凸度检测系统中X光机参数对厚度测量精度的影响

X射线凸度检测技术可在线获得板带材的断面轮廓并反馈到连轧系统实现实时凸度控制,在冶金工业中得到广泛应用,是冶金自动化中的关键技术。该项技术存在厚度测量范围大、测量精度要求高的特点。本文通过理论分析厚度测量精度与X光机管电压和管电流的关系,得到X光机管电流是决定系统极限测量精度的主要因素,X光机管电压是决定系统测量厚度范围的主要因素。在此基础上给出了由测量精度确定管电流的方法和由测量范围确定管电压的方法,为系统X光机的选型和测量档位设定提供指导依据。     

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。     

高能X射线光机性能研究

X射线光机的管电压、管电流及固有过滤是X射线光机质量控制的重要参数。X射线光机管电压、管电流以及固有过滤的测量,对于X射线光机的性能评价和参考辐射质的建立是非常必要的。以一台管电压上限为600 k V的X射线光机为例,用能谱终点法测量对X射线光机的管电压进行测量,得出X射线光机能在±1%的范围内显示管电压值;用指型电离室PTW30013测量了高能X射线光机管电流的线性及稳定性,在相同的管电压、管电流下,实际测量到的管电流的相对标准偏差在0.097%;分别用半值层法和外推法测量高能X射线光机的固有过滤,两个结果取平均值得到高能X射线光机固有过滤为0.146 mm Al。     

凸度仪校准片厚度序列选取的理论分析和仿真

用一定厚度的校准片进行标定,是X射线测厚设备使用前必须完成的关键工作。选取的校准片越多,系统标定曲线的精度越高,但同时成本也会随之增加。本文以实际构建的X射线热轧钢板凸度测量系统为研究对象,通过TASMIP方法生成X射线能谱,用该能谱对射线经过钢板的衰减规律进行分析,完成了对校准片选取的仿真计算。给出了实际中可应用的厚度序列实例。     

凸度仪系统机械参数确定方法研究

在双X射线源、双电离室阵列探测器构成的钢板凸度仪系统中,射线源、探测器阵列以及钢板之间的位置关系（凸度仪的机械参数）,是决定系统精度的关键因素之一。本研究基于实际的凸度仪系统,结合X射线源的实际张角能力,利用噪声分析的方法,研究系统的机械参数对测量精度的影响规律。通过对该影响规律的分析,即可根据系统精度需求、所需达到的分辨率,以及X射线源的张角大小,获取优化的凸度仪机械参数。在凸度仪样机的构建过程中,该方法得到了实际应用。     

凸度仪系统机械系统加工精度对重建误差的影响研究

双X射线源、双电离室探测器阵列构成的热轧钢板凸度仪,其机械部件多、尺度大,加工和安装难度高。在加工和安装过程中不可避免地存在误差,且误差会逐渐累积,表现为机械参数与设计值有偏差。本文基于实际凸度仪系统,研究机械参数的精度对凸度仪测量精度的影响规律。结果表明,适当加大射线源间的距离,以及提高射线源相对探测器的位置,可降低机械参数的精度对测量精度的影响;同时,如果系统的测量精度为0.1%,在忽略准直等问题后,则允许的机械加工的精度范围在数十mm。     

凸度仪系统中确定钢板边缘算法的研究

为了在双X射线源、双电离室阵列探测器构成的热轧钢板凸度仪系统中重建钢板横截面的厚度分布,必须对钢板横截面的两个边缘进行准确计算。本研究基于实际构建的凸度仪系统,应用X射线在物质中衰减的规律,对X射线在钢板边缘处的衰减进行准确建模,并利用对应于钢板边缘的探测器的输出信号,完成了钢板横截面边缘的准确计算。研究结果表明,利用该算法得到的钢板边缘正是钢板边缘的中点位置,边缘计算的算法准确。     

凸度仪钢板厚度分布重建算法研究

X射线热轧钢板凸度仪利用双X射线源、双排电离室阵列探测器获取钢板横截面厚度分布的两组投影数据。本文利用双X射线源与双排阵列探测器的几何布局，以及对钢板横断面厚度分布连续性的先验条件，使用钢板横断面厚度分布的两组投影数据，在钢板横断面两边缘位置确定后，完成对钢板横断面厚度分布的重建。该重建算法目前已在实际的凸度仪系统样机中使用。     

乳腺X射线基准装置能谱研究

介绍了乳腺X射线基准装置及其辐射野特性。根据钼靶X射线光机的各项参数,建立了蒙卡模拟的模型,使用蒙特卡罗软件模拟了光机的能谱。介绍了用于低能光子能谱测量的硅漂移探测器(SDD),并使用三种放射源对探测器进行了能量刻度,得到了能量与道址的线性关系。使用刻度好的硅漂移探测器进行了乳腺X射线基准能谱测量实验,测得了四个不同管电压下基准装置的能谱,实验结果与理论模拟结果吻合。     

凸度仪电离室探测器时间响应特性研究

本文利用脉冲X射线机发射宽度很短的脉冲射线,通过分析数字示波器记录的电离室负载电阻上的电压信号,测量电离室内的离子漂移时间。利用该方法对凸度仪电离室探测器的时间响应特性进行了研究,给出了不同内部结构、不同电压及不同气压的电离室离子漂移时间的测量结果,并分析了误差产生的原因。实验结果表明,凸度仪电离室的时间响应满足在线测量热轧钢板的要求。     

