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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

闪光照相条件下相对质量吸收系数的测量

X光穿透物质时符合指数衰减规律，原则上，给定闪光照相光源能谱以及照相物质已知的情况下，可以计算出透射X光的照射量，但事实上X光光源能谱测量十分困难，因此，实际上照射量的计算无法实现。所谓的“等效单能模型”就是将上述全能谱照射量等效成某一“单能”的照射量，在实际实验测量中经常需要的物理量是数种材料等效质量吸收系数的比值，称之为相对质量吸收系数，一般情况下，     

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。     

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%.     

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。     

内混合气溶胶粒子体系有效吸收系数的计算

分析了以黑碳和水组成的内混合强吸收气溶胶粒子体系有效吸收系数随时间变化的规律,并讨论了不同波长、不同半径比等对有效吸收系数的影响。结果表明:波长越短,内混合气溶胶粒子体系有效吸收系数越大,在1~100 s内随时间增大的速度也越快,1~100 s内的增幅比100~1000 s内的大,最大增幅达到132.65%;不同的内外半径比对内混合气溶胶粒子体系的有效吸收系数有较大影响,内外半径比越大,有效吸收系数越大,在1~100 s有效吸收系数增加速度越快,1~100 s内增幅较大,最大增幅达到138.66%。     

用剥层法确定线吸收系数空间分布

剥层法MPL(method of peering layer)使用于嵌套圆环模型。该法仅适用于具有轴对称性的客体(如球体或柱体)。剥层法是用客体投影区内各像素的光学密度Din、投影区外一像素的光学密度Dout以及它们对应的照相距离din，dout和直散比DSRin和DSRout等参量求出客体各层材料的线吸收系数μl。     

不同准直角双轴闪光照相

 为了降低闪光照相中散射的影响和提高法国试验客体（French test object,FTO）重建的精度,结合不同准直角下散射不同的特性,提出了不同准直角的双轴闪光照相布局,并进行了相应的数值模拟实验。研究结果表明：不同准直角双轴闪光照相中散射的相互干扰非常严重,且主要来于前保护器件,需使用铅板屏蔽。根据信息融合特性和降低散射影响的要求确定了FTO不同准直角双轴闪光照相的两个准直角分别为2.24°和1.15°。从该不同准直角的双轴闪光照相系统模拟得到的图像重建出了均方根误差小于5.8%的密度分布,结果远优于单轴照相23％的均方根误差。     

闪光照相理论分析与图像处理

采用MCNP程序及其网格计数方法,开展了复杂构型闪光照相的数值模拟研究,得到了不同实验条件下的数值模拟整体图像（见图1）,有助于解释闪光照相实验中出现的“异常”现象,为更好地认识实验现象以及图像处理和密度反演提供了可靠的依据。     

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。     

高能闪光照相X射线能谱的理论研究

 用Monte-Carlo方法模拟球对称客体系统的闪光照相中X光光子的输运过程。分别在单客体情况和全系统情况下,给出了记录平面上各种光子谱及其在记录平面上的空间分布。结果表明：记录区边缘的谱形与源光子谱形很相似;深穿透区各点之间的谱形差别不大,谱平均光子能量近似相同,并且位于使高Z材料的光子线吸收系数最小的能量范围内。 结果还表明,高能闪光照相的光子能谱会因客体中光子的光程不同而有较大的差别。     

极化子效应对量子盘中线性和非线性光吸收系数的影响

利用密度矩阵的方法,得出了考虑极化子效应的量子盘的线性和非线性光吸收系数的解析表达式,并以GaAs为例讨论了光吸收系数与不同的入射光子能量和量子盘的厚度之间的关系.结果表明,极化子效应对吸收系数有相当的影响 关键词： 量子盘 光学吸收系数 极化子效应     

太湖水体浮游藻类吸收系数及影响因素分析

探讨研究了太湖水体浮游藻类的吸收系数的空间变化特征及其影响因素,2009年4月对太湖52个样点进行野外采样,并测量总叶绿素a浓度和浮游藻类的吸收系数。分析了色素包裹效应对比吸收系数的影响,通过计算得到太湖水体不同区域的色素包裹因子,并对浮游藻类的吸收系数进行包裹效应的校正;利用浮游藻类在440nm的吸收系数(aph(440))与675nm吸收系数(aph(675))的比值以及标准化比吸收系数谱来衡量太湖水体在不同区域、不同波段处,辅助色素对比吸收系数的影响。结果表明:(1)太湖水体在短波处浮游藻类的比吸收系数变化较大,而在675nm变化相对较小,梅梁湾水体的比吸收系数要低于其他区域的。(2)太湖水体比吸收系数的空间差异受包裹效应影响较为严重,包裹效应对比吸收系数空间变化的影响梅梁湾的水体要大于其他区域的,近岸水体要大于离岸较远的水体。(3)辅助色素对比吸收系数的影响相对较弱,主要集中在短波波段处,梅梁湾等水体辅助色素对浮游藻类的比吸收的影响要小于其他区域的,近岸水体要小于离岸较远的水体     

闪光照相中的定量测量方法研究

对闪光X射线照相中的定量测量方法进行了初步研究。研究表明，基于台阶样品的对比块标定法是图像探测系统刻度的较好方法，该方法直接建立了在一定的实验条件下底片黑密度与待测物体（客体）厚度的关系（D-L曲线），并较好地解决了X光能谱的影响。针对轴对称旋转体物体成像的特点，建立了从一幅投影图像重建物体的三维图像的常数逼近法。     

贝页斯层析成像算法在密度反演中的应用

闪光照相中密度反演所面临的困难包括：只有一个投影面，信息量少；穿过厚物质时能谱硬化严重；Poisson噪音大；图像模糊严重；Compton散射本底大；动态样品的可参照量少。这些因素使得密度反演工作十分困难。传统的方法如滤波反投影方法虽然计算速度快，但算法过于简单，不能解决上述复杂问题。在实验中放对比样品(楔型物)虽然可以快速的得到密度长度并进行相应的反演，但反演精度并不高，且在动态样品实验中，由于光场小，对比样品的摆放碰到很大麻烦，使反演结果的可靠性进一步降低。基于正算模拟和最大后验判断准则的贝页斯层析成像算法具有如下特点：尽可能用先验信息；良好的抗Poisson噪音特性；能消除散射的影响；能进行能谱硬化校正；能处理模糊效应；能作增强边界信息反演。这些特点使得贝页斯层析成像算法很适合处理闪光照相的密度反演。