数字X射线拍摄4MeV的电子直线加速器的X射线计算机放射成像（CR）系统检测固体火箭推进剂

摘要

CR系统的性能与高密度成像板（HDIP）是相对于一个4兆电子伏的电子直线加速器的X射线源的射线照相胶片的同一类别。 4 MeV的电子直线加速器HDIP特性曲线的产生。的噪声和信噪比估计与接收不同剂量的HDIP。虽然不断增加噪声与所接收的剂量，但SNR提高，因为较高的信号电平随剂量。产生可接受的射线照相图像质量所需的最低剂量已被用于评价该系统的纬度为基础的复合固体推进剂药柱。射线照相同时HDIP的MX-125薄膜外直径为740毫米和540毫米的火箭发动机。相对于对比度的X光片进行了评估，结果为：与膜通过以下方式获得的图像。 CR系统有利于高纬度的粮食和接口，在一个单一的风险，而火箭发动机的摄片，在电影的情况下，不是采取多重曝光。对比度增强功能的数字图像形式CR被发现是非常有帮助的研究界面的差距，现有的接口外壳以及绝缘体 - 绝缘体 - 推进剂。也已观察到，低能量的X射线辐射的不一样，也没有减少曝光时间的情况下，高能量的X射线。

关键词：直线加速器（直线加速器），无损检测，推进剂，计算机放射成像（CR），射线胶片，高能量的X射线，火箭发动机

1。引言2。实验

高能量的X射线从4兆电子伏能量直线加速器
2.1设备

（直线加速器）是用于照相[1-2]火箭发动机
外径超过300毫米，使用常规的HD-CR 35 NDT CR扫描仪型号杜尔，工业射线照相胶片获得的X光图像。

德国使用了图1中所示的实验在过去的几年里，数字射线照相技术[3-5]成为此工作。随着扫描参数过程中使用的流行的和有用的，因为相同的图像品质，在激光扫描仪的成像板的扫描。
减少曝光时间，数字图像处理功能，便于图像的存储和检索。计算机激光光斑面积：25微米X线摄影（CR）[6-7]是一个这样的数字放射成像RPM：3000技术，它使用一个灵活的存储体捕获通过激光扫描仪获取的影像学信息的radiographicimage这是subsequentlyscanned的直接在电脑中形成数字化X光片。虽然CR被广泛用于数字射线照相术，在医药领域的[8]，使用X-射线至120千伏，但它的使用具有高能量的X射线，电子直线加速器的X线摄影最近已经获得了兴趣。然而，有关于使用CR技术的固体火箭发动机/推进剂利用高能量的X射线直线加速器放射无可用数据。 4 MeV的电子直线加速器的X射线摄片的固体火箭发动机使用CR技术的可行性鉴于此，已实现的射线图像质量方面的研究，并可能使用常规技术

图1：照片的HDCR 35 NDT激光扫描系统

数字X射线摄影。
高分辨率显示屏（300万像素），用来显示射线拍摄的图像通过CR系统。

如果在放射线照相图像的质量，工业射线照相胶片的比较MX-125（ - 柯达）和HDIP（蓝色成像板）杜尔，德国使作为检测介质[9-10]。

射线胶片或成像板在X线曝光，保持对铅增感屏之间的密切接触，用0.25毫米厚的前屏幕和
0.50毫米的背屏。甲厚度为3毫米的铜板用作过滤器，并保持接触，向源极侧的磁带盒。

4兆电子伏的直线加速器（直线加速器）与最大剂量为150r/min输出（扁平）在1米被用于实验。源的焦点尺寸小于2毫米。探测器要获得均匀的曝光，4米大的FFD在所有场合使用。接受的剂量测量与校准4兆电子伏的电子直线加速器的X射线辐射的电离室的帮助下。

2.2实验方法

最初的特性曲线都的柯达INDUSTREX MX-125膜和HDIP产生。对于这一点，随着铜过滤器盒被保持在从X-射线源的距离为4米。不同的辐射剂量，给定的检测器系统。在薄膜的情况下，光学膜的密度进行测定，CR系统的像素值，测量相应的曝光。

