康普顿散射

摘要： 为了对随钻伽马测井仪密度测量模块的优化设计提供指导,利用蒙特卡洛模拟程序,对2种放射源开窗仪器的密度模块进行模拟分析,优化源屏蔽体尺寸。在选定合适的源屏蔽体厚度后,对仪器的探测深度进行模拟分析,研究康普顿散射的主要散射区对探测深度曲线以及层分辨率曲线的影响,指出源距、探测器开窗尺寸及角度是影响主要散射区分布的关键因素,给出降低探测深度曲线峰值影响的优化方案,提高仪器遇到地层分界面时的探测精度。

摘要： 对经典诺贝尔奖实验康普顿散射进行了虚拟仿真设计与开发,并对其在实验教学中的具体应用进行了设计和实践.利用蒙特卡罗模拟方法和3D仿真技术构建了虚拟仿真实验系统,模拟实验场景和实验过程,将传统的"高危"实验变为安全常规的教学实验;利用虚拟放射源和符合测量技术的优势,拓展和改进了实验内容和方法,测量并计算了NaI闪烁体探测器对不同γ射线的探测效率,解决了传统实验只能依靠经验公式计算相对反应截面的难题,验证了康普顿散射的光子能量及相对微分截面与散射角的关系.采用问题导向式教学方法将仿真实验应用于实验教学,以虚促实,因材施教,培养学生科学研究和探索的能力.

摘要： 该文围绕高性能X射线康普顿散射成像需求,开展了大视场、高分辨率Schmidt物镜的研发及成像实验研究.基于光学设计,研制了分离式的Schmidt物镜,解决了物镜在子午方向和弧矢方向存在分辨率差异的问题,提高了物镜的成像分辨率.开展了X射线康普顿散射成像实验研究,检验了物镜的灵敏度和分辨率.实验结果表明,Schmidt物镜在120 mm视场内的分辨率约为3 mm,对置于1 mm钢板后的PMMA探测灵敏度约为10g,实现了高分辨率、高灵敏度的探测.

摘要： X射线荧光CT(X-ray fluorescence computed tomography,XFCT)是一种使用X射线荧光(X-ray fluoresc-ence,XRF)实现功能性成像的新技术,在生物医学成像中表现出较大潜力.但是,X射线穿过生物体的同时还会产生大量康普顿散射光子,对XRF信号的采集形成很强的背景噪声;因此,如何有效消除康普顿散射噪声对于提高XFCT成像质量至关重要.本文研究总结了XFCT成像过程中涉及的物理过程,包括:荧光的产额、退激发时间、荧光发射角分布、荧光偏振态、康普顿散射角分布与散射光偏振态,并通过研究荧光与散射光物理性质的差异寻找去除康普顿散射噪声的方法.经过物理过程推导和分析计算,发现:1)高原子序数元素的K层荧光退激发时间极短,在现有探测器的时间分辨率条件下,无法分辨散射光与荧光;2)K层发射荧光的角分布各向同性,康普顿散射角分布在与入射光偏振方向附近取得最小值,而且入射光线偏振度越高,散射光的微分截面越小,偏振光源将有利于减少康普顿散射噪声;3)K层荧光线偏振度为零,而康普顿散射光子在一些散射方向上具有一定线偏振度,因此偏振态的差异可能用于降低康普顿散射噪声.

摘要： 在暗物质直接探测实验当中,高能gamma射线是重要的本底来源之一.高能光子由于康普顿散射的原因会在高纯锗探测器中会产生低能本底.CDMSlite实验中发现低能区域的康普顿能谱存在康普顿台阶,脉冲近似(Impulse Approximation,IA)理论解释了台阶出现的原因是原子中电子处于束缚状态,它使用散射函数来描述电子的束缚效应.为了探究这些台阶与散射函数以及入射能量之间的关系,我们使用Geant4程序对康普顿散射中的康普顿台阶进行了研究.研究发现随着初始光子能量增高,K壳层与L壳层的康普顿台阶会变得越来越平缓,直至斜率趋近于零.

摘要： 研究了康普顿散射在X射线成像系统中的干扰机理,以及如何减少散射并对X射线成像进行优化.文章对检测系统中微通道板(MCP)准直器进行仿真模拟,分析了其如何抑制X光的散射,探求了X光强度和MCP长径比对的散射影响.在优化成像方面,研究了在X光焦点尺寸以及焦距确定的情况下,通过准直器获得最好的图像,以便于在便携式成像设备中可以获得更好的成像质量.使用Matlab软件进行模拟仿真,用蒙特卡洛方法对不同情况下的X光成像进行模拟,分析了在使用准直器时的光子的分布以及散射情况,得出适合便携式X射线成像检测系统所使用的准直器.

