Фазоконтрастный метод определения размера эффективного фокусного пятна нанофокусной рентгеновской трубки
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-1-5-13
Аннотация
Работа посвящена развитию метода тестирования размера фокусного пятна нанофокусных и микрофокусных рентгеновских трубок на основе фазоконтрастной рентгенографии тестовых объектов. В основе метода лежит сопоставление интерференционного рентгеновского изображения с расчетными значениями, полученными при точном численном решении волнового уравнения. Высокая чувствительность метода к размерам источника обеспечивается слиянием интерференционных полос с контрастом разного знака. На основе волнового уравнения с использованием численного моделирования профиля интенсивности проанализировано формирование рентгеновских фазоконтрастного изображения тестовых объектов. Получено аналитическое выражение для оценки размера фокуса рентгеновской трубки Приведены результаты расчетов профилей фазового контраста для капроновой лески и эталонного нанофокусного теста.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. Манушкин
“Diagnostika-M” LLC
Россия
Россия
Н. Н. Потрахов
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
Россия
Россия
Д. К. Кострин
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
Россия
Россия
К. К. Гук
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
Россия
Россия
Список литературы
1. Staroverov N.E. A method for automated control of electronic components on microfocus X-ray images. J. of the Russian Universities. Radioelectronics, 2021, 24 (4), P. 27–36.
2. Potrakhov N.N., Gryaznov A.Yu., Zhamova K.K., Bessonov V.B., Obodovsky A.V., Staroverov N.E., Kholopova E.D. Microfocus radiography in medicine: physical and technical features and modern means of X-ray diagnostics. Biotechnosphere, 2015, 5 (41), P. 55–63.
3. Lider V.V. X-ray methods of axial phase contrast and axial holography. Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials, 2015, 81 (12), P. 32–40.
4. Nugent K.A., Paganin D., Gureyev T.E. A phase odyssey. Physics Today, 2001, 54 (8), P. 27–32.
5. Snigirev A., Snigireva I., Kohn V., Kuznetsov S., Schelokov I. On the possibilities of X-ray phase contrast microimaging by coherent high-energy synchrotron radiation. Review of Scientific Instruments, 1995, 66 (12), P. 5486–5492.
6. Cloetens P., Barrett R., Baruchel J., Guigay J.P., Schlenker M. Phase objects in synchrotron radiation hard X-ray imaging. J. of Physics D: Applied Physics, 1996, 29 (1), P. 133–146.
7. Davis T.J., Gao D., Gureyev T.E., Stevenson A.W.,Wilkins S.W. Phase-contrast imaging of weakly absorbing materials using hard X-rays. Nature, 1995, 373, P. 595–598.
8. Gryaznov A.Yu. On the possibility of obtaining phase-contrast images on microfocus X-ray sources. Biotechnosphere, 2010, 1 (7), P. 30–32.
9. Shovkun V.Ya., Kumakhov M.A. Phase contrast imaging with micro focus X-ray tube. Proceedings of SPIE, 2006, 5943, 594315.
10. Shovkun V.Ya. Development of a phase-contrast mammograph in the “in-line holography” scheme. Medical physics, 2007, 2 (34), P. 25–34.
11. Hertz H.M., Bertilson M., Chubarova E., Ewald J., Gleber S.-C., Hemberg O., Henriksson M., Hofsten O., Holmberg A., Lindblom M., Mudry E., Otendal M., Reinspach J., Schlie M., Skoglund P., Takman P., Thieme J., Sedlmair J., Tjornhammar R., Tuohimaa T., Vita M., Vogt U. Laboratory X-ray micro imaging: Sources, optics, systems and applications. J. of Physics: Conference Series, 2009, 186 (1), 012027.
12. Bavendiek K., Ewert U., Riedo A., Heike U., Zscherpel U. New measurement methods of focal spot size and shape of X-ray tubes in digital radiological applications in comparison to current standards. Proceedings of the “18th World Conference on Nondestructive Testing”, Durban, South Africa, 2012, 346.
13. Dougherty G., Kawaf Z. The point spread function revisited: image restoration using 2-D deconvolution. Radiography, 2001, 7 (4), P. 255–262.
14. Di Domenico G., Cardarelli P., Contillo A., Talbi A., Gambaccini M. X-ray focal spot reconstruction by circular penumbra analysis – Application to digital radiography systems. Medical Physics, 2016, 43 (1), P. 294–302.
15. Bicher B.A., Meli F., Kung A., Sofiienko A. Traceable x-ray focal spot reconstruction by circular edge analysis: from sum-microfocus to mesofocus. Measurement Science and Technology, 2022, 33 (7), 074005.
16. Nachtrab F., Firsching M., Uhlmann N., Speier C., Takman P., Tuohimaa T., Heinzl C., Kastner J., Larsson D.H., Holmberg A., Berti G., Krumm M., Sauerwein C. NanoXCT: development of a laboratory nano-CT system. Proceedings of SPIE, 2014, 9212, 92120L.
17. Goodman J.W. Introduction to Fourier optics. Roberts and Company Publishers, Greenwood Village, 2005, 491 p.
18. Cowley J.M. Diffraction physics. North Holland Publishing, Amsterdam, 1995, 488 p.
19. Shao W., He T., Wang L., Wang J.X., Zhou Y., Shao B., Ugur E., Wu W., Zhang Z., Liang H., de Wolf S., Bakr O.M., Mohammed O.F. Capillary manganese halide needle-like array scintillator with isolated light crosstalk for micro-X-ray imaging. Advanced Materials, 2024, 36 (21), e2312053.
20. Pfeiffer F., Bech M., Bunk O., Donath T., Henrich B., Kraft P., David C. X-ray dark-field and phase-contrast imaging using a grating interferometer. J. of Applied Physics, 2009, 105 (10), 102006.
Рецензия
Для цитирования:
Манушкин А.А., Потрахов Н.Н., Кострин Д.К., Гук К.К. Фазоконтрастный метод определения размера эффективного фокусного пятна нанофокусной рентгеновской трубки. Наносистемы: физика, химия, математика. 2025;16(1):5-13. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-1-5-13
For citation:
Manushkin A.A., Potrakhov N.N., Kostrin D.K., Guk K.K. Phase-contrast method for determining the size of the effective focal spot of a nanofocus X-ray tube. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2025;16(1):5-13. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-1-5-13
Просмотров:
15
Послать статью по эл. почте 