RU2706219C1 - Collimator for hard x-rays - Google Patents

Collimator for hard x-rays Download PDF

Info

Publication number
RU2706219C1
RU2706219C1 RU2019107849A RU2019107849A RU2706219C1 RU 2706219 C1 RU2706219 C1 RU 2706219C1 RU 2019107849 A RU2019107849 A RU 2019107849A RU 2019107849 A RU2019107849 A RU 2019107849A RU 2706219 C1 RU2706219 C1 RU 2706219C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
collimator
plates
thickness
radiation
ray
Prior art date
Application number
RU2019107849A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Петрович Куропаткин
Алексей Анатольевич Лебедев
Александр Леонидович Макаров
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2019107849A priority Critical patent/RU2706219C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706219C1 publication Critical patent/RU2706219C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/14Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to a collimator for hard X-rays. Collimator body is formed by a set of plates of thickness d, made from material with high absorption coefficient of X-ray radiation, to each such plate on one side are attached 2i+1, where i from 1 to n is a natural number, plates of material transparent for x-ray radiation, and thickness of each of these plates Dk is determined by the relationship Dk=D+h(D+d)/2/f0((k-1)/i-1)), where d is plate thickness from material with high x-ray absorption coefficient, D is average clearance height between plates with thickness d, f0 is the distance from the radiation source to the middle of the collimator, k is the plate number along the radiation path; set of plates forms periodic grid with period d+D. Providing for focusing of periodic array on radiation source; part of plates with thickness d together with adjacent plates with thickness Dk in area of hole of collimator are made consisting of two equal parts, installed with possibility of forming central hole of collimator. In a possible version of the device, the plates in the area of the working hole of the collimator are installed with possibility of mutual movement to provide for adjustment of the sizes of the working central hole with the help of a template of the specified cross-section.
EFFECT: technical result is the possibility of recording the image of the whole object or its large part with selective suppression of scattered radiation, as well as increase the volume of information obtained in one experiment owing to the tunable cross-section shape of the central hole of the collimator.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области рентгеновской техники, а более конкретно,. к устройствам формирования пучков рентгеновского излучения. Оно предназначено для формирования пучка рентгеновского излучения, прошедшего объект исследования, путем селективного снижения уровня рассеянного рентгеновского излучения, попадающего на систему регистрации, при высокой эффективности использования информационных квантов в центральной части пучка, что повышает достоверность рентгеновской регистрации. Может быть использовано в импульсной рентгенографии быстропротекающих процессов.The invention relates to the field of x-ray technology, and more specifically. to devices for the formation of x-ray beams. It is intended for the formation of an x-ray beam that has passed the object of study by selectively reducing the level of scattered x-ray radiation incident on the registration system, with high efficiency of using information quanta in the central part of the beam, which increases the reliability of x-ray registration. It can be used in pulsed radiography of fast processes.

Классическая схема установки для исследования оптически толстых, объектов во взрывном эксперименте методом теневой рентгенографии содержит источник излучения и коллиматор, ограничивающий поле облучения, размещаемые в защитном сооружении, собственно объект исследования, следующий далее формирующий коллиматор, подавляющий рассеянное излучение, размещаемый между объектом исследования и регистратором, и регистратор рентгеновских изображений [В.В. Клюев и др. Промышленная радиационная интроскопия. - Энергоатомиздат, 1985.1]. Кроме того, установка содержит и другое оборудование.The classical setup of an apparatus for studying optically thick objects in an explosive experiment using shadow X-ray diffraction contains a radiation source and a collimator that limits the radiation field located in a protective structure, the object of research itself, the next formation of a collimator that suppresses scattered radiation, placed between the object of study and the recorder, and X-ray image recorder [V.V. Klyuev et al. Industrial radiation introscopy. - Energoatomizdat, 1985.1]. In addition, the installation also contains other equipment.

