Исследование распределения интенсивности и энергии излучения импульсных рентгеновских трубок коаксиального типа с пиковыми напряжениями до 615 кВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано распределение интенсивности и энергии рентгеновского излучения в плоскости детектора для трех импульсных рентгеновских источников. Источники генерируют импульсы излучения наносекундной длительности с разными максимальными напряжениями: 90 кВ, 320 кВ и 615 кВ. Рентгеновские трубки данных источников выполнены в коаксиальном виде, автоэмиссионный катод представляет собой танталовый диск с внутренним отверстием, диаметр которого зависит от максимального напряжения источника, анод представляет собой заостренный вольфрамовый стержень диаметром 4 мм. За счет конструкции электродов, позволяющей сохранить относительно небольшое фокусное пятно при высоких напряжениях, распределение интенсивности излучения по площади детектора отличается от классического распределения Гаусса. Различие наблюдается для источников с максимальным напряжением выше 300 кВ. Возможность получать высокие энергии излучения позволяет применять данные источники для получения двухэнергетических рентгеновских изображений. Для эффективного использования двухэнергетической обработки исследована зависимость распределения излучения разной эффективной энергии по площади детектора.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Комарский

Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: aakomarskiy@gmail.com
Россия, 620110, Екатеринбург, ул. Амундсена, 106

С. Р. Корженевский

Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук

Email: sk@iep.uran.ru
Россия, 620110, Екатеринбург, ул. Амундсена, 106

Список литературы

  1. Aichinger H., Dierker J., Joite-Barfuß S. et. al. Radiation Exposure and image quality in X-Ray diagnostic radiology. Springer Berlin, Heidelberg, 2012. P. 307.
  2. Староверов Н.Е., Грязнов А.Ю., Камышанская И.Г., Потрахов Н.Н., Холопова Е.Д. // Российский Технологический Журнал. 2021. Т. 9. С. 57. https://doi.org/10.32362/2500-316x-2021-9-6-57-63
  3. Бехтерев А.В., Лабусов В.А., Лохтин Р.А., Пьянов Д.А., Строков И.И., Храмов М.С. // Российский Электронный Журнал Лучевой Диагностики. 2019. Т. 9. С. 160. https://doi.org/10.21569/2222-7415-2019-9-1-160-176
  4. Brosi P., Stuessi A., Verdun F., Vock P., Wolf R. // Radiological Physics and Technology. 2011. V. 4. P. 148. https://doi.org/10.1007/s12194-011-0115-4
  5. Blinov N.N., Vasilyev A.Yu., Bessonov V.B., Gryaznov A.Yu., Zhamova K.K., Potrakhov E.N., Potrakhov N.N. // Biomedical Engineering. 2014. V. 48. P. 58. https://doi.org/10.1007/s10527-014-9418-1
  6. Jain A., Panse A., Bednarek D. et. al., // Proc. SPIE. 2014. V. 9033. https://doi.org/10.1117/12.2043057
  7. Сорокин В.Б., Луценко А.С., Генцельман В.Г. // Приборы и техника эксперимента. 2018. Т. 2. C. 38. https://doi.org/10.7868/S0032816218020088
  8. Потрахов Н.Н., Мазуров А.И., Гук К.К., Потрахов Ю.Н. Способ определения фокусного пятна рентгеновской трубки. Патент РФ RU 2717376 C1, 2020.
  9. Усачев Е.Ю., Гнедин М.М. Способ измерения размеров эффективного фокусного пятна микрофокусных рентгеновских трубок. Патент РФ RU 2674567 C1. 2018.
  10. Bircher B.A., Meli F., Küng A., Thalmann R. Proc. 10th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT 2020), Wels, Austria, 2020. Special Issue of e-Journal of Nondestructive Testing. 2020. V. 25 (2). P. 1. https://doi.org/10.58286/25087
  11. Liu M., Yu H., Xi X., Tan S., Zhu L., Zhang Z., Li L., Chen J., Yan B. // Applied Optics. 2023. V. 62. P. 2784. https://doi.org/10.1364/AO.479467
  12. Rukin S.N., Tsyranov S.N. // Tech. Phys. Lett. 2000. V. 26. P. 824. https://doi.org/10.1134/1.1315507
  13. Lyubutin S.K., Pedos M.S., Ponomarev A.V., Rukin S.N., Slovikovsky B.G., Tsyryanov S.N., Vasiliev P.V. // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2011. V. 18. P. 1221. https://doi.org/10.1109/TDEI.2011.5976119
  14. Rukin S.N. // Rev. Sci. Instrum. 2020. V. 91. P. 011501. https://doi.org/10.1063/1.5128297
  15. Grishin D.M., Gubanov V.P., Korovin S.D., Lyubutin S.K., Mesyans G.A., Nikiforov A.V., Rostov V.V., Rukin S.N., Slovikovskii B.G., Ul’maskulov M.R., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Yalandin M.I. // Tech. Phys. Lett. 2002. V. 28. P. 806. https://doi.org/10.1134/1.1519013
  16. Komarskiy A.A., Korzhenevskiy S.R., Ponomarev A.V., Komarov N.A. // Journal of X-Ray Science and Technology. 2021. V. 29. P. 567. https://doi.org/10.3233/XST-210873
  17. Komarskiy A.A., Korzhenevskiy S.R., Komarov N.A. // AIP Conference Proceedings. 2020. V. 2250. P. 020018. https://doi.org/10.1063/5.0013238
  18. Bauer C., Wagner R., Orberger B., Firsching M., Ennen A., Pina C.G., Wagner C., Honarmand M., Nabatian G., Monsef I. // Sensors. 2021. V. 21. P. 2455. https://doi.org/10.3390/s21072455
  19. Rebuffel V., Dinten J-M. // Insight Non-Destr. Test. Cond. Monit. 2007. V. 49. P. 589. https://doi.org/10.1784/insi.2007.49.10.589
  20. Komarskiy A.A., Korzhenevskiy S.R., Komarov N.A. // AIP Conference Proceedings. 2023. V. 2726. P. 020012. https://doi.org/10.1063/5.0134249
  21. Komarskiy A., Korzhenevskiy S., Ponomarev A., Chepusov A. // Sensors. 2023. V. 23. P. 4393. https://doi.org/10.3390/s23094393

