Получение рентгеновских и гамма изображений протяженных источников с использованием кодирующих апертур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, доктор физико-математических наук Иванов, Олег Петрович

• Иванов, Олег Петрович
• доктор физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Иванов, Олег Петрович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Цель и задачи исследования.

Объекты и методы исследования

Методологический подход.

Научная новизна работы и теоретический вклад 1 о

Защищаемые положения.

Личный вклад. ' \

Практическая ценность работы

Научные программы, в рамках которых были получены результаты диссертации.

Апробация работы.

Публикации.

Структура и объем диссертации.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРОТЯЖЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЖЕСТКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПОРТАТИВНЫМИ ПРИБОРАМИ: РАЗЛИЧНЫЕ

ПОДХОДЫ

1.1. Получение гамма-изображений для решения прикладных задач

Пинхольная камера.

Повышение чувствительности: гамма-камеры с кодирующими апертурами.

1.2. Применение КА. Угол зрения и угловое разрешение прибора

1.3. Моделирование получения изображений в системах с КА

1.3.1. Угловое разрешение при использовании кодирующих апертур

1.3.2. Методы восстановления изображений и пространственное разрешение

1.3.4. Результаты моделирования и аналитические оценки

1.3.5. Сравнение чувствительности систем с КА и пинхолом

1.4. Об использовании комптоновекой камеры

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТАННЫЕ СИСТЕМЫ С КА, ИХ ДЕТЕКТОРЫ И ПАРАМЕТРЫ

СИСТЕМ

2.1. Камера КИ - САИК [

2.1.1. Описание и принцип управления камеры КИ-САИК

2.1.2. Лабораторные эксперименты и параметры системы

2.1.3. Получение теневых картин, методы и фильтры

2.1.4. Система гамма-микроскоп

2.1.5. Параметры системы КИ-САИК

2.2. Камера с кодирующей апертурой на основе сцинтилляционного позиционно-чувствительної о детектора КАРТОГАМ [61,104]

2.2.1. Конструкция компактной камеры КАРТОГАМ

2.2.2. Параметры камеры с детектором КАРТОГАМ и КА

2.2.3. Зависимость чувствительности от угла

2.2.4. Поле зрения системы (РоУ)

2.2.5. Угловое разрешение

2.2.6. Уменьшение втаяния фона

2.3. Камера КИ-НУКЕМ

2.3.1. Особенности конструкции и работы

2.4. Камера КИ-МКП

2.5. Системы с полупроводниковым ПЧД

2.5.1. Система счшывания Мес1іріх

2.5.2. Получение изображений с платой Месііріх2 и КА [67, 105]

2.5.3. Портативная система с платой Месііріх

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕНЕВЫХ КАРТИН И ПРОГРАММНОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТАННЫХ СИСТЕМ

3.1. Алгоритмы получения достоверной теневой картины

3.2. Алгоритм учета дрейфа параметров детектора

3.3. Декодирование теневой картины.

3.4. Программное обеспечение

Восстановление изображений.

Получение предварительных данных

Подготовительные кадры

Восстановление изображений в реальном времени.

Процедура быстрой оценки шума.

Представление декодированных изображений. '

Хранение и обработка данных.

Программа работы с прибором и получения теневых изображений

3.3. Выводы к главе

ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЯ НА РАДИАЦИОННЫХ ОБЪЕКТАХ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

ГЛАВА 6. СИСТЕМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ

МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ КОМПТОНОВСКОЕ РАССЕЯНИЕ

6.1. Система для получения двухмерных изображений (томографии) приповерхностных слоев материалов, использующая комптоновское рассеяние (РеСкан)

6.1.1. Теоретический анализ

6.1.2. Экспериментальная проверка предлагаемого подхода [85, 95]

6.1.3. Обсуждение результатов и сравнение с другими подходами

6.2. Алгоритм обработки распределения интенсивности рассеянного излучения при использовании системы в реальном времени для контроля толстых сварных швов

6.2.1. Задача, необходимость измерений и их актуальность

6.2.2. Алгоритм реального времени для определения плотности материала при сканировании

6.2.3. Моделирование работы алгоритма восстановления плотности

6.3. Исследование характеристик системы неразрушающего контроля с аннигиляционным источником излучения (Гамма-радар)

6.3.1. Схема измерений с использованием гамма-радара

6.3.2. Моделирование работы системы

6.3.3. Параметры системы, достижимые для разных детекторов

6.3.4. Обсуждение результатов моделирования

6.4. Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение рентгеновских и гамма изображений протяженных источников с использованием кодирующих апертур»

Диссертационная работа посвящена разработке и исследованию методов получения изображений в рентгеновском и гамма диапазонах энергий с помощью портативных систем. Получение изображений в указанных диапазонах энергий используется в последнее время для задач радиационных измерений, экологии и безопасности. Необходимость новых методов для рассматриваемого круга применений связана с отсутствием чувствительных портативных систем, которые могут быть переносимы оператором или устанавливаться на манипуляторы с ограниченной грузоподъемностью. Достаточная чувствительность не можег быть достигнута с использованием коллимированных детекторов и пинхольных коллиматоров. Подходом к решению задачи повышения чувствительности и эффективности портативных систем получения гамма изображений является применение кодирующих апертур или систем с электронной коллимацией на основе использования комптоновского рассеяния.