При просвечивании оптически толстых объектов жестким тормозным излучением, поток первичных квантов, прошедших объект и несущий информацию о геометрии объекта исследования, ослабляется на 4-6 порядков. При этом, как сам объект, так и вспомогательное оборудование эксперимента (коллиматоры, защита, регистратор) становятся источником рассеянного излучения. Поле облучения ограничивается первым коллиматором. Для съемки периферической части объекта уровень излучения обычно оказывается избыточным, и в геометрию рентгенографии добавляются компенсационные фильтры, обеспечивающие попадание в динамический диапазон системы регистрации. Перепад оптической толщины по объекту может составлять 3-4 порядка, при этом периферическая часть объекта становится источником рассеянного излучения, многократно превышающего уровень излучения, прямо проходящего через центральную часть и формирующего изображение объекта. Попадая на систему регистрации, это излучение приводит к уменьшению контраста изображения деталей исследуемого объекта, а, следовательно, и чувствительности рентгенографической методики. Для селективного снижения уровня рассеянного излучения, попадающего на систему регистрации, используются формирующие коллиматоры различных конструкций.When translucent optically thick objects are exposed to hard bremsstrahlung, the flux of primary quanta passing through the object and carrying information about the geometry of the object under study is attenuated by 4-6 orders of magnitude. At the same time, both the object itself and the auxiliary equipment of the experiment (collimators, protection, recorder) become a source of scattered radiation. The irradiation field is limited by the first collimator. To capture the peripheral part of the object, the radiation level is usually excessive, and compensation filters are added to the X-ray geometry, which ensure that the registration system falls into the dynamic range. The difference in optical thickness over an object can be 3-4 orders of magnitude, while the peripheral part of the object becomes a source of scattered radiation, many times higher than the level of radiation directly passing through the central part and forming the image of the object. Getting on the registration system, this radiation leads to a decrease in the contrast of the image of the details of the investigated object, and, consequently, the sensitivity of the x-ray technique. Formative collimators of various designs are used to selectively reduce the level of scattered radiation incident on the registration system.

Известен способ селективного подавления рассеянного излучения с помощью отсеивающих решеток [Рентгенотехника справочник, книга 1, М. Машиностроение, 1930, с. 376-383. 2]. В простейшем случае элемент подавления рассеяния, расположенный за объектом исследования, представляет собой набор пластин из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения толщиной d и длиной по ходу излучения h, которые чередуются с пластинами (заполнителем) толщиной D из материала прозрачного к рентгеновскому излучению. Селективное подавление рассеянного излучения достигается ориентацией пластин на источник излучения.A known method of selective suppression of scattered radiation using screening gratings [X-ray reference book, book 1, M. Engineering, 1930, p. 376-383. 2]. In the simplest case, the scattering suppression element located behind the object of study is a set of plates made of a material with a high x-ray absorption coefficient of thickness d and a length along the radiation h, which alternate with plates (filler) of thickness D made of an X-ray transparent material. Selective suppression of scattered radiation is achieved by orientation of the plates on the radiation source.

Характерными параметрами решетки являются: частота растра N=1/(D+d) - количество абсорбирующих пластин на 1 см; отношение растра r=h/D, фокусное расстояние f0. Производными этих величин являются: прозрачность решетки для первичного излучения Тр; прозрачность решетки для рассеянного излучения Ts; избирательность, фактор улучшения контраста. Достоинством решетки является возможность съемки всего объекта с подавлением рассеянного излучения. Изображение решетки на рентгеновском снимке удаляется при его цифровой обработке, например с помощью частотного фильтра.Typical lattice parameters are: raster frequency N = 1 / (D + d) - the number of absorbent plates per 1 cm; raster ratio r = h / D, focal length f 0 . Derivatives of these quantities are lattice transparency of the primary radiation T p; lattice transparency for scattered radiation T s ; selectivity, a factor for improving contrast. The advantage of the grating is the ability to shoot the entire object with the suppression of scattered radiation. The image of the grating in the x-ray image is deleted when it is digitally processed, for example, using a frequency filter.

Существенным недостатком при использовании решетки в импульсной рентгенографии, является ослабление потока информационных квантов в 3-4 раза по сравнению с потоком без решетки, определяемое геометрической прозрачностью и погрешностями юстировки.A significant drawback when using the lattice in pulsed radiography is the weakening of the flux of information quanta by a factor of 3-4 compared with the flux without a lattice, determined by geometric transparency and alignment errors.

