零维金属卤化物(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)的发光性能及X射线成像

闪烁体发光材料广泛地应用于医疗诊断、工业安全和无损检测领域,铜基(Cu(Ⅰ))金属卤化物作为新一代高性能闪烁体发光材料受到了研究者的广泛关注。本文采用简单的反溶剂法制备了一种新型铜基闪烁体材料(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)(C_(24)H_(20)P=四苯基膦)。(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)在414 nm蓝光激发下显示出黄色宽带发光,与典型硅基光敏传感器的最佳光谱响应范围一致,同时具有45.84%的高光致发光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY)和148 nm的大斯托克斯位移。高PLQY和可忽略不计的自吸收使(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)在X射线激发下表现出极佳的闪烁性能,光产额为~21000 photons/MeV,检测限低至0.869μGy/s,远低于射线测试标准5.5μGy/s。此外,(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)表现出极佳的热稳定性,可耐415℃的高温。由于(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)优异的发光性能,可以通过将其与聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)混合制备基于(C_(24)H_(2)0P)CuI_(2)的柔性薄膜用于X射线成像,在射线探测与成像方面具有巨大的潜力。这项工作凸显了杂化铜基碘化物可作为非常理想的X射线闪烁体,具有无毒、成本低、光产率高和热稳定性良好的多重优点,为高性能X射线成像提供了新的可能。

硬X射线成像仪量能器测试系统的设计与实现

硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager,HXI)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)的3大载荷之一,其中量能器作为其重要组成部分,承担着观测30–200 keV能段的太阳硬X射线的任务.在卫星发射之前,需要开展大量的测试工作,以确保HXI量能器的各项功能和性能满足设计需求.HXI量能器通道数众多,内含99个溴化镧探测器,分别由8块相同的前端电子学板控制.除了对各个通道的性能进行测试外,地检系统还需模拟量能器在轨面对不同太阳活动时的运行情况,对量能器进行全面完备的测试.此外,地检系统还需足够稳定,能满足量能器在单机测试、环境试验、热真空与振动等多个不同测试项目的长时间测试需求.为此,设计了地检板与上位机软件,结合放射源、直流电源、高压模块等组成一套HXI量能器的地检系统,对8块前端电子学板实现同步配置与管理,能高效完成指令发送与数据接收,满足量能器最大数据输出带宽400 Mbps的需求.利用该系统,在地面完成了HXI量能器的功能、性能验证,获得了量能器的线性、死时间、能量分辨率等各项性能指标,为HXI量能器的在轨高性能运行提供了保障.

金属卤化物闪烁体薄膜的X射线成像研究进展

X射线成像在核辐射安全、无损检测、安全检查、医学诊断等领域有着广泛需求。然而,传统闪烁单晶受限于高成本耗时工艺、有限体积尺寸以及固有脆性,难以实现高效、灵活的X射线成像。相较而言,基于金属卤化物纳米晶/微晶设计的闪烁体薄膜具有简便制备、大面积尺寸、柔性变形、高效发光等显著优点,在X射线成像应用上展现出巨大潜力。本文详细综述了近几年金属卤化物闪烁体薄膜的X射线成像研究进展,首先以是否单独合成金属卤化物纳米晶/微晶为依据,将金属卤化物闪烁体薄膜制备方法概括分为两类:晶体复合成膜法、原位结晶成膜法,对比分析了两类制备方法的优缺点;其次明晰了金属卤化物晶体的发光机理,对改善闪烁体薄膜发光性能做出指导,并据此总结发光效率提升方法;再次归纳了与金属卤化物闪烁体薄膜X射线成像应用相关的各种性能,主要包括空间分辨率、柔韧性、稳定性和自修复性;最后根据研究现状对闪烁体薄膜进行总结与展望。

一种用于相位对比X射线成像应用的遗体乳腺癌组织模拟器

随着乳腺X射线成像技术的进步,需要可靠的成像模拟器捕捉临床早期癌变和癌症病例中的细节,同时消除模拟器而引起的伪影。本研究介绍了一种从遗体乳腺组织制作的乳腺组织成像模拟器,适用于透射和折射增强成像系统。具体方法是在裸鼠体内正位植入人类癌细胞瘤,并植入固定组织,同时保持原始肿瘤/脂肪组织界面.

