نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی: 3697-19395، تهران ـ ایران

2 پژوهشکده‌ی فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 1339-14155، تهران ـ ایران

چکیده

این مقاله، راهاندازی جای­گاه انجام آزمایش پرتونگاری با استفاده از پرتو ایکس تک انرژی پروتون- القایی در آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هستهای را گزارش می‌کند. باریکه‌ی پروتون پرانرژی با شدت جریان چند صد نانو آمپر ضمن عبور از روزنههای مناسب در مسیر باریکه با یک هدف‌ فلزی برخورد و پرتو ایکس تک انرژی ایجاد می‌کند. با
تغییر هدف، تنوع گستردهای از پرتو ایکس تک انرژی با طول موج‌های مختلف قابل حصول است. بهره‌ی تولید پرتو ایکس مشخصه­ی پروتون- القایی با استفاده
از یک آشکارساز SDD اندازه­گیری می‌شود. با عبور پرتو ایکس از پنجره‌ی محفظه و برهم‌کنش آن با نمونه‌ی مورد نظر، شرایط لازم برای پرتونگاری با «تصویرگیری کنتراست لبه‌ی K» فراهم می‌شود. با راه‌اندازی روش آنالیز بیان شده‌ی استفاده­کننده از جذب لبه‌ی K عنصر مورد نظر در نمونه، امکان بهبود کنتراست تصویر پرتونگاری نمونه‌های مختلف میراث فرهنگی نظیر نمونه‌های نوشتاری، پارچه و سکه در آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای فراهم شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Imaging by the Use of Monochromatic X-Rays Induced by Proton Beam

نویسندگان [English]

  • N Farajipour Ghahroudi 1
  • O Kakuee 2
  • B Yadollahzadeh 2

1 Department of Physics, Payame Noor University, P.O.Box: 19395-3697, Tehran – Iran

2 Physics and Accelerators Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 14155-1339, Tehran-Iran

چکیده [English]

In this research work, commissioning of a radiography end station using proton-induced monochromatic X-rays in the Van de Graaff laboratory of Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI) is reported. An energetic proton beam with a current of hundreds of nanoamps after passing through the relevant slits in the beam path, is used to irradiate a metallic target leading to the generation of monochromatic X-rays. By altering the target, a wide variety of monochromatic X-rays with different wavelengths could be generated. The yield of characteristic proton-induced X-ray emission is measured using a Silicon Drift Detector (SDD). The generated X-rays could then pass through the window of the reaction chamber and irradiate the sample of interest. In this way, the required conditions for radiography by the “K-edge contrast imaging” could be provided. By implementing the mentioned analytical technique, using the K-edge absorption of the interest element in the sample, radiographic image contrast could be improved for different samples of cultural heritage such as manuscripts, clothes, and coins in the Van de Graaff lab of NSTRI.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Imaging
  • Proton-Induced X-Ray
  • Monochromatic X-Ray

[1] Diana Leyva Pernía, Ana E. Cabal Rodríguez, Simulation and evaluation of the absorption edge subtraction technique in energy-resolved X-ray radiography applied to the cultural heritage studies, (2011).

 [2] Lucile Beck, Recent trends in IBA for cultural heritage studies, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332 (2014) 439-444.

 [3] R. Bird, J.S. Williams, Ion Beams for Materials Analysis, ACADEMIC PRESS AUSTRALIA, (1989).

 [4] D. Sokaras, Ch. Zarkadas, R. Fliegauf, B. Beckhoff, A.G. Karydas, Proton induced quasi-monochromatic x-ray beams for soft x-ray spectroscopy studies and selective x-ray fluorescence analysis, Review of scientific instruments, 83 (2012) 123102.

[5] M. Lamehi-Rachti, P. Oliaiy, J. Rahighi, F. Shokouhi, M. Fakhrai, Application of PIXRF in the analysis of archaeological tiles, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 184 (2001) 430-436.

 [6] S. Iwatania, J. Kanekoa, J. Hasegaw, Imaging by using proton-induced quasi-monochromatic X-ray emission, Science and Technology of Advanced Materials., 5 (2004) 597–602.

 [7] The Center for X-Ray Optics, a multi-disciplined research group within Lawrence Berkeley National Laboratory's (LBNL) Materials Sciences Division (MSD).

 [8] Stuart C. White, Michael J. Pharoah, Oral Radiology, Principles and Interpretation., Seventh edition, 2013.