RU2738731C1 - Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research - Google Patents

Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research Download PDF

Info

Publication number
RU2738731C1
RU2738731C1 RU2020103761A RU2020103761A RU2738731C1 RU 2738731 C1 RU2738731 C1 RU 2738731C1 RU 2020103761 A RU2020103761 A RU 2020103761A RU 2020103761 A RU2020103761 A RU 2020103761A RU 2738731 C1 RU2738731 C1 RU 2738731C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation source
study
bremsstrahlung
fast
radiation
Prior art date
Application number
RU2020103761A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Александрович Колесников
Вячеслав Юрьевич Эверт
Степан Александрович Колесников
Александр Рамзисович Ахметов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
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 атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2020103761A priority Critical patent/RU2738731C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2738731C1 publication Critical patent/RU2738731C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention can be used to obtain an image of a fast process in a non-homogeneous object of analysis. Essence of the invention consists in the fact that the radio-graphic apparatus for obtaining the image of a fast-flowing process in a non-homogeneous object of investigation contains at least one source of bremsstrahlung providing X-ray diffraction of areas of the object of study with different optical thicknesses in corresponding to them different energy ranges, wherein, opposite to the radiation source behind the survey object, a recording system is installed, wherein the apparatus includes a diagnosis system which enables to detect the size of the focal spot of the radiation source and is installed at an angle to the X-raying axis passing from the radiation source to the object of analysis and then to the recording system.
EFFECT: technical result is higher reliability of obtaining information on fast processes in objects with different optical thickness of analysed object.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ускорительной техники, и может быть использовано в радиографических исследованиях динамически перемещающихся или изменяющихся высокоплотных объектов большой толщины.The invention relates to the field of accelerator technology, and can be used in radiographic studies of dynamically moving or changing high-density objects of great thickness.

Известно устройство получения рентгеновского изображения быстропротекающего процесса [журнал ЖТФ, 1957 г, т. 27, №2, с. 43-57]. Данная двухэлектродная импульсная рентгеновская трубка состоит из анода в виде стержня небольшого диаметра с торцом, заточенным под конус, цилиндрического полого катода, соосно расположенного с анодом и удаленного от него на некотором расстоянии по оси. Трубка служит источником рентгеновского излучения, обеспечивающим формирование импульса излучения длительностью, существенно меньшей длительности регистрируемого процесса. Напротив рентгеновской трубки за объектом исследования установлена система регистрации теневого изображения.Known device for obtaining x-ray images of a fast process [ZhTF journal, 1957, vol. 27, No. 2, p. 43-57]. This two-electrode pulsed X-ray tube consists of an anode in the form of a rod of small diameter with an end face sharpened for a cone, a cylindrical hollow cathode, coaxially located with the anode and distant from it at a certain distance along the axis. The tube serves as a source of X-ray radiation, providing the formation of a radiation pulse with a duration that is significantly shorter than the duration of the recorded process. A shadow image registration system is installed opposite the X-ray tube behind the research object.

Недостатком известного устройства является снижение резкости рентгеновских снимков от периферии к центру, уменьшение контраста изображения объектов с низкой плотностью, что делает невозможным получение достоверной информации о быстропротекающем процессе для объектов с различной оптической толщиной.The disadvantage of the known device is a decrease in the sharpness of X-ray images from the periphery to the center, a decrease in the contrast of the image of objects with low density, which makes it impossible to obtain reliable information about the fast process for objects with different optical thickness.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и поэтому принятым за прототип является радиографическая (в частности, рентгеновская) установка для получения изображения быстропротекающего процесса [патент РФ на полезную модель №87810, МПК G03B 42/02, опуб. 20.10.2009], содержащая источник рентгеновского излучения, обеспечивающий рентгенографию областей объекта исследования с различными оптическими толщинами в соответствующих им различных энергетических диапазонах, причем напротив источника излучения за объектом исследования установлена соответствующая ему система регистрации.Closest to the claimed invention and therefore taken as a prototype is a radiographic (in particular, X-ray) installation for obtaining images of a fast-flowing process [RF patent for utility model No. 87810, IPC G03B 42/02, publ. 20.10.2009], containing an X-ray source that provides X-ray diffraction of areas of the research object with different optical thicknesses in the corresponding different energy ranges, and opposite the radiation source behind the research object, a corresponding registration system is installed.