В работе обосновывается осуществимость выбранного подхода, формулируются теоретические основы, предлагаются и исследуются способы их практической реализации, включая экспериментальные системы регистрации распределения потока излучения, а также алгоритмы решения обратных задач, обеспечивающие эффективную реконструкцию пространственных потоков излучения и визуализацию распределения источников. Излагаются текущие достижения и тенденции развития исследований в этой области. Описываются применения разработанных и исследованных систем для решения практических задач. На основе разработанных моделей проведен анализ новых перспективных систем и предложены подходы к их практической реализации.

Актуальность темы. Различные объекты ядерной энергетики и промышленности подошли к стадии вывода из эксплуатации (энергетические ядерные реакторы, заводы топливного цикла, исследовательские реакторы и сборки). На объектах ядерного наследия, связанных с созданием ядерной обороны и атомного подводного флота, также необходимо проведение работ по реабилитации и выводу из эксплуатации. Для этих работ требуются дистанционные методы радиационного обследования в сложной радиационной обстановке. Методы получения гамма изображений в этом случае являются одним из возможных решений. Задачи бесконтактного определения запрещенных веществ (взрывчатые вещества, наркотики) имеют решения с использованием ядерных методов, а получение гамма -изображений в этом случае наиболее информативно. Результатом является распределение сигнала сразу на всем объекте. Прямые методы получения изображений - пинхольная камера или сканирование одним коллимированным детектором - требуют большого времени проведения измерений и имеют недостаточную чувствительность. Непрямые методы с использованием кодирующих апертур и принципов комптоновской камеры, зародившиеся в астрономии высоких энергий (рентгеновская и гамма-астрономия) и в медицинской диагностике с применением радиоактивных препаратов, могут значительно улучшить характеристики систем получения рентгеновских и гамма изображений, с использованием этих методов могут быть созданы системы с новыми свойствами.

Согласно данным МАГАТЭ из более чем 380 остановленных по всему миру исследовательских ядерных установок только около половины полностью выведены из эксплуатации, что, с учетом присущего этим установкам многообразия и их специфике, свидетельствует о технической сложности этих работ и необходимое™ новых технических средств и технологий для их безопасного и эффективного выполнения.

В настоящее время на предприятиях государственной корпорации «Росатом» и других ведомств Российской Федерации остановлено, но из эксплуатации не выведено более 120 ядерных и радиационно опасных объектов различного назначения, среди которых 4 энергоблока АЭС, 10 промышленных уран-графитовых реакторов и 14 исследовательских ядерных установок со стационарным уровнем мощности. Прогнозируется, что в период до 2030 г. дополнительно должно быть остановлено более 40 ядерных и радиационно опасных объектов, включая 24 энергоблока АЭС, 5 промышленных реакторов и 10 исследовательских установок, и развернуты работы по их выводу из эксплуатации.

Из этих данных следует, что в России вывод из эксплуатации ядерных установок различного назначения уже приобретает массовый характера, и техническая политика страны должна быть направлена на создание новых приборных средств, необходимых для этих работ. Положительным импульсом в направлении улучшения сложившейся в этой области ситуации может стать реализация утвержденной Постановлением Правительства РФ №444 от 13.07.2007 г. Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года», мероприятия которой предусматривают подготовку к выводу и/или вывод из эксплуатации остановленных блоков Белоярской и Нововоронежской АЭС, промышленных уран-графитовых реакторов Сибирского химического комбината, Горно-химического комбината и Производственного объединения «Маяк», а также целого ряда исследовательских ядерных установок и других объектов использования атомной энергии.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка методов получения изображений в рентгеновском и гамма диапазоне энергий для задач радиационных измерений, экологии и безопасности, которые могут быть реализованы для портативных систем. Требование портативности систем накладывает ограничения' на методы получения гамма изображений. Могут использоваться либо кодирующие апертуры, либо эффект комптоновского рассеяния. Из цели работы следуют и задачи, которые состояли в определении, выборе и оптимизации параметров разрабатываемых приборных средств измерений, создании алгоритмов обработки данных и создании программ для управления приборами системами в реальном времени.

Объекты и методы исследования. Объектом исследования являются протяженные источники рентгеновского и гамма излучения и приборные средства для получения изображений таких источников. Методы исследования: математическое моделирование, создание прототипов и опытных образцов»- систем и приборов, проведение измерений с известными источниками, проведение измерений в реальных условиях.

Методологический подход. Для получения рентгеновских и гамма изображений рассмотрены системы с компактными позиционно-чувствительными детекторами излучения как со спектральным разрешением, так и без него. Для формирования гамма изображений на детекторе используется принцип кодирующих апертур. Для исследования структуры объектов в геометрии с односторонним доступом рассмотрены системы с комптоновским рассеянием зондирующего излучения-с известной геометрией источника. В основе методологического подхода исследований, лежит разработка и применение математических моделей разрабатываемых приборов и систем. Создаваемые опытные образцы систем и получаемые с ними экспериментальные данные служат для проверки и уточнения моделей. Эти модели позволяют не только разрабатывать приборы и системы для* получения изображений6 (априори определять их метрологические характеристики и параметры), но и проверять методы восстановления изображений и дополнительной обработки экспериментальных данных путем расчета теневых картин на детекторе.

Научная новизна работы и теоретический вклад. Разработан метод получения рентгеновских и гамма - изображений распределенных источников с помощью кодирующих апертур. Показано, что в отличие от используемых ранее коллимационных методов изображение получается более контрастным, увеличивается отношение сигнал/шум и улучшается чувствительность. Определены типы и геометрии масок детекторов. Впервые метод реализован при создании портативных систем с позиционно-чувствительными детекторами различных типов -сцинтилляционными, ЭОП, ПЗС и полупроводниковыми (СсГГе + МесНр5х2).

