Digitális röntgen vizsgálati eljárások

Az előadások a következő témára: "Digitális röntgen vizsgálati eljárások"— Előadás másolata:

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

2 Tartalom: CCD kamera

3 Röntgen filmdigitalizáló
Előnyei: Csökkenti az archiválás helyigényét Tartós, jó minőségű tárolást biztosít

4

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.

7

8

9

10

11 Cirko-gejzir gáznyomás szabályzója

12 IP lemez t = 30 sec CCD kamera t = 6 sec

13

14

15

16 CT felvétel IP-vel

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

18 A digitális röntgen vizsgálatok detektorainak idő- és
geometriai felbontásának áttekintése

19 A digitális röntgen vizsgálatok detektorainak összehasonlítása
Detektor rendszer Rtg film digitalizálás Szcintillátor+CCD kamera Imaging Plates Amorf SiFlat Panel Felbontás (pixel méret µm) 100 – 500 100 Tipikus exponálási idő 2 min 40 msec sec 30 sec 40 msec – 10 sec Detektálási terület 30x40 cm2 25x25 cm2 20x40 cm2 30x40cm2 Vonal menti pixel szám 4096 2048 6000 Dinamikus érzékenység 102 (nemlineáris) 105 (lineáris) Digitális dinamika 12 bit 16 bit 14 bit

20 E 2445 – 05 Long term stability E 2446 – Classification E Standard Guide for Radioscopy E Standard Practice for Qualification of Radioscopic System E Standard Practice for Radioscopy

21 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

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 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 Röntgen fluoreszcens mérőberendezés elvi vázlata

26 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 Köszönöm a figyelmet!