特征荧光X射线吸收法精确测定基于铍膜的235U裂变靶厚度

研究发展了一种基于特征荧光X射线吸收谱的、可精确测量裂变物质质量厚度的方法,系统分析了测量不确定度。实验结果表明,该方法可有效测定基于铍膜的²³⁵U裂变靶质量厚度,测量不确定度小于5%,其不确定度主要来源于测量的统计性。     

1AP中铀钚在线分析

为及时监测后处理台架实验1AP中铀和钚浓度,设计加工了1套用于铀钚浓度在线测量的X射线荧光装置,该装置几何光路入射光线与出射光线夹角为60°。为保护光管和探测器不受环境腐蚀,对装置进行了密封。采用已定值的铀和钚配制不同浓度的系列溶液作标准溶液,绘制工作曲线,在此基础上,建立了测量铀钚浓度的分析方法。经测试,本装置测量铀浓度的相对标准偏差为0.42%;连续测量3 h,相对极差为1.6%,说明该装置稳定性良好。应用该装置对台架实验1AP中铀浓度进行在线测量,能及时检测铀浓度的波动,测量值与滴定法得到的值较一致。     

双面硅条探测器的研制与测试

研制了双面硅条探测器。探测器灵敏面积为48mm×48mm,厚约300μm,结面和欧姆面的硅条互相垂直,均由相互平行、宽度相等的48条组成,每条宽0.9mm、间距0.1mm。对其电气特性(耗尽偏压、反向漏电流、条间电阻)和探测特性(上升时间、能量分辨、条间串扰)进行了测试。在偏压为-15V时,各条平均反向漏电流小于10nA。对于从结面入射的5.157 MeV的α粒子,前放信号上升时间约45ns,结面各条的能量分辨率约0.6%~0.7%,基本无条间串扰;欧姆面各条能量分辨率较差,存在条间串扰。     

基于MCNP5的凸度仪固有散射影响分析

本文采用MCNP5软件建立了凸度仪模拟计算模型,并对其进行实验结果验证。分析了凸度仪固有散射的影响,随待测钢板厚度的增大,固有散射影响减小,对1~15mm厚度的钢板,系统固有散射占总散射影响的10%以下,而对大于15mm厚度的钢板,系统固有散射可近似为零。此外,对散射因子曲线在非对应源附近的鼓包现象进行了分析,分析结果表明,探测器支架具有防止另一排探测器散射干扰的作用。     

Investigation of optimal scanning protocol for X-ray computed tomography polymer gel dosimetry

X-ray computed tomography is one of the potential tool used to evaluate the polymer gel dosimeters in three dimensions. The purpose of this study is to investigate the factors which affect the image noise for X-ray CT polymer gel dosimetry. A cylindrical water filled phantom was imaged with single slice Siemens Somatom Emotion CT scanner. The imaging parameters like tube voltage, tube current, slice scan time, slice thickness and reconstruction algorithm were varied independently to study the dependence of noise on each other. Reductions of noise with number of images to be averaged and spatial uniformity of the image were also investigated. Normoxic polymer gel PAGAT was manufactured and irradiated using Siemens Primus linear accelerator. The radiation induced change in CT number was evaluated using X-ray CT scanner. From this study it is clear that image noise is reduced with increase in tube voltage, tube current, slice scan time, slice thickness and also reduced with increasing the number of images averaged. However to reduce the tube load and total scan time, it was concluded that tube voltage of 130 kV, tube current of 200 mA, scan time of 1.5 s, slice thickness of 3 mm for high dose gradient and 5 mm for low dose gradient were optimal scanning protocols for this scanner. Optimum number of images to be averaged was concluded to be 25 for X-ray CT polymer gel dosimetry. Choice of reconstruction algorithm was also critical. From the study it is also clear that CT number increase with imaging tube voltage and shows the energy dependency of polymer gel dosimeter. Hence for evaluation of polymer gel dosimeters with X-ray CT scanner needs the optimization of scanning protocols to reduce the image noise.     

乳腺癌筛查中乳腺X射线摄影两种标准体位及乳腺压迫厚度与平均腺体剂量的关系北大核心CSCD

为了使乳腺X射线摄影在乳腺癌筛查中的应用达到最优化,本文回顾性分析了在我院行乳腺X射线摄影和乳腺彩色多普勒超声检查,并取得病理结果的患者共132人、139个病灶,比较乳腺头尾位(craniocaudal view,CC)、内外侧斜位(medial lateral oblique view,MLO)、乳腺压迫厚度、乳腺密度与被检者接受的平均腺体剂量(average glandular dose,AGD)的关系及两种体位上病灶检出情况。结果显示:(1)乳腺压迫厚度及乳腺密度都是AGD的独立影响因素,并呈正相关,且乳腺压迫厚度对AGD的影响比乳腺密度大;(2)曝光参数管电压及管电流随着乳腺压迫厚度的增加有增加趋势,致使AGD增大;(3)同一乳腺CC及MLO的压迫厚度及AGD未发现特定规律,但均数±标准差CC位(2.49±0.84)>MLO位(2.27±0.81),且MLO比CC更易显示病灶。只拍摄乳腺MLO联合乳腺彩色多普勒超声检查具有很大优势,不仅保证了诊断需要,更降低了被检者的AGD值,且被检者乳腺压迫厚度及乳腺密度越大,AGD降低越多。