X射线能谱CT最佳参数选取方法研究

X射线能谱CT重建图像质量的好坏主要由CT系统的性能和设置参数综合确定。在CT系统性能稳定的情况下,实际成像过程中往往需要通过调节各种参数以达到最佳成像结果。X光机的电压和电流由于在参数相近的图像重建结果中无法直观地判断哪个参数下图像质量更佳,因此需要引入定量的判据。基于此问题设计了一种综合评价方法,即通过引入三种图像质量评价体系:灰度平均梯度、均方根误差和峰值信噪比,对比分析X光机不同电流下能谱CT图像重建结果,综合确定X射线光机电流设定的最佳值。该方法也适用于其他单一参数调整下相似重建图像的优劣区分。     

板状物成像方法研究

在工业CT成像应用中,板状物结构件受形状、结构、组分等特征的限制,使得射线能量与有效厚度不匹配,常规的扫描方式易使投影数据缺失,投影数据完备性较差。为此,讨论了一种基于倾斜圆扫描轨迹和代数迭代重建技术的CT成像模式。首先,在倾斜圆轨迹的基础上进行投影几何关系建模,结合空间几何知识完成投影矩阵的刻画;其次,基于迭代重建算法对轨迹的无约束化,研究任意扫描轨迹的迭代重建算法;最后通过板状物成像仿真实验,验证了算法的正确性和可行性。对于板状物结构件,该方法相对于传统的圆轨迹扫描,投影数据更完备,CT重建质量高。     

静态CT行包安检系统关键技术研究

本文介绍了安检用静态CT技术的基本原理,对基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线源、基于光子计数技术的多能谱X射线成像技术和安检用静态CT系统图像重建算法等进行了研究。冷阴极X射线源由基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线管、两套高压系统和1个控制系统组成,在130 kV以下可稳定工作。研制并测试了一款具有三能谱成像功能的光子计数型X射线探测器系统。对安检用静态CT系统图像重建算法进行了讨论,提出了一种解决方法。安检用静态CT系统关键技术的研究为安检用静态CT系统的研制提供了技术基础。     

基于能谱等效的合金补偿方法研究

针对连续能谱X射线厚度测量中的合金补偿问题,利用能谱等效思想,根据单能射线下合金补偿系数与射线能量之间及连续能谱射线下合金补偿系数与材料厚度之间均存在单值对应关系,以合金补偿系数为参考,将连续能谱射线下的合金补偿问题转化为单能射线下的合金补偿问题。提出了系统标定、厚度标定、单能标定及能量等效的具体方案。利用蒙特卡罗程序建立了适用于X射线厚度测量的仿真模型,对能谱等效结果进行了验证。结果表明,30种不锈钢材料板按能谱等效结果进行合金补偿后,厚度测量相对误差90%以上小于0.1%,表明基于能谱等效思想的合金补偿方法可行性高、适用性广。该方法中的能谱等效结果对连续能谱射线硬化研究有参考意义。     

NaI晶体谱仪采集X射线能谱测量方法研究

为准确测量轫致辐射X射线能谱,利用NaI晶体谱仪对于测量光子的能谱展宽效应,结合理论模拟分析,提出了采用变能量矩阵求解法实现X射线能谱的重建。该方法通过合理选择能量区间,可有效消除能谱响应矩阵中各矢量的相关性,从而实现能谱的准确重建。并分别以均匀能谱分布和实际轫致辐射X射线能谱为例,进行了X射线的能谱重建。获得结果与原始能谱的相关性约为0.98。     

HPGe测量连续硬X射线能谱的解谱方法研究

结合数值模拟得到的单能光子在HPGe探测器上能量响应函数，用改进的剥谱法对测量得到的连续硬X射线能谱进行解谱。扣除测量谱中康普顿、反散射等效应产生的计数对测量能谱的影响，得到了仅反映探测器对光电效应的能量响应的能谱。最后，通过效率修正，完成了测量谱到实际能谱的还原,为连续硬X射线能谱解析提供了可靠方法。     

凸度测量中的散射校正研究

本文分别从被测钢板的宽度、厚度和射线能量等3个方面对散射的影响进行了研究。首先建立凸度测量系统的蒙特卡罗模拟计算简化模型,分析了单能情况下钢板宽度和厚度对散射因子(SPR)的影响;然后建立X光机能谱计算仿真模型,模拟出给定管电压下X光机输出射线的连续能谱,并提出用多个单能分段等效的方法来代替连续能谱,模拟在实际连续能谱情况下钢板散射分布的规律,其模拟结果与实验测量结果能较好地吻合。     

X射线轫致辐射谱的能谱转化技术

根据光子与原子相互作用的物理机制,提出了在X射线能量范围内(光子能量一般低于200keV)的能谱转化技术和能量滤波器的概念,以实现对连续的轫致辐射X射线谱的能谱转化功能,在此基础上,研究分析了影响转化谱性能和谱分布的因素以及能谱转化技术的适用条件．最后．在140kVX光机激发源上,用钨和铅能量滤波器,实验研究了连续X射线谱的能谱转化技术,实现了连续X射线谱的准单能化．     

