Интегрально-кодовые системы измерений. Влияние на

УДК 502(06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование
Г.А. ФЕДОРОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИНТЕГРАЛЬНО-КОДОВЫЕ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ.
ВЛИЯНИЕ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИСТОЧНИКОВ,
РАСПОЛОЖЕННЫХ ВНЕ ПОЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Исследовано влияние источников, расположенных за границами поля
изображения мультиплексной системы измерений (гамма-камеры, гамма-визора),
на результаты измерений пространственных распределений радионуклидов.
Источники, расположенные за пределами поля изображения
интегрально-кодовых (мультиплексных) систем измерений (ИКСИ) с
мозаичными многопинхольными кодирующими коллиматорами (КК) в
пределах утроенных линейных размеров границ этого поля, дают
проекцию части КК на позиционно-чувствительный детектор (ПЧД). При
этом, источник, находящийся рядом с границей поля изображения,
проецирует практически полностью базовую часть КК (за исключением
одного ряда пинхолов). Источник, расположенный на расстоянии, равном
половине линейного размера поля изображения, проецирует половину
базовой части КК. Очевидно, что эти источники дают мешающий вклад в
изображение. Однако до последнего времени влияние этих источников
оставалось практически неизученным, хотя оно заслуживает серьезного
исследования.
Известно, что ИКСИ с зонной пластины Френеля и круглым ПЧД
регистрирует точечный источник, распложенный на краю поля
изображения, как точечный с активностью, составляющей 40 % от
действительной.
Можно
было
предположить,
что
источник,
расположенный вне поля изображения, будет зарегистрирован ИКСИ с
мозаичным многопинхольным КК в его пределах. При этом координаты
декодированного источника будут зависеть от его локализации, а
активность – от площади проекции КК от источника на ПЧД. Это
предположение при моделировании подтвердилось для КК на основе
диагональных (Д) и построчных (П) псевдослучайных таблиц (ПСТ) с
размерностью 3133 и 50% пропусканием излучения ( p  0,5) и частично
для ПСТ 3129-Д и -П. Для PNP-таблиц с p  0,25 справедлива лишь
первая часть предположения, а активность восстановленных в поле
изображения ложных источников, обусловленная их расположением вне
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 5
197
УДК 502(06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование
поля изображения, может превышать истинную и не связана напрямую с
площадью проекции КК на ПЧД.
Нет универсального рецепта для исключения влияния источников,
расположенных вне поля изображения. Однако существуют некоторые
практические возможности уменьшения их отрицательного эффекта.
1. Применение ИКСИ только для сканирования объектов,
расположенных в поле изображения прибора. Очевидно, что это может
ограничить область применения мультиплексных систем измерений.
2. Использование боковой защиты от излучения системы ПЧД-КК.
Однако для практически полного исключения влияния посторонних
источников эта защита должна достигать поверхности сканируемого
объекта, т.е. ее длина должна быть соизмерима с фокусным расстоянием
ИКСИ. Хотя для некоторых задач такая защита в виде телескопической
системы с регулируемой длиной вполне осуществима, при больших
фокусных расстояниях, например, при сканировании местности с
летательного аппарата, она невозможна. Тем не менее, поскольку такой
(прямоугольный,
цилиндрический)
коллиматор
является
также
дополнительной защитой ПЧД от некодируемого излучения, его следует
использовать, продолжив до приемлемой длины в направлении
сканируемого объекта.
3. Применение там, где это возможно (например, в ядерной медицине),
поглощающей излучение объекта пластины с размером, примерно равным
удвоенным линейным размерам поля изображения с вырезом по середине,
равным полю изображения. Такая пластина располагается параллельно
КК и ПЧД у поверхности сканируемого объекта и экранирует излучение
от источников, расположенных вне поля изображения.
4. Использование КК на базе ПСТ-П и ПСТ-Д с 50 % пропусканием
излучения. Для них можно рекомендовать мозаику с размерами
естественно большими, чем m n , но меньшими, чем (2m  1)  (2n  1) .
Технически КК целесообразно делать обычных (удвоенных) размеров, а
площадь его открытой поверхности регулировать подвижными или
стационарными шторками из поглощающего излучения материала.
Закрыв с краев примерно четверть линейных размеров мозаичного КК при
пространственной модуляции излучения, можно обеспечить условия
измерений, при которых посторонние источники не будут декодированы и
не попадут в поле изображения ИКСИ. Уменьшение светосилы для
источников, расположенных в пределах, но на краю поля изображения,
компенсируется использованием отношения площадей проекций КК на
ПЧД от этих источников к площади проекции от центрального источника
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 5
198
УДК 502(06) Охрана окружающей среды и рациональное природопользование
или с использованием результатов модельных расчетов и (или)
эксперимента.
Работа выполнена при финансовой поддержке INTAS (проект 01-0401)
и МНТЦ (проект 893).
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 5
199