Отправить статью по E-mail 
Сравнение методов изменения спектра излучения импульсного рентгеновского источника для определения наиболее эффективной двухэнергетической обработки изображений
- Авторы: Комарский А.А.1, Корженевский С.Р.1, Пономарев А.В.1, Чепусов А.С.1, Криницин В.В.1, Красный О.Д.1
-
Учреждения:
- Институт электрофизики УрО РАН
- Выпуск: № 9 (2024)
- Страницы: 40-51
- Раздел: Рентгеновские методы
- URL: https://archivog.com/0130-3082/article/view/649307
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308224090044
- ID: 649307
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Для детектирования близких по химическому составу и плотности веществ одним из перспективных методов неразрушающего контроля является двухэнергетическая обработка рентгеновских изображений. В частности, алгоритмы двухэнергетических преобразований могут применяться для поиска скрытых в пустой породе минералов. Метод является наиболее эффективным, когда правильно подобраны условия регистрации рентгеновских изображений и энергетические уровни. В работе проведено сравнение эффективности обработки изображений двухэнергетическим методом для трех случаев изменения спектрального состава: во-первых, в результате регулировки напряжения на рентгеновской трубке; во-вторых, при ослаблении низкоэнергетического излучения за счет применения медного фильтра; в-третьих, при комбинации данных способов. В качестве образцов для детектирования применяются частицы берилла, впрессованные в измельченный мусковит. В работе применяется источник импульсного рентгеновского излучения, который обеспечивает генерацию импульсов излучения наносекундной длительности. Для способа регулировки энергии излучения за счет изменения пикового напряжения на рентгеновской трубке реализована оригинальная схема высоковольтного генератора. Применение рентгеновских источников данного типа обеспечивает возможность получения рентгеновских изображениях движущихся объектов с высоким разрешением.
Полный текст
Об авторах
А. А. Комарский
Институт электрофизики УрО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: aakomarskiy@gmail.com
Россия, 620110 Екатеринбург, ул. Амундсена, 106
С. Р. Корженевский
Институт электрофизики УрО РАН
Email: korser1970@yandex.ru
Россия, 620110 Екатеринбург, ул. Амундсена, 106
А. В. Пономарев
Институт электрофизики УрО РАН
Email: avponomarev@ya.ru
Россия, 620110 Екатеринбург, ул. Амундсена, 106
А. С. Чепусов
Институт электрофизики УрО РАН
Email: avponomarev@ya.ru
Россия, 620110 Екатеринбург, ул. Амундсена, 106
В. В. Криницин
Институт электрофизики УрО РАН
Email: avponomarev@ya.ru
Россия, 620110 Екатеринбург, ул. Амундсена, 106
О. Д. Красный
Институт электрофизики УрО РАН
Email: avponomarev@ya.ru
Россия, 620110 Екатеринбург, ул. Амундсена, 106
Список литературы
- Blake G.M., Fogelman I. Technical principles of dual energy X-ray absorptiometry // Seminars in Nuclear Medicine. 1997. V. 27. No. 3. P. 210—228. doi: 10.1016/S0001-2998(97)80025-6
- Ramos R.M.L., Arman J.A., Galeano N.A., Hernandez A.M., Gomez J.M.G., Molinero J.G. Dual energy X-ray absorptimetry: Fundamentals, methodology, and clinical applications // Radiología (English Edition). 2012. V. 54. No. 5. P. 410—423. doi: 10.1016/j.rxeng.2011.09.005
- Rebuffel V., Dinten J.M. Dual-energy X-ray imaging: benefits and limits. Insight - Non-Destructive Testing and Condition Monitoring. 2007. V. 49. P. 589—594. doi: 10.1784/insi.2007.49.10.589
- Johnson T.R. Dual-energy CT: general principles // American Journal of Roentgenology. 2012. V. 199. No. 5. P. 3—8. doi: 10.2214/AJR.12.9116
- Abbasi S., Mohammadzadeh M., Zamzamian M. A novel dual high-energy X-ray imaging method for materials discrimination // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2019. V. 930. P. 82—86. doi: 10.1016/j.nima.2019.03.064
- Kanno I., Yamashita Y., Kimura M., Inoue F. Effective atomic number measurement with energy-resolved X-ray computed tomography // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2015. V. 787. P. 121—124. doi: 10.1016/j.nima.2014.11.072
- Iovea M., Neagu M., Duliu O.G., Oaie G., Szobotka S., Mateiasi G. A Dedicated on-board dual-energy computer tomograph // J. Nondestruct. Eval. 2011. V. 30. P. 164—171. doi: 10.1007/s10921-011- 0104-x
- Komarskiy A.A., Korzhenevskiy S.R., Komarov N.A. Detection of plastic articles behind metal layers of variable thickness on dual-energy X-ray images using artificial neural networks // AIP Conf. Proc. 2023. V. 2726. No. 1. P. 020012. doi: 10.1063/5.0134249
- Yalçın O., Reyhancan İ.A. Detection of explosive materials in dual-energy X-Ray security systems // Nuclear Inst. And Methods in Physics Research. A. 2022. V. 1040. No. 1. P. 167265. doi: 10.1016/j.nima.2022.167265
