Demonstration of X (Gamma) ray Fourier imaging without refraction, diffraction and interference

无折射、衍射、干涉的X（伽马）射线傅立叶成像演示

基本信息

批准号：
22K18714
负责人：
志村考功
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18714/
关键词：
X線ガンマ線イメージング放射線フーリエイメージング Γ線

项目摘要

本研究では屈折・回折・干渉を用いないＸ線（Γ線）フーリエイメージング法の実証を目的とする。通常のイメージングでは屈折・回折・干渉などの光の基本的性質が利用される。しかし、10keVを越えMeVクラスのＸ線（Γ線）ではこれらの基本的性質を利用することが困難なため、感度の良いイメージング技術がない。この領域のイメージング技術としてコンプトンカメラが用いられているが、一般には装置が重く、携行に不便、感度が低く、撮影に時間がかかる、非常に高額などの課題がある。本研究では同心円状のフィルタを２次元検出器の前方に配置する光学系を用いる。この光学系を用いると点光源からの画像は２次元平面波の画像に変換でき、フーリエ変換により周波数空間上の１点に対応させることができる。異なる光源による平面波画像はお互いに直交関係にあり、どんなに重なっていても、また信号強度が弱くてもフーリエ変換により分離でき、光源分布を再構成することができる。本手法は屈折・回折・干渉などの性質を利用しないため、Ｘ（Γ）線イメージングに展開でき、その方向性を大きく変革・進展させる可能性を有しており、飛躍的に発展する潜在性を有する技術である。2022年度は高エネルギー対応のフレネルゾーン開口の作製と放射光X線を用いた散乱X線イメージングの有効性の検証を行った。厚さ２mm厚のタングステン板に位相の異なる４種類のフレネルゾーン開口を作製することができた。また、散乱X線イメージングを用いることによりComputer Tomographyにはない利点を有する３次元計測手法が可能であることがわかった。

这项研究旨在证明不使用折射，衍射或干扰的X射线（γ射线）傅立叶成像方法。正常成像利用光的基本特性，例如折射，衍射和干扰。但是，由于很难将这些基本特性在10 KEV上方以上的X射线（γ射线）中使用，因此没有敏感的成像技术。康普顿摄像机在该区域被用作成像技术，但通常存在一些问题，例如重型设备，不便携带，低灵敏度，拍照时间和极为昂贵的问题。这项研究使用了一个光学系统，其中将同心过滤器放在二维检测器的前面。使用此光学系统，可以将点光源的图像转换为二维平面波的图像，并可以通过傅立叶变换来对应于频率空间中的点。来自不同光源的平面波浪图像彼此之间是正交的，无论信号强度多么重叠或信号强度较弱，它们都可以通过傅立叶变换来分开，从而可以重建光源分布。该技术不利用诸如折射，衍射，干扰等的属性，并且可以部署在X（γ）线成像中，并且有可能显着改变和促进方向，从而使其成为具有巨大进化的技术。在2022财年，我们创建了一个与高能量兼容的菲涅尔区孔径，并使用同步加速器辐射验证了散射X射线成像的有效性。可以在厚度为2 mm的钨板上产生四个不同的菲涅耳区开口。此外，已经发现，使用散射的X射线成像允许使用计算机断层扫描所缺乏的三维测量技术。