В данной установке в качестве источника излучения используются один источник излучения с энергетическим спектральный диапазоном, заданным в соответствии с оптической толщиной менее плотной области объекта исследования и два источника излучения с энергетическим спектральный диапазоном, заданным в соответствии с оптической толщиной более плотной области объекта исследования. Источники излучения пространственно разнесены с обеспечением возможности получения изображений в различных ракурсах без перекрытия энергетических диапазонов излучения от источников. Рентгеновская установка может быть снабжена системой синхронизации источников излучения и коллиматорами.In this installation, as a radiation source, one radiation source with an energy spectral range specified in accordance with the optical thickness of the less dense area of the research object and two radiation sources with an energy spectral range specified in accordance with the optical thickness of the denser area of the research object are used. The radiation sources are spatially separated to provide the possibility of obtaining images from different angles without overlapping the energy ranges of radiation from the sources. The X-ray unit can be equipped with a system for synchronizing radiation sources and collimators.

Известная установка позволяет получить в пределах одного эксперимента рентгеновские изображения быстропротекающего процесса в объектах (например, в условиях взрывного эксперимента) с существенно неоднородной оптической плотностью, т.е для исследуемых объектов, оптическая плотность которых изменяется более, чем на два порядка по оптической плотности.The known installation makes it possible to obtain, within one experiment, X-ray images of a fast process in objects (for example, in an explosive experiment) with a substantially inhomogeneous optical density, i.e., for the objects under study, the optical density of which changes by more than two orders of magnitude in optical density.

К недостаткам прототипа можно отнести недостаточную достоверность получения информации о быстропротекающем процессе для объектов с различной оптической толщиной в связи с тем, что не учтена погрешность зарегистрированного положения границ исследуемого объекта, которую вносит отсутствие информации о размере фокусного пятна источника излучения.The disadvantages of the prototype include the insufficient reliability of obtaining information about the fast-flowing process for objects with different optical thickness due to the fact that the error in the recorded position of the boundaries of the object under study is not taken into account, which is introduced by the lack of information about the size of the focal spot of the radiation source.

Задачей и техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, является повышение достоверности получения информации о быстропротекающих процессах в объектах с различной оптической толщиной исследуемого объекта путем учета погрешности зарегистрированного положения его границ, которую вносит информация о размере фокусного пятна источника излучения.The objective and the technical result to be achieved by the claimed technical solution is to increase the reliability of obtaining information about fast processes in objects with different optical thickness of the object under study by taking into account the error in the registered position of its boundaries, which is introduced by information on the size of the focal spot of the radiation source.

Технический результат достигается тем, что радиографическая установка для получения изображения быстропротекающих процессов в неоднородном объекте исследования, содержащая, по крайней мере, один источник тормозного излучения, обеспечивающий рентгенографию областей объекта исследования с различными оптическими толщинами в соответствующих им различных энергетических диапазонах, причем напротив источника излучения за объектом исследования установлена система регистрации, согласно изобретения в установку введена система диагностики, обеспечивающая регистрацию размера фокусного пятна источника излучения и установленная под углом к оси рентгенографирования, проходящей от источника излучения к объекту исследования и далее к системе регистрации.The technical result is achieved by the fact that a radiographic installation for obtaining an image of fast processes in a heterogeneous object of study, containing at least one source of bremsstrahlung radiation, providing X-ray diffraction of areas of the object of study with different optical thicknesses in the corresponding different energy ranges, and opposite the source of radiation for the object of the study is a registration system, according to the invention, a diagnostic system is introduced into the installation, which ensures the registration of the size of the focal spot of the radiation source and is installed at an angle to the x-ray axis passing from the radiation source to the object of study and further to the registration system.

