基于碳纳米管冷阴极的微焦点X射线源及其应用

碳纳米管(CNTs)场致发射源作为一种新的冷阴极电子发射源,能克服传统热阴极的缺点,基于CNTs冷阴极的微焦点X射线源的扫描成像系统可实现脉冲式发射、高速拍照、低剂量的特点,是一种可代替热阴极材料作为X射线管的核心阴极材料,目前在生物医疗、无损检测和科学研究等领域已经展现了巨大的应用价值,但在技术实现上CNTs阴极的可靠性、工作寿命和电流发射密度等仍存在瓶颈问题。本文回顾了微焦点X射线源的发展历史并介绍了CNTs冷阴极的制备工艺,展示了目前CNTs冷阴极的微焦点X射线源在工业和医疗领域取得的巨大成功,并结合实际的研究情况,探讨其发展中遇到的问题和未来的发展方向。

基于PLC的微焦点X射线源控制系统设计

X射线显微分析技术利用X射线的穿透能力,结合精密定位和数据反演技术,可以在微米甚至亚微米尺度上展现被测样品的内部结构、密度和缺陷等特征信息。该技术已然成为一种重要的物理分析方式,且被广泛应用于生命科学、材料学和先进制造等领域。微焦点X射线源是X射线显微分析系统的核心部件之一,其性能直接影响着系统的测试分辨率和效率。针对微焦点X射线源使用中安全防护升级、工作效率提升、控制精度提高的需求,设计一套基于PLC的微焦点X射线源控制系统,并介绍该系统具体的实现过程。采用JIMA分辨测试卡进行分辨率成像实验,实现了3μm线对的分辨率,证实了该控制系统性能良好,能够满足使用需求。

基于Labview的微焦点X射线源供电系统人机界面设计

微焦点成像技术以其优越的成像性能得到了越来越多的关注与应用。微焦点X射线源作为微焦点成像设备的核心部件,其性能好坏决定着整台成像设备设计的成败。本文针对微焦点X射线源供电系统的需求,基于单片机的硬件控制平台,采用高效的图形化编程语言Lab VIEW,设计开发了人机交互系统,通过RS485接口实现了对微焦点X射线源各极电源的实时监控。

基于激光尾波加速的涡轮叶片高能X射线CT

发展微焦点高能X射线源技术是实现高精度高能工业CT突破的关键,基于激光尾波加速驱动高能轫致辐射源开展了微焦点高能X射线源产生以及对涡轮叶片高能CT成像研究。利用一台20 TW钛蓝宝石超快超强激光器,通过电离注入的方式获得了(140±44)pC的高能电子束,并使用1.5 mm厚钨靶产生了累积源尺寸为25μm的高能轫致辐射X射线。利用该微焦点高能X射线源,采用基于压缩感知的CT重建算法,在获取较少角度投影(31个角度)的情况下,获得了对涡轮叶片叶榫结构的CT重建。

提高工业数字射线照相灵敏度的新途径

介绍了工业数字射线照相提高钢焊缝中微小缺陷检测灵敏度的最新进展。通过采用微焦点或小焦点X射线源、高灵敏度探测器和设置最佳投影放大率,使像质计(IQI)的灵敏度、影像对比度和空间分辨率达到与常规ISOT3类射线胶片等价的效果。

10 lp/mm空间分辨率高能CT系统

报道了基于光阴极S波段电子直线加速器建成的9 MeV高能微焦点射线成像系统“精卫”,X射线束横向尺寸小于100μm,7 h剂量波动低至1.6%。初步开展成像实验结果表明:双丝像质计清晰分辨13D号丝,丝直径0.05 mm,CT测试卡测得空间分辨率优于10 lp/mm,装置同时兼容电子束能量6~18 MeV可调。