评价总清晰度电影以及IP测试设置中没有任何对象存在，每EN 462-5双面丝IQI已被使用。像质计直接放在铜过滤器中存在前面的磁带盒与油脂和曝光的帮助下，以便获得可接受的影像质量。解决对记录的帮助下，高密度电影观众看了电影，而CR图像的高分辨率显示器上查看图像并没有所需的变焦。

直径为540毫米的复合推进剂的固体火箭发动机已被射线照相，同时使用MX-125膜和电机的保持在水平的X射线源前面的时尚HDIP。约3.5米的FFD一直保持为放射暴露。另一种固体火箭发动机复合推进剂的740毫米直径的管状几何射线照相MX-125薄膜和HDIP。

与台阶孔类有机玻璃像质计（图片质量指示符）固定在电机表面的源极侧的帮助下，在对比度方面的放射线图像质量评估。的放射线图像的解释进行评估后的图像所产生的各种图像处理工具可与内置的软件。
3。结果与讨论

3.1特性曲线4兆电子伏的直线加速器能量的MX-125薄膜和HDIP

这是一个积剂量和光学膜的密度之间的MX-125膜的特性曲线如图2所示。的HDIP的特性曲线示于图3，它是在检测器平面上接受的剂量和相应的评价400x100像素的区域的平均像素值之间的阴谋。高清HDIP曲线的线性响应指示的能力，提供统一的对比敏感度在整个范围内接收到的剂量。

3.2在CR影像噪声估计

估计与HDIP获得的放射线图像，在不同的接收剂量的总噪声存在于绘制对所接收的剂量，如在图4中示出。与上面的检测器平面上的接收到的剂量增加而增加的噪声。然而，信号噪声比（SNR）随所接收的剂量，如在图5中示出的显示有改善的信噪比（SNR）的增加剂量，最终得到稳定的SNR超出一定剂量。持续改善的信噪比（SNR）比增加剂量，即，成像在更高的剂量（或在较高的像素值）表示，图像质量提高了与接收的剂量增加。

图2：MX 125胶片的特性曲线为4兆电子伏的直线加速器的X射线源与铜过滤器和前面和背面导致增感屏

图3：绘制像素强度相对于剂量（拉德）接收到的检测器系统

图4：总噪声存在于拍摄的图像在不同的接收剂量

3.3要求的最小剂量

按照可接受的标准胶片照相，的最小光学薄膜密度应达到2.0 X线片。同样，华润设置IP3类所需最小SNR为78。鉴于这一情况，需要的最小剂量，以产生可接受的影像质量进行评估。图2和图5分别被用来评估所需的最低剂量为MX-125膜和HDIP的CR图像。该方法示于图6和图7分别为薄膜和CR图像。的最小可接受的图像质量MX125薄膜和HDIP的的所需的最小剂量被发现是3.12拉德4.5拉德。这

图5：用接收到的剂量变化SNR

图6：在MX-125薄膜所需的最小剂量为可接受的图像质量评价

图7：CR HDIP可接受的图像质量评价所需的最低剂量

​

表明的HDIP需要比MX-125膜的情况下，4兆电子伏的电子直线加速器的X射线，以达到最低的可接受的影像质量，而更多的辐射。最低剂量
4.5拉德的情况下的HDIP图像所需对应的像素值约4000。

3.4可接受的剂量范围

剂量的范围内，可以由检测器接收到的拍摄图像信息的膜密度为2.0～4.0的范围为4000～65535 HDIP MX125和像素值，列于表1。

表1：可以捕获的剂量范围，创建一个可接受的图像质量

考虑of116 theHVL毫米compositesolid推进剂为4兆电子伏的电子直线加速器的X射线源的范围内可以在单次接触射线照相的推进剂的厚度，可以容易地进行评估。表2示出的推进剂的厚度范围可以在单次接触暴露。