- Li B., Yadava G., Hsieh J. Quantification of head and body CTDI(VOL) of dual-energy x-ray CT with fast-kVp switching // Medical Physics. 2011. V. 38. No. 5. P. 2595—2601. doi: 10.1118/1.3582701
- Alvarez R.E. Invertibility of the dual energy x-ray data transform // Medical Physics. 2019. V. 46. No. 1. P. 93—103. doi: 10.1002/mp.13255
- Udod V.A., Osipov S.P., Nazarenko S.Yu. Algorithm for Optimizing the Parameters of Sandwich X-ray Detectors // X-ray Methods. 2023. V. 59. P. 359—373. doi: 10.1134/S1061830923700298
- Osipov S.P., Udod V.A., Wang Y. Identification of materials in X-Ray inspections of objects by the dualenergy method // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2017. V. 53. No. 8. P. 568—587. doi: 10.1134/S1061830917080058
- Macdonald R. Design and implementation of a dual-energy X-ray imaging system for organic material detection in an airport security application // Proceedings of the SPIE. 2001. V. 4301. P. 31—41. doi: 10.1117/12.420922
- Rosenfeld A., Alnaghy S., Petasecca M., Cutajar D., Lerch M., Pospisil S., Giacometti V., Schulte R., Rosso V., Würl M., Granja C., Martišíková M., Parodi K. Medipix detectors in radiation therapy for advanced quality-assurance // Radiation Measurements. 2020. V. 130. P. 106211. doi: 10.1016/j.radmeas.2019.106211
- Bauer C., Wagner R., Orberger B., Firsching M., Ennen A., Pina C.G., Wagner C., Honarmand M., Nabatian G., Monsef I. Potential of Dual and Multi Energy XRT and CT Analyses on Iron Formations // Sensors. 2021. V. 21. P. 2455. doi: 10.3390/s21072455
- Tonai S., Kubo Y., Tsang M.Y., Bowden S., Ide K., Hirose T., Kamiya N., Yamamoto Y., Yang K., Yamada Y. A New Method for Quality Control of Geological Cores by X-Ray Computed Tomography: Application in IODP Expedition 370 // Frontiers in Earth Science. 2019. V. 7. P. 1—13. doi: 10.3389/feart.2019.00117
- Ghorbani Y., Becker M., Petersen J., Morar S.H., Mainza A., Franzidis J.-P. Use of X-ray computed tomography to investigate crack distribution and mineral dissemination in sphalerite ore particles // Minerals Engineering. 2011. V. 24. No. 12. P. 1249—1257. doi: 10.1016/j.mineng.2011.04.008
- Zhang Yi.R., Yoon N., Holuszko M.E. Assessment of Sortability Using a Dual-Energy X-ray Transmission System for Studied Sulphide Ore // Minerals. 2021. V. 11. No. 5. P. 490. doi: 10.3390/min11050490
- Komarskiy A., Korzhenevskiy S., Ponomarev A., Chepusov A. Dual-Energy Processing of X-ray Images of Beryl in Muscovite Obtained Using Pulsed X-ray Sources // Sensors. 2023. V. 23. No. 9. P. 4393. doi: 10.3390/s23094393
- Firsching M., Bauer C., Wagner R., Ennen A., Ahsan A., Kampmann T.C., Tiu G., Valencia A., Casali A., Atenas M.G. REWO-SORT Sensor Fusion for Enhanced Ore Sorting: A Project Overview / In Proceedings of the Procemin-Geomet Conference 2019. Chile. 2019. P. 1—9.
- Udod V.A., Osipov S.P., Wang Y. Estimating the influence of quantum noises on the quality of material identification by the dual-energy method // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2018. V. 54. No. 8. P. 585—600. doi: 10.1134/S1061830918080077
- Rukin S.N., Tsyranov S.N. Subnanosecond breakage of current in high-power semiconductor switches // Technical Physics Letters. 2000. V. 26. No. 9. P. 824—826. doi: 10.1134/1.1315507
- Korzhenevsky S.R., Bessonova V.A., Komarsky A.A., Motovilov V.A., Chepusov A.S. Selection of electrohydraulic grinding parameters for quartz ore // Journal of Mining Science. 2016. V. 52. No. 3. P. 493—496. doi: 10.1134/S1062739116030706
- Rukin S.N. Pulsed power technology based on semiconductor opening switches: A review // Review of Scientific Instruments. 2020. V. 91. No. 1. P. 011501. doi: 10.1063/1.5128297
- Komarskii A.A., Baiankin S.N., Mozharova I.E., Kuznetsov V.L., Korzhenevskii S.R. Use of diagnostic nanosecond X-ray pulse apparatuses // Vestnik rentgenologii i radiologii. 2015. V. 2. P. 42—46.
- Komarskiy A.A., Korzhenevskiy S.R., Ponomarev A.V., Komarov N.A. Pulsed X-ray source with the pulse duration of 50ns and the peak power of 70MW for capturing moving objects. // Journal of X-Ray Science and Technology. 2021. V. 29. No. 4. P. 567—576. doi: 10.3233/XST-210873
- Vasil’ev P.V., Lyubutin S.K., Pedos M.S., Ponomarev A.V., Rukin S.N., Slovikovskii B.G., Timoshenkov S.P., Cholakh S.O. A nanosecond SOS generator with a 20-kHz pulse repetition rate // Instrum. Exp. Tech. 2010. V. 53. P. 830—835. doi: 10.1134/s0020441210060114
- Chepusov A., Komarskiy A., Kuznetsov V. The influence of ion bombardment on emission properties of carbon materials // Applied Surface Science. 2014. V. 306. P. 94—97. doi: 10.1007/s10812-013-9747-y
Дополнительные файлы