摘要： 通过坐标时和固有时的关系式,由度规表达式导出时空膨胀公式,得到由度规直接读出时空膨胀公式的方法,然后利用平移算符,将时空膨胀效果体现在平直时空的量子场论中.最后讨论在弯曲时空参考系中进行量子实验,以康普顿散射为例,考虑引力场导致的粒子产生与湮灭,给出一个适用的光子和引力场耦合的相互作用拉氏密度(半经典理论).

摘要： 国际上CDEX、CDMSlite等实验组,在开展直接暗物质探测实验中,发现高能光子本底的来源之一.高能光子在高纯锗探测器中会产生低能本底,这些本底来自于康普顿散射的影响.分析发现低能本底的结构有台阶出现,这与经典理论预测的结果相悖.这是由于原子中电子处于束缚状态,并具有一定的动量,因此康普顿散射在低能部分受到影响.现在已经有低能康普顿散射理论Impulse Approximation(IA)考虑到电子的这些效应,并且应用到模拟实验软件Geant4中.IA理论框架下的模拟模型有三个:Liermore模型、Penelope模型和Monash模型.我们发现三个模型在keV能级以下能谱有康普顿台阶出现,与经典康普顿能谱相比有明显减少.经过计算,在k壳层的台阶高度比例分别为95.92％、92.87％和96.68％,这与只考虑束缚效应而计算出的93.73％不同.三个模型keV能级以下时有大约10％的差异.

摘要： 本文利用Geant4和分离变量的方法,模拟了衬底材料、以及闪烁体的包装材料对反散射峰计数大小的影响.使用不同衬底材料时,模拟产生的反散射峰与全能峰计数比例、不同材料的饱和厚度值,与实验结果一致.本文还模拟了反散射峰计数随着闪烁体包装材料的厚度,以及闪烁体的长度、横截面积和体积的变化关系,找到了抑制由此产生反散射峰本底的方法.

摘要： 本文采用GEANT4模拟平台，构建了康普顿相机的结构，实现了γ射线在探测器中的输运过程模拟;建立了康普顿散射过程遴选算法，实现了成像粒子的筛选;通过在散射探测器，和吸收探测器之间的能量沉积，空间作用位置，得到放射源所在曲面，通过多次探测事件，得到放射源的位置，实现了放射源的二、三维图像重建。采用极大似然法Maximum Likelihood Expectation Maximization(MLEM)进行本底噪声滤去的算法，实现在噪声环境下，提高康普顿相机对放射源成像的精度。开展了散射体材料结构、吸收体材料结构与相机成像效率和角分辨率关系研究，得到了优化的结构设计。

摘要： 本文利用康普顿散射光子能量的不同对剂量仪器进行刻度,分析了其可行性,并用蒙特卡罗方法对康普顿散射靶物质的材料、结构尺寸和探测距离等条件进行了模拟,其结果与理论值进行了比较分析,得出了康普顿散射进行剂量刻度的最优条件,该方法对于小型试验室剂量刻度具有重要的意义.

摘要： 强γ射线辐射场的能谱参数测量技术滞后于实验应用,对发展辐射场应用及评估技术发展带来了一定的制约,同时给探测器标定引入了较大的不确定度,因而需要发展一种能准确测量强γ参考辐射场能谱的方法.本文研究了一种基于康普顿散射原理测量强钴源能谱数据的方法,并通过实验测量数据验证,证实这种方法能够用于强γ辐射场能谱数据测量.

摘要： 采用粉末压片制样，X射线荧光光谱法测定哈萨克斯坦磷精矿中的P、Mg、Fe、Al、Si、Ca元素。将康普顿散射线内标法与经验系数法相结合校正元素间的基体效应，提高了分析方法的准确度和精密度，样品仪器测定值与化学法吻合，各组分的仪器精密度(RSD)小于0.46%，方法精密度(RSD)小于1.35%，能够满足工业生产的质量要求。

摘要： 本文使用蒙特卡罗方法，对光子的行为进行了真实模拟，获得了不同能量光子在组织等效介质中作用事件统计分布规律：光子能量小于28keV 时，以光电效应为主；对能量为28～30keV 的光子，发生光电效应、康普顿散射的几率大致相等；当光子能量大于30keV 时，康普顿散射事件逐步占据主导地位，并随光子能量进一步增加，发生该作用事件几率线性增大。

摘要： 采用粉末压片制样，X射线荧光光谱法测定哈萨克斯坦磷精矿中磷、镁、铁、铝、硅和钙等元素的含量。将康普顿散射内标法与经验系数法相结合校正元素间的基体效应，提高了分析方法的准确度和精密度，样品的测定值与化学法测定结果相吻合，各元素的仪器相对标准偏差(n=10)小于50％，方法相对标准偏差(n=10)小于1.4％，能够满足工业生产的质量要求。

