1 / 34

Graniczny system obrazowania DualView

Graniczny system obrazowania DualView. Janusz Harasimowicz. Radiografia (fotony). I = I 0 exp(– μρ x) Problemy: - Nie można zobaczyć obiektów mniej gęstych za obiektami o dużej gęstości;

tarala
Download Presentation

Graniczny system obrazowania DualView

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Graniczny system obrazowania DualView Janusz Harasimowicz

  2. Radiografia (fotony) I = I0 exp(–μρx) Problemy: - Nie można zobaczyć obiektów mniej gęstych za obiektami o dużej gęstości; - Nie można odróżnić cienkiego, silnie absorbującego obiektu od obiektu grubego, ale słabo pochłaniającego promieniowanie.

  3. Radiografia DualView Dwie energie fotonów: • Różne współczynniki μ  dwa różne obrazy; • Analiza porównawcza  więcej informacji o obiekcie (większa rozróżnialność materiałów organicznych i nieorganicznych); • Główne zastosowanie: kontrola bagażowa; • Ograniczone zastosowanie z powodu niewielkiej penetracji wiązek niskoenergetycznych.

  4. DualView: fotony + neutrony • Neutrony oddziałują z materią w sposób komplementarny do fotonów  jeszcze więcej informacji niż w przypadku dwuenergetycznego systemu wiązek fotonowych. • Commonwealth Science and Industrial Research Organisation (CSIRO) zaproponowało system DualView oparty o źródło fotonów (Co-60) i źródło szybkich neutronów (14 MeV), pozwalający na stworzenie obrazu zawierającego informację o gęstości i składzie materiału.

  5. DualView: fotony + neutrony

  6. Różnice w osłabianiu • Neutrony: In / I0n = exp(–μnρx) • Fotony: Ig / I0g = exp(–μgρx) • Stosunek współczynników osłabienia neutronów i fotonów R: R = μn /μg = ln(In / I0n) / ln(Ig / I0g)

  7. Różnice w osłabianiu

  8. Różnice w osłabianiu • Problem: Wiązki przechodzą przez obiekt składający się z różnych materiałów. Wyraz μρx należy zastąpić przez ∫μ(x)ρ(x)dx. W konsekwencji określane jest jedynie efektywne R. W prostym przypadku, gdy w sąsiedztwie interesującego punktu znajduje się jednorodny materiał, możliwe jest wprowadzenie korekcji na warstwy położone wyżej i niżej. Pozwala to na wyznaczenie właściwej wartości R rozważanego punktu.

  9. Testy laboratoryjne • Generator neutronów: Thermo MF Physics A-325 • Źródło fotonów: 0,82 GBq (22 mCi) Co-60 • Plastikowy scyntylator 20x20x75 mm • Detektor neutronów (nie pokazany na rysunku), pozwalający na normalizację liczby zliczeń w jednostce czasu.

  10. Testy laboratoryjne • Typowe skany wykonywano dla zliczeń 100-s w każdym z 30 położeń obiektu prześwietlanego, przesuwanego każdorazowo co 10 mm.

  11. Wyniki laboratoryjne

  12. Prototyp

  13. Prototyp • Odległość źródła od środka ładunku prześwietlanego: około 2,5 m. • Odległość źródła od matrycy detektorów: 4,5 m. • Wysokość matrycy detektorów: 1,8 m. • Pewien obszar ładunku nie jest prześwietlany.

  14. Prototyp

  15. Źródła promieniowania • Komercyjny generator prędkich neutronów (14 MeV) Thermo MF Physics A-325, wytwarzający wiązkę 108 neutronów na sekundę. • 0,8 GBq źródło gamma Co-60 (1,17 MeV i 1,33 MeV) o czasie życia 5,3 lat (half-life).

  16. System detekcyjny • Odczyt z plastikowych scyntylatorów za pomocą fotodiod silikonowych (zalety: niski koszt, niskie napięcie ~50 V, nie wymagają stabilizacji wzmocnienia). • Odpowiedź energetyczna fotodiod silikonowych nie jest dobrze dopasowana do standardowych scyntylatorów plastikowych. Z tego względu wykorzystano specjalne scyntylatory o świetle pomarańczowym. • Wymiary scyntylatorów: 20x20x75 mm.

  17. System detekcyjny • Konwencjonalne fotodiody nie pozwalają na wzmocnienie sygnału, dlatego konieczne było opracowanie specjalnych wzmacniaczy. • Do detekcji zarówno neutronów i fotonów zastosowana została kolumna 80 detektorów. • Detektory zostały zgrupowane w jedną matrycę 16 detektorów i dwie 32.

  18. System detekcyjny

  19. System detekcyjny

  20. System detekcyjny

  21. System detekcyjny

  22. Skanowanie • Pojedynczy detektor zbiera 7,5 oraz 250 zliczeń na sekundę odpowiednio dla neutronów i fotonów (bez prześwietlanego obiektu). • Obiekty przesuwane były na platformie z prędkością 0,25 mm/s. • W konsekwencji potrzebne były ponad 2h, by zebrać obraz 2 m obiektu. • Dla każdego detektora zbierane było 256-kanałowe widmo (kasowane co 10 mm).

  23. Obraz • Wykorzystano specjalne, nieliniowe filtry w celu polepszenia jakości obrazu gęstości i wartości R. • Do obrazu gęstości zastosowano filtr wyostrzający, by uzyskać wyraźniejsze krawędzie i granice między obiektami. • Do obrazu wartości R zastosowano filtr wygładzający, by zminimalizować szum wynikający z niskiej liczby neutronów.

  24. Obraz

  25. Wyniki • Górny obraz: tylko fotony. • Dolny: neutrony i fotony. • Metalowa rama i silnik widoczne są na niebiesko. • Paliwo, gumowe opony, plastikowe siedzenie, światła itp. widoczne na pomarańczowo. • Olej w misce olejowej widoczny jest na zielono.

  26. Wyniki

  27. Wyniki • Górny obraz: tylko fotony. • Dolny: neutrony i fotony. • Kolor niebieski reprezentuje obiekty pochodzenia nieorganicznego, kolor pomarańczowy organicznego (tu: narkotyki).

  28. Komercyjny produkt • Komercyjny prototyp zainstalowany został na lotnisku w Brisbane. • Generator neutronów: Thermo MF Physics A-711 deuter-tryt (1010 neutronów/sek.). • Źródło fotonów: 185 GBq Co-60. • System detekcji neutronów zawiera 704 scyntylatorów plastikowych, a system detekcji fotonów 352 detektory CsI(Tl).

  29. Komercyjny produkt

  30. Komercyjny produkt • Poziom promieniowania poza strefą wyłączoną: 0,5 μSv/h. • Całkowita dawka zaabsorbowana przez ładunek prześwietlany: 12 μSv (jest to równoważne dawce od naturalnego promieniowania kosmicznego zaabsorbowanej w samolocie lecącym przez około 2h na wysokości 10 000 m).

  31. Obrazy raz jeszcze

  32. Obrazy raz jeszcze

  33. Obrazy raz jeszcze

  34. Obrazy raz jeszcze

More Related