В качестве прототипа выбирается обычный коллиматор [1] представляющий собой массивное тело из материала с высоким коэффициентом ослабления рентгеновского излучения, имеющее отверстие в центральной части, через которое проходят прямопролетные кванты, несущие информацию о структуре объекта [В.В. Клюев и др. Промышленная радиационная интроскопия. - Энергоатомиздат, 1985, с. 20-24.1]. Длина тела коллиматора по ходу излучения h должна быть значительно больше длины половинного ослабления рентгеновского излучения λ для материала коллиматора (h>10λ). Для эффективного подавления уровня рассеянного излучения продольный размер коллиматора должен быть существенно больше диаметра отверстия и само отверстие достаточно малым. При этом получается изображение только малой части объекта исследования, то есть регистрируется только центральная часть объекта, определяемая диаметром центрального отверстия коллиматора, что является недостатком описанного варианта коллиматора - прототипа.As a prototype, a conventional collimator [1] is selected, which is a massive body made of a material with a high attenuation coefficient of X-ray radiation, having a hole in the central part through which direct-span quanta pass, carrying information about the structure of the object [V.V. Klyuev et al. Industrial radiation introscopy. - Energoatomizdat, 1985, p. 20-24.1]. The length of the collimator body along the radiation h should be significantly greater than the length of the half attenuation of x-ray radiation λ for the collimator material (h> 10λ). To effectively suppress the level of scattered radiation, the longitudinal size of the collimator should be significantly larger than the diameter of the hole and the hole itself is sufficiently small. In this case, an image is obtained of only a small part of the object of study, that is, only the central part of the object is detected, which is determined by the diameter of the central hole of the collimator, which is a drawback of the described variant of the collimator - prototype.

Кроме того, форма поперечного сечения центрального отверстия является фиксированной. Для ее изменения необходимо изготовление другого образца коллиматора и необходимость постановки нового эксперимента.In addition, the cross-sectional shape of the center hole is fixed. To change it, it is necessary to manufacture another sample of the collimator and the need for a new experiment.

Технической проблемой изобретения является повышение информативности и достоверности регистрации при обеспечении технологичности с точки зрения получения объема информации в одном постановочном эксперименте.The technical problem of the invention is to increase the information content and reliability of registration while ensuring manufacturability from the point of view of obtaining the amount of information in one production experiment.

Достигаемый технический результат состоит в следующем:The technical result achieved is as follows:

Обеспечена возможность регистрировать изображение всего объекта или его большой части при селективном подавлении рассеянного излучения.It is possible to register an image of the entire object or its large part with selective suppression of scattered radiation.

Кроме того, коллиматор имеет перестраиваемую форму поперечного сечения центрального отверстия, что позволяет увеличить объем получаемой в одном эксперименте информации.In addition, the collimator has a tunable cross-sectional shape of the central hole, which allows to increase the amount of information obtained in one experiment.