摘要： 采用外部加装屏蔽壳的方法对X射线进行辐射屏蔽，可以减少X射线对器件的辐射损伤。通过研究发现，虽然屏蔽材料减少了直照X射线的影响，但是X射线康普顿散射、光电效应产生的次级X射线和次级电子对器件的作用不可忽略。本文通过改变入射光源光子能量、Si探测器位置、屏蔽材料厚度及照射面大小等参量，采用蒙特卡罗程序模拟进行了计算比较，得到了X射线次级粒子对硅器件能量沉积的影响规律，并提出了降低次级粒子影响的方法。

摘要： 为了实现基于Co-60源、利用康普顿散射获得多能点、高强度的准单能γ射线，本文采用蒙特卡罗计算方法，模拟实验中屏蔽装置对散射情况的影响。根据模拟计算结果，当散射角为30°-120°时，得到的能谱主峰半宽度在0.06-0.07MeV之间变化，仅超出该角度范围下康普顿散射的本征半宽度7％。在MCNP模拟程序中，粒子抽样数为60万时，于散射靶后探测到的散射效率为10％(具体数值由靶厚度及探测距离决定)左右，即可以得到满意的γ射线。文中同时计算了不同参数下散射效率以及半高宽和分辨率的变化情况。

摘要： 为了实现基于Co-60 源、利用康普顿散射获得多能点、高强度的准单能γ射线,本文采用蒙特卡罗计算方法,模拟实验中屏蔽装置对散射情况的影响.根据模拟计算结果,当散射角为30°～120°时,得到的能谱主峰半宽度在0.06～0.07 MeV 之间变化,仅超出该角度范围下康普顿散射的本征半宽度7%.在MCNP模拟程序中,粒子抽样数为60 万时,于散射靶后探测到的散射效率为10% (具体数值由靶厚度及探测距离决定) 左右,即可以得到满意的γ射线.文中同时计算了不同参数下散射效率以及半高宽和分辨率的变化情况.

摘要： 针对基于平板探测器的锥束CT系统固然存在的散射伪影，提出在X射线源和被检测物体之间添加一个射束衰减网格装置的散射校正方法。本文首先介绍了射束衰减网格的实验装置，然后推导了基于射束衰减网格的锥束CT散射校正方法，最后通过圆柱样品实验验证了算法的可行性。实验结果表明，研究提出的散射校正方法能有效减少基于平板探测器的锥束CT系统散射伪影，提高了重建切片图像的质量。

摘要： 超低剂量x射线或伽马射线成像基于对激光康普顿x射线源或激光康普顿伽马射线源(LCXS或LCGS)的输出进行的快速电子控制。通过对在对象的每个像素处实现检测器处的检测能力的阈值水平所需要的LCXS或LCGS射束能量进行监测来一次一个(或一些)像素地构造x射线影像图或伽马射线影像图。示例提供了：当达到检测的阈值时，向LCXS/LCGS发送用于开启快速光开关的电信号或光信号，该快速光开关使用于生成康普顿光子的激光脉冲在空间上或时间上转向。以这种方式，防止对象进一步暴露于康普顿x射线或伽马射线，直到激光康普顿射束或对象被移动为止，以使得新的像素位置可以被照射。

摘要： 超低剂量x射线或伽马射线成像基于对激光康普顿x射线源或激光康普顿伽马射线源(LCXS或LCGS)的输出进行的快速电子控制。通过对在对象的每个像素处实现检测器处的检测能力的阈值水平所需要的LCXS或LCGS射束能量进行监测来一次一个(或一些)像素地构造x射线影像图或伽马射线影像图。示例提供了：当达到检测的阈值时，向LCXS/LCGS发送用于开启快速光开关的电信号或光信号，该快速光开关使用于生成康普顿光子的激光脉冲在空间上或时间上转向。以这种方式，防止对象进一步暴露于康普顿x射线或伽马射线，直到激光康普顿射束或对象被移动为止，以使得新的像素位置可以被照射。

摘要： 本发明公开了一种基于康普顿背散射扫描技术的绿色通道检测装置及方法，其检测装置包括工控机和检测通道，检测通道上设有地面检测系统，检测通道的两侧均设有限位平台，限位平台上靠近检测通道的一侧设有防护台，限位平台的上方设有移动小车，移动小车上设有经升降机构驱动的检测平台，检测平台上设有第一X射线机，第一X射线机的上方设有上下转动的第二X射线机，检测平台的两侧均连接有左右转动的探测组件，工控机分别与地面检测系统、第一X射线机、第二X射线机和探测组件连接。本发明具有能够在车辆异常行驶状态下准确检测的特点。

