Development of coded aperture for high-energy X-ray Compton scattering imaging

高能X射线康普顿散射成像编码孔径的开发

• 批准号: 22H02103
• 负责人: 鈴木 宏輔
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02103/
• 关键词: 符号化開口; コンプトン散乱; イメージング技術; リチウムイオン電池; 高エネルギーX線; M系列; 非破壊測定; イメージング; X線イメージング; 後方散乱イメージング

本研究は、これまで開発を行なってきた高エネルギー放射光X線コンプトン散乱法による非破壊測定法に符号化開口を導入した新たなイメージング手法を開発することである。本年度は、符号化開口を用いたコンプトン散乱実験を行い散乱パターンの観測、ならびに、再構成の妥当性を検証した。試料は材質の異なるペンシル状の試料を用いた。材質は銅、アルミニウム、アクリルである。ペンシル状試料の先端に100keVの放射光X線を照射し、試料から散乱されるX線を、符号化開口を通して二次元検出器で測定した。符号化開口は、M系列の規則に従い約500個の開口を有している。実験から符号化開口パターンに対応した散乱X線パターンを観測することができた。また、散乱X線パターンに逐次近似法を適用することでペンシル状試料の先端形状を再構成することができた。また、本研究で使用する二次元検出器は検出素子毎にX線のエネルギースペクトルを測定することができる。得られたエネルギースペクトルを比較した結果、試料の材質の違いによりコンプトン散乱X線エネルギースペクトルの形状が異なっており、散乱X線強度の解析のみならずコンプトン散乱X線エネルギースペクトルの形状の解析や弾性散乱強度とコンプトン散乱強度比の解析も可能なことがわかった。

本研究的目的是通过将编码孔径引入迄今为止已开发的利用高能同步加速器X射线康普顿散射的无损测量方法来开发一种新的成像方法。今年，我们利用编码孔径进行了康普顿散射实验，观察散射图案并验证重建的有效性。使用由不同材料制成的铅笔形状的样品。材质有铜、铝、亚克力。用100 keV的同步辐射X射线照射铅笔状样品的尖端，并使用二维探测器通过编码孔径测量从样品散射的X射线。根据M序列规则，编码孔径大约有500个孔径。通过实验，我们能够观察到与编码孔径图案相对应的散射X射线图案。此外，通过对散射 X 射线图案应用逐次逼近法，我们能够重建铅笔形样品的尖端形状。此外，本研究中使用的二维探测器可以测量每个探测元件的X射线能谱。比较所得到的能谱的结果可知，康普顿散射X射线能谱的形状根据样品的材质而不同，并且可知康普顿散射X射线能谱的形状不同的是，除了散射X射线强度的分析之外，还可以分析散射强度和康普顿散射强度比。

项目成果

符号化開口を用いた 放射光X線コンプトン散乱イメージング法の開発

编码孔径同步加速器X射线康普顿散射成像方法的研制

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木 宏輔， 安東 智也，譚 境良，伊藤 直史，櫻井 浩，辻 成希，小泉 昭久， 林 雄二郎，矢橋 牧名，酒井 真理，Varnava Maria，田代 睦