工业CT在工件检测中X射线硬化校正

X射线工业CT中,由于X射线能谱具有多色性,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,X射线能量越高,衰减系数越低。也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小。射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象。由于射线硬化现象使图像重建时出现伪影,因此必须修正。文中对X射线硬化现象进行了分析,探讨了在均匀物质中,X射线射束和与透射厚度的关系。并根据Beer定律和X射线与物质作用的特点,通过获取X射线射束和数据,拟合出射束和与透射厚度的关系式。然后得出在同一透射厚度时,X射线射束和校正为单色等效射束和的关系及其等效方法。最终得出X射线等效单色射线的衰减系数的拟合值。再对此衰减系数拟合值进行卷积反投影重构,即可有效消除X射线射束硬化的影响。     

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。     

X-ray optics at the Russian academy of Sciences’ institute of high-purity materials

We examine the current state, prospects for development, and the application of X-ray optics at the IMT-IHPM: X-ray diffraction optics based on X-ray multilayer mirrors and crystals, X-ray acousto-optics based on X-ray diffraction by acoustically modulated crystals, and the application of X-ray methods of diagnostics for the investigation of piezoelectric crystals.     

全反射X射线技术应用于镀锌板锌层测量的模拟研究

分析了传统的X射线荧光镀锌板锌层测量法,提出了基于全反射X射线荧光分析技术的镀锌板锌层测量方法,并在MCNP中建立X射线全反射模型进行模拟仿真。X射线全反射发生时锌层将原级X射线几乎反射,并在镀锌板法向方向伴随产生少量X射线荧光。针对此特征X射线荧光直接进行分析有效地减少了X射线源的散射本底,提高了测量精度,并且降低了所需源X射线的能量。模拟结果验证了镀锌板上发生X射线全反射的可行性,为实际应用提供了理论依据。     

基于平面孔靶对本底X光及激光挂边的研究

在神光-Ⅲ和神光-Ⅲ原型装置上基于平面孔靶研究了激光挂边及本底X光发射情况。能量卡计直接测量激光挂边份额;X光针孔相机给出本底X光发射的空间图像;平响应X光探测器测量本底X光的强度。实验结果表明:在神光-Ⅲ原型上800 m注入孔时,针孔图像中本底X光计数与黑腔漏失辐射流计数的比值约为1.2%;在神光-Ⅲ上1000 m注入孔时,平响应X光探测器测得的本底X光干扰的峰值约为2.7%,能量卡计测得的激光挂边份额约为2.6%。此外,根据神光-Ⅲ的实验参数模拟计算了激光挂边份额和本底X光的干扰。与实验结果的对比说明了该模型的正确性,可以用该模型评估激光挂边及本底X光发射情况,同时可以用该模型指导注入孔尺寸的选择。     

Design study of hard X-ray tomography system to obtain a spatial resolution of 100 nm

An optic-based X-ray tomography system of a high spatial resolution using a conventional X-ray tube was proposed. The system had several X-ray optics: multilayer mirror for monochromatic X-ray, capillary optic for focusing X-ray onto a sample, and objective zone plate. The X-ray tomography system was designed for obtaining a spatial resolution of 100 nm. Design parameters for each optic were determined and optimized by ray tracing in considering X-ray intensity and reflectivity. The X-ray tomography system with a spatial resolution of 100 nm will provide a good inspect tool in bio-medical field and semiconductor applications.     

薄膜和多层膜的X射线散射方法与应用

文章主要介绍了几种X射线散射技术，包括X射线小角反射技术、X射线漫散射技术、掠入射X射线衍射和多晶薄膜的小角衍射技术。通过具体的事例说明这些X射线散射方法在薄膜研究中的应用。     

透射式X光管研制

X光管是X射线源的关键部件,为了研制出便携式X射线标定源,研制了一种透射式X光管。该X光管是一个密封的电子束真空二极管,其阴极为竖直的梳齿状结构,电子更容易发射;靶窗为100μm厚的钛片;内部为真空腔,使用95陶瓷作为真空界面绝缘体,采用金属-陶瓷封接工艺,真空度达到5×10^-5 Pa。实验结果表明,所研制的X光管在距靶窗20 cm处剂量约为20 mR,此时X射线的脉冲宽度约为5 ns。     