Введение в радиографическую установку системы диагностики, обеспечивающей регистрацию размера фокусного пятна источника излучения в ходе рентгенографирования объекта исследования, при этом система диагностики установлена под углом к оси рентгенографирования, дает возможность учесть погрешность определения положения границ исследуемого объекта, вносимую влиянием на их размытие размера фокусного пятна, тем самым повысить достоверность полученной информации о быстропротекающем процессе в неоднородном объекте исследования. Необходимость установки системы диагностики под углом к оси рентгенографирования определена следующими условиями: установка системы диагностики на оси рентгенографирования в обратном направлении приведет к тому, что она окажется по ходу движения электронов, которые, во-первых, при взаимодействии с сцинтилляционным конвертором создадут на теневом изображении шум на порядки превышающий полезный сигнал, во-вторых электроны потеряют энергию, фокусное пятно увеличится на порядок, что отрицательно скажется на выходных технических характеристиках ускорителя. В-третьих, система диагностики выйдет из строя за несколько импульсов. Перед источником излучения устанавливать систему диагностики нельзя, т.к. объект исследования окажется в тени системы диагностики и на теневом изображении будет отсутствовать какая-либо информация об объекте исследования.The introduction of a diagnostic system into the radiographic installation, which ensures the registration of the size of the focal spot of the radiation source during X-ray diffraction of the object of study, while the diagnostic system is installed at an angle to the X-ray axis, makes it possible to take into account the error in determining the position of the boundaries of the object under study, introduced by the influence of the size of the focal spot on their blurring thereby to increase the reliability of the information obtained about the fast-flowing process in a heterogeneous object of research. The need to install the diagnostic system at an angle to the X-ray axis is determined by the following conditions: installation of the diagnostic system on the X-ray axis in the opposite direction will lead to the fact that it will be in the direction of motion of electrons, which, firstly, when interacting with the scintillation converter, will create noise in the shadow image orders of magnitude higher than the useful signal, secondly, the electrons will lose energy, the focal spot will increase by an order of magnitude, which will negatively affect the output technical characteristics of the accelerator. Thirdly, the diagnostic system will fail in a few pulses. The diagnostic system must not be installed in front of the radiation source, because the object of research will be in the shadow of the diagnostic system and there will be no information about the object of research in the shadow image.

Размещение системы диагностики определенным образом к оси рентгенографирования, проходящей от источника излучения к объекту исследования и далее к системе регистрации, позволяет осуществить регистрацию/контроль размера фокусного пятна в каждом импульсе ускорителя с источником тормозного излучения одновременно/независимо от получения теневого изображения исследуемого объекта, повышая достоверность полученной информации. При этом размер фокусного пятна от импульса к импульсу будет меняться, что естественно, и, соответственно, вносить разный вклад в размытие границ объекта на каждом теневом изображении (рентгенограмме).The placement of the diagnostic system in a certain way to the x-ray axis passing from the radiation source to the object of study and further to the registration system allows registration / control of the focal spot size in each pulse of the accelerator with a bremsstrahlung source simultaneously / independently of obtaining a shadow image of the object under study, increasing information received. In this case, the size of the focal spot from pulse to pulse will change, which is natural, and, accordingly, make a different contribution to blurring the boundaries of the object in each shadow image (X-ray).

Для повышения информативности результатов исследований система диагностики содержит сцинтилляционный экран и многокадровую цифровую камеру, что дает возможность осуществить регистрацию/контроль размера фокусных пятен при работе ускорителя с источником тормозного излучения в однокадровом и многокадровом режимах, в статическом положении исследуемого объекта, так и в его динамическом развитии (динамическом изменении конфигурации).To increase the information content of research results, the diagnostic system contains a scintillation screen and a multi-frame digital camera, which makes it possible to register / control the size of focal spots when the accelerator operates with a bremsstrahlung source in single-frame and multi-frame modes, in the static position of the object under study, and in its dynamic development. (dynamic configuration change).