多色稀土有机配合物闪烁体的合成及X射线成像应用

以2,5⁃二氟苯甲酸(HDFBA)为第一配体,2,2'∶6',2″⁃三联吡啶(terpy)、1,10⁃菲咯啉(phen)为第二配体,成功合成4种稀土有机配合物闪烁体:[Tb(DFBA)3(terpy)(H_(2)O)](1)、[Eu(DFBA)3(terpy)(H_(2)O)](2)、[Tb(DFBA)3(phen)](3)、[Eu(DFBA)3(phen)](4)。这些稀土有机配合物闪烁体展现出优异的X射线剂量响应性、光稳定性以及高达(25100±2000)photons·MeV-1的稳态X射线激发的相对光产额。通过调节配合物中Eu^(3+)和Tb^(3+)的物质的量之比,实现了从绿色到红色的多色发光。将它们以一定的比例掺入聚乙烯醇(PVA)基质中获得均匀闪烁体薄膜,实现了高分辨(11.2 lp·mm^(-1))X射线成像。

一种用于相位对比X射线成像应用的遗体乳腺癌组织模拟器

随着乳腺X射线成像技术的进步,需要可靠的成像模拟器捕捉临床早期癌变和癌症病例中的细节,同时消除模拟器而引起的伪影。本研究介绍了一种从遗体乳腺组织制作的乳腺组织成像模拟器,适用于透射和折射增强成像系统。具体方法是在裸鼠体内正位植入人类癌细胞瘤,并植入固定组织,同时保持原始肿瘤/脂肪组织界面,得到的人-鼠组织混合模拟器被安装在透明丙烯酸盒中,用于吸收和折射X射线成像。此外还进行了数字乳腺层析成像。最终呈现了模拟器的衰减成像和折射成像,以确认该模拟器适用于两种成像模式。

基于X射线成像原理的电缆缓冲层缺陷的可视化检测技术对比研究

近年来,高压电缆缓冲层烧蚀缺陷导致电缆故障问题频发,如何有效地对缓冲层缺陷进行检测引起了行业内的广泛关注。基于缓冲层缺陷与其相邻层间的密度差异,分别对X射线数字成像技术和计算机断层成像技术开展了检测参数研究,对比分析了两种方法对不同类型缺陷的检出有效性及在不同干扰下的检测效果。结果表明,计算机断层成像技术在检测准确度和抗干扰性优于X射线数字成像技术,但在检测的现场适用性方面有局限。研究给出两种检测技术的最佳检测参数及各自的优缺点,为后续高压电缆的缓冲层缺陷可视化检测提供了有益的参考。

高压电缆X射线成像状态检测中的尺寸测量分析

高压电力电缆X射线成像检测技术在检查和呈现电缆内部结构状态、识别和分析局部缺陷问题方面发挥着重要作用。但目前该方法主要以定性分析为主,缺乏定量评价的相关研究。基于此,首先研究了电缆X射线成像尺寸量化分析问题,并调研成像系统参数是否满足电缆尺寸测试精度需求;然后,详细分析了影响尺寸测量的关键因素,提出了电缆尺寸标定的具体方法;最后,通过具体应用实例验证了方法的可靠性。结果表明,放大倍数修正值标定法的效果良好,能够满足电力电缆状态检测定量化分析评价的新要求。

基于X射线成像的喷油嘴内流特性试验

通过同步辐射X射线测量技术,开展了直喷汽油机喷油嘴实际针阀运动过程中的内流与液核破碎的试验观测研究.在不同X射线光源参数下对内流流场进行了连续图像拍摄,确定了最优拍摄技术方案.分析了不同喷射压力、不同喷孔结构下内流随针阀特性的变化规律,进而讨论了内流对射流液核破碎的影响.结果表明:随着针阀开度的增加,喷孔内会快速地形成挑射液流.挑射液流的宽度与喷孔入口的角度有关,与喷射压力无关.其原因与所采用喷油嘴的长径比较短有关.挑射液流会加速射流的液核破碎过程.喷孔内挑射液流的宽度增加会引起射流宽度的增大.