Разработаны алгоритмы ' получения, предварительной* обработки- теневых картин и восстановления изображений. На их основе разработаны программные средства, позволяющие интерактивно менять параметры (расстояния до источников, палитры и методы представления изображений на мониторе) и получать восстановленное изображение во время экспозиции изображения.

Разработана система с односторонним доступом для'исследования структуры объектов с использованием комптоновского рассеяния рентгеновского излучения. Проведены анализ принципа построения, демонстрация возможности применения метода для контроля структуры при динамическом изменении объекта. Впервые разработан лабораторный образец системы для получения томографических изображений приповерхностных слоев материалов с использованием" рассеяния веерного рентгеновского пучка. Разработан алгоритм анализа изображений при динамическом контроле во время сварки.

Впервые разработана система получения изображений с углом обзора 2п и отсутствием артефактов в изображении, исследованы возможности ее реализации для разных типов задач. Показана возможность построения портативных чувствительных систем для поиска источников в городских условиях неоднородного гамма фона и контроля за перемещением гамма источников с высокой энергией излучения в условиях сильного фона.

Впервые проведен расчетно-теоретический анализ системы гамма-радар со спектрометрическими детекторами различных типов.

Защищаемые положения. На защиту выносятся следующие положения.

I. Разработка для портативных систем метода получения рентгеновских и гамма -изображений распределенных источников с помощью кодирующих апертур. Показано, что в, отличие от используемых ранее коллимационных методов изображение получается более контрастным, увеличивается отношение сигнал/шум и улучшается чувствительность. Определены типы и геометрии масок детекторов. Впервые метод реализован при создании портативных систем с позиционно-чувствительными детекторами различных типов (сцинтилляционными, ЭОП, ПЗС).

II. Создание опытных образцов 4-х систем получения гамма изображений с кодирующими апертурами на основе разных типов детекторов, включая сцинтилляционные и полупроводниковые (СсГГе + МесНр1х2) детекторы со считыванием с помощью ЭОП и ПЗС-матриц. В лабораторных измерениях, а также в практических работах на объектах атомной энергетики получены рекордные параметры по чувствительности для компактных систем: для источника Сз-137 -экспозиция ~10нГр; Со-60 экспозиция 50 нГр при нормальном гамма фоне (200 нГр/ч).

III. Алгоритмы получения и предварительной обработки теневых картин, восстановления изображений. Программы позволяют интерактивно менять параметры (расстояния до источников, палитры и методы представления изображений на мониторе) и получать восстановленное изображение во время экспозиции изображения.

IV. Разработка систем с односторонним доступом для исследования структуры объектов с использованием комптоновского рассеяния излучения. Анализ принципа построения, демонстрация возможностей метода, применение для контроля при динамическом изменении объекта. Разработка алгоритма анализа изображений при динамическом контроле. Разработка лабораторного образца системы для получения томографических изображений приповерхностных слоев материалов с использованием рассеяния веерного рентгеновского пучка.

V. Результаты исследования системы гамма-радар для нахождения структуры объектов при одностороннем доступе, анализ и предложение по ее реализации с использованием детекторов типа сцинтисфера, моделирование влияния энергетического разрешения на качество изображения.

VI. Разработка системы получения изображений с углом обзора 2п и отсутствием артефактов в изображении, исследование возможности ее реализации для разных типов задач. Показана возможность построения портативных чувствительных систем для поиска источников в городских условиях неоднородного гамма фона и контроля за перемещением гамма источников с высокой энергией излучения в условиях сильного фона.

VII. Разработка алгоритмов получения и декодирования изображений для систем с кодирующими апертурами в условиях неполного кодирования изображений - метод расширения поля восстановленного изображения и метод изменения фокусного расстояния. Поиск, выбор и моделирование реальных масок и различных технологий их изготовление. Исследование новых масок высоких рангов.

Личный вклад. Автор инициировал исследования и разработку портативных систем получения гамма изображений с использованием кодирующих апертур. Используя методы численного и аналитического моделирования, он разработал программы моделирования получения изображений этим методом для разных позиционно чувствительных детекторов. На их основе разработал портативные системы получения гамма изображений с высокой чувствительностью и угловым разрешением. Системы являются аппаратно-программными комплексами, управляемыми компьютером. Автор разработал алгоритмы восстановления изображений и реализовал их в программном обеспечении реального времени, управляющем системами. Автор внес основной вклад в разработку лабораторного прототипа системы исследования приповерхностных слоев материалов с односторонним доступом, исследовал возможности реализации системы «Гамма радар» с различными спектрометрическими детекторами.

Разработал и предложил технические решения реализации системы получения одномерных гамма изображений без артефактов.

Лично руководил и принимал участие в лабораторных исследованиях систем и экспериментальных работах по< картированию радиоактивных загрязнений разработанными системами. Проводил расчеты и измерения, осуществлял анализ полученных результатов. Разрабатывал новые алгоритмы восстановления данных и представления изображений.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанные системы и методы получения гамма и рентгеновских изображений способствуют решению ряда технических и экологических проблем, имеющих важное социальное и хозяйственное значение, в частности*

1. Созданные системы с кодирующими апертурами используются для радиологического обследования реакторов в Германии, Франции, Бельгии и России. Они позволили определить распределение источников гамма излучения в условиях, когда другие средства картирования не дают изображений Измерения также проводились в рамках международных проектов по программе ИНТАС, в рамках программы сотрудничества РНЦ Курчатовский институт - КАЭ, Франция; при выполнении работ по программе «ФЦП ЯРБ России».

