Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad-Hassan Alamatsaz,Hosein Sadeghi,Ahmad Shirani bidabadi
محمدحسن علامتساز (استاد مشاور) حسین صادقی (استاد راهنما) احمد شیرانی بیدابادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Jahanbakhsh Hamgini
حسین جهانبخش همگینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
X-ray imaging systems have many applications in medicine, industry and security domains.These systems are divided into several categories based on their performances. In this work the dual energy x-ray imaging system has been considered to determine the effective atomic number of materials interacting with X-ray beam. The process to calculate the effective atomic number is known as materials decomposition algorithm. In this project, according to parameters related to attenuation coefficient, the basic theory used for materials decomposition algorithms was introduced. The physical behavior of photoelectric and Compton elements of the attenuation coefficient in 20-200 keV energy range, typical range of x-ray imaging systems, allows to introduce two-dimensional attenuation coefficient vector space based on fundamental functions and materials. In this work some of these algorithms were studied and simulated by MCNPX and MATLAB codes. These algorithms consist of calibration phase with calibration phantom and the determination phase of Z eff with some mathematical techniques. In this study, the effective atomic numbers of 18 different materials, based on several different algorithms (some calibration phantom and some mathematical technique), were calculated. According to the results, if direct solution is used in sub region area of calibration for the total range, the effective atomic number of materials from light to heavy could be obtained with relative differences of less than 10 percent. For light materials, this method and some other methods including the use of more simple calibration phantom, the direct solution technique estimates the effective atomic number with a relative difference of less than 5 percent. It was also found that use of characteristic angle as an interface quantity, leads to better estimate for the amount of the effective atomic number.
سیستم‌های تصویربرداری پرتوایکس در حوزه‌های مختلفی از جمله پزشکی، صنعتی و امنیتی کاربرد دارند. این سیستم‌ها از لحاظ مبنای عملکرد به چند دسته تقسیم می‌شوند. سیستم‌های تصویربرداری پرتوایکس با طیف انرژی دوگانه تک نما در این تحقیق مد نظر بوده اند. در این سیستم ها امکان تعیین عدد اتمی مؤثر موادی که در مسیر عبور پرتو ایکس با طیف انرژی دوگانه قرار می گیرند وجود دارد. فرآیند محاسبه عدد اتمی مؤثر مواد و ترکیبات تحت بررسی به الگوریتم‌های تفکیک مواد مشهور است. در این پروژه بر اساس مؤلفه‌های تشکیل دهنده کمیت ضریب تضعیف، تئوری پایه مورد استفاده برای الگوریتم‌های تفکیک مواد معرفی شد. رفتار فیزیکی مولفه های فوتو الکتریک و کامپتون تشکیل دهنده ضریب تضعیف در محدوده انرژی های 20 تا200 کیلو الکترون ولت ،که ناحیه معمول برای سیستم های تصویر برداری است، اجازه معرفی فضای برداری دو بعدی ضریب تضعیف بر اساس توابع پایه ومواد پایه را می دهد. در این تحقیق چندین الگوریتم تفکیک مواد بررسی و توسط کد مونت کارلو MCNPX و نرم افزار متلب شبیه سازی شد. این الگوریتم ها دارای یک فاز کالیبراسیون با استفاده از یک فانتوم کالیبراسیون و یک فاز تعیین Z eff هستند. در این تحقیق عدد اتمی مؤثر برای 18 ماده مختلف بر اساس چندین الگوریتم مختلف(برای تعدای فانتوم کالیبراسیون و تعدادی روش ریاضی مختلف) محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد تنها هنگامی که از روش حل مستقیم در نواحی محدود کالیبراسیون استفاده شود می‌توان عدد اتمی مؤثر محدوده کل مواد سبک تا سنگین را با اختلاف نسبی کمتر از 10% به دست آورد. البته برای بازه مواد سبک برخی دیگر از روش‌ها از جمله استفاده از فانتوم های ساده‌تر و همچنین روش حل مستقیم نیز می‌توانند مقدار عدد اتمی مؤثر را با اختلاف نسبی کمتر از 5% پیش بینی کنند. همچنین مشخص شد استفاده از کمیت واسط زاویه مشخصه می‌تواند منجر به تخمین بهتر برای مقدار عدد اتمی مؤثر شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی