作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工程大学 核科学与技术学院,哈尔滨 150001
3 南华大学 核科学技术学院,湖南 衡阳 421001
4 中玖闪光医疗科技有限公司,四川 绵阳 621000
5 中国工程物理研究院,四川 绵阳 621900
报道了基于常温射频直线加速器建成的10 MeV光子FLASH放疗射线源样机,采用高平均电流电子束轰击高速旋转辐射转化靶,在距离靶点1 m远处的固体水模内,X射线剂量率达到80.5 Gy/s,达到未来临床实验与推广所需剂量率阈值。
FLASH放疗 超高剂量率 医用直线加速器 X射线源 flash radiotherapy ultrahigh dose rate linac X-ray source 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 124009
作者单位
摘要
1 中国科学院电工研究所,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
目前,国产大功率端窗X射线管存在束流和功率小于设计值的问题。从热电子发射理论和空间电荷受限发射理论出发,对大功率端窗X射线管的束流进行优化研究。在理论仿真中,计算两种理论模型下的电子束轨迹、束流大小和靶面焦斑。计算分析表明,现有问题主要是灯丝附近的电势分布不合理造成的。基于这一分析,对现有结构提出两种优化方案:一种不改变现有结构仅通过改变灯丝电势来克服灯丝附近的空间电荷效应;另一种通过改变灯丝位置来使灯丝附近的加速电压分布更加合理。基于这两种优化方案,再次进行仿真计算,计算结果显示,两种方案可以有效提高现有大功率X射线管的束流。最后设计了验证性实验,测得了该结构在额定最大灯丝电流下的温度限制束流大小,并验证了仿真计算的准确性,同时也验证了提出的两种优化方案的可行性。
X射线源 空间电荷限制 热电子发射 性能优化 X-ray source space charge limitation thermal electron emission performance optimization 
光学学报
2023, 43(22): 2234001
作者单位
摘要
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
3 西北核技术研究所,西安 710024
为提高X射线探测器的标定精度,在荧光X射线源的基础上,提出在荧光X射线出射通道设置滤光片的方法提高X射线纯度。通过蒙特卡罗建立仿真模型,分析了辐射体发生K层光电效应的概率与原子序数的关系,并得到荧光强度和纯度随滤光片厚度的变化曲线。在大气环境下,采用硅漂移半导体探测器测试了荧光X射线源的能谱分布和光子流量,分析X射线管管电压对光子流量和荧光纯度的影响。在辐射体材料为铜,滤光片(镍)厚度为0 μm、10 μm和30 μm时,测得的荧光X射线纯度分别为75.61%、85.38%和84.25%,光子流量分别为3425 phs/s、2023 phs/s和1192 phs/s,确认了滤光片厚度对荧光X射线纯度和强度的影响,为解决荧光X射线光源单色性不足难以对X射线探测器进行高精度标定的问题提供了方向。
荧光X射线源 滤光片 探测器标定 fluorescent X-ray source filter calibration of detector 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091007
余越 1,2司昊轩 1,2杨祖华 3伊圣振 1,2,**王占山 1,2,*
作者单位
摘要
1 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所,上海 200092
2 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,绵阳 621900
提出了一种采用球面弯晶聚焦结构获得高亮度桌面型单能X射线的方法。在子午方向利用晶体色散实现单能、在弧矢方向通过球面镜聚焦提高光强。理论建模和光学仿真评估了该结构的色散和聚焦性能,验证了球面弯晶聚焦结构相对于柱面弯晶在聚焦特性上的显著优势。针对Al靶Kα1线单能需求,设计和装调了基于低功率Al靶X射线管的单能装置,并实验验证了其性能。结果显示,当X射线管工作在7 W功率条件下,CCD曝光10 min,Al靶Kα1线全视场光谱的探测器计数大于2×105,能谱展宽约为0.592 eV;引入200 μm限束光阑,能谱展宽进一步减小至0.493 eV,探测器计数约为2×104。研究结果证实了该装置可以有效获得高亮度Al靶Kα1谱线,也为精确测量光学器件和系统的光谱特性提供了一种新的获得高亮度单能X射线的技术途径。
球面弯晶聚焦 高亮度 高单能性 桌面型 X射线源 Spherical bent-crystal focusing structure High intensity High monochromaticity Desktop X-ray source 
光子学报
2023, 52(7): 0734001
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
3 中国科学院 福建物质结构研究所,福州 350002
4 中国工程物理研究院 总体工程研究所,四川 绵阳 621900
5 中国工程物理研究院 材料研究所,四川 绵阳 621907
6 湖北三江航天江河化工科技有限公司,湖北 宜昌 444200
7 中国工程物理研究院,四川 绵阳 621900
报道了基于光阴极S波段电子直线加速器建成的9 MeV高能微焦点射线成像系统“精卫”,X射线束横向尺寸小于100 μm,7 h剂量波动低至1.6%。初步开展成像实验结果表明:双丝像质计清晰分辨13D号丝,丝直径0.05 mm,CT测试卡测得空间分辨率优于10 lp/mm,装置同时兼容电子束能量6~18 MeV可调。
高能微焦点X射线源 高能工业CT 直线加速器 光阴极 high-energy micro-focus X-ray source high-energy industrial CT linac photocathode 
强激光与粒子束
2022, 34(12): 124001
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
闪光X射线照相是利用加速器产生的短脉冲X射线对快速运动的致密客体进行透视照相的技术。概述了闪光X射线照相对X射线的性能要求;回顾了闪光X射线照相及其加速器的发展历程;分析了闪光X射线照相用加速器的发展方向。
闪光X射线照相 脉冲功率 加速器 X射线源 flash X-ray radiography pulse power accelerator X-ray source 
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104008
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院,四川 绵阳 621999
基于PFN-Marx技术路线研制了200 kV脉冲驱动源,采用了超前触发技术,实现了在40 Ω水电阻负载上输出电压约200 kV、前沿约25 ns、脉冲宽度约62 ns的脉冲高压。设计了工作电压为200 kV的“Washer-Needle”型二极管,在二极管电压210 kV、电流5 kA条件下,输出X射线脉冲宽度约40 ns,X射线焦斑直径1.2 mm,1 m处照射剂量约15 mR。
脉冲X射线源 200 keV PFN-Marx 脉冲驱动源 闪光照相 pulse X-ray source 200 keV PFN-Marx pulsed power flash X-ray radiography 
强激光与粒子束
2022, 34(8): 085002
谢东洋 1,2刘瑜川 1,2李奉笑 1,2田援稚 1,2[ ... ]周日峰 1,2,*
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心, 重庆 400044