摘要： 本发明公开了一种康普顿背散射墙体空鼓检测系统，包括阵列探测器和控制器，还包括一准直器和一罩体、一二维平移机构。本发明用圆环形的阵列探测器探测伽马射线与墙体中的物质相互作用产生康普顿背散射信号，根据背散射信号差异检测出墙体中的空鼓，可利用阵列探测器的数据与二维平移机构的位移数据相互匹配，进一步定量测量墙体空鼓的具体位置和空鼓大小，即实现墙体空鼓的定量测量。用户可自由选择手持和自动化两种检测方式，采集到的信号和处理数据可实时传输到手机等终端机，实现空鼓在线和离线检测。本发明的检测系统及检测方法，在提高空鼓检测效率的同时兼顾特殊位置的空鼓检测，兼具便携性和易操作性，利于设备推广使用。

摘要： 本申请涉及一种康普顿散射事例恢复方法、PET系统及计算机可读存储介质。其中，该方法包括：获取第一光电传感器阵列探测到的能量值，以及光电传感器阵列‑闪烁晶体响应矩阵；根据光电传感器阵列‑晶体响应矩阵，确定与第一光电传感器阵列探测到的能量值对应的、探测到光电效应事件的第一闪烁晶体的位置；根据第一闪烁晶体的位置和第一光电传感器阵列探测到的能量值，确定康普顿散射事例的第一作用点。通过本申请，以解决了相关技术中康普顿散射事例恢复精度低的问题，提高了康普顿散射事例恢复的精度。

摘要： 本发明公开了一种利用康普顿散射事例统计进行放射性核素识别的方法。本方法步骤包括：1)利用目标设备所确定的康普顿散射事例统计数组的特征，测量生成该目标设备的待识别核素库；所述目标设备为能够获取康普顿散射事例的设备；2)利用该目标设备对包含在该待识别核素库中的未知核素进行测试，得到待测康普顿散射事例统计数组；3)计算待测康普顿散射事例统计数组中每一元素i计数率相对于本底情况的倍数的概率密度v

摘要： 本发明涉及一种康普顿散射序列恢复方法、装置、设备及介质。其中，该方法包括：探测散射事例；根据散射事例中的事件的总次数及作用点位置，确定响应线的至少一个候选径迹序列；计算光子按照至少一个候选径迹序列中每个候选径迹序列运动的概率值，得到与至少一个候选径迹序列一一对应的至少一个概率值；确定至少一个概率值中最大概率值对应的候选径迹序列中第一个作用点位置为响应线的第一次散射点。通过本发明，解决了相关技术中的康普顿散射序列恢复方法的恢复精度差的问题，提高了康普顿散射序列恢复的精度。

摘要： 本发明公开了一种基于逆康普顿散射X光源的高效康普顿散射成像系统，该系统包含：逆康普顿散射X光源、入射X射线准直器、成像物体、康普顿散射X射线准直器和X射线探测器。其中，入射X射线准直器设置在逆康普顿散射X光源和成像物体之间，逆康普顿散射X光源产生的入射X射线为竖直偏振，经入射X射线准直器形成准单色的X射线，并入射至成像物体；康普顿散射X射线准直器设置在X射线探测器和成像物体之间，X射线经成像物体散射获得的散射X射线经过康普顿散射X射线准直器后经X射线探测器探测；X射线探测器设置在与入射X射线垂直的方向上。本发明的成像系统能够显著提升图像重建的精度和成像的效率。

摘要： 本发明公开的基于平行孔准直器的三维康普顿散射成像方法和系统，根据散射光子的正向传输模型构建康普顿成像设备的基础上，利用康普顿成像设备采集散射投影图像和投射投影图像，然后构建散射问题求解模型，并集合集散射投影图像和投射投影图像求解，得到高精度的电子密度图像集合，实现三维康普顿散射成像，这方式拓宽了透射式CT成像的应用范围，促进了CT成像技术在低剂量诊断中的临床应用。

摘要： 一种含偶次非球面反射镜的全光康普顿散射装置，包括超强入射激光、气体靶以及偶次非球面反射镜。一束超强激光入射至偶次非球面反射镜表面，经其反射后会聚于z轴，与气体靶作用无失相地产生超快电子束，电子束在传播过程中同聚焦强激光产生自同步的持续康普顿散射。本发明集成电子加速与辐射产生为一体，利用偶次非球面反射镜对激光的会聚作用，大大提高了电子束的能量及其与激光的碰撞效率，使辐射得到了增强，且避免了反射激光对光学元件的损伤。本发明是一种适用于激光尾场电子加速的光束聚焦装置，涉及激光尾场电子加速及其辐射源的产生领域，尤其涉及一种基于激光尾场的全光康普顿散射领域。