Д. С. Гроздов, В. П. Колотов, Н. Н. Догадкин, В. И. Коробков
жүктеу/скачать 47.63 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ГАММА-АКТИВАЦИОННАЯ АВТОРАДИОГРАФИЯ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ АКТИВИРУЮЩЕЙ ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ АНШЛИФА БОЛЬШОГО РАЗМЕРА
- ПРИ ОБЛУЧЕНИИ НА МИКРОТРОНЕ
Гамма-активационная авторадиография… Д.С. ГРОЗДОВ, В.П. КОЛОТОВ, Н.Н. ДОГАДКИН, В.И. КОРОБКОВ1 Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва 1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова ГАММА-АКТИВАЦИОННАЯ АВТОРАДИОГРАФИЯ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ АКТИВИРУЮЩЕЙ ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ АНШЛИФА БОЛЬШОГО РАЗМЕРА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ НА МИКРОТРОНЕ Представлены результаты по разработке аппаратно-программного решения для равномерного облучения на микротроне геологических образцов (в виде аншлифов) большого размера (до 30 см2). Гамма-активационная авторадиография − эффективный метод выявления особенностей распределения благородных элементов в геологических образцах. Активирующее поле тормозного излучения микротрона весьма неоднородно и отличается резким спадом интенсивности как в продольном (по оси пучка), так и в поперечном направлении (рис. 1). Если образцы до 1 см в диаметре могут быть облучены в достаточно равномерном поле тормозного излучения микротрона (рис. 1, заштрихованная область), то при анализе аншлифов большого размера (до 5 см в диаметре) имеет место недопустимо большая неравномерность активирующего поля. Это не позволяет использовать этот метод для скринингового анализа геологических образцов (например, для экспрессного выявления микровключений благородных элементов). 
Рис. 1. Распределение относительной интенсивности набранной дозы от расстояния от оси пучка, аппроксимированное распределением Гаусса
Рис. 2. Принципиальная кинематическая схема движения образца. Образец (1) с радиусом R1 совершает вращательное движение (2) с частотой 1 и возвратно-поступательное движение (3) с амплитудой R2 = 2 R1 и частотой 2 Очевидным решением является разработка устройства, которое обеспечивало бы перемещение образца в плоскости, перпендикулярной оси пучка микротрона. При этом устройство, работающее в высокоинтенсивном поле активирующего излучения, должно быть достаточно простым с тем, чтобы обеспечить надежность его функционирования. Предложенная кинематическая схема движения образца обеспечивает вращение образца в плоскости, перпендикулярной оси пучка, и одновременное его возвратно-поступательное перемещение (рис. 2). Разработано устройство, которое обеспечивает перемещение образца согласно выбранной схеме движения. Устройство состоит из платформы, приводимой в возвратно-поступательное движение двигателем переменного тока через кривошипно-шатунный механизм; на платформе расположены держатель образца и второй двигатель, вращающий образец. Для прогнозирования результатов, которые можно получить при использовании разработанного устройства, проведено компьютерное моделирование набора дозы активирующего излучения, в частности, для оценки равномерности дозы при различных параметрах движения образца. Компьютерная модель принимает во внимание множество входных параметров, в том числе и возможную несоосность оси вращения образца и центра поля активирующего излучения. В результате компьютерного моделирования получены оптимальные параметры работы устройства: отношение частоты вращения образца к частоте возвратно-поступательного движения должно быть не меньше 5,5; время облучения должно составлять не менее 300 с. Эти условия обеспечивают минимизацию относительного стандартного отклонения интегральной дозы. П
Рис. 3. Распределения относительной интенсивности дозы в случаях: неподвижного образца (1), случай соосного расположения оси вращения образца и центра активирующего поля (2) и несоосного расположения (3) роведены эксперименты по облучению дисков-мониторов диаметром 50 мм приготовленных из медной фольги толщиной 0,1 мм с использованием разработанного устройства. После обработки полученных авторадиограмм видно, что предложенная схема движения образца обеспечивает значительное выравнивание дозы излучения по поверхности образца, особенно в периферийной области (рис. 3). В случае соосного расположения оси вращения образца и центра активирующего поля (кривая 2) итоговое распределение набранной дозы представляет собой распределение Гаусса. Набранная доза на краю диска-монитора более чем в 2 раза меньше, чем в центральной области. В случае же наличия несоосности (кривая 3) распределение дозы представляет собой сумму двух гауссиан. Хотя различие в набранной дозе между центральной и периферийными областями значительно меньше, но образец в этом случае имеет меньшую максимальную дозу. Результаты компьютерного моделирования находятся в хорошем соответствии с данными экспериментов по облучению медных дисков. Диск-монитор и образец при облучении предполагается располагать рядом друг с другом, это позволит использовать найденное с помощью диска-монитора распределение дозы активирующего излучения для коррекции авторадиографического изображения образца. Для коррекции «остаточной» неравномерности распределения набранной дозы активирующего излучения по поверхности аншлифа была разработана программа DoseCorrection. Смысл коррекции состоит в том, чтобы для частей образца, получивших меньшую дозу при облучении (обычно это периферийные зоны), «исправить» оптическую плотность авторадиографического изображения, которая характеризует набранную дозу. Очевидно, чтобы сохранить разрешение изображения, передающего особенности распределения элементов, такая коррекция должна делаться для каждого пикселя, составляющего изображение (попиксельная коррекция). Поправочный коэффициент представляет собой нормирующий множитель, равный отношению оптической плотности в максимуме распределения дозового поля, найденного по авторадиограмме диска-монитора, к оптической плотности в текущей точке. Для проверки работоспособности программы DoseCorrection проведена коррекция смоделированного (виртуального) изображения авторадиограммы. Результатом коррекции является полностью выровненное изображение с единичным отклонением от среднего значения яркости (L = 42 ± 1). Результаты коррекции реального авторадиографического изображения медного диска-монитора приведены на рис. 4. Видно, что распределение по всему скорректированному изображению отвечает выровненной активационной дозе, при этом стандартное отклонение от среднего не превышает 1 % (рис. 4). Т
Рис. 4. Распределение значений оптической плотности скорректированного изображения авторадиограммы по сечению, проведенному через центр вращения диска-монитора диаметром 5 см аким образом, в разработанной методике равномерного облучения аншлифов большого размера в сильно градиентном поле тормозного излучения микротрона монитор играет важнейшую роль. С помощью его авторадиографического изображения проводится оценка параметров облучения при использовании разработанного устройства для облучения, а затем полученные параметры используются для проведения компьютерной коррекции оптической плотности авторадиограмм. В свою очередь, скорректированное подобным образом изображение авторадиограммы монитора служит мерой качества выполненной процедуры. Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 10-03-00140-а. жүктеу/скачать 47.63 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