表2：推进剂的厚度范围可以在单次接触暴露

表中Thevalues​​ 2indicates 4兆电子伏的直线加速器的X射线源和MX-125膜directlythat一个直径153毫米的固体推进剂药柱可以接触到CR的情况下，而在所有地区捕获的信息与HDIP一个444毫米的固体颗粒直径可以承受的单一风险，而不会失去任何地区的信息。这表明厚度非常大的变化，即非常高纬度捕捉信息的能力。 CR影像的这种特性有助于捕捉粮食照相以及接口胸片，单次暴露的信息，而不需要采取不同的射线照相胶片的情况下拍摄。

3.6评价总清晰度电影和CR图像

双工IQI一直放在铜过滤器，并采取两次曝光MX-125电影和HDIP的。给定的膜的剂量为5.65拉德对应拍摄密度大于3.0。剂量给予HDIP
56.25拉德对应像素值超过50000 SNR 200。未经缩放的CR放射图像，6D对悬而未决，而缩放到必要程度8D是解决。同样，MX-125电影第一个悬而未决对8D。因此，存在于图像的清晰度是一样的MX-125两种的电影和HDIP这表明CR图像的质量是按面值与MX-125薄膜清晰度方面，从而在基本空间分辨率（BSR） 。与没有放大的情况下CR图像不清晰度不同的值的表示，该系统是非常以及能够具有相同的BSR，而捕获的图像的观察监视器的分辨率限制的功能，以显示高空间分辨率的图像。

3.7 X线摄影的复合推进剂固体火箭发动机

两个直径为540毫米和740毫米的固体火箭发动机使用MX-125两种电影和HDIP的拍片。 FFD保持在约3.5米。

3.7.1评价电影和CR图像的对比度

风险承担相应的电机的参数被最后确定，以确保在最厚的区域的膜密度超过2.5达到胶片照相和CR图像的像素强度超过40000实现。有机玻璃步骤洞型透度计用于评估对象的源极侧上的合适的厚度是固定的

图8：电影X光片740毫米直径的火箭发动机

图9：CR数字化X光片740毫米直径的电机

固体复合推进剂显示放射
粮食和接口的单次曝光的信息

在放射线图像的对比度信息。在相同的厚度步骤在电影和HDIP的，被认为是对两台电机，这表明，CR系统通过以下方式获得的射线照相图像质量是按面值与射线照相胶片的放射摄影造影。图8和图9示出的相同电机，直径为740毫米的胶片和CR的图像。

3.7.2纬度

已经看出，CR系统可以捕获广泛的剂量不同，膜的X光片厚度大的试样的变化。大厚度的变化，即，是由于该技术的高纬度的功能，可吸收宽的剂量范围和更高的比特深度。纬度越高火箭发动机，在本质上是圆柱形的X线图像视图中是非常重要的。由于电机的圆柱形几何形状，厚度的变化是广泛的，例如，一个直径为400毫米的固体颗粒的厚度变化从0毫米至400毫米。放射学固体推进剂，推进剂药柱和接口是必要的检查。此信息通常捕获通过粮食和切摄片。然而，由于纬度可供工业用薄膜，它通常是无法捕捉粮食和接口区域在单曝光。但是，由于大的纬度CR图像是未能捕捉到这两个区域，在一个单一的X线曝光。图11示出了CR的图像，其中有一个540毫米直径的电机的晶粒界面的信息。图12和图13所示线轮廓分别表示接口绝缘体外壳和绝缘体推进剂直径540毫米和740毫米直径的电机。

4。结论

通过CR系统与高清影像板4兆电子伏的直线加速器的X射线源的数字X光片与第3类工业用薄膜清晰度以及对比度表现方面相媲美。然而，CR图像的锐度是比较仅在必要的情况下，放大的图像拍摄。发生这种情况，因为无法观看屏幕显示高分辨率信息。 CR系统的高动态范围能X线摄片，纬度较高，这有助于捕捉的粮食和接口信息的单一风险。与低能量的X射线，没有减少剂量，观察4 MeV的电子直线加速器的X射线捕捉射线图像的最小可接受的质量。然而，CR系统提供了一个低成本的解决方案，为常规数字X射线摄影4 MeV的电子直线加速器的X射线摄片厚度合适的推进剂药柱和火箭发动机。

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