高能闪光照相中钨球散射规律研究

用解析法和Monte Carlo法研究了钨球闪光X光照相的散射照射量空间分布随钨球半径、系统中元件构成以及保护器件与记录平面间距的变化规律。指出散射照射量的空间分布是不均匀的,它随球半径增加而变大;保护器件是散射照射量的主要来源,增加从保护器件到记录平面的距离,可以降低散射分布不均匀性,以及有效地减少散射。

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。

闪光照相中散射照射量的解析分析

考虑了光子与物质的三种相互作用方式，用解析分析法确定光子在材料中能量的一次散射转化几率，并由此求得闪光照相系统中成像平面上的散射和最小直散比的表达式。用该公式求得的FTO客体的最小直散比约为1．0，与美国NIH实验结果0．5～1.5近似符合。

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 2 0MeV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 .0 80和 0 .2 6

闪光照相中源尺寸和散射对成像的影响

利用Monte Carlo(MC)模拟技术解释实验中心线灰度曲线的各部分波形。结果发现,系统中的散射照射量、光源的尺寸和H-D特征曲线的形状对实验灰度曲线的各部分波形均有影响:散射量越大,中心信号幅度越低;H-D曲线趾部的非线性越严重,中心信号幅度也越低;光源尺寸造成图像越模糊。指出了用实验波形可以半定量确定系统散射程度和光源尺寸。在测量照射量时,应该尽可能避免散射的干扰,用台阶法测量H-D曲线时,应使台阶远离剂量片而前移。

高能闪光照相X射线能谱的理论研究

用 Ｍ ｏｎｔｅ 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。

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。

校正磁场和cos/sin线圈的设计

介绍了控制束心 corkscrew运动的原理 ,给出了用 cos/sin线圈产生校正磁场的方法并比较两种设计的结果。指出用较严格设计的 cos/sin线圈能更有效地调节校正磁场。

电子束参量对轫致辐射照射量角分布的影响

本文研究了电子束半径,发射度及能量等参量对闪光X射线照射量在1m处角分布的影响。求得了使中心照射量最大,束半径与发射度之间应满足的拟合关系,表明了电子束能量越高,发射度越小,那么中心照射量就越大,照射量的空间分布就越理想。对电子细束入射位置和入射方向使用了解析法和随机抽样法求出,两种方法的数值计算所得的照射量分布符合得比较好。

闪光机照射量及其角分布的参量依赖关系

系统研究了电子束能量、发射度、击靶半径和电子束横向分布对闪光机靶前１ｍ处Ｘ射线的照射量及其角分布的影响。研究结果表明，电子束能量、发射度、击靶半径的影响很大。

高能多脉冲辐射照相的复合靶物理分析

介绍了电子束与钽靶相互作用的能量沉积解析理论和（钽-碳）复合靶的设计。单靶的某个区域内形成的高温等离子体沿轴的2个方向（±z）溅射而使单靶穿孔，大焦斑束形成较小的孔，小焦斑下靶孔较大而相对光滑。复合靶或修正复合靶可以经受2～3个束脉冲的连续照射。蒙卡模拟计算表明，复合靶或修正复合靶的焦斑尺寸与单靶相同，可用于多脉冲闪光照相。

电子束心的横向运动：Corkscrew

电子束心的横向运动：Ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ施将君，李献文（中物院流体物理所，成都５２３信箱，６１０００３）摘要由于轴向引导磁场的存在，直线感应加速器中当束轴与磁轴有夹角时，束心要发生磁回旋运动。当电子束存在能散度时，束心的磁回旋运动演变成束心的ｃｏｒｋｓ...

Corkscrew振荡引起的发射度增长

用解析方法来确定由二种因素引起的ｃｏｒｋｓｃｒｅｗ振荡所造成的归一发射度增长的表达式。

高功率电子束横向分布特性的间接测量

用调制传递函数方法间接地确定高功率电子束的横向分布特性，结果表明，这一横向分布可以用具有一定比例的高斯分布和本涅特分布的某个组合来表征特性。

闪光照相中FXRMC和MCNP4B的散射比较研究

散射问题是高能辐射成像研究中的一个重要问题,采用蒙特卡罗模拟来确定散射对提取客体信息的影响是一种重要的研究手段。简单介绍了FXRMC和MCNP4B程序的特点及其记录方式;在确保相同输入参数的条件下,针对不同的照相模型进行了对比计算。结果表明两个程序计算的散射照射量相对差别小于5%,说明这两个程序具有较高的符合程度。通过与实验结果的比较发现,这两个程序模拟的散射分布与实验结果基本一致,均可用于高能闪光照相的模拟研究。还给出了在散射检验方面的一些建议。

闪光照相系统的散射分布与降散射的数值模拟

对法国试验客体(FTO)的3m照相系统建模,利用MonteCarlo方法模拟X光子输运过程,得到了系统的散射分布和系统器件对散射的贡献。结果表明后保护锥是系统散射的主要来源,对于任意一点,后保护锥的散射占总散射的75%以上。FTO的散射主要是FTO外层材料和边缘的散射,这部分散射占客体总散射的90%以上。利用坡度准直器对系统散射严重的区域进行的降散射,表明坡度准直器是一个很好的降散射器件,能有效提高图像质量。

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。

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。

S波段1＋腔热阴极微波电子枪研究

叙述了１＋腔热阴极微波电子枪设计、制造与调试的情况。该枪已于１９９２年１２月调试出束，经过一年多的调试运行，测量了电子束的发射度和能谱，得到了满意的结果。当输入功率约１．１ＭＷ时，输出电子束最大能量１ＭｅＶ，平均电子能量０．６ＭｅＶ，宏脉冲电流１Ａ，宏脉冲宽度约２μａ，重复频率５０Ｈｚ，微波工作频率２９９７．７５ＭＨｚ，束流归一化发射度ε_ｎ≈５πｍｍ·ｍｒａｄ。

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1m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.