自家製X線スキャナー

世界中の空港では、乗客と荷物のスクリーニングにX線後方散乱スキャナーが使用されています。 これは、人々を「ストリップ」するという事実により、かつて一連のスキャンダルを引き起こしたまさにその装置です。



アメリカの自家製ベン・クラスノフ(ベン・クラスノフ)は、ebayで購入した部品からそのようなスキャナーの実用モデルを組み立てました( 著者の説明 )。 Benが撮影した画像の例を次に示します。





それが何であるかを知りましたか?



そうです、これはクリスマスセーターの七面鳥です。





さらに、彼女は内部に六角キーを持ち込もうとしましたが、これはスキャナーによって簡単に検出されました。





動作原理

第一世代の検査システムや医療用X線装置とは対照的に、後方散乱スキャナーは物体を透過せず、物体から反射した放射線を記録します。 X線後方散乱は、主にコンプトン効果によるものです。 半透明のスキャナーは物質の密度の分布しか取得できませんが、後方散乱デバイスは有機物を含む材料の組成を区別することができます。



スキャナーは、スキャン装置(写真中-中央)、X線検出器(左)、および電源(右)を備えたX線管で構成されています。





放射線源

X線の源はこの管です:





それは次のように機能します:カソードから放出された電子(右)は強い電界によって加速され、巨大なアノード(左)に入ります。 陽極の材料で急ブレーキをかけると、電子がX線を生成します。 アノードの傾斜面により、放射は側面に反射され、チューブから出ます。 管に電力を供給するには、数十キロボルトの高電圧源が必要です。



チューブは、細い出口スリットのある金属ケースに入れられます。 一方で、小さな穴のあるディスクコリメータがあります。これは、広い放射ビームから細いビームを生成します。





インストール中、ディスクはエンジンによって回転し、ビームは水平方向に移動し、1行ずつ描画します。 垂直スキャンは、ケーシングとディスクとともにチューブの水平軸を中心に回転することにより実行されます。 これは手動で行われますが、設計には2番目のモーターのインストールが含まれます。



検出器

検出器は、不透明なケース内の発光スクリーンと光電子増倍管 (PMT)で構成されています。





物体によって散乱されたX線放射の影響下で、画面が輝き始めます。 PMTはこの光を電気信号に変換します。 光電子増倍管からの信号は、最も単純なアンプで増幅され、オシロスコープの輝度制御入力(Z入力)に供給されます。





オシロスコープの水平スキャンはコリメータの回転と同期しているため、オシロスコープでは画像の1行が表示されます。





垂直ビーム偏向用のデバイスにはポテンショメータが装備されており、信号はオシロスコープのY入力に供給されます。 したがって、X線が上下に偏向されると、それに応じてオシロスコープ画面上の線が移動します。 個々のラインの完全な写真をまとめるために、ベンは単に長時間露光オシロスコープの写真を撮ります。





画像はあまり鮮明ではなく、ノイズも多くありませんが、オブジェクトの輪郭と内部構造の対照的な要素(トルコのキーなど)を明確に推測します。



映像

ベンは自分のインスタレーションについて語り、彼の作品でそれを示しています。





X線検出器と光電子増倍管に関するストーリー:




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