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».The presence in the claimed invention of features that distinguish it from the prototype makes it possible to consider it as corresponding to the "novelty" condition.

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features, which contain the distinctive part of the claims, are not identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition "inventive step".

Изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- на фиг. 1 схематично изображена установка для получения радиографического изображения быстропротекающих процессов в неоднородном объекте исследования во взрывном рентгенографическом эксперименте, где принимаются следующие обозначения: 1 - излучатель; 2 - источник тормозного излучения, 3 - коллиматор, 4 - броневая стена каземата, 5 - защита источника от воздействия ВВ при взрывном эксперименте; 6 - объект исследования, 7 - система регистрации, 8 - система диагностики;- in Fig. 1 schematically shows an installation for obtaining a radiographic image of fast processes in a heterogeneous object of study in an explosive X-ray experiment, where the following designations are accepted: 1 - emitter; 2 - bremsstrahlung source, 3 - collimator, 4 - casemate armored wall, 5 - source protection from explosives during an explosive experiment; 6 - object of research, 7 - registration system, 8 - diagnostic system;

- на фиг. 2 представлена схема системы диагностики.- in Fig. 2 shows a diagram of the diagnostic system.

Радиографическая установка (фиг. 1-2) для получения изображения быстропротекающих процессов в неоднородном объекте исследования 5 содержит в своем составе линейный индукционный ускоритель 1 (ЛИУ) с по крайней мере одним источником тормозного излучения 2, способного генерировать несколько импульсов тормозного излучения за один пуск с граничной энергией электронов от 2 до 65 МэВ, длительностью, существенно меньшей длительности регистрируемого процесса. Также радиографическая установка содержит коллиматор 3, объект исследования 6, многокадровую систему регистрации 7, способную регистрировать как одно, так и несколько рентгеновских изображений в течение быстропротекающего процесса, и систему диагностики 8, регистрирующую размер фокусного пятна источника излучения 1 каждого импульса тормозного излучения за один пуск ускорителя 1 и впоследствии учесть размер фокусного пятна при определении положения границ объекта исследования 6. С помощью системы регистрации 7 визуализируют положение и состояние объекта исследования 6 на момент рентгенографирования в виде рентгенографического изображения.A radiographic installation (Fig. 1-2) for obtaining an image of fast processes in an inhomogeneous object of study 5 contains a linear induction accelerator 1 (LIA) with at least one source of bremsstrahlung radiation 2, capable of generating several pulses of bremsstrahlung radiation in one start with the boundary energy of electrons from 2 to 65 MeV, duration much shorter than the duration of the recorded process. The radiographic installation also contains a collimator 3, an object of study 6, a multi-frame registration system 7, capable of registering both one and several X-ray images during a fast process, and a diagnostic system 8, which records the size of the focal spot of the radiation source 1 of each bremsstrahlung pulse in one start accelerator 1 and subsequently take into account the size of the focal spot when determining the position of the boundaries of the research object 6. Using the registration system 7 visualize the position and state of the research object 6 at the time of radiography in the form of an X-ray image.

Система диагностики 8 установлена под углом Δ к оси рентгенографирования, проходящей от источника излучения 1 к объекту исследования 6 и далее к системе регистрации 7, на пути распространения «обратного» тормозного излучения, также генерируемого источником 2. Величина угла Δ зависит от габаритных размеров конструкционных элементов самого ускорителя.The diagnostic system 8 is installed at an angle Δ to the x-ray axis passing from the radiation source 1 to the object of study 6 and further to the registration system 7, along the path of propagation of the "back" bremsstrahlung radiation, also generated by the source 2. The value of the angle Δ depends on the overall dimensions of the structural elements the accelerator itself.

