一种X射线成像板的定量标定系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种X射线成像板的定量标定系统，所述的定量标定系统包括钨X射线管、金属箔、准直器、非标快门、限孔、X射线成像板、高纯锗谱仪以及电脑；钨X射线管发射的钨X射线连续谱经出射口入射到金属箔上，激发金属的Kα单能线谱发射，而后由准直器进行准直，非标快门通过控制准直器的准直孔的开合进行时间窗口截取，该单能线谱发射穿过限孔入射到X射线成像板或高纯锗谱仪并被二者记录。本实用新型专利技术使X射线成像板的标定误差减小，在X射线成像技术领域具有较广阔的应用前景。

A quantitative calibration system for X ray imaging board

The utility model discloses a quantitative X ray imaging plate calibration system, the quantitative calibration system including tungsten X ray tube, metal foil, collimator, non-standard shutter, orifice plate, X-ray imaging, X HPGe spectrometer and X ray computer; tungsten tungsten X ray tube continuous emission spectrum after the exit incident to the metal foil, single line emission can stimulate K alpha metal, then by the collimator collimation, opening and closing shutter by collimation hole control of collimator time window interception of non-standard, the single line can be transmitted through the orifice to incident X ray imaging plate or HPGe spectrometer and the two record. The utility model reduces the calibration error of the X - ray imaging board, and has a broad application prospect in the field of X - ray imaging technology.

【技术实现步骤摘要】
一种X射线成像板的定量标定系统
本技术属于X射线探测器件定量标定领域，具体涉及一种X射线成像板的定量标定系统。
技术介绍
X射线成像板是惯性约束聚变（ICF）中最重要的三种X射线成像探测器件之一，由于X射线成像板具有高于X射线胶片的信噪比和灵敏度，优于X光CCD的可弯曲和灵敏面大的特点，因而广泛应用于电子温度测量、X射线发射成像观测以及光谱测量等等定量探测领域。采用X射线成像板进行定量探测，首先需要对其灵敏度、衰减系数、线性响应范围以及吸收效率等进行定量标定。目前常用钨X射线连续谱激发不同靶材Kα线谱发射进行不同能点的标定，该方式存在着以下不足：1、由于该Kα线是夹杂在轫致辐射连续谱基底中的，国际上通常采用吸收边滤片提纯光谱，然而吸收边滤片会降低Kα线透过率，却相对地提高了高能X射线的透过率，因此能够达到的该Kα线标定光源的光谱纯度的下限仅是65%，由此引入的标定误差是显著的。2、由于钨X射线连续谱的发射需要一定时间才能稳定，标准快门又难以完全阻挡高能X射线等原因，标定光源即Kα线发射谱的可重复性的误差是1%，这对于精确标定乃至ICF精密物理实验中的精确测量需求（例如：靶丸内爆驱动不对称性要求达到1%~2%），仍然有待减小。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种X射线成像板的定量标定系统。