2. Проведенные исследования и разработанные модели и прототипы дают техническое решение по созданию легких систем поиска гамма-источников путем их визуализации в чрезвычайных и аварийных ситуациях. Например носимый прибор весом 500 г позволит визуализировать источники с энергией до 1300 кэВ ( б0Со ) в реальном времени.

3. Разработанные системы одностороннего доступа для исследования структуры приповерхностных слоев материалов с использованием комптоновского рассеяния актуальны для задач безопасности как для поиска запрещенных и опасных материалов, так и для неразрушающего контроля

4. Разработанные алгоритмы получения изображений с помощью кольцевых масок не имеют артефактов в восстановленных изображениях. На их основе предложен способ создания систем для контроля проведения как сложных плановых работ с загрязненным оборудованием, отдельными радиоактивными источниками и отходами, так и аварийных работ. Они могут быть использованы как наблюдательные узлы в распределенной сети контроля радиационной обстановки и выявления нежелательных источников у-излучения на больших территориях.

Научные программы, в рамках которых были получены результаты диссертации. Часть результатов диссертации получена в результате исследований, которые проводились в рамках международных и российских научных программ: ИНТАС (Grant No INTAS-93-2288: 1995-1996, Grant No INTAS-01-401: 2002-2004), Collaborative NATO- Linkage grant (CR6-L697-2058, 1999-2001), Программы поддержки молодых ученых КИ-2000, РФФИ (грант 2000-02-16311), Программы сотрудничества Комиссариата по атомной энергии Франции (CEA) и Курчатовского института.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на международных научных конференциях: 1993 IEEE Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics (Le Touquet, Франция), 1994 IEEE NSS-MIC (Norfolk, США) , 1995 IEEE NSS-MIC (San Francisco CIIIA), 1996 Annual Meeting on Nuclear Technology (Mannheim, Германия), 1996 IEEE NSS-MIC, (Anaheim CA, США ), 1997 IEEE NSS-MIC (Albuquerque, США), 1998 SORMA (Ami Arbor, США), 1999 IEEE NSS-MIC (Seatle США), 2000 IEEE NSS-MIC (Lion, Франция), 2001 IEEE NSS-MIC (San Diego США)/2004 IEEE NSS-MIC (Rome, Италия), WM'OO (США), ICEM'05 (Glasgow, Великобритания), ICEM'07 (Brugge, Бельгия), NDT-2002 Москва, NDT-2007 Москва, 2008 IEEE NSS-MIC (Dresden Германия), на семинарах РНЦ КИ и ИЛИ РАН, исследовательских центров CEA Sacley и Marcoule Франция, GSF München Германия, опубликованы в трудах конференций, реферируемых российских и международных научных журналах, в научно-исследовательских отчетах по исследовательских программ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 34 научные работы в реферируемых научных журналах, в трудах конференций (из них 18 из списка ВАК РФ).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемых источников из 124 наименований. Общий объем работы 228 страниц, включая 119 рисунков, 12 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Иванов, Олег Петрович

6.4. Выводы к главе 6

Численное моделирование работы системы гамма-радар показывает, что пространственное разрешение около 1 мм при локализации небольших пустот возможно при использовании детектора из 04 германия. Разрешение порядка нескольких миллиметров возможно при использовании новых сцинтилляционных детекторов Сз!(Т1) и восстановления регистрируемых ими спектров с использованием специальных программ.

Важным преимуществом системы является- отсутствие коллиматора для получения направленного источника излучения. Информация о направлении зондирующих квантов получается путем определения совпадений событий в детекторах. Защита необходима только для радиационной безопасности оператора установки.

В последние годы вошли в практику широкого использования новые сцинтилляционные детекторы ЬаВг3 [117-122] и полупроводниковые детекторы С2.Т [72, 123, 124], работающие при комнатной температуре. Они имеют лучшее энергетическое разрешение, чем обычные сцинтилляционные детекторы. Их также можно использовать для реализации системы гамма-радар. Предпочтительным является ЬаВг3, так как он имеет короткое время высвечивания и поэтому эффективен для систем, использующих схему совпадения событий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты работы <

I. Впервые для портативных систем, разработан метод получения рентгеновских и гамма - изображений распределенных источников с помощью кодирующих апертур. Показано, что в отличие от используемых ранее коллимационных методов, изображение получается более контрастным, увеличивается отношение сигнал/шум и улучшается чувствительность. Определены типы и геометрии масок детекторов. Впервые метод реализован при создании портативных систем с позиционно-чувствительными детекторами различных типов (сцинтилляционными, ЭОП, ПЗС).

II. Изготовлены опытные образцы 4-х систем получения гамма-изображений с кодирующими апертурами на основе разных типов детекторов, включая сцинтилляционные и полупроводниковые (СсГГе + МесНр1х2) детекторы со считыванием с помощью ЭОП и ПЗС- матриц. В лабораторных измерениях, а также в практических работах на объектах атомной энергетики получены рекордные параметры по чувствительности для компактных систем: для источника Сб-137 -экспозиция ЮнГр; для Со-60 экспозиция 50 нГр при нормальном гамма фоне (200 нГр/ч).