Для повышения информативности результатов исследований система диагностики 8 (фиг. 2) содержит сцинтилляционный экран 9 и многокадровую цифровую камеру 10, что дает возможность осуществить работу ускорителя в однокадровом и многокадровом режимах при статическом положении исследуемого объекта бив его динамическом развитии (динамическом изменении конфигурации).To increase the information content of the research results, the diagnostic system 8 (Fig. 2) contains a scintillation screen 9 and a multi-frame digital camera 10, which makes it possible to operate the accelerator in single-frame and multi-frame modes with a static position of the object under study in its dynamic development (dynamic configuration change).

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

Производят пуск ускорителя 1 с источником тормозного излучения 2. В источнике 2 генерируется тормозное излучение, которое распространяется во все стороны, преимущественно вперед. «Прямым» тормозным излучением через коллиматор 3 производят рентгенографирование (получение теневого изображения) объекта исследования 6, а за счет «обратного» тормозного излучения, проходящего через систему диагностики 8, одновременно с получением теневого изображения объекта исследования 6 в заданные моменты времени быстропротекающего процесса определяют размер фокусного пятна источника тормозного излучения 1. Коллимация «прямонаправленного» тормозного излучения с помощью коллиматора 3, исходя из представления о габаритах исследуемой области объекта исследования 6, позволяет исключить вредное рассеянное излучение при проведении рентгенографии объекта исследования 6, что повышает качество теневых изображений, регистрируемых системой регистрации 7.The accelerator 1 is started with the source of bremsstrahlung 2. In the source 2, bremsstrahlung is generated, which propagates in all directions, mainly forward. The "direct" bremsstrahlung radiation through the collimator 3 produces x-ray (obtaining a shadow image) of the research object 6, and due to the "reverse" bremsstrahlung passing through the diagnostic system 8, simultaneously with obtaining a shadow image of the research object 6 at specified times of the fast process, the size is determined the focal spot of the source of bremsstrahlung 1. The collimation of "forward-directed" bremsstrahlung using a collimator 3, based on the idea of the dimensions of the investigated area of the research object 6, makes it possible to exclude harmful scattered radiation during X-ray imaging of the research object 6, which improves the quality of shadow images recorded by the registration system 7.

Процесс определения фокусного пятна системой диагностики 8 осуществляется следующим образом. «Обратное» тормозное излучение проходит через щелевой коллиматор 11, образованный набором сегментов цилиндра (не менее чем из двух сегментов) из сплава вольфрам-никель-железо (далее - сегмент), обращенных друг к другу закругленной стороной. Набор сегментов используется в качестве тест-объекта для определения размера фокусного пятна по методу «полутени от резкого края» [Wang, Y., Li, Q., Chen, N., Cheng, J. M., Li, C. G., Li, H., … & Deng, J. J. (2016). Experimental comparison of various techniques for spot size measurement of high-energy X-ray. Chinese Physics C, 40(8), 086205, стр. 3]. Сцинтилляционный экран 9, установленный за набором сегментов 11, переводит «обратное» тормозное излучение в видимый свет, который фиксируется цифровой многокадровой камерой 10. Цифровая камера 10 осуществляет регистрацию теневого изображения набора сегментов 11 напрямую или через зеркало 12 (в зависимости спектра тормозного излучения источника тормозного излучения 2). Зеркало 12 используют для увеличения рабочего ресурса камеры 10 (в случае использования ускорителя 1 с малой граничной энергией электронов (~ до 2 МэВ) зеркало 12 не применяют). Затем цифровое теневое изображение, зарегистрированное цифровой камерой 10 по кабельным магистралям передается на управляющий компьютер (не показано). По полученному изображению используя метод «полутени от резкого края» строят профиль яркости вдоль выбранного направления. Далее методом определения среднеквадратичного отклонения (из функции ошибок erf или Гаусса) [Richardson R.A., T.L. Houck, "Roll bar spot size measurement technique", 19th International Linear Accelerator Conference, 1998 г.] определяют размер фокусного пятнаThe process of determining the focal spot by the diagnostic system 8 is carried out as follows. "Backward" bremsstrahlung passes through the slit collimator 11 formed by a set of cylinder segments (not less than two segments) of a tungsten-nickel-iron alloy (hereinafter referred to as a segment) facing each other with a rounded side. A set of segments is used as a test object for determining the size of the focal spot by the method of "penumbra from sharp edge" [Wang, Y., Li, Q., Chen, N., Cheng, JM, Li, CG, Li, H., ... & Deng, JJ (2016). Experimental comparison of various techniques for spot size measurement of high-energy X-ray. Chinese Physics C, 40 (8), 086205, page 3]. A scintillation screen 9, installed behind a set of segments 11, converts the "reverse" bremsstrahlung radiation into visible light, which is recorded by a digital multi-frame camera 10. The digital camera 10 records the shadow image of a set of segments 11 directly or through a mirror 12 (depending on the bremsstrahlung spectrum of the radiation 2). Mirror 12 is used to increase the working life of chamber 10 (in the case of using accelerator 1 with a low boundary electron energy (~ up to 2 MeV), mirror 12 is not used). Then, the digital shadow image recorded by the digital camera 10 is transmitted via cable lines to a control computer (not shown). From the obtained image, using the "penumbra from sharp edge" method, a brightness profile is built along the selected direction. Further, by the method of determining the standard deviation (from the erf or Gaussian error function) [Richardson R.A., T.L. Houck, "Roll bar spot size measurement technique", 19th International Linear Accelerator Conference, 1998] determine the focal spot size

