利用纳米透射X射线显微成像技术研究页岩有机孔三维结构特征

页岩纳米级孔隙的三维结构特征直接决定页岩气微观渗流机理,是完善页岩储层流动模型亟需解决的核心问题。本文以龙马溪组页岩有机孔样品(直径约7μm)为研究对象,分别利用同步辐射纳米CT和实验室纳米CT重建有机孔三维空间结构,针对两个装置获得的孔隙结构参数进行对比研究,结果表明:(1)龙马溪组页岩有机孔样品呈蜂窝状,孔隙度约60%,连通性较好;孔径分布呈双峰模式,集中于60~150nm和500~1400 nm;孔径大于500 nm的孔隙对样品的总孔隙度贡献较大。(2)同步辐射纳米CT与实验室纳米CT结果相较,孔隙度和孔隙总数两参数基本一致,喉道总数和喉道半径偏差较大;孔径分布和配位数分布规律虽然类似,但具体数值存在明显差异,值得进一步深入比较分析和研究。(3)纳米CT方法在页岩纳米孔隙三维结构表征方面存在阈值划分难度大与扫描视场过小的问题,可从切片重构算法、三维数据处理、表征单元体三方面进行改进。

20 Hz高时空分辨X射线单色光动态显微CT研究

与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素尺寸为5μm。为了构建具有更高时空分辨率的单色光X射线动态显微CT系统,基于上海光源快速X光成像线站(BL16U2)的高通量密度单色光,将高速转台与三镜头大数值孔径快速X射线成像探测器相结合,构建了实验系统。以速发型聚氨酯材料为研究对象进行了验证实验,在15 keV单色光下动态显微CT的时间分辨率达到了20 Hz,探测器有效像素尺寸为2.2μm。对气泡运动进行相关定量分析,证明该系统具有高时空分辨率和高对比度分辨率,可以对复杂运动系统进行四维时空定量分析,为BL16U2线站用户进行高时空分辨率的复杂原位研究提供了强大的实验平台。

中药显微结构的微聚焦管X射线相衬成像研究

采用基于微聚焦管的X射线相衬成像(XPCI)方法研究了多种中药材的显微结构,并与中药图谱及X射线吸收像相对照。实验结果表明,这种新的成像方法可以有效地对中药材的显微结构成像。与传统方法相比,其特点是不破坏样品结构且探测灵敏度较高。最后探讨了这种新的成像方法在中药显微鉴定领域的应用前景。

高分辨率软X射线显微成像原理及其应用

软X射线显微成像具有分辨率高、辐射损伤小以及能够对含水的生物样品直接进行显微成像等独特的优势,目前已成为研究生命科学和生物学等学科中的超微观世界的特殊工具.本文简要介绍基于波带片的高分辨率软X射线显微成像的原理及其应用.

植物细胞软X射线显微成像研究

利用同步辐射为光源，以抗蚀剂ＰＭＭＡ为Ｘ光探测器，在波长为３２ｎｍ的单色Ｘ光条件下，对厚度约５μｍ的贝母子房切片进行了接触显微成像研究。与普通光学显微镜显微图相比，软Ｘ射线接触显微成像（ＳＸＣＭ）显微图则可见细胞核内细微结构，从而显示了ＳＸＣＭ在研究生物样品时的优势。

同步辐射软X射线显微成像

软 X射线显微成像是同步辐射最主要的应用之一 .本文简明介绍软 X射线显微成像的衬度机制、光源。

软X射线显微成像

软X射线显微成像技术为研究生物显微结构开辟了一条新的途径,突破了光学显微镜和电子显微镜在应用上的某些限制。本文评述了软X射线接触显微镜、软X射线成像显微镜、软X射线扫描显微镜以及三维软X射线显微成像和X射线全息术,并介绍了中国科技大学在软X射线接触显微成像方法研究中所取得的成果。

低能X射线显微成像靶材的优化设计

基于扫描电子显微镜(SEM)的X射线显微成像是利用SEM的微聚焦电子束轰击金属靶材产生的低能X射线对样品进行投影成像,可为低原子序数材料提供的一种无损检测手段.其中,靶材是影响着X射线成像质量的一个重要因素.本文利用蒙特卡罗方法模拟计算了靶材的材料和靶材与电子束作用面的倾角与探测器接收到的X射线强度的关系,仿真结果表明靶材作用面在与水平面倾角为60°时有最佳的X射线出射率;此外,在该倾角下的靶材产生的X射线强度分布均匀;实验结果也验证了这些结论.最后,使用不同材质的靶材对杨树叶样品进行成像实验,结果表明钨靶材具有较好的亮度和对比度,更适合X射线显微成像.

正入射多层膜软X射线显微成像系统的实验研究

正入射多层膜软Ｘ射线显微成像系统的实验研究王占山，曹健林，马月英，陈星旦（中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室长春１３００２２）０引言在过去的软Ｘ射线显微成像系统研究中，绝大部分是以同步辐射做光源的。但由于同步辐射光源造价昂贵，机时...