本技术的一种X射线成像板的定量标定系统，其特点是：所述的定量标定系统包括钨X射线管、金属箔、准直器、非标快门、限孔、X射线成像板、高纯锗谱仪和电脑。钨X射线管的X射线出射口中心和金属箔的中心位于同一竖直直线Ⅰ上。金属箔与直线Ⅰ的夹角是45°。金属箔的中心、准直器的中心线、非标快门的挡块的中心、限孔的中心、X射线成像板的中心和高纯锗谱仪的中心线在同一条水平直线Ⅱ上。准直器的前端是金属箔，后端准直孔受非标快门的挡块控制开合。限孔、X射线成像板和高纯锗谱仪的前端面紧贴在一起。X射线成像板可拆卸。电脑控制非标快门的开合以及高纯锗谱仪的运行。钨X射线管发射的钨X射线连续谱经出射口入射到金属箔上，激发金属的Kα单能线谱发射，而后由准直器进行准直，非标快门通过控制准直器的准直孔的开合进行时间窗口截取，穿过限孔入射到X射线成像板或高纯锗谱仪并被二者记录。钨X射线管为X射线二级管，阳极材料为钨。钨X射线管的电压值为金属箔中的金属的原子序数的两倍，电压单位为千伏。所述的金属箔厚度为40µm，直径大于45mm，金属箔中金属的纯度大于等于99.5%。所述的金属箔中的金属采用铜、铁或钼中的一种。所述的准直器采用铅材料制成。所述的非标快门的挡块与准直孔的大小相适配，挡块采用厚度5mm~10mm的铅材料。非标快门中控制铅块运动的拨杆转速大于45°/s。所述的限孔采用铅材料制成，限孔的直径为3mm~5mm，厚度大于等于5mm。限孔与金属箔的间距为90mm~110mm。本技术的X射线成像板的定量标定系统能够实现将标定光源光谱纯度提升12%及以上，可重复性误差减小一半及以上，从而将以上两部分引入的标定误差减小12.5%及以上，对于X射线成像板的定量标定及应用具有广阔且重要应用前景。附图说明图1为本技术的X射线成像板的定量标定系统的结构示意图；图2为本技术的X射线成像板的定量标定系统测得的铜箔的Kα线谱曲线；图3为本技术的X射线成像板的定量标定系统获得的X射线成像板的线性响应范围标定结果；图中，1.钨X射线管2.金属箔3.准直器4.非标快门5.限孔6.X射线成像板7.高纯锗谱仪8.电脑。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术的一种X射线成像板的定量标定系统包括钨X射线管1、金属箔2、准直器3、非标快门4、限孔5、X射线成像板6、高纯锗谱仪7和电脑8；所述的钨X射线管1的X射线出射口中心和金属箔2的中心位于同一竖直直线Ⅰ上；所述的金属箔2与直线Ⅰ的夹角是45°；所述的金属箔2的中心、准直器3的中心线、非标快门4的挡块的中心、限孔5的中心、X射线成像板6的中心和高纯锗谱仪7的中心线在同一条水平直线Ⅱ上；所述的准直器3的前端是金属箔2，后端准直孔受非标快门4的挡块控制开合；所述的限孔5、X射线成像板6和高纯锗谱仪7的前端面紧贴在一起；所述的X射线成像板6可拆卸；所述的电脑8控制非标快门4的开合以及高纯锗谱仪7的运行；所述的钨X射线管1发射的钨X射线连续谱经出射口入射到金属箔2上，激发金属的Kα单能线谱发射，而后由准直器3进行准直，非标快门4通过控制准直器3的准直孔的开合进行时间窗口截取，穿过限孔5入射到X射线成像板6或高纯锗谱仪7并被二者记录。所述的钨X射线管1为X射线二级管，阳极材料为钨；钨X射线管1的电压值为金属箔2中的金属的原子序数的两倍，电压单位为千伏。所述的金属箔2厚度为40µm，直径大于45mm，金属箔2中金属的纯度大于等于99.5%。所述的金属箔2中的金属采用铜、铁或钼中的一种。所述的准直器3采用铅材料制成。所述的非标快门4的挡块与准直孔的大小相适配，挡块采用厚度5mm~10mm的铅材料；非标快门4中控制铅块运动的拨杆转速大于45°/s。所述的限孔5采用铅材料制成，限孔5的直径为3mm~5mm，厚度大于等于5mm；限孔5与金属箔2的间距为90mm~110mm。实施例1本实施例中，钨X射线管1的电压值为金属箔2中的金属铜的原子序数29的两倍，钨X射线管1的电压为58千伏;所述的金属箔2直径为47mm，金属箔2中金属的纯度等于99.5%；金属箔2中的金属采用铜；非标快门4的挡块采用厚度5mm的铅材料；非标快门4中控制铅块运动的拨杆转速为50°/s；限孔5的直径为3mm，厚度等于5mm；限孔5与金属箔2的间距为90mm。