Способ получения теневых картин внутренней структуры объекта с помощью проникающего излучения

 

Изобретение относится к радиационным методам изучения внутренней структуры объектов. Цель - повышение контраста получаемых картин. Для этого производят коллимацию падающего на объект и прошедшего через объект пучков излучения в угловом диапазоне, соответствующем характерным углам преломления используемого излучения на внутренних поверхностях раздела исследуемого объекта. Для коллимации используют совершенные монокристаллы, устанавливаемые перед и за исследуемым обьеко том параллельно друг другу. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i9) SU(1i) 71 Ai (5ц 4 G 01 N 23/08

Д

Б(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTÈÉ (21) 4146041/24-25 (22) 13.11.86 (46) 15.06.88. Бюл. Ф 22 (72) Н.Л. Митрофанов, К.М. Подурец, В.А. Соменков, А.Б. Тюгин, P.P. Чистяков и С.Ш. Шильштейн (53) 621.386(088.8) (56) Пинскер З.Г. Рентгеновская крис- таллооптика. N.: Наука, 1982, с. 221222.

Заявка Великобритании Ф 2137453, кл. G 01 N 23/04, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕНЕВЫХ КАРТИН

ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ ОБЪЕКТА С ПОМОЩЬЮ

ПРОНИКАЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к радиационным методам изучения внутренней структуры объектов. Цель — повышение контраста получаемых картин. Для этого производят коллимацию падающего на объект и прошедшего через объект пучков излучения в угловом диапазоне, соответствующем характерным углам преломления используемого излучения на внутренних поверхностях раздела исследуемого объекта. Для коллимации используют совершенные монокристаллы, устанавливаемые перед и за исследуемым объек- д том параллельно друг другу. 4 ил.

ie02871

Изобретение относится к радиацион 1ым методам изучения внутренней структуры объектов.

Цель изобретения — повышение кон5 траста получаемых картин.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — тест=объект, используемый для проверки способа; на фиг. 3 — результаты эксперимента с использованием только абсорбционного ффекта; на фиг. 4 - результаты экспеимента с использованием абсорбционйого и рефракционного эффектов. устройство содержит первичный кол-.

Лиматор 1„ первый монокристалл 2,дифрагирующий и одновременно коллимируюфий излучение, падающее на исследуеМый объект 3, установленный на подвижном держателе 4, второй монокрис галл 5, дифрагирующий и коллимирующий

Прошедшее через объект 3 излучение на детектор 6, с которым связан блок

7 обработки. Перед держателем 4 может25 быть установлена вспомогательная ограничительная щель 8. В качестве монокристаллов 2 и 5 используют совершенные монокристаллы, обеспечивающие коллимацию пучка в пределах

Характерных углов преломления используемого излучения на внутренних по-. верхностях раздела объекта 3.

В устройстве использован детектор б с двухмерным пространственным раз ешением, соответствующим нижнему пределу преломления для данного типа; излучения и материала объекта (для тепловых нейтронов этот характерный 40 размер соответствует нескольким микронам, для рентгеновского и синхронного излучения — примерно одному микрону). Наиболее целесообразно использование двухкоординатного детек- 45 тора 6 с непосредственной передачей информации на 3ВМ. Возможно также использование пленки или конвертора (в случае нейтронов) с последующим фотометрированием и обработкой его результатов на ЭВМ. Второй вариант характеризуется меньшей экспрессностью, но позволяет добиться более высокого пространственного разрешения и, следовательно, увеличения контраста на теневых картинах, что обеспечивает большую точность восстановления изображения внутренней структуры, объекта.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение после прохождения первичного коллиматора 1 попадает на первый монокристалл 2, отражается от него под бреггавским углом и направляется на объект 3. Часть излучения проходит через объект 3 без преломления (показана сплошной линией на фиг. 1), другая часть излучения преломляется на внутренних поверхностях раздела и падает на второй монокристалл 5 под углами, от,.1ичными от брегс говского (показаны штриховой линией на фиг. 1). Если это угловое отклонение больше эффективного угла коллимации, обеспечиваемой парой монокристаллов 2 и 5, то преломленное излучение не отражается вторым монокристаллом 5 в отличие от излучения, прошедшего через объект 3 без преломления, которое отражается монокристаллом 5 под углом Брегга и направляется в детектор 6, откуда информация передается в. блок 7 обработки (например, на основе ЭВМ, которая и реконструирует изображение внутренней пространственной структуры объекта).

В качестве монокристаллов 2 и 5 используют совершенные кристаллы германия или кремния, которые изготовляются в виде больших кристаллов размером до нескольких сантиметров и

П имеют мозаичность порядка I, достаточную для разделения преломленного и непреломленного излучения с длиной о волны порядка 1А в случае тепловых нейтронов и электромагнитного излучения (рентгеновского или синхронного).

Пример. В качестве монокристаллов 2 и 5 были использованы монокристаллы германия (III) с мозаичноII стью в пределах = 1, обеспечивающие при длине волны 9 = 2,26 А тепловых нейтронов, для которых проводили эксперимент, эффективное угловое разрешение приблизительно акой же величины. Объект 3 представлял собой два цилиндра 9 и 10 из меди радиусами

2, 15 мм и 0,50 мм, помещенные в алюминиевый стакан 11 с толщиной стенок

0,5 мм и внешним диаметром 18 мм (фиг. 2). В качестве детектора 6 использовали гелиевый пропорциональный счетчик с широким входным окном, в которое попадало излучение, прошедшее через объект 3 без преломления (на

14028 углы больше 1") и отраженное вторым монокристаллом 5. Перед объектом 3 помещали вертикальную щель 8 шириной

0,2-3,0 мм и сканировали объект 3 от- 5 носительно щели путем его горизонтального перемещения при сохранении параллельного расположения щели 8, медных цилиндров 9 и 10 и алюминиевого стакана 11. Для получения чисто абсорб- 10 ционного контраста использовали схему, при которой второй монокристалл 5 был выведен из отражающего положения, а детектор б был расположен за монокристаллом 5 и измерял полную ин- 1Б .тенсивность излучения, прошедшего через объект 3 (преломленного и непреломленного).

Сравнение результатов измерения 20 пространственного (х) распределения интенсивности Т нейтронов (ширина

-щели 8-0,2 мм), прошедших через объ-. ект 3 в условиях абсорбционного и рефракционного контраста (фиг. 4), с тем 25

71

4 же распределением при чисто абсорбционном контрасте (фиг. 3) показывает наличие существенного контраста получаемой теневой картины.

Формула изобретения

Способ получения теневых картин внутренней структуры объекта с помощью проникающего излучения, заключающийся в мапоугловой коллимации излучения, падающего на исследуемый объект и прошедшего через него, регистрации прошедшего через объект коллимированного излучения детектором,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения контраста получаемых картин, коллимацию излучения, падающего на исследуемый объект и прошедшего через него, осуществляют с помощью монокристаллов в диапазоне углов коллимации, не превышающем угол преломления используемого излучения на исследуемом объекте.

1402871

Х ИМ а

Составитель К, Кононов

Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Ревин

Заказ 2848/31 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4