基于X射线成像的激光增材Ti600合金缺陷检测分析

同步辐射X射线成像技术因其具有非破坏性、高准直的优势,可对金属材料内部进行深入探测。针对SLM成形态Ti600合金抗疲劳特性采用准原位疲劳方法进行测试,深入分析缺陷分布、数量及结构情况。分析结果表明:缺陷频率在其直径小于50μm时达到86%,集中区间为12~35μm;缺陷球度随等效直径不断增大而相应变小,呈现出分散性特征;在缺陷断口微观结构表面缺陷球度均小于0.65,缺陷整体状态相对较为平整的合金组织的应力集中情况更容易受到缺陷结构的影响,易造成疲劳裂纹产生;该技术可以拓宽到其他的材料内部检测领域,具有很高的市场应用价值。

X射线成像和光谱任务探测器即将发射

据报道,X射线成像和光谱任务(XRISM)探测器将于9月7日发射,以观测宇宙中能量最高的天体和事件,从而揭示宇宙的演化和时空结构。XRISM任务由日本宇宙航空研究开发机构、美国国家航空航天局和欧洲空间局(ESA:European Space Agency)携手开展。X射线源于宇宙中能量最强的爆炸和最热的地方,如包围宇宙的最大组成部分--星系团的超高温气体。XRISM可探测这种气体发出的X射线,以帮助天文学家测量这些星系团的总质量,从而揭示有关宇宙形成和演化的信息。

X射线成像探测器发展进展

X射线摄像探测器随着相关科技的发展,各方面的性能及综合水平都取得了巨大的进展。简单介绍了早期X射线成像探测器,对现阶段的主要应用放射成像探测器—直接数字X摄影探测器做了详细介绍,并对国内外研究作了概述。最后对X射线摄影系统发展趋势进行了展望。

X射线成像技术判别蚕茧性别

为了实现雌、雄蚕茧分开缫丝,该文提出了一种基于X射线成像技术的蚕茧性别判别方法。利用X射线成像装置获取蚕蛹图像,对蚕蛹图像预处理并提取7个形状特征后,分别采用线性判别分析(LDA)和BP人工神经网络(BPANN)建立判别模型。结果表明同一品种同一时期、同一品种不同时期、不同品种同一时期蚕茧的LDA判别模型性能优于BPANN判别模型;LDA模型识别正确率分别大于91.33%、86.73%、89.53%,BPANN模型识别正确率分别大于88.47%、81.97%、83.26%,且LDA模型判别时间(68.5 ms)远低于BPANN模型(503.6 ms)。研究结果可为蚕茧性别在线检测提供技术指导。

基于X射线成像技术的板栗内部品质检测

利用X射线成像技术和图像处理技术,对板栗是否有病害进行检测.首先利用3×3高斯滤波器对板栗图像去噪,运用自适应阈值法分割板栗病害区域,再通过分析样本病害区域面积,设定判定阈值,实现板栗是否有病害的定性判别.该判定阈值总体误判率为8.2%.研究表明,X射线成像技术结合图像处理技术,可以实现对板栗品质的无损检测.