III. Разработаны алгоритмы получения и предварительной обработки теневых картин, алгоритмы восстановления изображений. Программы позволяют интерактивно менять параметры (расстояния до источников, палитры и методы представления изображений на мониторе) и получать восстановленное изображение во время экспозиции изображения.

IV. Разработана система с односторонним доступом для исследования структуры объектов с использованием комптоновского рассеяния рентгеновского излучения. Проведен анализ принципа построения, демонстрация возможностей метода, применение для контроля при динамическом изменении объекта. Разработан алгоритм анализа изображений при динамическом контроле. Разработан лабораторный образец системы для получения томографических изображений приповерхностных слоев материалов с использованием рассеяния веерного рентгеновского пучка.

V. В результате исследования системы гамма-радар для нахождения структуры объектов при одностороннем доступе изучено влияние энергетического разрешения детекторов на качество изображения; дан анализ ее работы с использованием детекторов типа «Сцинтисфера», показана возможность ее практической реализации.

VI. Разработаны системы получения изображений с углом обзора 2% и отсутствием артефактов в изображениях, исследована возможность ее реализации для решения разных задач. Показана возможность построения портативных чувствительных , систем для поиска источников в городских условиях неоднородного гамма-фона и для контроля за перемещением гамма источников с высокой энергией излучения в условиях сильного фона.

VII. Разработаны алгоритмы получения и декодирования изображений для систем с кодирующими апертурами в условиях неполного кодирования изображений - метод расширения поля восстановленного изображения и метод изменения фокусного расстояния.

Благодарности. Автор глубоко благодарен А.С.Даниловичу, В. Е. Степанову и- |А. Н. СударкинуІ за плодотворную совместную работу по созданию систем получения гамма - изображений, В. Н. Потапову за помощь в разработке программ для моделирования исследованных систем, В. Г. Волкову и А. В. Чеснокову за критическое обсуждение проведенной работы, В. Г. Недорезову за ценные советы по оформлению диссертации.

Работы по теме данной диссертации были поддержаны Управлением атомной науки и техники Федерального агентства по атомной энергии РФ, контрактами с Роснаукой, грантами Российского фонда фундаментальных исследований, программы ИНТ АС, программы NATO Collaborative Linkage, Международного научного фонда Дж. Сороса.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Иванов, Олег Петрович, 2010 год

1. Не Z., Guru S.V., Wehe D.K., Knoll G.F., Truman A., Ramsden D. Portable wide-angle y-ray vision system. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 42, No. 4, pp. 668674, 1995.

2. Migliaccio R., Petito D., Nutter V., and Smith D. Gamma ray imaging in nuclear power plants. -Nuclear Plant Journal. 1996, March-April, v. 14, n 2, pp.205-212.

3. Ramsden D. , Bird A. J., Palmer M. J., and DurrantP. T. Gamma-Ray Imaging Systems for the Nuclear Environment. In: Proceedings of Remote techniques for hazardous Environment, BNES, London, 1996.

4. Guru S.V., He Z., Wehe D.K. and Knoll G.F. A portable gamma camera for radiation monitoring. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 42, No. 4, pp. 940-945, 1995.

5. Волков В.Г., Волкович А.Г., Никсонов В.И. и др. Прибор для поиска и идентификации источников у-излучения и получения у-изображения (гаммавизор). Атомная энергия, 1991, т.71 вып.6, с. 578-580.

6. Le Goaller С., Imbard G., et al. The development and improvement of the Aladin gamma camera to localise gamma activity in nuclear installations. European Commission, Nuclear Science and Technology EUR18230 EN, 1998.

7. AIL, GammaCam™ Radiation Imaging System -Deactivation and Decommissioning Focus Area. Report Prepared for U.S. Department of Energy - Office of Environmental Management Office of Science and Technology, February 1998.

8. RMD, RadCam http://www.rmdinc.com/products/pOQ4.html

9. Gal O., Izac C., Jean F., Laine F., Leveque C., Nguyen A. CARTOGAM a portable gamma camera for remote localization of radioactive sources in nuclear facilities. -Nucl. Instrum. Meth., vol. A 460, pp. 138-145, 1999.

10. Martin J.B., Knoll G.F., Wehe D.K., et al. A Ring Compton Scatter Camera for Imaging Medium Energy Gamma Rays. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 40, No. 4, pp. 972-978, August 1993.

11. Skinner G. K. Imaging with coded-aperture masks.- Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 1984, v.221, pp. 33-40.

12. Skinner G.K. X-Ray Imaging with Coded Masks. Scientific American, Aug. 1988, p. 66.

13. Jean in't Zand на сайте NASA: http://astron1wsics.gslc.nasa.gov/cai/.

14. Caroli E., Stephen J. В., Di Cocco G., Natalucci L., and Spizzichino A. Coded Aperture Imaging in X and gamma-ray astronomy. - Space Science Reviews, vol.45, Nos. 3/4, pp. 349-403, 1987.

15. Gilfanov M., Syunyaev R., Churazov E., et al. Observations of X-ray pulsars with the Roentgen observatory on the Kvant module.- Soviet Astronomy Letters, J989, vl5, p.291.

16. Syunyaev R.A., Arefev V.A., Borozdin K.N., Gilfanov M.R., et al. Broad-band X-ray-spectra of black-hole candidates, X-ray pulsars, and low-mass binary-X-ray systems Kvant module results. - Soviet Astronomy Letters, 1991, v. 17, p.409.