常规显微计算机断层成像(CT)存在空间分辨率越高CT扫描视场越小的矛盾。近年来提出的基于电子束偏转扫描阵列微焦点X射线源的大视场显微CT(EBMCT),不仅保持了高空间分辨率的优点,也大幅扩大了CT扫描视场,增大了可检样品的尺寸。但EBMCT特殊的多焦点阵列扫描方式,导致其投影数据既存在截断问题也存在冗余问题。目前EBMCT一般采用对投影数据要求不高的迭代图像重建算法。然而,阵列焦点的投影数据量庞大,迭代算法的计算消耗大、重建时间长,难以满足EBMCT快速CT扫描检测需求。提出了一种平滑加权多源滤波反投影(MSFBP)算法。仿真和实验结果表明,算法很好地消除了投影数据冗余带来的伪影,并较好地抑制了截断伪影;均方根误差、峰值信噪比、结构相似性、空间分辨率等重建图像质量指标均优于常规重排等传统图像重建算法。在计算机硬件、图像矩阵等相同的条件下,所提算法的重建速度比联合代数迭代重建算法快3.3倍以上,为EBMCT系统在快速、大视场CT检测应用方面提供了良好的基础。

X射线光学 显微计算机断层成像 阵列微焦射线源 大视场 滤波反投影 图像重建 X-ray optics micro-computed tomography multi-microfocus X-ray source wide field of view filtered back-projection image reconstruction 
光学学报
2022, 42(11): 1134023
作者单位
摘要
1 重庆工商大学 制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆 400067
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
4 重庆工商大学 机器人与激光智能制造研究所,重庆 400067
在微介观诊断中往往因为空间限制,选择具有亮度高、单色性好、对比度强的特征谱线,而忽略了轫致辐射谱线。率先实验设计了特征谱线和轫致辐射谱线的双光谱诊断X射线光源的方法,在中国工程物理研究院“星光Ⅲ”激光装置飞秒激光束靶室上进行实验,激光功率密度大于1.6×1018 W/cm2,脉宽为30 fs,45°入射靶面。在入射靶前侧,设计了用于特征光谱成像的针孔成像光路,获得Cu纳米颗粒靶产生的特征X射线的焦斑图像,为76 μm,大于刃边方法测得半径为54 μm的焦斑。在靶后侧,设计了轫致辐射成像光路,利用PIX射线CCD获得2×5的圆形Ta组图像。实验表明,利用双光谱成像设计合理,适合微介观材料动态诊断,提高诊断效率。
泵浦-探针技术 动态加载 纳米颗粒材料 X射线光源 pump-probe technology dynamic loading nanoparticle materials X-ray source 
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031015
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
通过X射线与物质的相互作用理论模型,研究了在电磁屏蔽环境下X射线的透过率和通信性能,理论上证明了X射线通信用于电磁屏蔽环境中信息传输的可行性。建立屏蔽环境下X射线通信的数值仿真模型,分析了X射线在电磁屏蔽环境下的通信参数,实现了对核心元器件的指标约束。最后,基于X射线调制发射、单光子X射线探测关键技术,搭建模拟电磁屏蔽环境下的X射线通信演示验证系统,进行X射线穿透屏蔽材料的等效模拟实验,实现了通信速率优于23 kbps的X射线通信实验验证。该结果有望为解决屏蔽环境下的辐射数据传输提供一定的理论依据和实验基础。
X射线通信 辐射屏蔽 X射线源 X射线探测 功率传输模型 X-ray communication Radiation shielding X-ray source X-ray detection Power transmission equation 
光子学报
2021, 50(11): 1134002

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