9MeV高能微焦斑花瓣加速器射线源高分辨工业CT系统研制

【作者】 周日峰； 何小中； 廖树清； 杨柳； 唐若； 阳庆国； 谭伯仲； 孙云飞； 安康； 李奉笑； 钟国威； 孙志强； 杨兴林； 李洪； 秦臻； 刘平； 李建北； 石金水； 邓建军；

【机构】 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心； 中国工程物理研究院流体物理研究所；

【摘要】 国内外航空航天、国防武器、新能源汽车等行业领域,未来竞争将不断挑战更极端性能、更高可靠性、更低成本的产品和装备,这也必然促使这些行业的产品零部件的结构更趋一体化,材料更复杂化,并且尺寸不断增大。高能电子直线加速器工业CT具有射线能量高、检测速度快、图像质量好等优点,是保障大型复杂工件的工艺控制和质量安全极为重要手段,具有广阔的应用前景。但是常规高能电子直线加速器工业CT空间分辨率仅为2.5～5lp/mm,已越来越不能满足这些行业新产品的检测需求。为解决这一问题,在国家自然科学基金委国家重大科学仪器研制项目(11827809)资助下,成功研制了9MeV大剂量率微焦斑花瓣形回旋加速器(简称花瓣加速器),通过大占空比(10%)结合高功率X射线旋转靶的创新方式,获得75μm微焦斑,同时X射线剂量率达到8700cGy/mm@1m,远优于常规9MeV驻波电子直线加速器的有效焦斑尺寸(2mm)和剂量率(3000cGy/mm@1m)的技术指标,解决了高能加速器X射线源焦斑尺寸与剂量率不可调和的矛盾。基于这一先进高能微焦斑花瓣加速器射线源,搭建了一套9MeV高分辨率工业CT系统,实现了16.7lp/mm超空间分辨率,远超过美国利弗莫尔(LLNL)实验室的CoLOSSIS高分辨率CT系统(5lp/mm)指标,也优于国内相关单位公开报道的10lp/mm。目前该套高分辨工业CT系统已平稳运行1年6个月,完成了XXX专项系列装置检测三十余批次,航发轴承、叶片等产品的检测十余批次,对于保障我国国防安全、大型装备的质量安全具有重要的意义。更多还原