正入射软X射线显微成像系统聚光镜设计

依据正入射软Ｘ射线显微成像系统对聚光镜的要求，论述了采用掠入射聚光镜是最佳选择。在分析聚光镜几何参数的基础上，决定了确定椭球面聚光镜的方法。在考虑材料反射特性和实际制作椭球面镜方法的同时，确定了要研制的高分辨率显微成像系统用聚光镜的结构参数。

血小板的软X射线谱学显微成像研究

探索性地应用软X射线谱学显微技术研究血小板的结构及钙元素成像的变化,采用谱学显微术对制取的SD大鼠血小板形态扫描透射成像并对血小板作钙元素双能对比衬度成像。血小板成像可看到血小板大小不等,有的伸出伪足;钙元素分布成像血小板在静息状态时胞内钙元素主要分布于质膜侧凹陷的钙池,诱导聚集后则扩散分布于胞质。软X射线谱学显微成像能反应血小板钙元素分布,为钙的探测提供一种新方法。

X射线显微术与纳米探测

本文介绍了Ｘ射线显微术。

软X射线显微术湿样品成像的探讨

依据软Ｘ射线显微术成像的特点，设计了适合于湿样品活细胞成像的样品室。

同步辐射X射线三维显微成像

本文介绍了利用同步辐射进行X射线三维成像的工作原理及进展状况 ,详细论述了X射线三维成像的两种方法 ,X射线全息及CT技术 ,以及通过两者的结合 (HCT)进行高分辨率三维成像的有关理论与实验技术 ;介绍了同轴全息中消除“双生像”噪声的数字方法 ,讨论了影响分辨率的各种因素 ;

基于X射线相衬显微断层成像的真皮纤维架构表征

越来越多的研究表明,皮肤中的组织液可以沿纤维轨道长程流动。这种以纤维丝为轨道的液体流动与真皮层和皮下组织层的纤维骨架有关,而其中的三维纤维骨架结构尚未得到表征。利用上海同步辐射光源BL13W1线站的X射线相衬显微断层成像技术,得到了真皮层和皮下组织层内部的三维纤维骨架结构,结合计算机图形处理技术,成功表征了人体皮肤中的三维纤维骨架结构,发现真皮层中的纤维骨架具有长程有序且与真皮深度紧密联系的分布特征。为理解皮肤中组织液的长程流动现象提供了一种高分辨率的表征方法。

基于纳米针尖反射靶的X射线显微系统

本文利用电化学腐蚀方法制备出曲率半径<100 nm的钨针尖,并在FEI Quantum 600型扫描电镜(SEM)中作为反射靶材以搭建微焦点X射线显微系统。通过SEM发射电子束轰击纳米钨针尖,以减少电子束和靶材的物理作用区域,进而减小X射线源的光斑尺寸,实现高分辨率的X射线显微成像。采用线对卡来评价系统的最佳成像分辨率,实验结果表明:系统在加速电压30 k V、电子束束流120 n A、SEM的工作距离5 mm、放大倍数为100倍、探测器采集时间为180 s的条件下,可以获得优于1μm的分辨率图像。

基于同步辐射X射线荧光显微成像技术的安全饮食限制疗法筛选

饮食限制疗法是继手术治疗、放射治疗和化学治疗后的肿瘤治疗新方法之一,在多种肿瘤治疗中发挥着重要的作用,然而对于此疗法的安全性目前尚缺乏研究。针对50%饮食限制、隔天禁食、隔天50%饮食限制三种饮食限制疗法,通过为期45 d系统地评估其对正常小鼠体重、生存期以及肝肾功能的影响,筛选出最优的饮食限制方案;然后重点应用同步辐射硬X射线荧光显微成像技术结合常规药理学技术研究最优饮食限制疗法在正常小鼠体内的安全性。结果表明:小鼠每日每克体重需要摄食0.2 g,每天50%饮食限制疗法小鼠体重直线下降,生存期明显缩短;隔天禁食疗法在禁食日小鼠体重下降明显,生存期缩短而且肝肾功能异常;隔天50%饮食限制疗法小鼠体重在饮食限制日降低、生存期及肝肾功能无明显变化,同时该疗法肝肾微量元素分布以及主要组织病理学也无明显变化。研究结果将为饮食限制疗法用于恶性肿瘤的辅助治疗提供理论和实验研究基础。

软X射线显微成像位相型波带片浅析

软X射线显微成像技术是研究超微观世界的有力工具,而位相型波带片则以其高分辨率的优势,目前已成为实现软X射线成像的理想光学元件.本文简要介绍位相型波带片的特性及其在软X射线显微成像技术中的应用.

软X射线谱学显微图像漂移的精确校正

上海光源软X射线谱学显微实验站(BL08U)新建成并投入使用,已实现30nm空间分辨的元素成像功能。由于机械精度和重复精度误差,不同能量扫描出的两幅或多幅图像位置会有一定量的漂移。在高分辨情况下图像漂移不仅给数据处理带来严重误差,导致分辨率下降,甚至产生错误,所以需对不同能量下的图像配准。硬件上用激光干涉仪对样品定位,并通过slope函数确定样品台移动的漂移规律,从而在移动样品过程中对位置动态校正。软件上发展一种新的基于图像分窗口相关性的数字图像自动配准方法,对采集到的两幅或多幅STXM图像配准,对每一子区的自动相关匹配来对整幅图像精确配准,在x和y方向配准精度可达小于1像素尺度(STXM目前的要求)。

X光成像中环形编码孔径显微镜实验研究

在简述 X光成像技术发展的基础上 ,特别讨论了多针孔和环形编码等孔径编码成像技术的原理和发展 ,论述了 X光成像中孔径编码成像的基本原理和成像过程 。