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Pénétration, résolution et rapport signal/bruit des tubes à rayons X

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Spécification de l'application

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Les paramètres les plus fondamentaux d'un tube à rayons X sont au nombre de cinq : Tension du tube (réglable), courant du tube (réglable), taille du point focal (taille du point focal), angle du faisceau de rayons X (angle du faisceau de rayons X) et distance foyer-objet (FOD). Les paragraphes suivants examinent la relation entre ces cinq paramètres et les exigences réelles.

1. Pénétration, résolution et rapport signal/bruit

Des tensions tubulaires plus élevées peuvent émettre des photons de rayons X plus énergétiques capables de pénétrer dans des échantillons plus épais. Ainsi, plus la tension du tube est élevée, plus la pénétration des rayons X est importante.

Plus la taille focale de la source de rayons X est petite, plus la résolution de l'image est élevée et plus l'image est claire.

Plus le courant du tube est élevé, plus le nombre de photons de rayons X atteignant l'échantillon par unité de temps est important (c'est à cela que l'on peut comparer la luminosité d'une lampe électrique) ; plus le rapport signal/bruit de l'image est bon, plus le temps d'exposition nécessaire est court.

En résumé, l'épaisseur de l'échantillon peut être prise en compte pour ajuster la tension supérieure ; une petite taille focale peut être sélectionnée pour la structure fine de l'échantillon ; si vous voulez raccourcir le temps d'imagerie, vous pouvez essayer d'augmenter le courant du tube. Mais ce n'est pas toujours le cas.

Pour la qualité de l'image (résolution et rapport signal/bruit), nous devons souvent choisir une taille de foyer plus petite et un courant de tube plus élevé. Cependant, si la tension du tube est également augmentée, la puissance concentrée sur le foyer (puissance = courant du tube x tension du tube) sera accrue, et concentrée sur le foyer de petite taille, une énergie trop élevée est très facile à briser le tube Cible qui produit les rayons X (Cible). Il nous est donc difficile de garantir la qualité de l'image tout en tenant compte de la pénétration nécessaire à l'imagerie d'un échantillon épais.

D'une manière générale :

Petit foyer - faible puissance - faible dose de rayons X - image sombre - nécessité d'un calcul intégral de l'image - vitesse de traitement lente - convient à la recherche universitaire et à une utilisation analytique médiocre.

Grand foyer - puissance élevée - dose élevée de rayons X - image lumineuse - pas de traitement d'intégration de l'image - vitesse de traitement rapide - convient à la détection en ligne.

2. Grossissement, champ de vision, taille de l'agencement de la caméra à rayons X et volume du système d'imagerie

Dans la plupart des cas, nous voulons qu'un échantillon soit imagé en une seule fois, de sorte que la taille du champ de vision du système d'imagerie est supérieure ou égale à la taille de l'échantillon ou à la taille de la zone d'intérêt.

L'amplification des systèmes d'imagerie et de CND à rayons X suit le principe des triangles similaires. Par conséquent, la taille du champ de vision (souvent égale à la taille de l'échantillon ou à la taille de la zone d'intérêt) et la taille de la disposition de l'image de la caméra à rayons X déterminent le grossissement de l'ensemble du système d'imagerie.