В итоге, на персональном компьютере по завершении обработки теневых изображений, полученных системой регистрации, с учетом размера фокусного пятна, полученной системой диагностики, определяют границы объекта исследования 6 с повышенной точностью. Обработка теневых изображений оптически неоднородного объекта исследования 6 с учетом размера фокусного пятна источника излучения 2 повышает достоверность определения положения границ объекта исследования 6 в заданный момент времени быстропротекающего процесса.As a result, on a personal computer, upon completion of the processing of shadow images obtained by the registration system, taking into account the size of the focal spot obtained by the diagnostic system, the boundaries of the research object 6 are determined with increased accuracy. The processing of shadow images of an optically inhomogeneous research object 6, taking into account the size of the focal spot of the radiation source 2, increases the reliability of determining the position of the boundaries of the research object 6 at a given moment in time of a fast process.

Для защиты системы диагностики 8 от электромагнитного излучения и влияния рассеянного излучения на качество рентгенограмм ее устанавливают в саркофаг из свинца (не показано).To protect the diagnostic system 8 from electromagnetic radiation and the effect of scattered radiation on the quality of radiographs, it is installed in a lead sarcophagus (not shown).

Согласно целям и задачам экспериментальных исследований в радиографической установке может быть применен как один, так и несколько ускорителей с одним или несколькими источниками тормозного излучения. Источники излучения могут быть условно «мягкого» и «жесткого» спектра тормозного излучения, обеспечивающие качественную рентгенографию, соответственно, менее и более плотных областей объекта исследования. Источники тормозного излучения условно-низкоэнергетического диапазона («мягкого» спектра тормозного излучения) используют при рентгенографии менее плотных областей объекта, а источники тормозного излучения условно-высокоэнергетического диапазона («жесткого» спектра тормозного излучения) используют при рентгенографии более плотных областей объекта исследования.According to the goals and objectives of experimental research, the radiographic facility can be used as one or several accelerators with one or more sources of bremsstrahlung. Sources of radiation can be conditionally "soft" and "hard" spectrum of bremsstrahlung, providing high-quality X-ray, respectively, less and more dense areas of the object of study. Sources of bremsstrahlung of the conventionally low-energy range ("soft" spectrum of bremsstrahlung) are used for radiography of less dense areas of the object, and sources of bremsstrahlung of the conventionally-high-energy range ("hard" spectrum of bremsstrahlung) are used for X-ray diffraction of denser areas of the object under study.

