CR成像技術在彈道實驗中的應用

0 引言
在X射線檢測中，CCD數(shù)字化實時成像系統(tǒng)因其不需要進行膠片沖洗，成像速度快，得到的圖像較傳統(tǒng)膠片圖像質量好而獲得了廣泛的應。而在彈道實驗中，由于經常有高速運動的破片，以及高速高壓氣流和爆炸強沖擊力等。往往會對CCD數(shù)字成像系統(tǒng)造成損壞，且防護裝置體積龐大，因此，很多彈道實驗無法使用CCD數(shù)字成像系統(tǒng)。
而傳統(tǒng)的膠片成像使用化學處理X射線膠片，從圖像的采集到技術人員的檢測，至少需要20分鐘。如果膠片曝光量不夠或透照角度錯誤，還必須重新進行所有的程序。此外，還必須配備存放地點和經過培訓的員工，并保證安全操作、存儲和處理膠片沖洗藥液。
CR(computed radiography)技術是介于膠片成像與CCD數(shù)字成像之間的中間技術。這種技術類似于膠片成像。它由成像板替代膠片將圖像存儲起來，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使用，動態(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強度；而且其圖像信息是以數(shù)字形式讀出，非常方便進行圖像處理。
與CCD數(shù)字化實時成像相比，CR的最大優(yōu)勢在于僅以成像板代替X射線膠片。由于讀取設備與成像板分離，故在彈道實驗中的防護容易實施。
為了提高彈道實驗圖像診斷的效率和圖像質量，南京理工大學瞬態(tài)物理國家重點實驗室于2008年組建了用于彈道實驗的X射線CR成像系統(tǒng)。

1 CR成像原理
CR成像技術將透過物體的X射線影像信息記錄在由熒光物質制成的、有存儲功能的熒光板上，這種存儲熒光板又稱成像板(image plate，簡稱IP)。IP板曝光后會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，再進行計算機采集處理，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X射線輻射到成像板時，成像板內的增感屏將吸收的X射線轉換成可見光的影像，同時熒光晶體中的電子被激發(fā)到導帶，然后，電子將自發(fā)地回到半穩(wěn)態(tài)能級，形成潛在影像。圖1所示是其成像板的曝光原理示意圖。