Исследование характеристик качества изображения газоразрядного преобразователя рентгеновского излучения в видимое в импульсной интроскопической системе

• Автор: Силантьев, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ РАДИАЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. Состояние вопроса

1.2. Газовый разряд в газоразрядном преобразователе (ГРП)

1.3. Обзор отечественных и зарубежных газоразрядных преобразователей и систем радиационной интроскопии

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТЕКАНИЯ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА В ГРП. ФОРМИРОВАНИЕ КАРТИНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

2.1. Образование электронного изображения в ГРП

2.2. Преобразование первичной ионизационной картины

2.3. Спектральные характеристики ультрафиолетового излучения

2.4. Преобразование ультрафиолетового излучения газового разряда в

видимое

2.5. Энергетические характеристики газоразрядного преобразователя

2.6. Частотные характеристики газоразрядного преобразователя
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ГРП
3.1. Влияние конструкционных параметров на формирование изображения газоразрядного преобразователя
3.2. Анализ существующих моделей ГРП
3.3. Матричный газоразрядный преобразователь - МГРП
3.4. ГРП с фронтальной фильтрацией - ФГРП
4. ИСПЫТАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ
ИНТРОСКОПИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ГРП
4.1. Влияние пространственного положения объектов просвечивания
4.2. Функциональные характеристики и описание экспериментальной
установки

4.3. Экспериментальное исследование характеристик ГРП
* 4.4. Описание и результаты экспериментов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы
При рассмотрении задачи радиационной интроскопии, как в неразрушающем контроле, так и в медицинской диагностике, с точки зрения используемых физических методов контроля, можно выделить две характерные цели этих процессов:
. получение первичной измерительной информации с помощью преобразователей и приведение ее в форму удобную для дальнейшей обработки;
. обработка информации и представление результатов обработки в форме пригодной для анализа, дальнейшей интерпретации и хранения.
Актуальность разработки и совершенствования систем радиационной интроскопии сложно недооценить в связи с совершенствованием требований отраслей применения систем контроля содержимого. Для промышленной интроскопии необходимо повышение скорости контроля, подразумевающей как применение высокочувствительных детекторов излучения для уменьшения экспозиционных доз и времени экспозиции, так и переход от физических носителей информации к электронным. Медицинская рентгенодиагностика также требует повышение скорости и мобильности контроля, необходимо и снижение лучевой нагрузки на диагностируемый объект.
Таким образом, необходимость эффективного преобразования рентгеновского излучения требует разработки новых подходов и технологий для создания высокочувствительного преобразователя с высоким временным и пространственным разрешением. В качестве такого преобразователя перспективно применение газоразрядного преобразователя (ГРП). При обеспечении оптимальных технических характеристик, ГРП представляется одним из наиболее оптимальных решений для построения интроскопических систем в силу простоты и дешевизны конструкции.

Щ) - напряжение на газовом промежутке в момент времени Г.
В связи с тем, что все разрядные процессы в преобразователе протекают в пределах длительности импульса высокого напряжения (~10‘7 с), ток в нем определяется электронной составляющей:
т = Ъ'0®'т, (2.21)
с
где 6(0 = О0Мехр[|а(г)3(г)^г]- суммарный заряд электронов в разрядном промежутке;
Оо - первоначальный заряд, созданный импульсом ионизирующего излучения в объеме ЛК= 8ус1;
З) - поперечное сечение объема А V;
£> - величина разрядного промежутка;
В - отношение числа зарегистрированных лавин к числу
образованных; и(0 - скорость электрона в момент времени V,
а(т) и и(т) - коэффициент ударной ионизации и скорость электрона в момент времени т соответственно, а величина средней яркости
- = / ■ 4 ■ а • Ь • 6о • ц [ехр(|д(г)Э(г)Лт)щгуи(1)Л, (2.22)
где t - длительность импульса высокого напряжения.
Поскольку величина ^50М/8<1 пропорциональна средней мощности дозы излучения (Р),
В = Е, -а-Ь-Р-цй •р|'[ехр(|а(г)19(г)с/г)]|9(т)1/(/)Л, (2.23)
где qo - заряд электрона.
Из (2.23) следует, что яркость ГРП пропорциональна мощности дозы излучения при постоянстве остальных величин, входящих в него. Однако, начиная с некоторого значения мощности дозы, первоначальный заряд будет