Публікація: Принципи характеризації матеріалів за ефективним атомним номером при радіографічному контролі
Завантаження...
Дата
2021
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
ХНУРЕ
Анотація
Дисертація присвячена проблемі характеризації матеріалів за ефективним атомним номером Zeff при радіографічному контролі (медична діагностика, митний догляд, тощо). За результатами роботи набув подальшого розвитку метод двоенергетичної абсорбціометрії (Dual-energy X-ray Absorptiometry- DXA, раніше DEXA), що базується на вимірюванні ослаблення рентгенівського випромінювання (РВ) об’єктом контролю (ОК) у двох енергетичних діапазонах. В роботі запропоновано новий фізичний метод характеризації матеріалів за Zeff, що дозволяє визначити параметр, пропорційний масовому коефіцієнту ослаблення m, який є пов’язаним з Zeff та не залежить від товщини та щільності матеріалу ОК. Метод пройшов експериментальну апробацію. Проведено моделювання співвідношення сигналів двоенергетичного детектора на базі сцинтиляційних кристалів ZnSe товщиною 0,5мм та CsI товщиною 4мм для ОК різної товщини та з різним ефективним атомним номером (від Zeff = 6.93 до Z=29). На базі створених двох макетних зразків цифрових радіографічних систем отримано низку радіографічних зображень тестових об’єктів контролю у різних енергетичних діапазонах. Отриманні радіографічні зображення дозволили провести порівняння різних методів характеризації матеріалів за Zeff. В роботі розглянуто основні фактори, що впливають на точність характеризації матеріалів за Zeff: розсіяне випромінювання; пульсації потоку рентгенівського випромінювання; розкид параметрів детекторів, шуми квантування АЦП, тощо.
The dissertation solves the problem of increasing the informativity of radiographic control by improving the method of separation of substances and materials by the effective atomic number Zeff. For the first time, a method for separating substances according to Zeff has been proposed, which makes it possible, using signals from two- and multi- energy detectors, to determine a parameter, proportional to the mass attenuation coefficient m in the energy range 20 — 150 keV. The signal ratio of a dual-energy detector based on 0.5 mm thick ZnSe scintillation crystals and 4 mm thick CsI for test objects with different effective atomic number (from Zeff = 6.93 to Z = 29) was modeled. Based on the created two prototypes of digital radiographic systems, a number of radiographic images of test objects in different energy ranges were obtained. The obtained radiographic images allowed to compare different methods of characterization of materials and substances according to Zeff, and also confirmed the effectiveness of the proposed method in medicine, customs control, etc. The key factors influencing the accuracy of Zeff characterization of materials and substances are investigated.
Опис
Ключові слова
радіографія, ефективний атомний номер, сцинтилятор, фотодіод, детектор рентгенівського випромінювання, масовий коефіцієнт ослаблення, двоенергетична рентгенівська абсорбціометрія, radiography, effective atomic number, scintillator, X-ray detector, mass attenuation coefficient, dual-energy x-ray absorptiometry
Бібліографічний опис
Ополонін О. Д. Принципи характеризації матеріалів за ефективним атомним номером при радіографічному контролі : автореф. дис. ... канд. фіз.-мат. наук : 01.04.01 "Фізика приладів, елементів і систем" / О. Д. Ополонін ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2021. – 21 с.