Данный технический результат достигается за счет того, что в отличие от известного коллиматора для жесткого рентгеновского излучения, представляющего собой тело коллиматора с центральным отверстием, содержащим материал с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, причем длина тела коллиматора по ходу излучения h значительно больше длины половинного ослабления рентгеновского излучения λ в теле коллиматора, в предложенном коллиматоре, тело коллиматора сформировано набором пластин толщиной d, выполненных из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, к каждой такой пластине с одной стороны прикреплены 2i+1, где i от 1 до n - натуральное число, пластин из прозрачного для рентгеновского излучения материала, а толщина каждой из этих пластин Dk определяется соотношением Dk=D+h(D+d)/2/f0((k-1)/i-1)), где d - толщина пластины из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, D - средняя высота зазора между пластинами толщиной d, f0 - расстояние от источника излучения до середины коллиматора, k - номер пластины по ходу излучения; набор пластин образует периодическую решетку с периодом d+D, при этом обеспечена фокусировка периодической решетки на источник излучения; часть пластин толщиной d вместе с прилегающими пластинами толщиной Dk в области отверстия коллиматора выполнены состоящими из двух равных частей, установленных с возможностью формирования центрального отверстия коллиматора. Коллиматор, отличается тем, что пластины в области рабочего отверстия коллиматора установлены с возможностью взаимного перемещения для обеспечения регулирования размеров рабочего центрального отверстия с помощью шаблона заданного сечения.This technical result is achieved due to the fact that, in contrast to the known collimator for hard x-ray radiation, which is a collimator body with a central hole containing material with a high absorption coefficient of x-ray radiation, the length of the collimator body along the radiation h is much greater than the length of the half attenuation of the x-ray radiation λ in the collimator body, in the proposed collimator, the collimator body is formed by a set of plates of thickness d made of material high X-ray absorption coefficient to each such plate on the one hand attached 2i + 1 where i from 1 to n - natural number plates of transparent for X-ray material and thickness of each of these plates D k is given by D k = D + h (D + d) / 2 / f 0 ((k-1) / i-1)), where d is the thickness of the plate made of a material with a high absorption coefficient of x-ray radiation, D is the average height of the gap between the plates of thickness d, f 0 - distance from the radiation source to the middle of the collimator, k - number of plates in the course of radiation ; a set of plates forms a periodic lattice with a period of d + D, while the focusing of the periodic lattice on the radiation source is ensured; part of the plates of thickness d together with adjacent plates of thickness D k in the region of the collimator hole are made up of two equal parts installed with the possibility of forming the central hole of the collimator. The collimator, characterized in that the plates in the area of the working hole of the collimator are mounted with the possibility of mutual movement to ensure the regulation of the size of the working central hole using a template of a given section.

В заявляемом техническом решении тело коллиматора формируется набором пластин толщиной d из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, например тантала или вольфрама (металла), которые разделены полосками-пластинами толщиной Dk из прозрачного для рентгеновского излучения материала, например лавсана, образующих отсеивающую решетку, сфокусированную на источник излучения. Толщина пластин выбирается, исходя из заявляемого соотношения, а именно, толщина каждой из этих пластин Dk определяется соотношением Dk=D+h(D+d)/2/f0((k-1)/i-1)), где d - толщина металлической пластины, D - средняя высота зазора между металлическими пластинами, f0 - расстояние от источника излучения до середины коллиматора, а k - номер пластины по ходу излучения. Количество пластин толщиной Dk определяется, как 2i+1, где i от 1 до n - натуральное число. Такой выбор геометрии, построенный на основе ее классических законов, обусловлен необходимостью обеспечения ослабления рассеянного, излучения и прозрачности для прямо проходящего излучения.In the claimed technical solution, the collimator body is formed by a set of plates of thickness d from a material with a high absorption coefficient of x-ray radiation, for example tantalum or tungsten (metal), which are separated by strips of plates of thickness D k from a material transparent for x-ray radiation, such as lavsan, forming a screening grating, focused on the radiation source. The thickness of the plates is selected based on the claimed ratio, namely, the thickness of each of these plates D k is determined by the ratio D k = D + h (D + d) / 2 / f 0 ((k-1) / i-1)), where d is the thickness of the metal plate, D is the average height of the gap between the metal plates, f 0 is the distance from the radiation source to the middle of the collimator, and k is the number of the plate along the radiation path. The number of plates of thickness D k is defined as 2i + 1, where i from 1 to n is a natural number. Such a choice of geometry, built on the basis of its classical laws, is due to the need to ensure attenuation of scattered radiation and transparency for directly passing radiation.

