30~160 keV单能X射线装置的单色性实验研究

单能X射线光源是由X射线光机、双晶单色器、标准探测器以及准直系统组成。X射线光机产生的连续X射线,通过与双晶单色器发生布拉格衍射完成单色化,调节不同的特定布拉格角度得到能量范围30~160 keV的单能X射线。为了研究标定装置的能量展宽,需要对该装置产生的单能X射线的能量分辨率进行研究。结果表明Si(220)晶体产生的单能X射线的能量分辨率为0.91%@30 keV和2.3%@70.6 keV,Si(551)晶体为1.97%@80.1 keV和3.45%@142.6 keV。使用这套装置对溴化镧晶体探测器的能量响应进行校准验证,实验发现该装置的能量分辨率良好,可以应用在多种类型探测器的标定实验、X射线质量衰减系数测量以及多层膜反射率测量等领域。

250~600 kV X射线空气比释动能量值复现方法研究

本文依托250~600 kV X射线光机,建立高能量段的重过滤窄谱X射线辐射质,研制石墨空腔电离室,通过蒙特卡罗模拟和实验测量完成250~600 kV X射线空气比释动能量值复现。在300 kV辐射质下,利用自由空气电离室和石墨空腔电离室完成X射线空气比释动能量值复现,相对标准不确定度分别为0.61%和0.45%,两种方法测量结果相对偏差为0.09%。利用研制的石墨空腔电离室在137 Cs和60 Coγ射线基准辐射场中完成空气比释动能的量值复现,结果与基准值的相对偏差分别为0.27%和0.39%,在不确定度范围内等效一致,验证了石墨空腔电离室测量250~600 kV X射线空气比释动能方法的可行性。

基于双晶单色器的单能X射线辐射标定装置

基于双晶单色器建立了能量为15~100 keV硬X射线地面标定装置(hard X-ray calibration facility,HXCF)。对单能X射线的单色性进行了定量分析,并评估了HXCF的稳定性。结果表明:双晶单色器具有良好的单色性,对于HXCF产生的能量为20.5~196.5 keV的单能X射线,整体单色性优于3.5%;单色光通量10 h内的稳定性优于0.8%;对单能X射线能谱中的连续部分,采用双晶失谐和无孔光阑方法比偏移探测器法对扣除连续谱更有效,可更好地实现对探测器效率的标定。因此,HXCF可满足分辨率高于3.5%的星载探测器的能量响应和探测效率等地面标定实验。

MC模拟高纯锗探测器准直器对X射线能谱测量的影响

为了研究不同限束光阑准直器对测量结果的影响,使用MCNP5蒙卡模拟软件建立带准直器的高纯锗探测器模型。通过模拟分析准直器各项参数对高纯锗探测器测量X射线能谱的影响,确立了准直器的最佳尺寸,为实验室使用高纯锗探测器测量X射线能谱提供一定的参考依据。计算了透射等效孔径(TEA)准直器指标,分析了高纯锗探测器测量X射线得到的探测效率。结果表明:对于能量小于80 keV的低能量段X射线能谱测量,选择孔径小、屏蔽厚的准直器;对于80 keV以上中高能量段的X射线应选择较大孔径的准直器,以避免由于从铅准直器中产生小角散射线和铅的特征线而影响X射线能谱的质量。

不同热源模型对X光管靶材温度场的影响

针对端窗透射微型X光管阳极靶材,分析了真空中靶材的热效应,建立了镀层旋转高斯体热源模型和均匀圆柱体热源模型,利用有限元分析软件ANSYS建模,采用不同热源模型模拟靶材温度场的分布,并给出不同热源模型下靶材在不同焦半径时的导热情况.实验模拟结果表明:输入功率一定时,采用两种热源模型能够得到基本一致的温度场,高温区均呈半椭球状;焦斑一定时,两种热源模型靶材中心温度均随输入功率成正比增加.当焦半径小于50μm时,两种热源模型温差达到300℃,在焦半径值在50μm附近时,两种热源模型靶材中心温度均会发生巨大变化.当焦半径大于50μm时,两种热源模型靶材中心温度相差不大.

小波变换-极值比较法解析EDXRF弱峰

基于小波变换算法和极值比较算法,采用石墨晶体预衍射能童色散X射线荧光仪,研究乏燃料溶液测量谱线,实现了峰位参数的准确提取与峰甩的整形。算法的核心思想包括对数预处理、小波阈值平滑、极大值极小值自适应缩放法等处理过程,在能够保留原始谱线峰位特性信息的同时,准确提取和识别弱峰,将其直观地显示在谱线中,实现谱线的精确提取与显示,并可推广至其他荧光光谱弱峰提取与谱线处理中。

双晶单色器结构改进及稳定性研究

基于布拉格衍射的双晶衍射结构是常用于同步辐射光束线和单能X射线辐射装置上的单色器的核心部件。实验考察了T结构双晶单色器产生的单能X射线的稳定性,受Channel-cut单色器结构启发设计了新型的双晶单色器结构,并实验测量了衍射产生的单能X射线稳定性。实验结果显示,由于T结构双晶单色器结构缺陷导致其产生的单能X射线注量稳定性较差,而新的双晶单色器结构产生的单能X射线注量稳定性好于1.0%,产生单能X射线的能量范围和注量率都得到明显的提升。