В частном варианте реализации радиографическая установка может иметь несколько ускорителей с источниками тормозного излучения с различной граничной энергией, подобранной в соответствии с разноплотностью объекта исследований. При этом каждый источник излучения будет иметь соответствующую ему систему диагностики, которая регистрирует/контролирует размер фокусного пятна соответствующего ей источника излучения. Каждая система диагностики, также как в случае с одним источником излучения, будет установлена под определенным углом, зависящим от габаритных размеров соответствующего каждой системе диагностики ускорителя, и с ориентацией в «обратном» направлении к оси рентгенографирования соответствующего источника излучения.In a particular embodiment, the radiographic installation can have several accelerators with sources of bremsstrahlung with different boundary energies, selected in accordance with the density difference of the object under study. Moreover, each radiation source will have a corresponding diagnostic system that registers / controls the size of the focal spot of the corresponding radiation source. Each diagnostic system, as in the case of one radiation source, will be installed at a certain angle, depending on the overall dimensions of the accelerator corresponding to each diagnostic system, and with orientation in the "opposite" direction to the X-ray axis of the corresponding radiation source.

На предприятии было проведено экспериментальное опробование системы диагностики, которое подтвердило получение результатов исследований быстропротекающего процесса в оптически неоднородном объекте исследования с более точным определением положения его границ, что повысило достоверность получения информации о быстропротекающих процессах в объектах с различной оптической плотностью.Experimental testing of the diagnostic system was carried out at the enterprise, which confirmed the receipt of research results of a fast process in an optically inhomogeneous research object with a more accurate determination of the position of its boundaries, which increased the reliability of obtaining information about fast processes in objects with different optical densities.

Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the information provided indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- устройство, воплощающее заявляемое изобретение, при его осуществлении предназначено для использовании в области ускорительной техники, и может быть использована в радиографических исследованиях динамически перемещающихся или изменяющихся высокоплотных объектов большой толщины;- the device embodying the claimed invention, in its implementation, is intended for use in the field of accelerator technology, and can be used in radiographic studies of dynamically moving or changing high-density objects of large thickness;

- средство, воплощающее заявляемое изобретение, при осуществлении способно повысить достоверность получения информации о быстропротекающих процессах в объектах с различной оптической толщиной исследуемого объекта;- the means embodying the claimed invention, when implemented, is capable of increasing the reliability of obtaining information about fast processes in objects with different optical thickness of the investigated object;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.- for the claimed device in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation is confirmed using the means and methods described in the application and known before the priority date.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (2)

1. Радиографическая установка для получения изображения быстропротекающего процесса в неоднородном объекте исследования, содержащая, по крайней мере, один источник тормозного излучения, обеспечивающий рентгенографию областей объекта исследования с различными оптическими толщинами в соответствующих им различных энергетических диапазонах, причем напротив источника излучения за объектом исследования установлена система регистрации, отличающаяся тем, что в установку введена система диагностики, обеспечивающая регистрацию размера фокусного пятна источника излучения и установленная под углом к оси рентгенографирования, проходящей от источника излучения к объекту исследования и далее к системе регистрации.1. Radiographic installation for obtaining an image of a fast process in an inhomogeneous object of study, containing at least one source of bremsstrahlung radiation, providing X-ray diffraction of areas of the object of study with different optical thicknesses in the corresponding different energy ranges, and opposite the radiation source behind the object of study, a system is installed registration, characterized in that a diagnostic system is introduced into the installation, which provides registration of the size of the focal spot of the radiation source and is installed at an angle to the X-ray axis passing from the radiation source to the object of study and then to the registration system. 2. Радиографическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что система диагностики содержит в своем составе сцинтилляционный экран и многокадровую цифровую камеру.2. Radiographic installation according to claim 1, characterized in that the diagnostic system contains a scintillation screen and a multi-frame digital camera.
RU2020103761A 2019-09-09 2019-09-09 Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research RU2738731C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020103761A RU2738731C1 (en) 2019-09-09 2019-09-09 Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020103761A RU2738731C1 (en) 2019-09-09 2019-09-09 Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738731C1 true RU2738731C1 (en) 2020-12-16