Пластина d с прикрепленными к ней полосками пластика - пластинами Dk образует элементы, из которых набирается коллиматор. Имеется две группы пластин. Одна - полной ширины коллиматора, вторая половинной ширины. Иными словами, часть пластин толщиной d вместе с прилегающими пластинами толщиной Dk в области отверстия коллиматора выполнены состоящими из двух равных частей, установленных с возможностью формирования центрального отверстия коллиматора. Для выставления отверстия коллиматора может быть использован шаблон. При этом в центральную часть коллиматора устанавливается шаблон (например цилиндрическая труба) профиля коллиматора. Пластины половинной ширины сдвигаются до соприкосновения с шаблоном, формируя требуемый профиль. Профиль, в пределах габаритного размера центральной части коллиматора может быть произвольным. Из пластин полной ширины формируется периферическая часть тела коллиматора. Селективное подавление рассеянного излучения вне отверстия коллиматора достигается ориентацией пластин на источник излучения, а в отверстии за счет большого отношения длины тела коллиматора к диаметру центрального отверстия. При этом в центральной части пучок квантов излучения, несущих информацию об объекте исследования, проходит без ослабления.Plate d with plastic strips attached to it - plates D k forms the elements from which the collimator is recruited. There are two groups of plates. One is the full width of the collimator, the other is half the width. In other words, a part of plates of thickness d together with adjacent plates of thickness D k in the region of the collimator hole are made up of two equal parts installed with the possibility of forming a central hole of the collimator. A template may be used to set the collimator hole. In this case, a template (for example, a cylindrical tube) of the collimator profile is installed in the central part of the collimator. Half-width plates slide to touch the template, forming the desired profile. The profile, within the overall size of the central part of the collimator, can be arbitrary. From the plates of full width, the peripheral part of the collimator body is formed. Selective suppression of scattered radiation outside the collimator hole is achieved by orientation of the plates to the radiation source, and in the hole due to the large ratio of the collimator body length to the diameter of the central hole. Moreover, in the central part, a beam of radiation quanta carrying information about the object of study passes without attenuation.

Кроме того, пластины в области рабочего отверстия коллиматора могут быть установлены с возможностью взаимного перемещения для обеспечения регулирования размеров рабочего центрального отверстия с помощью шаблона заданного сечения, что позволит перестраивать форму отверстия коллиматора.In addition, the plates in the area of the working hole of the collimator can be installed with the possibility of mutual movement to ensure the regulation of the size of the working Central hole using a template of a given section, which will allow you to rebuild the shape of the hole of the collimator.

Такое выполнение приводит к достижению технического результата. В общем случае форма выполнения коллиматора из пластин разной толщины, выбранной в соответствии с заявляемым соотношением, позволяет регистрировать весь объект и отсечь влияние на результат регистрации паразитного излучения, максимально сохранив при этом влияние полезного излучения (в зоне рабочего отверстия коллиматора), что увеличит объем и повысит достоверность получаемой в эксперименте информации. При этом выполнение коллиматора составным сделает эксперимент более технологичным по сравнению с прототипом, а дополнительное расширение возможностей за счет обеспечения подвижности частей позволит увеличить объем зарегистрированной информации в одном постановочном эксперименте.This embodiment leads to the achievement of a technical result. In the general case, the embodiment of the collimator made of plates of different thicknesses, selected in accordance with the claimed ratio, allows you to register the entire object and cut off the influence on the result of registration of spurious radiation, while preserving the influence of useful radiation (in the area of the working hole of the collimator), which will increase the volume and will increase the reliability of the information obtained in the experiment. Moreover, the implementation of the collimator compound will make the experiment more technologically advanced compared to the prototype, and the additional expansion of capabilities by ensuring the mobility of the parts will increase the amount of recorded information in one production experiment.

На фиг. 1 схематично изображена постановка эксперимента с коллиматором, образованным телом коллиматора, имеющим центральное отверстие, выполненным из заявляемого набора пластин, где 1 - источник излучения, 2 - объект исследования, 3 - коллиматор, 4 - пластина металлическая толщиной d, 5 - пластины - полоски пластика толщиной Dk, 6 - регистратор изображенияIn FIG. 1 schematically shows an experiment with a collimator formed by a collimator body having a central hole made of the inventive set of plates, where 1 is a radiation source, 2 is an object of study, 3 is a collimator, 4 is a metal plate with a thickness of d, 5 is a plate - strips of plastic thickness D k , 6 - image logger

На фиг. 2 схематично показано как может быть сформировано центральное рабочее отверстие в теле коллиматора.In FIG. 2 schematically shows how a central working hole in a collimator body can be formed.

