脉冲射线束成像关键技术

脉冲射线束成像是研究惯性约束聚变等核反应装置性能的核心测量技术之一,测量对象为MeV中子、伽马射线束,时间尺度从ns到μs,空间尺度从亚mm到10 cm.本文介绍了西北核技术研究所近年来在发展脉冲射线束成像技术、研制成像系统所取得的主要进展.设计了非对顶双截锥大视场厚针孔和高探测效率编码孔,发展了大面积图像转换屏和阵列式中子图像转换屏,研究了MeV中子、伽马射线束图像转换屏的基本性能,提出了选通型像增强器基本设计要求,系统研究了快响应像增强器的时间选通特性和空间分辨特性,基于一种特殊的全局快门驱动时序设计,研发了百ns曝光双帧CMOS相机,研制了一种针对百ns时间尺度射线源的触发与时间关联系统,包括触发探测器、定时探测器、同步机和快门发生器等,与射线源特征时间关联精度一般为3–5 ns.对超快时间分辨、超高空间分辨、高维成像等脉冲射线束成像技术发展方向进行了讨论.     

医用X射线在背散射成像中应用初探

在分析X射线背散射原理和成像机制的基础上,通过对利用医用X射线放射成像设备进行背散射信号的获取、存储及图像处理的说明,分析了医用X射线背散射成像的可行性和主要的技术方向.从理论和实验两个角度,描述了物质原子序数对X射线背散射成像的影响、试验环境的影响和噪声的产生机理及影响。实验表明,医用X射线作为对人体安全的射线源能够提供有效的信号,可以进行人体的X射线背散射成像研究。     

X射线数字化仪在弹道研究中的应用

该文研制了采用CCD逐行扫描技术的X射线数字化仪，与Scandiflash射线源构成瞬态脉冲X射线诊断系统，并将之应用于弹道研究。该数字化仪采用光电成像器件，将光信号转换成电信号，通过A／D转换，图像复原等技术，可以同时捕捉到弹道过程中4个时刻的弹道轨迹图像。     

30—130keV X射线照射量率绝对测量

我们利用一台GTY—200—20型工业X射线机,建立了6—80keV的K荧光X射线源和40—160keV连续过滤X射线源。为了能实施对所形成的X射线辐射场进行照射量率的绝对测量,我们建立了适用于能区在30—130kV的自由空气电离室和它的电测装置。     

中国科学院物理研究所实现超低辐射X射线鬼成像

正X射线成像作为一种有效的诊断方法被广泛应用于人类社会生活和科学研究的方方面面。从普通便携式X射线管到实验室台面激光等离子体X射线源,再到大型同步辐射以及自由电子激光,现如今人们已经可以将X射线的脉宽、源尺寸、亮度等参数提升到一个前所未有的高度。但是,现有的成像方式如透视成像和相衬成像等,其本质都是     

基于X射线数字成像技术的高压输电导线内部缺陷检测实验研究

提出了一种高压输电导线内部缺陷X射线可视化检测方法,详细介绍了CV—1型X射线数字成像系统的组成和工作原理,验证了X射线数字成像系统对500 k V输电导线透照能力,确定了照射参数和透照方法;根据输电导线内部缺陷特征和缺陷所在部位,在实验室条件下分别模拟检测了导线钢芯断股、钢芯表面划伤、夹杂、散股以及压接深度不足等内部缺陷并与无缺陷输电导线进行了对比,得出了导线内部缺陷的X射线数字图像的特征,实验结果证明了X射线数字成像技术对输电导线内部缺陷检测的有效性和可行性,为高压输电导线内部缺陷检测提供了新方法和参考依据。     

应用CCD成像的脉冲X射线透视技术研究

提出一种新型的CCD视频图像采集脉冲X射线成像的技术方法。     

基于X射线和伽马源的密度测井数值模拟

通过XCOM程序计算和分析不同介质发生光电效应和康普顿散射的衰减系数随射线能量的变化规律,并利用蒙特卡罗模拟方法研究基于X射线和~(137)Cs伽马源的地层散射能谱以及密度测井响应和精度。结果表明,由于所采用的X射线能量比0.662 MeV的伽马射线低,对于同种地层介质,X射线衰减快,密度越大,差异越明显;在源距相同的条件下,较低能量的X射线源地层密度响应灵敏度比~(137)Cs伽马源的高,但受岩性影响更大;在考虑源强的情况下,当X射线源对应源距为33 cm、伽马源对应源距为38 cm时,X射线源的计数统计性与伽马源的计数统计性相当,X射线源的密度响应灵敏度比伽马源的高,且X射线源的密度测量不确定度小,测量精度高,而伽马源的密度测量不确定度大,测量精度低。X射线源可以替代~(137)Cs伽马源进行密度测井,但在仪器设计、能谱处理和密度计算等方面还需要进行深入研究。     

X射线机40-300kV管电压下对绝缘油带电倾向性影响的研究

为了将X射线数字成像技术应用在电力充油设备无损检测领域,需要对该项技术的安全性进行可行性研究,以确定X射线辐射对充油设备中的绝缘油有无影响以及具体影响程度。因此提出了利用不同管电压下的X射线对变压器绝缘油进行定时间的照射试验。给出了该项试验的具体方法和试验后得出的重要结论。试验分析结果表明X射线对变压器油的带电倾向性具有较为明显的影响。该项研究对今后X射线数字成像技术在电力充油设备检测领域的应用提供技术支撑。     

触发方式对低速相机采集图像时间准确度的影响

针对使用低速相机连续采集高时间精度图像序列的需求,系统地研究了3种典型相机触发模式（硬件触发模式、软件触发模式、连续采集模式）下,低速相机采集图像序列时间精度、误差的大小以及误差规律.基于高精度时间光编码技术,对各种触发模式下采集的单张图像进行时间编码,从而获得了采集每张图像的准确时间,计算不同触发方式下得到的图像采集时间间隔与标准时间间隔之间的误差（走时误差）.实验结果表明:软件触发的图像序列精度较差,走时误差值为32.2 ms,硬件触发与连续采集模式下图像序列的时间精度高,走时误差值均分布在±0.1 ms范围内,稳定性好.对于对时间精度要求较高的实验,在实验过程中应尽量选取精准的触发模式,即硬件触发模式或连续采集模式.      

