Файл в формате PPT (3,9 МB)

реклама
Лекционный курс
«Физические основы
измерений и эталоны»
Раздел
ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПОТОКОВ ИЗЛУЧЕНИЙ
Тема
МЕТОДЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ
РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОМОГРАФИИ
( КРТ )
МЕТОДЫ КРТ ПОЗВОЛЯЮТ
ИССЛЕДОВАТЬ
ВНУТРЕННЮЮ СТРУКТУРУ
ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФЛЮИДОВ
В ПОРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПОРОД
ВНУТРЕННЕЕ СОСТОЯНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ
ВНУТРЕННИЕ НАРУШЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ И МЕХАНИЗМОВ
(БЕЗ ИХ РАЗБОРКИ)
ОТКРЫТИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
Немецкий физик
Вильгельм Конрад Рентген
(1845-1923)
Вильгельм Рентген
первым удостоен
Нобелевской премии
по физике
в 1901 г.
ОТКРЫТИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
В январе 1896 года
В. Рентген опубликовал
первое в истории
изображение костей
руки живого человека
(Берты Рентген –
жены профессора)
ИСТОЧНИКИ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА КУЛИДЖА
1-электроны
2-катод
3-стекл. корпус
4-W антикатод
5-нагрев катода
8-Cu анод
9-окно
10-рентгеновское
излучение
ИСТОЧНИКИ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
АКСИАЛЬНАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА
ТОРМОЗНОЕ
РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
h max  hc / min  E1  eU
СПЕКТРЫ ТОРМОЗНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ПРИ
РАЗЛИЧНЫХ
НАПРЯЖЕНИЯХ НА
РЕНТГЕНОВСКОЙ
ТРУБКЕ
ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЕ
РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
СПЕКТР
ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ДЕТЕКТОРЫ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА
РЕНТГЕНОВСКИЕ
ФОТОНЫ
ИОНИЗИРУЮТ
МОЛЕКУЛЫ И
АТОМЫ ГАЗА
В КАМЕРЕ
РЕГИСТРИРУЮТ
ТОК
МЕЖДУ
КАТОДОМ
И АНОДОМ
ДЕТЕКТОРЫ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР
К p-n переходу
фотонов
приложено
обратное
напряжение
Под действием
рентгеновских фотонов
в обедненной области
появляются
носители заряда
и в цепи возникает
электрический ток
ДЕТЕКТОРЫ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК
Рентгеновский фотон
Возможна регистрация
отдельных рентгеновских фотонов
ИЗМЕНЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ
РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО
I + dI
I(x)
dx
dI = - I(x) (x) (x) dx
 - коэффициент экстинкции
 - плотность
1 dI
d
 ln I ( x)    ( x)  ( x)
I dx dx
 L

I  I 0 exp    ( x)  ( x)dx 
 0


зависит от
химического
состава вещества
и от энергии
рентгеновских
квантов
Логарифм коэффициента экстинкции
ЭКСТИНКЦИЯ
РЕНТГЕНОВСКИХ
ЛУЧЕЙ В ОДНОРОДНОМ
ВЕЩЕСТВЕ
Полная
Фотоэффект
Комптон. рассеяние
Упругое рассеяние
Рождение пар
Логарифм энергии фотонов E(кэВ)
Развитие КРТ связано
с изобретениями
американца Алана Кормака
и англичанина
Годри Хаунсфилда.
Практические испытания
первого КР томографа
прошли в 1972 г.
ИСТОРИЯ КРТ
В 1979 году Кормак и Хаунсфилд
“за разработку компьютерной
томографии” были удостоены
Нобелевской премии
по физиологии и медицине
ПРИНЦИП ТОМОГРАФИИ
8 УРАВНЕНИЙ
 L

I  I 0 exp    ( x)  ( x)dx 
 0

ПУТЕМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБРАБОТКИ НАХОДЯТ
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ
(x,y)
В 16 ЯЧЕЙКАХ ДВУМЕРНОГО СРЕЗА
(ЛОМТИКА) ОБРАЗЦА
На томограмме различные плотности
выделяют различными цветами
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТОМОГРАФИИ
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ СХЕМА С ВРАЩЕНИЕМ ОБРАЗЦА
ОСНОВНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ – В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТОМОГРАФИИ
ВЕЕРНАЯ СХЕМА С ВРАЩЕНИЕМ ОБРАЗЦА
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТОМОГРАФИИ
ИСТОЧНИК
ВЕЕРНАЯ СХЕМА
С ВРАЩЕНИЕМ
ИСТОЧНИКА
РЕНТГЕНОВСКИХ
ЛУЧЕЙ
НЕПОДВИЖНЫЕ
ДЕТЕКТОРЫ
НАСТОЛЬНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ТОМОГРАФ
Skyscan 1072
Применение КРТ
для изучения горных пород
ВКЛЮЧЕНИЯ УРАНА В ОБРАЗЦЕ ПОРОДЫ
НЕОДНОРОДНОЕ СТРОЕНИЕ СИЛИКАТНОЙ ПОРОДЫ
3-Х МЕРНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ
ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ АСФАЛЬТА
СТРУКТУРА ТРЕЩИН
В КАРБОНАТНОЙ ПОРОДЕ
ПОРИСТОСТЬ ПЕСЧАНИКА
Применение КРТ
в машиностроении
Система КРТ в поточной линии позволяет выполнять объёмное
сканирование и анализ литых деталей, проходящих через неё
непрерывно с большой скоростью.
Автоматический анализ пористости
позволяет наблюдать распределение
пустот различного размера
на изображении литой детали.
Оценка трех параметров
по результатам сканирования
головки блока цилиндров
Фотография (А), рентгенограмма (Б), плоская (В) и объёмная (Г)
рентгеновские томограммы блока топливораспределения
истребителя
Компьютерная томография и анализ компонентов
дизельного инжектора
НАКОНЕЧНИК ШАРИКОВОЙ РУЧКИ
Применение КРТ
в биологии и медицине
ЭМБРИОН ВНУТРИ ЯЙЦА ЭМУ
КОМПЬЮТЕРНЫЙ
ЧИП
ЗУБ
ЧЕЛОВЕКА
КРТ ЖИВОЙ МЫШИ
КОНЕЦ
ЛЕКЦИИ
Скачать