北京师范大学 核科学与技术学院, 北京 100875
设计了一种基于方形多毛细管X射线透镜的X射线探测系统,该系统具有较小的X射线收集角。方形多毛细管X射线透镜是一种基于X射线全反射的X射线调控器件, 可将大面积范围内的X射线汇聚至X射线CCD探测器。通过测定X射线在方形多毛细管X射线透镜中的传输特性、建立数据模型, 可校正X射线CCD所测数据并还原透镜入口端的入射X射线信息。通过光线轨迹追踪方法模拟了方形多毛细管X射线透镜的传输特性。结果表明, 该系统适合探测能量低于21.5 keV的X射线, 用于大面积成像; 也适合探测能量低于14.6 keV的X射线, 用于提高探测效率。该系统不仅可用于诸如X射线脉冲星导航等特殊应用, 也可用于常规X射线探测。
X射线 方形多毛细管X射线透镜 大面积探测 X射线脉冲星导航 X-ray square polycapillary X-ray lens large area detection X-ray pulsar navigation 红外与激光工程
2016, 45(s1): S117001
Xuepeng Sun 1,2,3Zhiguo Liu 1,2,3Tianxi Sun 1,2,3,*Longtao Yi 1,2,3[ ... ]Xunliang Ding 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 The Key Laboratory of Beam Technology and Materials Modification of the Ministry of Education, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
2 College of Nuclear Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
3 Beijing Radiation Center, Beijing 100875, China
4 Center for Disease Control and Prevention of Beijing, Beijing 100013, China
A tomography device based on a conventional laboratory x ray source, polycapillary parallel x ray lens (PPXRL), and polycapillary collimating x ray lens (PCXRL) is designed. The PPXRL can collect the divergent x ray beam from the source and focus it into a quasi-parallel x ray beam with a divergence of 4.7 mrad. In the center of quasi-parallel x ray beam, there is a plateau region with an average gain in power density of 13.8 and a diameter of 630 μm. The contrast of the image can be improved from 28.9% to 56.0% after adding the PCXRL between the sample and the detector.
340.0340 X-ray optics 220.0220 Optical design and fabrication Chinese Optics Letters
2015, 13(9): 093401
李坊佐 1,2,3,*刘志国 1,2,3孙天希 1,2,3易龙涛 1,2,3[ ... ]丁训良 1,2,3
1 北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室, 北京100875
2 北京师范大学核科学与技术学院, 北京100875
3 北京市辐射中心, 北京100875
利用毛细管X光透镜搭建了三维共聚焦微束X射线荧光谱仪, 处在激发道的多毛细管X射线会聚透镜和处在探测道的多毛细管X射线平行束透镜处于共聚焦状态, 该共聚焦结构降低了X射线荧光光谱的背底, 从而有利于降低的X射线荧光分析技术的探测极限。 在上述共聚焦结构中, 多毛细管X射线会聚透镜和多毛细管X射线平行束透镜的焦斑重合形成共聚焦微元, 探测器只能探测到来自该共聚焦微元内的X射线荧光信号, 当该共聚焦微元在样品移动时, 就可利用该共聚焦技术原位无损得到样品内部的三维X射线荧光信息。 该共聚焦技术使用的多毛细管X射线会聚透镜具有103量级的功率放大倍数, 从而降低了该共聚焦技术对高功率X射线源的依赖程度, 即利用低功率普通X射线源就可以设计毛细管X光透镜共聚焦X射线荧光技术。 利用上述共聚焦微束X射线荧光谱仪对两种岩矿样品进行三维无损分析, 在其中一种岩石中发现: Fe浓度大的区域Cu的浓度也大, 这在一定程度上反映了岩矿自然生长的机理。 实验结果证明: 该共聚焦X射线荧光技术可以在不破坏样品情况下分析岩矿样品中元素成分组成和元素三维分布情况。 该共聚焦三维微束X射线荧光技术在矿石勘察、 玉器选材和鉴别、 石质食用器皿、 “赌石”和家用石质地板检测等领域具有潜在的应用。
三维共聚焦微束X射线荧光 元素分布 原位无损分析 岩矿分析 Three-dimensional confocal micro X-ray fluorescenc Elemental mapping In-situ and non-distructive analysis Mineral analysis 光谱学与光谱分析
2015, 35(9): 2487
彭诗棋 1,2,3,*刘志国 1,2,3孙天希 1,2,3王锴 1,2,3[ ... ]陈曼 1,2,3
1 北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室, 北京 100875
2 北京师范大学核科学与技术学院, 北京 100875
3 北京市辐射中心, 北京 100875
为了优化多毛细管X光透镜的设计，利用旋转坐标系的方法建立子管方程，根据光线追迹原理建立了X 射线在导管中传输的模型，直接求解一元四次方程得到X 射线每次反射时与管壁的交点，从而追踪单根X 射线的运动轨迹，并由大量X 射线的总的运动规律得到X 射线在单根导管中的传输规律，再由单根导管拓展到整个透镜。在此基础上编写程序，实现了对X 光透镜的传输效率和光斑的模拟计算。为了验证模拟的准确性，对两个平行束透镜分别进行了实验测试和模拟。在8.05 keV 下，所测的传输效率为13.0%，模拟计算结果为14.2%。在对光斑的模拟中，模拟所得的光斑也与实验结果相符合。结果表明，模型的建立是合理的，在类似透镜的设计制造中有着潜在应用。
X 射线光学 X 光透镜 光线追踪 数值模拟
北京师范大学核科学与技术学院射线束技术与材料改性教育部重点实验室, 北京 100875
论述了一种高精度、快速的能量色散X 射线荧光（EDXRF）光谱自动分析方法，包括平滑、背底扣除和寻峰等计算过程。该方法不仅可用于单幅谱图的分析，也可用于大批量数据的批处理分析。对实验室测得的微区X 射线荧光光谱数据的测试结果表明，该方法同常用的高斯拟合方法相比，结果基本一致，但算法更加简单，能够有效地识别出弱峰。在当前主流配置计算机上利用该方法进行多文件连续分析时，单个文件的平均用时小于1 s，能够有效缩短数据分析时间、提高工作效率。
光谱学 能量色散X 射线荧光 批处理 双向平滑 三次样条函数 对称零面积变换 激光与光电子学进展
2014, 51(7): 073001
