Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Digitális röntgen vizsgálati eljárások Dr. Balaskó Márton és Horváth László MTA Energiatudományi.

Az előadások a következő témára: "Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Digitális röntgen vizsgálati eljárások Dr. Balaskó Márton és Horváth László MTA Energiatudományi."— Előadás másolata:

1 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Digitális röntgen vizsgálati eljárások Dr. Balaskó Márton és Horváth László MTA Energiatudományi Kutatóközpont

2 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Tartalom: CCD kamera

3 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Röntgen filmdigitalizáló Előnyei: Csökkenti az archiválás helyigényét Tartós, jó minőségű tárolást biztosít

4 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont

5

6 Az IP technika előnyei: 1. Érzékenysége ~25-szöröse a filmes módszernek (rövidebb megvilágítási idő elegendő, vagy kisebb rtg. teljesítmény – csökkenthetőek a sugárvédelmi követelmények), 2. Széles és lineáris a dinamika tartomány, közvetlenül kerül a digitális kép a letapogatóból a PC-be, 3. Integrális típusú detektor és az IP lemez kiolvasás után törölhető, legalább 1000-szer újra használható. 4. Nincs szükség sötétkamra technikára és nincs szükség vegyszeres kezelésre. Telepítése során közepes szintű műszaki-környezeti feltételeket igényel, és csak magas szintű képzésben részesült személyzet üzemeltetheti. Telepítése során közepes szintű műszaki-környezeti feltételeket igényel, és csak magas szintű képzésben részesült személyzet üzemeltetheti.

7 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont

8

9

10

11 Cirko-gejzir gáznyomás szabályzója Cirko-gejzir gáznyomás szabályzója

12 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont CCD kamera t = 6 sec IP lemez t = 30 sec

13 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont

14

15

16 CT felvétel IP-vel

17 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont CERN Large Hadron Colider (LHC) Az alagút kerülete: 26,65 km alagút átmérője: 3,8 m ütközési energia: 14 TeV 7500 db Szupravezető mágnesek 1,9 K o 40 ezer plazma hegesztés 60 ezer villamos összeköttetés Rayscan mobil XCT (225 kV) FP 2048 X 2048 pixel Biztonsági sáv: 100m előtte és utána !

18 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont A digitális röntgen vizsgálatok detektorainak idő- és geometriai felbontásának áttekintése

19 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Detektor rendszer Rtg film digitalizálás Szcintillátor +CCD kamera Imaging Plates Amorf SiFlat Panel Felbontás (pixel méret µm) 20 - 50100 – 5005-25-50-100100 Tipikus exponálási idő 2 min40 msec- 10 sec 30 sec40 msec – 10 sec Detektálási terület 30x40 cm 2 25x25 cm 2 20x40 cm 2 30x40cm 2 Vonal menti pixel szám 4096 2048 6000 2048 Dinamikus érzékenység 10 2 (nemlineáris) 10 5 (lineáris) 10 5 (lineáris) 10 5 (lineáris) Digitális dinamika 12 bit 16 bit 14 bit A digitális röntgen vizsgálatok detektorainak összehasonlítása

20 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont E 2445 – 05 Long term stability E 2446 – 05 Classification E 1000-92Standard Guide for Radioscopy E 1411-91Standard Practice for Qualification of Radioscopic System E 1255-92Standard Practice for Radioscopy

21 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Röntgen diffrakció A röntgen diffrakció esetében röntgensugarak hajlanak el az atomok elektronburkán. A két vagy több atomról szórt sugárzás interferál egymással, és a fényképező lemezen, vagy IP lemezen szabályosan elhelyezkedő foltokból álló interferenciakép jelenik meg. Ebből egykristályos, szilárd anyagból álló mintánál meghatározható az atomok pontos helye az elemi cellában. A foltok méretéből következtetni lehet az atomok minőségére is. A módszer nagy molekulák (pl. fehérjék), kisméretű, gázállapotú molekulák és porok szerkezetvizsgálatára is használható. Kapott információ: rácsállandó (kötéshossz) kötésszög kémiai minőség

22 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont

23 Az ábrán látható pordiffraktogramon a kristályrácsot jellemző ( dhkl) rácssík távolságoknak megfelelő( 2Θ) szögeknél intenzitás maximumokat kapunk. A diffraktogramon minden egyes csúcs egy-egy (hkl) rácssík seregnek felel meg. A reflexiók indexelése alapján meghatározható a minta rácsparamétere, a megfelelő adatbázisok használatával. Az ötvöző atom rácsparamétere alapján meghatározható annak koncentrációja és szemcsemérete a diffrakciós vonalak szélességéből.

24 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Röntgen-fluoreszcencia A röntgen-fluoreszcencia módszer lényege, hogy valamely kis energiájú röntgen-, vagy gamma-sugárzással a minta atomjainak belső elektronjait kiütjük. Ilyenkor magasabb energiaszintről ugrik be egy elektron a lyuk-, ba és az atom a két nívó energiakülönbségének megfelelő energiájú karakterisztikus röntgensugárzást bocsát ki. Ezt a választ hívjuk röntgen-fluoreszcenciának. Az elemeket a kilepő röntgen-foton energiája alapján ismerhetjük fel, frekvenciájuk alapján azonosítjuk (E=h·ν, ahol E a foton energiája, h a Planck-állandó és ν a foton frekvenciája). A rönt- gen-fotonok energiája a megfigyelések szerint a rendszám négyzetével aranyos. A kibocsátott karakterisztikus sugárzás intenzitásából a hatásfokok és az önelnyelődés meghatározása után az adott elem koncentrációja meghatározható. Így a röntgen-fotonok energiája alapján lehet minőségi-, az intenzitásuk alapján pedig mennyiségi analízist végezni.

25 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Röntgen fluoreszcens mérőberendezés elvi vázlata

26 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Következtetés: A digitális röntgen vizsgálatok előnye, hogy a felvételi körülmények sok tekintetben egyszerűsödtek, az új detektor rendszerek, új módszerek (CT, dinamikus radiográfia) alkalmazását tették lehetővé, amely sokoldalúbb ismeretek megszerzését teszik lehetővé. Az eredmények kiértékelésé- ben és azok tárolásában további előny, hogy az így tárolt adatok időállóbbak, mint a hagyományos adathordozók (pl. fotólemez) információi, amelyek könnyen sérülhetnek vegyi, vagy mechanikai hatásokra. Fontos viszont ügyelnünk arra, hogy a számítástechnika rengeteg eszköze könnyen meghamisíthatóvá teszi a képek által hordozott információt.

27 Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont 27 Köszönöm a figyelmet!