Заявляемое решение может быть реализовано следующим образом.The claimed solution can be implemented as follows.

Суть решения схематично изложена на фиг. 1. Тело коллиматора (3) выполняется из набора металлических пластин (выполненное из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, например, из тантала) толщиной d (4), к которым приклеены полоски пластика (например, из лавсана) толщиной Dk (5) переменной в сборе толщины, причем тело коллиматора выполнено из двух частей (за счет того, что часть пластин толщиной d вместе с прилегающими слоями в области отверстия коллиматора выполнены состоящими из двух равных частей, установленных с возможностью формирования центрального отверстия коллиматора), помещая между которыми шаблон (например, трубу диаметром 40 мм), как показано на фиг. 2, формируется центральное отверстие заданного профиля. Для эффективного подавления жесткой компоненты рассеянного излучения отношение растра, h/(D+d) должно быть более 100 [Scott Watson at al. "Design, fabrication, and testing of a lage anty-scatter Bucky grid for megavolt γ-ray imaging", IEEE Nucl. Sci. Symp. Med. Imag. Conf. Rec., Oct. 23-29, 2005, v. 2, p. 717-721. 3]. Выбрав толщину пластины из тантала равной 0,5 мм, геометрическую прозрачность 0,5, получаем D+d=1 мм и размер по ходу луча h>100 мм.The essence of the solution is schematically set forth in FIG. 1. The body of the collimator (3) is made of a set of metal plates (made of a material with a high absorption coefficient of x-ray radiation, for example, tantalum) of thickness d (4), to which strips of plastic (for example, of lavsan) of thickness D k are glued (5 ) variable in the collection of thickness, and the body of the collimator is made of two parts (due to the fact that part of the plates of thickness d together with adjacent layers in the region of the hole of the collimator are made up of two equal parts installed with the possibility of forming a central collimator holes), between which a template (for example, a pipe with a diameter of 40 mm) is placed, as shown in FIG. 2, a central hole of a predetermined profile is formed. In order to effectively suppress the stiff component of the scattered radiation, the raster ratio, h / (D + d) must be greater than 100 [Scott Watson at al. "Design, fabrication, and testing of a lage anty-scatter Bucky grid for megavolt γ-ray imaging", IEEE Nucl. Sci. Symp Med. Imag. Conf. Rec., Oct. 23-29, 2005, v. 2, p. 717-721. 3]. Choosing a thickness of the tantalum plate equal to 0.5 mm, a geometric transparency of 0.5, we obtain D + d = 1 mm and a size along the beam h> 100 mm.

К металлической пластине должны быть, например, приклеены по крайней мере три полоски пластика разной толщины, причем толщины полосок выбираются исходя из фокусного расстояния (f0 на фиг. 1), на которое настраивается коллиматор. Например, для коллиматора, настроенного на расстояние 3 м, при h=120 мм, шаге решетки 1 мм, и геометрическом коэффициенте ослабления первичного излучения равном 2, толщины передней, средней и задней полосок-пластин из лавсана по ходу излучения должны быть равны 0,48 мм, 0,50 мм и 0,52 мм, соответственно. Набрав, например, 100 пластин шириной 200 мм и 200 пластин, размещаемых в центральной части, шириной 100 мм, получаем коллиматор с рабочим полем 200*200 мм. Весь набор пластин помещается в конструктив - корпус коллиматора, обеспечивающий сборку с необходимой точностью и юстировку коллиматора относительно источника излучения. От точности юстировки будет зависеть фактор ослабления первичного излучения в зоне перекрываемой решеткой. В результате съемки объекта через такой коллиматор на регистраторе получается изображение объекта в пределах 200*200 мм при селективном подавлении рассеянного излучения. В области центрального отверстия поток информационных квантов не ослабляется телом коллиматора. Заменяя шаблон и заново собирая коллиматор, изменяем размеры и форму центрального отверстия в соответствии с требованиями конкретного эксперимента.For example, at least three strips of plastic of different thicknesses should be glued to the metal plate, and the thicknesses of the strips are selected based on the focal length (f 0 in Fig. 1), on which the collimator is adjusted. For example, for a collimator tuned to a distance of 3 m, with h = 120 mm, a grating pitch of 1 mm, and a geometric attenuation coefficient of the primary radiation equal to 2, the thickness of the front, middle, and back strips of dacron plates along the radiation should be equal to 0, 48 mm, 0.50 mm and 0.52 mm, respectively. Having collected, for example, 100 plates with a width of 200 mm and 200 plates placed in the central part with a width of 100 mm, we obtain a collimator with a working field of 200 * 200 mm. The entire set of plates is placed in a construct - the collimator body, which ensures assembly with the necessary accuracy and alignment of the collimator relative to the radiation source. The attenuation factor of the primary radiation in the area covered by the grating will depend on the accuracy of the adjustment. As a result of shooting an object through such a collimator on the recorder, an image of the object is obtained within 200 * 200 mm with selective suppression of scattered radiation. In the region of the central hole, the flow of information quanta is not attenuated by the collimator body. Replacing the template and reassembling the collimator, we change the size and shape of the central hole in accordance with the requirements of a particular experiment.