基于非周期多层膜的X射线成像研究

本文设计了惯性约束聚变(ICF)诊断实验用X射线Kirkpatrick-Baez(KB)显微镜,给出了系统的结构参量·使用ZEMAX光学软件对KB型显微镜进行了性能模拟,结果表明:在8keV能点,放大率为8倍时,轴上点的最佳空间分辨率小于2μm,200微米视场的空间分辨率优于10μm·采用磁控溅射方法制备了W/B4C非周期多层膜,经X射线衍射仪(XRD,工作能量8keV)测量,其反射率为20%,带宽为0.3°,达到了KB型显微镜成像系统的要求·使用Cu靶X射线管进行了成像实验,得到了放大倍数分别为1倍和2倍的一维X射线像·

基于CCD和CsI闪烁体的硬X射线成像

根据CCD的工作特点,采用曝光控制和多帧图像叠合技术,研制了基于CCD和CsI闪烁体的硬X射线成像探测器,以提高对硬X射线的探测效率。搭建了实验平台,以微加工技术制作的镍准直器为成像目标进行了实验验证。实验中,利用55Fe放射源对CCD进行直接成像;然后利用241 Am放射源同时对CCD和硬X射线成像探测器分别进行直接成像和间接成像。最后,对图像中出现的拖影、清晰度渐变和区域亮度不同等现象进行分析。分析结果表明:相比CCD本身,这种技术不仅拓展了探测器的可响应能区,而且提高了的量子效率,并且在241 Am放射源照射下,实现了对硬X射线的高分辨成像,其空间分辨优于50μm。该器件可作为位置灵敏探测器应用于未来空间天文观测。

多能谱X射线成像技术及其在CT中的应用

随着探测器技术的不断发展,具有能谱分辨能力的光子计数探测器成为人们研究的焦点,并在X射线成像领域开始得到应用。使用该种探测器,可以将具有较宽能谱分布的X射线分为不同的能区分别进行计数,获得详细的能谱信息及不同能量射线的衰减信息,由此引出了"多能谱成像"的概念。本文介绍了近些年来光子计数探测器技术的发展及其在X射线成像中的应用,同时分析了多能谱技术应用于CT成像所带来的一些优势,如降低辐射剂量、提高信噪比、提高物质识别精度、提高造影剂成像效果等。目前,许多研究机构都致力于研究更快速的电子学设备,以适应高计数率下快速成像的需求,随着多能谱成像技术研究的不断深入,必将为X射线成像及CT领域带来许多新的变革。

铝合金焊缝疲劳开裂的原位同步辐射X射线成像

基于第三代高精度同步辐射X射线三维成像技术,开展表面经抛光的铝合金光纤激光-脉冲电弧复合焊接头疲劳裂纹萌生和扩展的原位可视化研究.结果表明,疲劳裂纹均优先从样品(亚或次)表面或角(亚)表面上的焊接气孔处萌生和扩展,并呈现典型的I型表面半椭圆或四分之一椭圆(或圆形)裂纹形貌.一旦裂纹萌生,裂纹在表面的扩展速率低于内部,且存在局部加速和停滞现象,萌生源的特征长度越大,则裂纹萌生和扩展寿命越短,裂纹形貌为高度非线性的空间特征.此外基于经典Newman表面半椭圆形裂纹形貌预测结果与试验基本一致.

X射线成像波带片及制作(英文)

研究了X射线成像波带片的工作原理和制作工艺。从理论上分析了波带片的空间分辨率与最外环宽度的关系,以及波带片衍射效率与厚度和折射率的关系。利用国家同步辐射实验室发展的加工工艺,即电子束光刻技术和X射线光刻技术结合制作波带片。实验结果表明:波带片最外环宽度为150 nm,高宽比为4 ,基本满足高分辨X射线成像波带片的高空间分辨率、大高宽比、高精度等要求。

便携式脉冲X射线成像系统研制

便携式脉冲X射线成像系统主要由脉冲X射线源、数字化记录系统和笔记本电脑组成。介绍了系统的硬件(脉冲源和图像采集控制卡)和应用软件的设计过程。仪器剂量小、质量小、成像质量高,目前已运用到公安系统的安全检查等部门。