相干性对X光全息图分辨率的影响

分析计算了Ｘ光束的相干性对Ｘ光全息图分辨率的影响，结论是Ｘ光无透镜傅里叶变换全息术所要求的相干长度和分辨率与样品尺雨戌二次线型关系；Ｘ光同轴全息术所要求的相干长度和分辨率的平方以及样品到全息图的距离成正比。     

脉冲X射线剂量率测量不确定度分析

"强光一号"短脉冲高能X射线剂量率测量,主要包括脉冲射线总剂量与脉冲射线时间宽度的测量,前者采用热释光剂量计测量,后者采用PIN半导体探测器记录。根据不确定度传递数学模型,分析了影响X射线剂量和脉冲宽度测量结果的因素。针对"强光一号"短脉冲高能X射线测量,定量地给出了各种因素引入的测量不确定度,总剂量测量是影响剂量率测量准确性的决定性因素,其相对标准不确定度为25.1%,脉冲宽度测量不确定度为3.7%,剂量率测量扩展不确定度为50.8%,置信概率95%。     

利用毛细管X光透镜共聚焦微束X射线荧光技术对单根头发中元素空间分布进行无损扫描分析

头发中的元素与人的饮食和健康状况有关,对头发中元素的分析,不仅可用于刑事物证鉴别,还可为疾病的预防和治疗提供依据,因此,如何检测头发中元素分布等信息倍受人们关注。本文利用基于毛细管X光透镜和实验室普通X射线光源的共聚焦微束X射线荧光技术对单根头进行了无损扫描分析,分析了单根头发中元素的空间分布。在该毛细管X光透镜共聚焦微束X射线荧光技术中,毛细管X光会聚透镜的出口焦斑和毛细管X光平行束透镜的入口焦斑处在共聚焦状态,从而形成共聚焦微元,探测器只能探测到来自该共聚焦微元中的X射线信号,降低了背底信号对X射线荧光谱的影响,从而有利于提高该共聚焦X射线荧光技术的分析精度。该共聚焦技术中采用了具有高功率密度增益的毛细管X光会聚透镜,降低了该共聚焦X射线荧光技术对X射线光源功率的要求,从而保证了该共聚焦技术可以采用实验室普通X射线光源,降低了实验成本。实验表明,毛细管X光透镜共聚焦微束X射线荧光技术在单根头发元素分布检测中具有应用价值。     

基于X射线的空间语音通信系统

提出了栅控X射线源作为发射器和基于微通道板的X射线单光子探测器作为接收器的X射线通信方案. 搭建了基于X射线的空间语音通信系统, 详细介绍了信号调制发射器、基于微通道板的X射线单光子探测器及信号接收解调器的设计及工作原理. 报道了基于X射线的空间语音通信系统的初步实验结果, 实现了优于20 kbit/s的基于语音信号调制的X射线通信. 实验分析了在不同X射线强度、信号整形时间和阈值设置下通信性能影响, 得出了X射线发射功率限制X射线通信速率的结论, 提出了下一步提高X射线通信性能的改进方案. 关键词： X射线通信 X射线源 探测器     

神龙二号多脉冲X射线剂量测量

神龙二号加速器可以产生三个脉冲宽度约80 ns(FWHM)、脉冲间隔约500 ns的X射线,为了获得每个脉冲X射线剂量,采用康普顿探测器和热释光剂量计相结合的方法进行测量。针对神龙二号加速器X射线能谱分布,采用MCNP程序优化设计康普顿探测器,测量多脉冲X射线信号,获得每个脉冲的剂量比例,应用热释光剂量计测量多脉冲X射线总剂量,由总剂量和剂量比例准确得到每个脉冲X射线剂量,实现神龙二号加速器多脉冲X射线剂量测量。     