基于内建自测试的伪随机测试向量生成方法

内建自测试作为一种新的可测性设计方法,能显著提高电路的可测性.本文研究了内建自测试中的测试向量的生成方法,详细介绍了由线性反馈移位寄存器构成的伪随机序列生成电路的原理,给出了由触发器和异或门构成的外接型、内接型以及混合型伪随机序列生成电路.     

叶片气膜孔加工缺陷的DR数字成像自动检测方法

气膜孔作为涡轮叶片中重要的冷却结构之一,对提高航空发动机冷却效率、降低燃烧室温度乃至提升发动机服役寿命等具有重要意义.然而,在实际加工过程中受外界因素干扰极易出现气膜孔未打通、打偏及损伤内壁等内部缺陷.传统检测手段采用单一透照角度的X射线胶片照片法对其内部缺陷进行识别,但存在检测效率低、测量误差大、缺陷漏检误判率高等弊端.为此,提出了一种基于X射线数字成像技术的气膜孔缺陷自动检测方法,通过研究DR数字图像与胶片图像的等效性、透照角度对缺陷识别的影响规律及检测工艺优化、基于深度学习神经网络缺陷自识别等关键技术等,实现对叶片气膜孔加工缺陷的高精度检测与智能识别.     

用外加周期信号控制时空混沌中的相同步

以一维驱动非线性漂移波方程为模型,研究了利用外加周期信号成功地对时空混沌进行非反馈控制过程中的相同步.在驱动波坐标系中,系统可以被变换成一组在周期势中运动的耦合振子(模式),这些模式通过相同步被控制信号逐一控制.研究发现,内部模式对外加周期信号的响应方式有2种;一些模式表现出锁频,另一些模式则观察到了一种特殊的无锁频的相同步.     

煤矿内部和外部漏风定量检测方法

介绍了示踪气体连续释放法测定矿井漏风的原理,示踪气体连续释放装置,SF_6气样的分析方法,以及煤矿内部和外部漏风定量检测实例.     

氧离子束辅助激光淀积生长ZnO/Si的XPS研究

利用X射线光电子能谱深度剖析方法对ZnO/Si异质结构进行了分析，用该法可生长出正化学比的ZnO，不过生长的ZnO薄膜存在孔隙，工艺还有待进一步改进。     

Fractal morphology, imaging and mass spectrometry of single aerosol particles in flight

The morphology of micrometre-size particulate matter is of critical importance in fields ranging from toxicology to climate science, yet these properties are surprisingly difficult to measure in the particles' native environment. Electron microscopy requires collection of particles on a substrate; visible light scattering provides insufficient resolution; and X-ray synchrotron studies have been limited to ensembles of particles. Here we demonstrate an in situ method for imaging individual sub-micrometre particles to nanometre resolution in their native environment, using intense, coherent X-ray pulses from the Linac Coherent Light Source free-electron laser. We introduced individual aerosol particles into the pulsed X-ray beam, which is sufficiently intense that diffraction from individual particles can be measured for morphological analysis. At the same time, ion fragments ejected from the beam were analysed using mass spectrometry, to determine the composition of single aerosol particles. Our results show the extent of internal dilation symmetry of individual soot particles subject to non-equilibrium aggregation, and the surprisingly large variability in their fractal dimensions. More broadly, our methods can be extended to resolve both static and dynamic morphology of general ensembles of disordered particles. Such general morphology has implications in topics such as solvent accessibilities in proteins, vibrational energy transfer by the hydrodynamic interaction of amino acids, and large-scale production of nanoscale structures by flame synthesis.     

实验技术队伍建设是高校实验室的灵魂

实验技术队伍建设是高校实验室建设的一项根本任务,是实验室建设的灵魂。随着科技发展的突飞猛进,高新技术、产品的开发利用,高校实验室设备、实验技术不断更新,课程结构体系不断调整,高难度教学开设和科研项目的完成,都对实验人员的素质提出了更高的要求。文中从目前实验队伍现状出发,对如何建设适应时代需要的实验队伍提出了思路和方法,认为实验技术人员自身努力提高是内因,而高校对实验队伍的合理应用与持续的投入培养则是外因,二者相互作用才能产生效应,成为高校实验室建设的法宝。     

含多种形式能源发电的微网状态转换协调控制策略

针对包含多种连续性和间歇性DG、储能装置以及敏感负荷的微网,提出了一种基于状态转换的协调控制策略。以微网中允许出现的有效运行状态为基础,通过将微网当前运行状态和触发事件作为中央控制器的输入变量,各可控元件的控制方式作为输出变量,制定微网运行状态转换方案。为保证敏感负荷的可靠供电,考虑微网所有运行状态下系统频率无差调节和储能装置的容量限制,提出了笔者定义运行状态下各元件相应的控制方式和状态转换触发事件。利用PSCAD/EMTDC软件仿真分析了3种典型的运行状态转换过程,结果表明所提协调控制策略能够保证本地敏感负荷不间断供电,实现了微网状态之间的平滑转换和频率无差调节。