17. Winkler C., Courvoisier T. J.-L., Di Cocco G., Gehrels N., Gimunez A., Grebenev S., Hermsen W., Mas-Hesse J. M., Lebrun F., Lund N., et. al. The INTEGRAL mission.-Astron. Astrophys., 2003, 411, LI.

18. Limousin O., Duda J. -M., Lebrun F. and Leray J. -P. The basic component of the ISGRI CdTe gamma-ray camera for space telescope IBIS on board the INTEGRAL satellite. Nucl Instr and Meth A, 1999 Vol. 428, no 1, pp. 216-222

19. Dicke R. H. Scatter-hole cameras for X-rays and gamma rays," Astrophys. J., 1968, v. 153, L101-L106.

20. Федоров Г. А. Радиационная интроскопия: Кодирование информации и оптимизация эксперимента. -М.: Энергоатомиздат, 1982.

21. Федоров Г. А., Терещенко С.А. Вычислительная эмиссионная томография. -М.: Энергоатомиздат, 1990.-184 с.

22. Федоров Г. А. Интегрально-кодовые системы регистрации ионизирующих излучений. АНРИ-2008, №1 (52), стр.32-47.

23. Accorsi R., Gasparini F., Lanza R.C. Optimal coded aperture patterns for improved SNR in nuclear medicine imaging. NIM A, v.474 (2001) 273-284

24. Accorsi R., Lanza R.C. Near-field artifact reduction in planar coded aperture imaging. Appl. Optics 2001, Vol. 40, No. 26 pp.4694-4705

25. Accorsi R., Gasparini F., Lanza R.C. A Coded Aperture for High-Resolution Nuclear Medicine Planar Imaging With a Conventional Anger Camera: Experimental Results .IEEE Transactions on Nuclear Science, 2001 v. 48, No. 6, pp 2411- 2417

26. Abies J. G., Fourier transform photography: a new method for X-ray astronomy.-Proc. Astron. Soc. Aust. 1, 172-173, 1968.

27. Fenimore E. E., Cannon Т. M., Van Hulsteyn D. В., and Lee P. Uniformly redundant array imaging of laser driven compressions: preliminary results. Appl. Opt. 18, 945947, 1979.

28. Chen Y. W., Yamanaka M., Miyanaga N., Yamanaka Т., Nakai S., Yamanaka C., and Tamura S. Three-dimensional reconstruction of laser-irradiated targets using URA coded aperture cameras. Opt. Commun. 71, 249-255, 1989.

29. Koral K. F., Freitas J. E., Rogers W. L., and Keyes J. W. Thyroid scintigraphy with time-coded aperture. J. Nucl. Med. 20, 345-349 —1979!.

30. Rogers W. L., Koral K. F., Mayans R., Leonard P. F., Thrall J. H., Brady T. J., and Keyes J. W., Jr. Coded-aperture imaging of the heart. J. Nucl. Med. 21, 371-378 1980

31. Barrett H. H. Fresnel zone plate imaging in nuclear medicine. J. Nucl. Med. 13, 382-385 1972.

32. Fenimore E. E. and Cannon Т. M. Coded aperture imaging with uniformly redundant arrays. Appl. Opt. 1978, v. 17, pp. 337-347.

33. Fenimore E. E. and Cannon Т. M. Uniformly redundant arrays: digital reconstruction methods. Appl. Opt. 20, 1858-1864, 1981.

34. Baryshevsky V.G., et al. Gamma-Ray Spectroscopic System for Remote Detection and Monitoring of Fission Materials. IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 41, No 4, pp. 971-975, August 1994.

35. Арефьев B.A., Бугров В.П., Волчанский A.B., Гуров А.Ю., Короткова Е.В., Перьков А.И., Федотов С.Н., Шарак М.П., Гамма-телескоп с одномерной кодированной апертурой. -Приборы и техника эксперимента, 1990, №4, стр. 61

36. Гуров А.Ю., Федотов С.Н. Чувствительность комптоновского гамма-телескопа. -Приборы и техника эксперимента, 1990, №1, стр. 56-58.

37. Xu D., Не Z., Lehner С.Е., and Zhang F. 4-pi Compton imaging with single 3D position sensitive CdZnTe detector. Proc. of SPIE vol.5540, pp. 144-155, 2004.

38. Lee W. and Wehe D: Hybrid gamma ray imaging—Model and results. -NIM A 2007 vol. 579 N1 pp200-204r

39. Волкович А.Г., Иванов О.П., Степанов B.E., Сударкин А.Н., Уруцкоев Л.И. Применение гаммавизора для обследования реакторов. Атомная энергия, т. 79, № 5 стр. 367-370, ноябрь 1995.

40. Gottesman S.R. and Fenimore Е.Е. New family of binary arrays for coded aperture imaging. Appl. Opt., 1989, vol.28, No.20, p.4344-4352.

41. Sudarkin A.N., Ivanov O.P., Stepanov V.E. and Urutskoev L.I. Portable gamma ray imager and its application for the inspection of the near-reactor premises contaminated by radioactive substances. -Nucl. Instrum. Meth., vol. A 414, pp. 418-426, 1998.

42. Durrant P.T., Dallimore M., Jupp I.D. and Ramsden D. The application of pinhole and coded aperture imaging in the nuclear environment. -Nucl. Instrum. Meth., vol. A 422, pp. 667-671, 1999.