Silex-I飞秒激光装置X射线探测系统时间特性北大核心CSCD

在Silex-Ⅰ飞秒激光装置上,利用32fs、800nm的激光辐照平面金靶,产生小于1ps的X射线脉冲,作为δ脉冲X射线源,研究XRD探测器的时间响应特性,并且探索X射线条纹相机时间分辨和分幅相机曝光时间的X射线标定方法。实验给出了XRD探测器的时间响应特性。解决了条纹相机和分幅相机触发晃动问题,给出了条纹相机时间分辨和分幅相机曝光时间的X射线标定方法,初步给出条纹相机时间分辨和分幅相机曝光时间。     

X射线管辐射剂量分布的理论分析与实验测量

简述了反射式X射线管与透射式X射线管的结构.理论分析了透射式X射线管不具有足跟效应.实验测量表明:在所研究的范围内透射式X射线管辐射剂量分布情况明显好于反射式X射线管的辐射剂量分布.     

An alternative evolution scenario for OAO 1657-415 and IGR J18483-0311

The relation between the spin period and the orbital period in high-mass X-ray binaries is investigated. Be/X-ray binaries and SG/X-ray binaries occupy different areas in Corbet’s diagram. The two SG/X-ray binaries, IGR J18483-0311 and OAO 1657-415, however, appear to occupy a transition region between Be/X-ray binaries and wind-fed SG/X-ray binaries. This can be understood by noting that the neutron stars in the two SG/X-ray binaries have not reached their equilibrium spin periods when the donors evolved off the main sequence. Here, we provide an alternative scenario to explain their location in Corbet’s diagram: the SG/X-ray binaries are the descendants of Be/X-ray binaries, i.e. the supergiants in these systems were formed from O-type emission line stars instead of normal main-sequence stars. Furthermore, we suggest that there are two types of SG/X-ray binaries: one is directly evolved from a normal OB-type main sequence and neutron star system without an X-ray history, and the other evolved from a Be/X-ray binary with an X-ray history.

     

Refraction effect of scattered X-ray fluorescence at surface

The angular distribution of X-ray fluorescence shows anisotropic radiation. We proved that the origin of the anisotropic radiation is X-ray refraction by using a scattered X-ray fluorescence model. Utilizing the refraction effect of X-ray fluorescence, we can obtain much information: for example, surface density, chemical condition, surface roughness, and particle diameter of element, as a new tool of studying surfaces and interfaces. We introduce a new X-ray dispersive system utilizing X-ray refraction.     

X射线全息记录过程中影响分辨率的主要因素分析

分析了Ｘ射线全息记录过程中影响分辨率的一些主要因素。在完全相干的条件下，Ｘ射线无透镜傅里叶变换全息图的最小分辨距离不可能小于记录时用的Ｘ射线聚束器的焦斑或滤波小孔的半径，而Ｘ射线同轴全息图不可能获得比记录介质的截止频率更高的分辨率。在部分相干的条件下，Ｘ射线无透镜傅里叶变换全息所要求的相干长度和分辨率与样品半径成二次线型关系。Ｙ射线同轴全息所要求的相干长度和分辨率的平方以及样品到全息图的距离成正比，而与样品尺寸无关。随着Ｘ射线全息图分辨率的提高，其所要求的相干长度将大幅度增长。 关键词：     

掠发射X射线荧光强度的实验研究

文章探讨掠发射 X射线荧光强度与 X射线管阳极高压的关系。依据实验结果 ,掠发射 X射线荧光强度随 X射线管阳极高压的增大而增加 ,因此采用高的 X射线管阳极高压 ,有利于减小 X射线荧光的测量时间 ,提高掠发射 X射线荧光分析的速度     

Observation constraints of the hard X-ray modulation telescope HXMT

The hard X-ray modulation telescope HXMT is a low orbit X-ray space telescope whose main science goals are to accomplish a hard X-ray all sky survey and to study timing and spectral characteristics of X-ray sources. HXMT has three kinds of science instruments: the high energy X-ray detector (HE), the medium energy X-ray detector (ME) and the low energy X-ray detector (LE). The observation schedule of HXMT is a key to achieving the science goal of HXMT, and the analysis of the observation constraints is one of the first tasks in making the observation schedule. This paper analyzes how the observation constraints influence the sky visibility and the visible time distribution of X-ray sources and discusses the schedule strategy with regard to the observation constraints.