CR成像技術(shù)在彈道實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

0 引言
在X射線檢測(cè)中，CCD數(shù)字化實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)因其不需要進(jìn)行膠片沖洗，成像速度快，得到的圖像較傳統(tǒng)膠片圖像質(zhì)量好而獲得了廣泛的應(yīng)。而在彈道實(shí)驗(yàn)中，由于經(jīng)常有高速運(yùn)動(dòng)的破片，以及高速高壓氣流和爆炸強(qiáng)沖擊力等。往往會(huì)對(duì)CCD數(shù)字成像系統(tǒng)造成損壞，且防護(hù)裝置體積龐大，因此，很多彈道實(shí)驗(yàn)無法使用CCD數(shù)字成像系統(tǒng)。
而傳統(tǒng)的膠片成像使用化學(xué)處理X射線膠片，從圖像的采集到技術(shù)人員的檢測(cè)，至少需要20分鐘。如果膠片曝光量不夠或透照角度錯(cuò)誤，還必須重新進(jìn)行所有的程序。此外，還必須配備存放地點(diǎn)和經(jīng)過培訓(xùn)的員工，并保證安全操作、存儲(chǔ)和處理膠片沖洗藥液。
CR(computed radiography)技術(shù)是介于膠片成像與CCD數(shù)字成像之間的中間技術(shù)。這種技術(shù)類似于膠片成像。它由成像板替代膠片將圖像存儲(chǔ)起來，然后采用激光掃描儀將成像板中的圖像讀出來．并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像。
傳統(tǒng)X射線膠片成像系統(tǒng)能攝照的部位都可以用CR成像，CR系統(tǒng)中代替膠片的成像板可重復(fù)使用，動(dòng)態(tài)特性線性度比膠片好，圖像處理過程不需要暗房，不需要任何化學(xué)溶液，可省掉繁瑣的膠片沖洗過程，大大加快了成像速度，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；而且其圖像信息是以數(shù)字形式讀出，非常方便進(jìn)行圖像處理。
與CCD數(shù)字化實(shí)時(shí)成像相比，CR的最大優(yōu)勢(shì)在于僅以成像板代替X射線膠片。由于讀取設(shè)備與成像板分離，故在彈道實(shí)驗(yàn)中的防護(hù)容易實(shí)施。
為了提高彈道實(shí)驗(yàn)圖像診斷的效率和圖像質(zhì)量，南京理工大學(xué)瞬態(tài)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于2008年組建了用于彈道實(shí)驗(yàn)的X射線CR成像系統(tǒng)。

1 CR成像原理
CR成像技術(shù)將透過物體的X射線影像信息記錄在由熒光物質(zhì)制成的、有存儲(chǔ)功能的熒光板上，這種存儲(chǔ)熒光板又稱成像板(image plate，簡稱IP)。IP板曝光后會(huì)在其熒光層中形成潛影，將帶有潛影的IP板放入激光掃描儀中通過激光束掃描讀取，即可將潛在的像還原成可見光的像，再進(jìn)行計(jì)算機(jī)采集處理，從而得到數(shù)字圖像。因此，CR成像的工作過程主要由X射線曝光和讀取IP板潛影兩部分組成。
1．1 曝光
當(dāng)X射線輻射到成像板時(shí)，成像板內(nèi)的增感屏將吸收的X射線轉(zhuǎn)換成可見光的影像，同時(shí)熒光晶體中的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，然后，電子將自發(fā)地回到半穩(wěn)態(tài)能級(jí)，形成潛在影像。圖1所示是其成像板的曝光原理示意圖。