43. Ivanov O.P., Sudarkin A.N., Stepanov V.E. and Uratskoev L.I. Portable Digital X-Ray and Gamma-Ray Imaging with Coded Mask -Performance Characteristics- and Methods of Image Reconstruction. Nucl. Instrum. Meth., vol. A 422, pp. 729-734, 1999.

44. Gal O., Jean F., Laine F., Leveque C. The CARTOGAM portable gamma imaging system. IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 47, no. 3, pp. 952956, June 2000.

45. Medipix Homepage CERN, http://medipix.web.cem.ch/MEDIPIX/; http://medipix.web.cern.ch/medipix/pages/medipix2.php

46. Medipixl Homepage http://medipix.web.cern.ch/medipix/pages/medipixl.php

47. Bardelloni G., et al., A new read-out system for an imaging pixel detector. -Conference Records of the IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Lyon, France, October 14-20, 2000.

48. Accorsi R., Autiero M., Celentano L., Laccetti P., Lanza R. C., et al. Toward a Medipix2 coded aperture gamma microscope. In: Conf rep. of 2004 IEEE NSS-MIC, Rome 2004

49. Gmar M., Gal O., Le Goaller C. Ivanov O. P., Stepanov V.E., et. al. Development of coded-aperture imaging with a compact gamma camera. IEEE Trans, on Nucl. Science 2004, v. 51; n 4; p. 1682-1687.

50. Ivanov O.P., Potapov V.N., Schmidt C., et. al. Development of new version of RayMoS gamma-camera with coded mask. 2008 NSS/MIC Dresden, Germany, 19 -25 October 2008. Abstract Book: N02-207, p.37.

51. Волкович А.Г, Данилович А.С., Иванов О.П., и др. Гаммавизор -автоматизированная система для получения изображений радиоактивных объектов. Приборы и техника, эксперимента, 1996, №3, с. 131-135.

52. Иванов О.П., Степанов В.Е., Сударкин А.Н., и Уруцкоев Л.И. Портативный прибор для получения изображений источников гамма-излучения с апертурой на основе кодирующих масок. Приборы и техн. экспер., 1998, N4, с. 1-8.

53. Волкович А.Г., Иванов О.П., Степанов В.Е., и др. Применение гаммавизора для обследования реакторов. Атомная энергия, 1995, т 79, №5 с. 367-370.

54. Gal O., Gmar M., Ivanov O. et. al. Development of a portable gamma camera with coded aperture- Nucl. Instr. and Meth. A, 2006, v. 563, p. 233-237.

55. Каталог фирмы Прокситроник OnLine., http://proxitronic.de/datasheets/20091027ebv.pdf/.

56. Sudarkin A.N.; Ivanov O.P.; Stepanov V.E.; Urutskoev L.I. Portable digital X-ray and gamma-ray imaging system with pinhole and coded mask collimators. -In: 1997 IEEE Nuclear Science Symposium, 9-15 Nov 1997. Conference Record vol.2, pp. 1586-1590.

57. Hammersley A., Ponman Т., and Skinner G. Reconstruction of Images from a Coded-Aperture Box Camera. NIM A vol. 311, pp.595-594, 1992

58. Ducros G. and Ducros R. Statistical Analysis for Coded Aperture Gamma-Ray Telescope. -Nucl. Instr. and Meth., vol. 221, no. 1-3, pp. 49-53, 1981.

59. Burger A, Groza M, Cui Y, Roy U.N, et al. Development of portable CdZnTe spectrometers for remote sensing of signatures from nuclear materials.- Phys. Stat. Sol. 2003 V. 236, No. 2, pp. 251

60. Chesnokov A.V., Ignatov S.M., Potapov V.N., et al. Determination of Surface Activity and Radiation Spectrum Characteristics inside a Building by Gamma Locator. -NIM A 401, 414-420, 1997.

61. Sudarkin A.N., Ivanov О.P., Stepanov V.E., et al. Technical Reports on Subcontract # 29-990028-142, September 17 1998 with SAIC GT, Vol.## 1 6.

62. ZiockK., Cunningham M., Fabris L. Two-sided coded aperture imaging without a detector plane. 2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conf. Record on CD, ISBN: 978-1-4244-2715-4, paper SD1-1.

63. Ziock K., J. Collins W., Craig W., et.al. Source-search sensitivity of a large-area, coded-aperture, gamma-ray imager, 2004 IEEE Nuclear Science Symp. Conf. Record on CD, paper N15-1.

64. Clark D., Bird A., Ramsden D. A sensitive radiation imaging system having a 360 degree field-of-view. In 2008 IEEE Nuclear Science Symp. Conf. Record on CD, ISBN: 978-1-4244-2715-4, paper SD2-5.

65. Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. Под ред. В.В.Клюева. М. -Машиностроение, 1992.

66. Harding G. On the sensitivity and application possibilities of a novel Compton scatter imaging system. IEEE Trans, on Nucl. Sci., 1982, v.NS-29, N3, p.l269.

67. Kozanetsky J., Harding G. Materialprufung mit Rontgen-Ruckstreustrahlung.-Materialprufung, 1987, Bd.29,N7/8, s.217-221.

68. Clarke R.L., Milne E.N.C. and Van Dyk G. The use of Compton scattered gamma rays for tomography. Investig. Radiolog., 1976, N11, p.225.

69. Babot D., Berodias G. and Pcix G. Detecting and Sizing by X-ray Compton Scattering of Near-Surface Cracks under Weld Deposited Cladding. NDT&E International, vol. 24, No 5, pp. 247-251, October 1991.

