a-Si FPD在闪光X光照相中的应用可行性实验研究

非晶硅平板探测器(a-Si Flat Panel Detector)已在无损检测、医疗领域的连续式X光照相中得到了广泛应用,但在脉冲式(ns量级)闪光X光照相中的应用可行性及成像性能却未见报导。本文利用Varian公司生产的PaxScan 2520 HE型非晶硅平板探测器为接收系统,在450keV脉冲X光机上开展了闪光照相实验,考察了该探测器的应用可行性,测量了其探测灵敏度、像质计灵敏度、线扩散函数(LSF)及调制传递函数(MTF)。实验结果表明该探测器可应用于闪光X光照相,且探测灵敏度较高,空间分辨率较好,是一种有前景的闪光X光照相图像接收系统。

闪光X射线照相系统调制传递函数测量

本文叙述调制传递函数 ( MTF)的基本概念 .介绍了闪光 X射线辐射照相屏 -片记录系统的调制传递函数的常用测量方法 .我们分别用矩形波光栅、台阶楔、针孔作输入激励 ,测出了高能闪光 X射线照相系统的调制传递函数 ,并对测量结果进行分析对比 .这些实测的MTF对成象系统成象性能的定量认识、照相条件的最佳选择、照相图象的事前预估。

^(252)Cf源辐射背景对X光闪光照相光电接收系统的影响

在有核环境下的X光闪光照相中,为保证CCD光电接收系统的安全和有效使用,开展了科研所需剂量的辐射背景对闪光照相光电接收系统影响的研究。理论分析结果表明:科研要求的辐射剂量远小于X光闪光照相光电接收系统各器件的辐射损伤阈值,不会造成辐射损伤;辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度对成像质量的影响很小。实验结果显示,通过建立和选择适当的屏蔽方式可以保证以下两点:一是科研所需剂量的辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度要小于科学级相机的固有本底噪声,可以保证图像质量;二是在科研所需剂量的粒子和射线辐射下,X光闪光照相光电接收系统工作正常。

闪光X射线照相光源的发展

闪光X射线照相是利用加速器产生的短脉冲X射线对快速运动的致密客体进行透视照相的技术。概述了闪光X射线照相对X射线的性能要求;回顾了闪光X射线照相及其加速器的发展历程;分析了闪光X射线照相用加速器的发展方向。

^(252)Cf源环境X光闪光照相光电接收系统的屏蔽

采用含硼聚乙烯、铅及铅玻璃等辐射屏蔽材料,设计和建立了252Cf源辐射环境下X光闪光照相光电接收系统的抗辐射综合屏蔽系统。理论分析和实验结果均表明,在屏蔽系统的综合屏蔽下,科研要求的典型辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度要小于科学级相机的固有本底噪声一个量级,直接作用在CCD相机上的粒子和射线形成的白斑噪声比例约为1 pix/104pix,可以保证光电接收系统的图像采集质量。

基于闪光X射线照相技术的液体爆炸抛撒研究

闪光X射线照相技术相比于可见光高速摄影,具有曝光时间短、穿透能力强和能透视拍摄物体内部信息等优点。本文应用闪光X射线照相技术,对液体爆炸抛撒早期过程壳体材料变形破碎情况、液体受冲击压缩的状态等进行研究,获得了可见光高速摄影等其他测试方法不能得到的实验现象,结果表明:爆炸后液体介质存在密度不均匀区域,爆炸产物气体在不同介质中膨胀规律不同,以及冲击波通过不同介质作用于壳体时,壳体膨胀破碎机制不同。

球形弹丸超高速正撞击薄板破碎状态实验研究

利用闪光x射线照相系统拍摄了直径6．35mm的铝球以2．23～5．26km／s的速度正撞击薄铝板的过程并对该过程进行了分析，研究了弹丸从塑性变形到完全破碎的发展过程。给出了球形弹丸内部应力波传播的定性描述，提出弹丸形态变化包括3个阶段。在塑性变形阶段，弹丸变形随撞击速度和板厚的增大而增大；弹丸主体部分发生临界破碎时的撞击速度随薄板厚度增大而减小，当板厚超过一定值时，该速度基本相同，不受板厚影响；在完全破碎阶段，随撞击速度的增加，弹丸主体部分材料的径向速度增大，碎片尺寸减小，数量增多。

皮秒脉冲功率技术理论模型及其优化设计

为了产生100～500ps，200500kV，1～10kA数量级的皮秒放电脉冲，建立了一个皮秒脉冲发生器理论模型，并提出利用增益系数极值法，确定其最大兼容工作点，相对于纳秒脉冲成形线，皮秒脉冲成形线实现了90％，70％，85％的归一化电压增益、能量增益和放电功率增益。为了最大限度地降低皮秒脉冲成形线的载压时间，提高系统的绝缘安全因子，利用华罗庚0．618优算法，设计了电压传输系数。在纳秒脉冲成形线与皮秒脉冲成形线阻抗比值等于1．63条件下，在4倍和6倍皮秒脉冲成形线时间之内，归一化电压增益、能量增益和放电功率增益就可以分别达到94％，72％，89％与99％，53％，97％。

随机扰动优化和多模型融合的目标密度非线性重建

针对高能闪光X射线图像线性重建结果受系统模糊影响的问题,提出一种随机扰动优化和多模型融合的非线性重建算法。构建非线性正向模型并推导相应的雅可比矩阵形式,结合贝叶斯理论考虑该反演问题的求解及不确定量化,引入基于弱信息先验的超参数构建非线性分层贝叶斯模型。通过加速求解随机扰动的优化问题对条件分布进行采样,结合雅可比矩阵投影约束该优化问题的求解,并设计目标参数的提议分布以减小样本统计偏差。此外,提出一种多模型融合策略,在最小方差准则下融合线性与非线性贝叶斯模型的样本值,提高样本估计效率的同时确保重建结果呈现清晰的边缘和较高的精度。实验结果表明,该算法可以有效抑制系统模糊及噪声的影响,相比于线性重建算法可以得到更加准确的重建结果。

Characterization of the Rod-Pinch Diode at 1MV as a Radiography Source

The rod-pinch diode(RPD)is a kind of new X-ray source for flash radiographic apphcations,especially in the small-scale hydrodynamic experiments.According to theoretical analysis and the generator parameters,the 1MV rod pinch diode has been designed and studied experimentally.As a result,1.21 to 1.45rads at 1m in the forward direction (0°)are achieved in 18.1 to 27.5ns FWHM pulses,the spot sizes are 0.8 to 1.1mm with 1-mm-diameter tungsten rods. This suggests that the rod-pinch diode is a perfect X-ray source used in the small-scale hydrodynamic experiments.