Page 77 - 无损检测2022年第三期
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高祥熙, 等:
中子照相图像质量评价方法及其应用
成像方式为单面胶片成像( 胶片型号为 A g faD3-SC )、 因素———有效热中子的含量较低, 只有 53.1% , 而对
双面胶片成像( 胶片型号为 MX125 ) 和 CCD 数字成 图像 质 量 的 不 利 因 素——— γ 射 线 的 含 量 较 高, 达
像。胶片成像采用 Gd 转换屏, 胶片与转换屏紧贴 5.2% 。这是因为该中子照相系统缺少 γ 射线过滤
置于暗盒内进行直接成像, 成像后在暗室内对胶片 器, 所以引出的热中子束流中含有较高的 γ 射线, 在
进行显影( 5min )、 定影( 5min ) 和干燥处理; 数字成 底片上形成了较强的本底噪声, 从而降低了低原子序
像使用 LiFZnS ( A g 荧光屏, 同时选用图像增强光 数材料的中子照相对比度, 影响了中子照相图像的质
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)
学耦合 CCD 相机进行成像, 成像过程中像质指示器 量。此外, 两个镉棒图像较清晰, 表明准直比较合适。
紧贴暗盒或荧光屏。
2.2 试验结果
2.2.1 热中子束流纯度评价
束流纯度指示器的热中子单面胶片成像结果如
图 3 所示。采用光学测量仪测定底片中各部位的黑
度值, 根据式( 1 ) ~ ( 4 ) 计算得到热中子束流中各含
量对曝光的贡献量( 见表5 , 表中 D B ( l ) 为两个氮化硼
圆盘黑度的较低值, D L ( h )为两个铅圆盘黑度的较高 图 3 束流纯度指示器的热中子单面胶片成像结果
值)。由表 5 可知, 热中子束流中对图像质量的有利 表 5 热中子束流含量的评价结果
黑度值 热中子含量 / %
N S γ P
D B ( h ) D B ( l ) D L ( h ) D L ( l ) D T D H
1.32 1.24 2.76 2.64 2.80 3.07 53.1 2.6 5.2 3.9
2.2.2 灵敏度评价 中 γ 射 线 的 含 量 以 有 效 改 善 图 像 质 量。 类 似 的,
不同中子源和成像方式下的灵敏度指示器成像 图 4 ( b ) 和( e ) 的中子照相图像质量都为III级, 在数
结果如图 4 所示, 其中可清晰分辨的最小孔和最窄 字成像方式下荧光屏只吸收转化热中子, 对热中子
缝隙已用圆圈和箭头标注。图 4 ( a ) 可以分辨吸收 束流中的其他射线不敏感, 同时冷中子束流通过中
体厚度为0.64mm 时直径为0.25mm 的孔, 同时可 子导管传输后除了冷中子外, 其他射线衰减至忽略
分辨宽度为 0.013 mm 的缝隙, 结合前述热中子束 不计, 此时较低的图像质量是 CCD 成像系统自身所
流评价的结果, 该热中子与单面胶片组合获得的中 导致的。图 4 ( c ) 和( d ) 的中子照相图像质量都为 I
子照相图像质量为 IV 级, 这种较低的图像质量与 级, 在冷中子源下, 胶片成像方式有利于提高图像质
文献[ 10-11 ] 及 ASTM E545 标准推荐的检测方法 量, 从图像细节来看, 单面胶片的图像质量还是略优
获得的图像质量差异较大, 应严格控制热中子束流 于双面胶片的。
图 4 不同中子源和成像方式下的灵敏度指示器成像结果
热中子束流中较高的 γ 射线含量会降低图像质量,
3 结论
应对其严格控制。
( 1 ) ASTM E545 标准推荐同时采用束流纯度 ( 2 )灵敏度指示器适用于其他组合方式下图像
指示器和灵敏度指示器来评价热中子照相的图像质 质量的评价。经评价, 热中子数字成像、 冷中子胶片
量。经试验, 热中子胶片成像的图像质量为IV 级, 成像及冷中子数字成像的图像质量分别为 III级、 I
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2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测