70. Harding G., Strecker H., Tishler R. X-ray imaging with Compton-scatter radiation. -Philips Technical Review, 1983/1984, v.41, N2, p.46-59.s

71. Гусев^ Е.А., Потапов В.Н., Карпельсон А.Е. Анализ характеристик сканирующих систем контроля, использующих обратно рассеянное излучение. -■

72. Дефектоскопия, 1992, N8, с.79-84.

73. Harding G., "On the sensitivity and application possibilities of a hovel Compton scatter imaging system", IEEE Trans, on Nuc. Sei, 1982, vol. NS-29, No 3, pp. 12601265.

74. Berodias M.G., Peix M.G. Nondestructive Measurement of Density and Effective Atomic Number by Photon Scattering.- Materials Evaluation, vol. 4, August 1988, pp. 1209-1213.

75. Towe,B.C, and Jacobs A.M. X-Ray Backscatter Imaging. IEEE Trans, on Biomedical Engineering, vol. BME-28, Sept. 1981, pp. 646-654.

76. Dudzus Т., and Segebade С. Messungen mit einer Gamma-Ruckstreusonde.-Materialprufung, vol. 18, Sep. 1976, pp. 336-338.

77. Gautam S.R., Hopkins F.F., Klinksiek R. and Morgan I.L. Compton Interaction Tomography 1. Feasibility Studies for Applications in Earthquake Engineering.- IEEE Trans, on Nuc. Sei., vol. 30, Apr. 1983, pp. 1680-1684.

78. Radko V. E. Compton gamma-flaw detection. Instruments and experimental techniques, vol. 34, no. 4, pp. 929-938, Jul-Aug 1991.

79. Stepanov V. E., Ivanov O. P., Potapov V. N., et. al. Application of gamma-ray imager for non-destructive testing. NIM A, vol. 422, pp. 724-728, 1999.

80. Meng L-J., and Ramsden D. Improved quantitative gamma-ray spectroscopy using a standard 3" Nal detector.- Proceedings of 2000 IEEE NSS/MIC, Lyon, France, 15-20 October, 2000.

81. Ivanov O.P., Chesnokov A.V., Sudarkin A.N., Stepanov V.E., Urutskoev L.I. History of development and application of gamma-ray imagers in Russia since 1986. NIM A. 1999. v. 422.n 1-3. C. 677-682.

82. Ivanov O.P., Potapov V.N., Stepanov V.E. A simulation of gamma-ray radar performance with different position sensitive detectors. In: 2000 IEEE NSS-MIC Conference Record, vol. 1, pp. 6/299 -6/303, Lyon, France, 17-22 Oct 2000.

83. Stepanov V.E., Ivanov O.P., Bahur A.E. System for visualization of radionuclide distribution in samples of mountain rock. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2001. v. 48, no 4. pp. 1190-1193.

84. Ivanov O.P., Stepanov V. E., Volkov V. G., Volkovich A. G., Smirnov S. V., Danilovich A. S. New Portable Gamma-Camera for Nuclear Environment and Its

85. Application at Rehabilitation Works. 2004 NSS-MIC Rome, Italy, 16-22 Oct 2004, Conference Record on CD: paper N33-62.

86. Application of portable gamma camera for the control on extraction of the radioactive wastes from temporal' storage in territory of RRC Kurchatov Institute. ICEM05/DECOM05 Glasgow 2005, Abstiact Book p. 78, Conference Record on CD: paper ICEM09-1197.

87. Gal O., Gmar M., Laine F., Manach E., Lamadie F., Le Goaller C, Mahe C, Ivanov O.P. Development of a portable gamma-imaging device with coded aperture. Book of abstract of 7-th IWoRID Conference- Grenoble, July 4-7, 2005 pp.

88. Ivanov O.P., Stepanov V.E., Sudarkin A.N., and SudarkinN.A. Search of New Low-Noise Patterns of Coded Apertures with Arbitrary Rank and Transparency. 2008 NSS-MIC Dresden. -Abstract book pp 38-39. Conference proceeding on CD paper N02-217 pp. 994-998.

89. Степанов B.E., Иванов О.П., Степанов A.B., Потапов В.Н. Моделирование путей безопасного проведения дезактивационных работ. -Атомная энергия, 2001. т. 90. № 6. с. 495-499.

90. Волков В.Г., Зверков Ю.А., Иванов О.П., Лемус А.В., Семенов С.Г., Степанов В.Е., Чесноков А.В., Шиша А.Д. Ликвидация труднодоступного хранилища высокоактивных отходов РНЦ «Курчатовский институт». Атомная энергия, 2008, т. 105. №3. с. 154-169.

91. Иванов О.П., Степанов В.Е., Сударкин А.Н., Сударкин Н.А. Новые слабошумящие узоры кодирующих апертур с произвольными рангом и прозрачностью. Доклады Академии наук. 2008. Т. 420. № 1. С. 37-41.

92. Иванов О.П. Новый подход к созданию портативной гамма-камеры с максимальным углом обзора. -Атомная энергия. 2010. Т.108, №1. С. 46-50.

93. Иванов О.П. Программное обеспечение гамма-камер для картирования радиоактивного загрязнения. -Атомная энергия. 2010. Т.108, № 3. С. 164-172.

94. Иванов О.П., Потапов В.Н., Степанов В.Е. Применение кодирующих апертур для наблюдения поля гамма излучения при использовании метода нейтронно-активационного для обнаружения мин. Тезисы докладов 3-ей межд конф17. X 18.