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Графики импульсов напряжений и токов для исследуемых источников излучения: а – источник с пиковым напряжением 90 кВ, б – источник с пиковым напряжением 320 кВ, в – источник с пиковым напряжением 615 кВ.

Скачать (170KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Тормозные спектры, полученные путем расчета из осциллограмм токов и напряжений, для импульсных источников с напряжениями 90 кВ, 320 кВ, 615 кВ.

Скачать (145KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Электроды рентгеновских трубок для напряжений 90 кВ – 1, 320 кВ – 2, 615 кВ – 3.

Скачать (126KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение интенсивности рентгеновского излучения источника с пиковым напряжением 90 кВ по детектору в 3D (сверху) и для одной линии пикселей (снизу).

Скачать (130KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение интенсивности рентгеновского излучения источника с пиковым напряжением 320 кВ по детектору в 3D (сверху) и для одной линии пикселей (снизу). Вырезан сектор распределения.

Скачать (128KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение интенсивности рентгеновского излучения источника с пиковым напряжением 615 кВ по детектору в 3D (сверху) и для одной линии пикселей снизу.

Скачать (126KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределение эффективной энергии рентгеновского излучения по детектору относительно пятна со сниженной интенсивностью для источника 615 кВ для симметричной электродной системой. Распределение соответствует линии пикселей, отмеченной стрелкой на рис. 6 сверху.

Скачать (128KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Распределение интенсивности рентгеновского излучения источника с пиковым напряжением 615 кВ по детектору в 3D для случая со смещением катода относительно анода.

Скачать (180KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределение эффективной энергии рентгеновского излучения по детектору относительно пятна со сниженной интенсивностью для источника 615 кВ и симметричной электродной системой. Распределение соответствует линии пикселей, отмеченной стрелкой на рис. 8.

Скачать (145KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».