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X射线散射成像技术(以下简称散射成像)是一种基于康普顿散射效应的非侵入性成像技术,它通过不同物质对X射线的散射截面差异获取物体的密度分布。散射成像具有对低原子序数元素敏感、成像装置安排灵活、可以直接三维成像等特点,可以与透射成像优势互补,是一种极具发展潜力的成像技术。 本论文主要研究“推扫扫描”散射成像的关键探测技术并开发相应的样机系统。首先,通过理论分析和GEANT4蒙卡模拟验证了康普顿散射强度与物质密度之间的关系,为系统研制奠定基础。 其次,针对高速成像的需求,采用模拟与实验相结合的方式,研制出一套基于四通道光电倍增管及LYSO闪烁晶体的双排线阵列“推扫扫描”散射成像系统。该系统不仅可满足高速、大通量扫描的需求,还可实现深度甄别功能,强化了系统的图像识别能力。 再次,探究“推扫扫描”散射成像用于三维成像的可行性,将大面积面阵列探测器应用于散射成像,实现了直接的三维成像,解决了影像叠加现象,在进一步提高探测效率的情况,可以实现高速实时的三维散射成像。 最后,研究了一种新型光电探测器件——硅光电倍增管应用于散射成像的关键技术,研制出一套基于硅光电倍增管的线阵列“推扫扫描”散射成像系统。该系统空间分辨率好,结构紧凑,适合便携式散射成像。