差约为10%.     

基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜表征X射线光源参数

X射线光源的焦斑尺寸和焦深对X射线光谱学,尤其是对于微区X射线衍射与荧光分析等领域十分重要的参数。如何高效而准确的表征这些参数对于X射线光源的应用和发展至关重要。现有的光源参数表征方法,尤其在表征微焦斑光源的参数时,都存在自身的局限性。锥形单玻璃管X射线聚焦镜是一种常用的X射线聚焦器件。根据锥形单玻璃管X射线聚焦镜滤波特性和几何特点,分析得到聚焦镜的聚焦光能量上限的大小受到光源焦斑尺寸的影响,提出这个能量上限与光源尺寸和光源到聚焦镜入口的距离之间的数学关系。设计了一种基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数的方法。对锥形单玻璃管X射线聚焦镜的参数进行测量和确定后,将聚焦镜放置要测量的光源前,与光源形成聚焦光路。在光路准直并确保只有在聚焦镜内发生单次全反射的X射线射出聚焦镜的情况下,通过改变聚焦镜与光源焦斑距离并利用能谱探测系统来探测聚焦光并得到多个对应的聚焦光能谱。对所得能谱进行计算与分析,得到各能谱中的能量最大值,即聚焦光的能量上限。利用聚焦光能量上限、光源焦斑尺寸和光源到聚焦镜的距离之间的关系并结合线性拟合法,可同时得到光源焦斑尺寸和焦深。选用制造商给出焦斑尺寸约60 μm,焦深为20 mm的微焦斑钼靶光源作为测量对象,利用基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征方法测量的结果为焦斑尺寸为60.1 μm,焦深为19.7 mm。用小孔成像法表征该光源焦斑尺寸为60.3 μm,焦深为20.1 mm。相较于现有的方法,基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数方法对表征微焦斑光源有一定优势,对表征高能X射线光源有潜在发展和利用价值。     

高能闪光照相中影响光程确定的几个因素

 利用闪光照相基本原理和成像原理，在直接记录法和转换屏记录法的情况下，研究了闪光照相中影响X射线在材料中光程确定的主要因素。结果表明，影响光程确定的几个因素是：散射效应、光源角分布效应、立体角效应和能谱效应。对于高能闪光照相，散射效应是影响光程确定的最主要因素，散射的存在使光程的测量值比实际值降低20%～40%。因此必须在做CT之前，对散射的影响进行修正。     

线吸收系数能谱效应解析法研究

 用数值模拟的方法研究了FTO客体材料的线吸收系数随着穿透材料深度的变化关系，并拟合出材料有效线吸收系数与厚度之间的函数表达式。研究结果表明，在闪光照相中X光能谱发生了硬化，并随着穿透材料深度的增加谱平均线吸收系数会随之减小。FTO客体中钨的平均有效线吸收系数0.838（4.53%）cm^-1，铜的平均有效线吸收系数0.297（4.96%）cm^-1，能谱效应对有效线吸收系数的影响小于5%。在图像重建中利用上述的线吸收系数能够反演出精度达5%的材料密度。     

摄影技术及其装置

TB853.21 2004064371 X光面光源的尺寸对系统线扩展函数的影响=Influence of X-ray area-source on LSF in radiography system[刊,中]/江孝国(中物院流体物理研究所.四川,绵阳(621900)).谭肇…∥强激光与粒子束.—2004,16(3).—296-300 在辐射照相系统中,X光源的尺寸是一个影响图像清晰度的重要参数。尤其是在使用高能X光进行辐射照相时,特殊的照相条件使X光源面积对于系统空间分辨率的影响更为突出。针对这一现象,基于台阶照相法测量系统线扩展函数的理论建立了计算模型,模拟了面光     

高能闪光照相中的能谱优化

在高能闪光照相技术中,提高图像接收平面上直穿与散射的比值有利于有效信息的提取。利用蒙特卡罗方法对法国实验客体的照相过程进行模拟,得到图像接收区域直穿分量与散射分量的能谱分布,依据其分布的特点提出了利用能谱优化来提高接收区域直散比的方法,指出添加衰减屏可以达到能谱优化的效果。依据线吸收系数的变化趋势以及实际加工的难度选择钽作为优化能谱的材料,并根据最小照射量的限制得到了最大的衰减屏厚度。最后通过蒙特卡罗模拟,指出添加9 mm的衰减屏能够对照相结果的优化程度最好,照射量满足要求,而直散比上升到原来的3倍左右。     

圆形阵列法在能谱测量中的应用

在高能闪光照相技术中,高能X射线的能谱测量一直是一个难点。在以往研究方法的基础上,指出控制散射的影响程度是提高能谱测量精度的关键。提出采用圆形阵列法对X射线能谱进行测量,并针对一特定能谱的X射线设计了测量装置,蒙特卡罗模拟结果表明,可以将散射的影响控制在4%以内,这对提高能谱测量精度具有十分重要的意义。     

不同线偏振光对水体吸收系数测量的影响

通过对紫外-可见光分光光度计的光源偏振性进行系统测量,并开展了光源偏振性对水体黄色物质和颗粒物光谱吸收系数测量影响的实验研究,结果表明,紫外-可见光分光光度计光源具有显著的偏振性,但分光光度计光源偏振对水体黄色物质光谱吸收系数测量的影响可忽略不计,对水体颗粒物光谱吸收系数测量的影响也较小。     

滚边法测量高能X射线源焦斑大小

应用于高能闪光X光照相技术的X射线源焦斑大小是闪光照相装置的关键参数, 直接影响成像的分辨能力。由于高能X射线的强穿透性和强辐射环境, 给焦斑测量带来一定困难。介绍了一种间接测量方法, 采用滚边装置(rollbar)成像得到X射线源的边扩展函数, 微分后得到光源的线扩展函数并计算调制传递函数(MTF), 而后从MTF为0.5所对应的空间频率之值确定出光源的光斑大小。给出了神龙二号加速器电子束聚焦调试实验中得到的X射线焦斑测量结果, 分析影响测量结果的因素并提出了解决方法。     

密度提取中吸收系数的使用

 研究了能谱效应的影响，进行了理想的蒙特卡罗(MC)数值闪光照相。在密度提取中使用了3种不同的吸收系数——MC谱光子平均能量对应的单能质量吸收系数、波恩近似公式谱有效质量吸收系数和MC谱有效质量吸收系数。研究结果表明，使用MC谱有效质量吸收系数有效地减小了密度提取中能谱效应的影响。粗略的波恩谱使密度均方根误差小于1.5％，精确的MC谱则获得了均方根误差小于0.5％的理想结果。     

用于电子能谱测量的LiF热释光探测器标定

 用γ标准源对LiF热释光探测器（TLD）的灵敏度因子、线性吸收系数、离散性、重复性进行了测定。在此基础上建立了电子质量阻止本领的修正模型，理论上计算出电子等效质量阻止本领，给出单能电子的注量。由LiF TLD阵列可测量激光等离子体相互作用中发射的超热电子能谱（能量-注量关系）。