基于Wiener滤波的反投影图像重建算法

CT是一种先进的成像技术,投影重建图像为关键技术之一,目前CT图像重建算法多采用滤波反投影针对投影数据不足所产生伪影的问题,经分析伪影产生的原因后,提出了一种基于Wiener滤波与反投算法。算法利用Wiener滤波对传统的滤波反投影图像重建算法进行改影图像重建算法相结合的新图像重建算法,该克服重建图像伪影。通过对典型流型进行实验仿真,证明改进后的算法对重建图像的质量有明进,能较好地显改善。     

HPGe测量连续硬X射线能谱的方法研究

采用数值模拟与实验测量相结合的方法,完成了探测系统刻度,得到了该探测器对单能光子的能量全响应函数,在此基础上探索出改进的剥谱法,对测量得到的连续硬X射线能谱进行解析,扣除了测量谱中非光电效应对每道计数的贡献,复现了测量位置处的实际能谱,并对该能谱测量方法进行了误差分析,提出了进一步完善措施。     

用高能加速电子束辐照研究细胞色素b_5还原酶的氧化还原反应机制

本文介绍了用高能加速电子束研究细胞色素b_5还原酶的氧化还原反应机制。我们用高能加速电子束照射溶液时产生的水合电子束还原氧化态的细胞色素b_5还原酶,得到了既不是氧化态又不是还原态的新的吸收光谱,从而认为在该酶的氧化态和还原态之间还存在着中间态。     

现代谱估计技术在γ谱分析中的应用

随着计算机技术的发展，数字信号处理技术在γ谱分析中的应用有了可能。本文以ＡＲ模型为例，结合实验结果，叙述了利用现代谱估计技术提取峰位的原理及其分辨重峰的特点。     

基于广义最小二乘法原理的中子能谱解谱程序开发及验证

中子能谱是反应堆的一项重要参数,为验证理论计算,常使用阈探测器活化法对中子能谱进行实际测量。为解决由于活化片数量小于能群数量而引起的解谱问题并获得较高的解谱精度,基于广义最小二乘法原理开发了解谱程序NSAGLS。使用IAEA给出的例题进行了验证,结果表明该程序能够得到正确的解谱结果。该程序可用于反应堆中子能谱的解谱,并能够考虑输入谱、核反应截面及测量活度不确定度信息对解谱结果的影响。     

多道电子束流能谱描迹仪

介绍了用一种多条金属靶传感器测量直线加速器电子束流能谱的方法 ,主要讨论其原理和电路设计时应考虑的问题     

同时满足反应谱匹配和功率谱密度包络要求的人工时程生成算法

人工时程是核电站反应堆厂房楼层反应谱计算的关键输入数据.采用单组人工时程分析法不仅需要匹配目标反应谱,而且要满足功率谱密度的包络要求.本文提出同时满足目标反应谱匹配和功率谱密度包络要求的人工时程生成算法.该方法在分别与目标反应谱和功率谱密度对应的有效频率带宽内调整傅立叶幅值谱,并通过迭代达到要求.数值算例表明,该算法得到的人工时程在对目标反应谱拟合精度较高的同时,满足对功率谱密度的包络要求.     

地层元素测井解释方法研究

配合脉冲中子地层元素测井仪的应用,开展地层元素测井解释方法研究,获取地层元素标准谱库,编制地层元素解释软件,解释得到元素产额、干重(不含结晶水的质量百分含量)、矿物组分含量。取芯井对比结果显示,解释结果与取芯化验结果一致性较好,研究结果可为复杂岩性评价、准确计算孔隙度提供数据。     

用于激光产生的高能X射线源能谱诊断的滤片堆栈谱仪的研制

为了诊断基于激光的短脉冲、高强度的高能X射线源能谱特性,本文利用不同材料和厚度的金属滤片和记录介质研制了一套滤片堆栈谱仪。基于Greval算法发展了能谱反解程序,并使用蒙特卡罗程序Geant4模拟得到了谱仪的响应函数。在星光Ⅲ激光装置上验证了谱仪的可靠性,获得了ps激光与固体靶相互作用产生的10 keV~3 MeV轫致辐射能谱,从而验证了谱仪的可靠性。     

基于边际谱的功率谱估计方法

针对传统傅里叶谱估计方法不适合非平稳信号和对短信号谱分析能力弱的问题,提出一种基于边际谱的功率谱估计方法,给出了边际谱的求解过程,证明了边际谱的线性性质,并在与Fourier谱比较的基础上给出了边际谱的物理意义和频率分辨率.详细讨论了谱估计的算法和步骤,并用短信号和非平稳信号进行了仿真验证.理论与仿真结果表明:在短信号...     

高钚含量样品中α能谱法分析~(237)Np的可行性研究

通过对244 Cm的α实验谱进行拟合得到单能峰的峰形参数,采用随机抽样技术表征谱计数的统计涨落,建立了一种模拟半导体α能谱的方法。利用该方法模拟238Pu和243Am的α能谱,与实验谱基本吻合,证明了方法的可靠性。在此基础上,研究了239Pu对237Np的α能峰的影响,结果表明,当239Pu与237Np的活度比A(239Pu)/A(237Np)≤10时,通过解谱得到的A(239Pu)/A(237Np)与设定值的相对偏差≤2.0%。对于A(239Pu)/A(237Np)约为3 000的样品,如果对钚的去污系数达到300以上,则可由α能谱法测量样品中的237 Np。