В эксперименте обеспечена возможность регистрировать изображение всего объекта или его большой части при селективном подавлении рассеянного излучения. Кроме того, коллиматор имеет перестраиваемую форму поперечного сечения центрального отверстия, что позволяет увеличить объем получаемой в одном эксперименте информации.In the experiment, it was possible to register an image of the entire object or its large part with selective suppression of scattered radiation. In addition, the collimator has a tunable cross-sectional shape of the central hole, which allows to increase the amount of information obtained in one experiment.

Claims (2)

1. Коллиматор для жесткого рентгеновского излучения, представляющий собой тело коллиматора с центральным отверстием, содержащее материал с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, причем длина тела коллиматора по ходу излучения h значительно больше длины половинного ослабления рентгеновского излучения λ в теле коллиматора, отличающийся тем, что тело коллиматора сформировано набором пластин толщиной d, выполненных из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, к каждой такой пластине с одной стороны прикреплены 2i+1, где i от 1 до n - натуральное число, пластин из прозрачного для рентгеновского излучения материала, а толщина каждой из этих пластин Dk определяется соотношением Dk=D+h(D+d)/2/f0((k-1)/i-1)), где d - толщина пластины из материала с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, D - средняя высота зазора между пластинами толщиной d, f0 - расстояние от источника излучения до середины коллиматора, k - номер пластины по ходу излучения; набор пластин образует периодическую решетку с периодом d+D, при этом обеспечена фокусировка периодической решетки на источник излучения; часть пластин толщиной d вместе с прилегающими пластинами толщиной Dk в области отверстия коллиматора выполнены состоящими из двух равных частей, установленных с возможностью формирования центрального отверстия коллиматора.1. The collimator for hard x-ray radiation, which is a collimator body with a central hole, containing material with a high absorption coefficient of x-ray radiation, and the length of the collimator body along the radiation h is much greater than the length of the half attenuation of x-ray radiation λ in the body of the collimator, characterized in that the body a collimator is formed by a set of plates of thickness d made of a material with a high absorption coefficient of x-ray radiation, to each such plate with one Second side attached 2i + 1 where i from 1 to n - natural number plates of transparent for X-ray material and thickness of each of these plates D k is given by D k = D + h (D + d) / 2 / f 0 ((k-1) / i-1)), where d is the thickness of the plate made of a material with a high X-ray absorption coefficient, D is the average height of the gap between the plates of thickness d, f 0 is the distance from the radiation source to the middle of the collimator, k - plate number along the radiation; a set of plates forms a periodic lattice with a period of d + D, while the focusing of the periodic lattice on the radiation source is ensured; part of the plates of thickness d together with adjacent plates of thickness D k in the region of the collimator hole are made up of two equal parts installed with the possibility of forming the central hole of the collimator. 2. Коллиматор по п. 1, отличающийся тем, что пластины в области рабочего отверстия коллиматора установлены с возможностью взаимного перемещения для обеспечения регулирования размеров рабочего центрального отверстия с помощью шаблона заданного сечения.2. The collimator according to claim 1, characterized in that the plates in the region of the working hole of the collimator are mounted with the possibility of mutual displacement to ensure regulation of the dimensions of the working central hole using a template of a given section.
RU2019107849A 2019-03-19 2019-03-19 Collimator for hard x-rays RU2706219C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019107849A RU2706219C1 (en) 2019-03-19 2019-03-19 Collimator for hard x-rays

