1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 天津三英精密仪器股份有限公司, 天津 300399
3 首都师范大学 数学科学学院, 北京 100048
为了实现惯性约束聚变(ICF)靶丸几何尺寸的高精度、高效率检测, 开展了靶丸X射线数字化成像系统的设计与研制。首先, 分析了X射线直接投影成像和X射线透镜耦合显微成像的适用范围, 根据ICF靶丸尺寸小、吸收衬度弱的特点, 确定了基于X射线透镜耦合显微成像的技术路线。然后, 分析了影响系统成像分辨率、图像衬度和测量效率的关键因素, 确定了低几何放大成像, 低电压、小焦点、高功率X射线源及高分辨CCD探测的总体技术方案, 该方案能够有效抑制相衬效应和半影误差, 解决了现有X射线数字成像设备测量靶丸时边缘扩展严重、尺寸测量误差大的问题。最后, 对系统的性能进行了分析测试, 实验结果表明, 系统成像衬度良好, 成像效率较高, 分辨率优于0.5 μm。靶丸几何尺寸的测量不确定度可达0.9 μm(k=2), 满足ICF靶丸几何尺寸高精度、高效率的检测需求。
X射线数字成像 惯性约束聚变 靶丸 高精度测量 x-ray digital imaging Inertial Confinement Fusion(ICF) capsules high-precision measurement
仪器科学与动态测试教育部重点实验室(中北大学),山西,太原,030051
图像高低频畸变(即不均匀)会导致射线数字检测系统检测灵敏度的下降和误判,而造成畸变的原因是系统中射线源强度分布不均匀、闪烁体屏发光不均匀、镜头渐晕、科学级CCD暗电流和光响应不均匀.在此分析的基础上提出了一种校正方法,该方法利用实验得出校正矩阵,通过软件校正,先校正CCD暗电流和光响应不均匀性,再对其它三个因素合并校正.在便携式X射线源下,对三号透度计在15mm均匀钢板上的图像进行了校正实验,结果表明,灵敏度由校正前的1.67%提高到1.33%,图像不均匀性得到明显改善, ?占浞直媪Υ笥?.5lp/mm.系统具有检测灵敏度高(≤1.5%)和适应射线能量范围大(50keV-15MeV)的优点.
射线数字成像 非均匀性校正 CCD相机 暗电流
华北工学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西,太原,030051
设计了射线数字成像检测仪的光电系统,包括转换屏、光路、CCD相机以及计算机处理电路等.采用CsI(Tl)单晶闪烁体将X射线图像转换为可见光图像,用科学级CCD将光图像转换为电信号,利用计算机并行口对图像进行采集.实验结果证明图像质量优于像增强器组成的成像系统,适用于要求高质量成像检测的场合.
射线数字成像 光电系统 闪烁体 CCD相机 图像采集
