مقایسه منحنی‌های تفکیک مواد حاصل از چهار الگوریتم log-log، r-t، r-θ و α2-α1 در یک سیستم تصویربرداری دو انرژی

تصویربرداری پرتوی ایکس دو انرژی یکی از فناوری‌های بازرسی مهم در تصویربرداری از محموله‌های بزرگ برای یافتن مواد غیرقانونی ازقبیل مواد منفجره، مواد مخدر، اسلحه‌ها و ... است. ویژگی مفید تصویربرداری پرتوی ایکس دو انرژی، امکان شناسایی و تفکیک مواد با اعداد اتمی متفاوت است که این امر با تصویربرداری از محموله‌های بزرگ در دو انرژی متفاوت پرتو ایکس (معمولاً بالای mev 3) صورت می‌گیرد. در این پژوهش، ابتدا یک سیستم تصویربرداری پرتوی ایکس دو انرژی شامل چشمه‌های پرتو ایکس، موازی‌ساز و آرایه آشکارساز با استفاده از کد mcnpx شبیه‌سازی شده است. سپس داده‌های حاصل از این سیستم تصویربرداری برای چهار گوه پله‌ای از جنس‌های گرافیت، آلومینیوم، استیل و سرب جمع‌آوری شده و منحنی‌های تفکیک مواد با استفاده از چهار الگوریتم log-log، r-t، r-θ و α2 -α1 به‌دست آمده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که از بین الگوریتم‌های پیشنهادی برای تفکیک مواد، الگوریتم‌های r-t، r-θ و α2- α1 دارای عملکرد بهتری هستند و الگوریتم r-t با توجه به هم‌پوشانی کمتر منحنی‌های تفکیک مواد برای ضخامت‌های پایین نمونه‌ها، می‌تواند انتخاب مناسب‌تری برای به‌دست آوردن منحنی‌های تفکیک مواد در سیستم‌های تصویربرداری دو انرژی باشد.

Comparison of material discrimination curves obtained from Log-Log, R-T, r-θ, and α2-α1 algorithms in a dual-energy radiography system

Dualenergy Xray radiography is an important inspection technology in imaging large cargos for finding illegal materials such as explosives, narcotics, weapons, etc. A useful aspect of dualenergy Xray radiography is the possibility of discriminating and identifying materials with different atomic numbers which can be obtained by imaging large cargos at two different Xray energies (normally above 3 MeV). In the present work, first a dualenergy Xray radiography system including Xray sources, collimator, and detector array was simulated using MCNPX code. Then, the obtained data from this radiography system for four step wedges of graphite, aluminum, steel, and lead materials were gathered and material discrimination curves were obtained using four algorithms including loglog, RT, r-θ;, and α2 α1. The results show that among the proposed algorithms for material discrimination, RT, r-θ;, and α2 α1 algorithms have better performance and due to the less overlap of material discrimination curves for low sample thicknesses, RT algorithm can be a better choice for obtaining material discrimination curves in dualenergy radiography systems.