Family

ID=73834986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020103761A RU2738731C1 (en) 2019-09-09 2019-09-09 Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738731C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864593A (en) * 1987-11-24 1989-09-05 North American Philips Corporation Method of measuring plasma densities and temperatures
RU87810U1 (en) * 2009-02-24 2009-10-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" X-RAY INSTALLATION FOR PREPARING AN IMAGE OF A QUICK PROCESSING PROCESS
RU2438119C1 (en) * 2010-08-09 2011-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of recording high-speed processes and device for realising said method
RU2515053C1 (en) * 2012-12-11 2014-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of obtaining radiographic image of fast processes in inhomogeneous test object and radiographic system for realising said method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864593A (en) * 1987-11-24 1989-09-05 North American Philips Corporation Method of measuring plasma densities and temperatures
RU87810U1 (en) * 2009-02-24 2009-10-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" X-RAY INSTALLATION FOR PREPARING AN IMAGE OF A QUICK PROCESSING PROCESS
RU2438119C1 (en) * 2010-08-09 2011-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of recording high-speed processes and device for realising said method
RU2515053C1 (en) * 2012-12-11 2014-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of obtaining radiographic image of fast processes in inhomogeneous test object and radiographic system for realising said method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тен Константин Алексеевич, Использование синхротронного излучения для исследования взрывных процессов, Автореферат на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Новосибирск, 2007, весь документ. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kolanoski et al. Particle Detectors: Fundamentals and Applications
US5040199A (en) Apparatus and method for analysis using x-rays
US10481113B2 (en) X-ray backscatter inspection system
Tommasini et al. Development of Compton radiography of inertial confinement fusion implosions
RU2305829C1 (en) Method and device for recognition of materials by means of quick neutrons and continuous spectral x-ray radiation
RU2415404C1 (en) Method and device to detect smuggled goods using x-ray radiation and photoneutrons
US4124804A (en) Compton scatter scintillation camera system
RU2426100C1 (en) Method of material analysis at shock wave loading by means of protonoscopy
CN101405596A (en) Systems and methods for detecting an image of an object by use of an X-ray beam having a polychromatic distribution
US20190129060A1 (en) Adaptive Cargo Inspection Based on Multi-Energy Betatron
CA2951639C (en) Methods for 2-color radiography with laser-compton x-ray sources
US5742660A (en) Dual energy scanning beam laminographic x-radiography
JP2006258553A (en) Flow evaluation method, flow evaluation device, and flow evaluation program of medium having flow behavior
RU87810U1 (en) X-RAY INSTALLATION FOR PREPARING AN IMAGE OF A QUICK PROCESSING PROCESS
RU2738731C1 (en) Radiographic apparatus for obtaining image of fast process in heterogeneous object of research
US3237009A (en) Method and device for radiography with neutrons of thermal energies
US10728996B2 (en) Circular x-ray tube and an x-ray instrument comprising the circular x-ray tube
Zellner et al. Development of a multi-energy flash computed tomography diagnostic for three dimensional imaging of ballistic experiments
KR101239133B1 (en) Digital phantom for medical radiography, system and method of processing medical image using digital phantom
JPH0213736B2 (en)
Benton et al. Radiography with heavy particles
Gorlova et al. Investigation of the Generation of Positrons near the Threshold
Leong et al. Quantitative x ray phase contrast imaging of oblique shock wave–interface interactions
Wood A High Speed X‐Radiographic Camera for Use in the Electron Beam Environment
Besnard et al. Metrology and detonics: analysis of necking