客体密度空间分布影响的分析

讨论了在均匀密度与非均匀密度分布情况下，等材料质量、同尺寸的2种客体的材料面质量(俗称面密度)、最大光程数以及X光的最小透射率是截然不同的。对等效静态客体的设计必须首先满足使所设计客体的最大光程数大于或至少等于待测量动态客体的最大光程数。     

质子照相中成像磁透镜系统对次级质子的消除

 为了解成像磁透镜系统使用对提高质子照相品质的作用,研究了成像磁透镜系统对核反应产生的次级质子的消除作用。利用MCNPX模拟了次级质子的能谱,结果表明：次级质子的平均能量不足照相质子束的50%。从次级质子的能量特性和成像系统质子运动学方面的分析表明：成像磁透镜系统可消除次级质子的影响。利用程序MCNPX对含成像磁透镜系统的质子照相进行了模拟,结果显示：成像磁透镜系统将次级质子对光程的影响减小到2%以下,显著提高了图像品质。     

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。     

FTO质子照相中扩束器的设计

 为了达到最佳的扩束效果和充分利用束流,从多次库仑散射角、能量损失和透射率这三个方面确定扩束器的材料类型。对均方根多次库仑散射(MCS)、质子能量损失和质子的透过率的研究都表明单位面质量下材料原子序数越大,扩束效果越好。再结合成本和适用性确定扩束器的材料为钨。同时,从探测器接收到的质子通量均匀而噪声影响小的角度,确定了扩束器的厚度。研究结果为：没有准直器的情形下,扩束器的厚度为3.1 cm;准直器角度为3.0 mrad时,扩束器厚度为2.4 cm。     

击靶电子束物理的解析模型

把聚焦到直径约2mm的kA级高能电子束投射到轫致转换靶（高Z金属）上,在靶附近产生10^2MV/m级的轴向电场使靶表面向电子束内发射离子流。此反流离子形成离子聚焦通道,使电子束过聚焦。用两种解析模型求出稳态近似下电子束内的电势分布、离子电流密度、离子电荷密度、电子束中和因子以及反流离子对束聚焦的影响。     

高能辐射照相中“屏片”系统的MonteCarlo模拟

在简述“屏片”图像接收系统成像原理的基础上,讨论了薄介子中能量沉积的模拟方法。针对实际照相模型,研究了直穿光子和散射光子在“屏片”系统中的响应特性。结果表明,对于“屏片”系统,金属增感屏出射面的电子通量是决定X射线能量转换效率的主要因素;适当增加金属增感屏的厚度,有助于降低散射的影响,但也在一定程度上增加了图像本底;金属增感屏厚度为0．4mm左右时,金属增感屏对直穿光子的局部增感效果最好。     

影响X光源特性的参数研究

针对高能电子束撞击重金属靶产生轫致辐射光子, 利用蒙特卡罗方法详细研究了电子束半径与发射度以及靶的厚度对X光源特性的影响. 结果表明：电子束半径与发射度不仅是影响照射量的主要因素, 也是造成照射量分布不均匀的主要原因; 给定电子束, 存在一个靶厚度使得靶前1 m处的照射量最大. 因此, 在X射线成像系统的设计和模拟过程中, 应综合考虑电子束半径与发射度和靶厚的影响.     

高斯分布及截断和抽样

 详细推论了高斯分布的轴对称电子束的截断方法和确定截断因子的表达式。结果表明在截断因子为0.9时,电子束发射度等于均方根发射度的二倍, 而当电子束发射度等于均方根发射度时, 截断因子仅为0.59。给出了四维坐标变量的几率密度函数公式, 并简述了相应的抽样方法。     

Corkscrew振荡引起的发射度增长

用解析方法来确定由两种因素引起的Ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ振荡所造成的归一发射度增长的表达式，这两种因素是电子束的非理想注入以及聚集磁场相对于系统轴的随机偏斜。