本实施例对X射线成像板线性响应范围进行定量标定，采用的X射线成像板6为MS型像板。由于X射线成像板的制作差异明显，扫描读取数据过程区别显著，因而对于X射线成像板的定量化应用不能直接参考文献上的标定数据，需要对相应的成像板进行绝对标定。尽管文献上已报道X射线成像板的线性响应范围跨越5个量级，本实施例对线性响应范围进行再次标定的原因除了上述原因以外，另一个重要原因在于文献上的5个量级是指光子数的数量级，如果对于ICF中未知X射线源（尤其是靶丸内爆过程中所产生的），我们是难以判断该X射线是否在X射线成像板线性响应范围内的。因此，基于X射线成像板的灰度值读数，我们对其进行线性响应范围进行标定并取得结果。换句话说，根据这个标定结果，对于任何未知X射线源辐照X射线成像板，只要扫描出X射线成像板的读数，就可以判断该X射线源是否在X射线成像板的线性响应范围内，如果在，就可以结合其他标定数据进行定量数据处理；如果不在，就不能进行定量数据处理。另外，根据文献，利用一种金属材料的Kα线进行X射线成像板的线性范围的测量，并外推到其他能点是合理的，这是因为X射线成像板响应灵敏度大能量范围标定结果形貌的可重复性。本实施例工作对于扩展X射线成像板的定量化应用范围具有重要意义。首先我们撤去X射线成像板6，根据实验累积经验，将钨X射线管1的控制器的电压信号设定为金属箔2的金属材料铜原子序数29的两倍，电压为58kV，这样能起到优化光谱纯度的作用。钨X射线管1轫致辐射连续谱X射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线成像板的定量标定系统，其特征在于：所述的定量标定系统包括钨X射线管（1）、金属箔（2）、准直器（3）、非标快门（4）、限孔（5）、X射线成像板（6）、高纯锗谱仪（7）和电脑（8）；所述的钨X射线管（1）的X射线出射口中心和金属箔（2）的中心位于同一竖直直线Ⅰ上；所述的金属箔（2）与直线Ⅰ的夹角是45°；所述的金属箔（2）的中心、准直器（3）的中心线、非标快门（4）的挡块的中心、限孔（5）的中心、X射线成像板（6）的中心和高纯锗谱仪（7）的中心线在同一条水平直线Ⅱ上；所述的准直器（3）的前端是金属箔（2），后端准直孔受非标快门（4）的挡块控制开合；所述的限孔（5）、X射线成像板（6）和高纯锗谱仪（7）的前端面紧贴在一起；所述的X射线成像板（6）可拆卸；所述的电脑（8）控制非标快门（4）的开合以及高纯锗谱仪（7）的运行；所述的钨X射线管（1）发射的钨X射线连续谱经出射口入射到金属箔（2）上，激发金属的Kα单能线谱发射，而后由准直器（3）进行准直，非标快门（4）通过控制准直器（3）的准直孔的开合进行时间窗口截取，穿过限孔（5）入射到X射线成像板（6）或高纯锗谱仪（7）并被二者记录。

【技术特征摘要】
1.一种X射线成像板的定量标定系统，其特征在于：所述的定量标定系统包括钨X射线管（1）、金属箔（2）、准直器（3）、非标快门（4）、限孔（5）、X射线成像板（6）、高纯锗谱仪（7）和电脑（8）；所述的钨X射线管（1）的X射线出射口中心和金属箔（2）的中心位于同一竖直直线Ⅰ上；所述的金属箔（2）与直线Ⅰ的夹角是45°；所述的金属箔（2）的中心、准直器（3）的中心线、非标快门（4）的挡块的中心、限孔（5）的中心、X射线成像板（6）的中心和高纯锗谱仪（7）的中心线在同一条水平直线Ⅱ上；所述的准直器（3）的前端是金属箔（2），后端准直孔受非标快门（4）的挡块控制开合；所述的限孔（5）、X射线成像板（6）和高纯锗谱仪（7）的前端面紧贴在一起；所述的X射线成像板（6）可拆卸；所述的电脑（8）控制非标快门（4）的开合以及高纯锗谱仪（7）的运行；所述的钨X射线管（1）发射的钨X射线连续谱经出射口入射到金属箔（2）上，激发金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宽，江少恩，徐涛，郑建华，董建军，韦敏习，李朝光，曹柱荣，杜华冰，晏骥，杨国洪，易荣清，张继彦，黄天暄，刘慎业，王峰，杨志文，李晋，丁永坤，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川,51