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019107849A RU2706219C1 (en) 2019-03-19 2019-03-19 Collimator for hard x-rays

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706219C1 true RU2706219C1 (en) 2019-11-15

Family

ID=68579718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019107849A RU2706219C1 (en) 2019-03-19 2019-03-19 Collimator for hard x-rays

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706219C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180054879A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Cylindrical high voltage arrangement for a miniature x-ray system
RU2657354C2 (en) * 2013-12-30 2018-06-13 Ньюктек Компани Лимитед X-ray fluoroscopic imaging system
RU2659816C2 (en) * 2014-06-06 2018-07-04 Нактек Компани Лимитед Collimation modulatable x-ray generator
RU2670177C2 (en) * 2011-12-13 2018-10-18 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Optical collimator for led lights

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670177C2 (en) * 2011-12-13 2018-10-18 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Optical collimator for led lights
RU2657354C2 (en) * 2013-12-30 2018-06-13 Ньюктек Компани Лимитед X-ray fluoroscopic imaging system
RU2659816C2 (en) * 2014-06-06 2018-07-04 Нактек Компани Лимитед Collimation modulatable x-ray generator
US20180054879A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Cylindrical high voltage arrangement for a miniature x-ray system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2624513C2 (en) Multidirectional phase-contrast x-ray visualization
Tremsin et al. Non-destructive studies of fuel pellets by neutron resonance absorption radiography and thermal neutron radiography
DE9117302U1 (en) Device for controlling rays of particles, X-rays and gamma rays and applications thereof
KR20110079722A (en) X-ray imaging apparatus and x-ray imaging method
US11726048B2 (en) Sample inspection apparatus employing a diffraction detector
Heald Strategies and limitations for fluorescence detection of XAFS at high flux beamlines
Barnes et al. Reduction of scatter in diagnostic radiology by means of a scanning multiple slit assembly
GB2098840A (en) Focussing x-rays gamma rays and neutrons
WO2020214073A1 (en) In-line x-ray focusing optics used for manipulation of x-rays in medical transmission radiography
JP2007504881A (en) Array for electromagnetic radiation irradiation
RU2706219C1 (en) Collimator for hard x-rays
JP5081556B2 (en) X-ray diffraction measurement apparatus equipped with a Debye-Scherrer optical system and X-ray diffraction measurement method therefor
JP4395337B2 (en) Contrast phantom
Kropf et al. Bent silicon crystal in the Laue geometry to resolve x-ray fluorescence for x-ray absorption spectroscopy
RU2000124921A (en) DETECTION METHOD OF DIAMONDS ON A CONVEYOR, IN A STREAM OR SAMPLE OF DIAMOND BEARING
Buchanan et al. Effective modeling of high-energy laboratory-based x-ray phase contrast imaging utilizing absorption masks or gratings
RU2666153C2 (en) Talbot effect based nearfield diffraction for spectral filtering
Endrizzi et al. Applications of a non-interferometric x-ray phase contrast imaging method with both synchrotron and conventional sources
Bae et al. Feasibility and its characteristics of CO 2 laser micromachining-based PMMA anti-scattering grid estimated by MCNP code simulation
Benton et al. Heavy cosmic-ray exposure of Apollo 17 astronauts
RU2772789C1 (en) Diamond separation method and device for its implementation
Bertschy et al. A tunable monochromatic gamma-ray source. Part 3. Feasibility study of heavy element tomography
GB2560164A (en) Sample inspection apparatus employing a diffraction detector
JP4776212B2 (en) Multi-X-ray generation method and apparatus
McColgan et al. Sliced multilayer grating x-ray spectroscopy