[发明专利]用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置以方法，其中装置包括ICF靶放置腔体、Z轴转台、XY轴X光源、Z轴X光源、XY轴探测器和Z轴探测器。采用以上技术方案的用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置及方法，仅使用三个方向的透射图像就可以重建靶的三维结构，无需传统CT成像技术所要求的大量投影数据才能精确重建，因此，极大地简化了CT成像技术的扫描机构和记录机构，具有简便，小型和灵活的特点，具有广阔且重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及激光惯性约束聚变技术领域，具体涉及一种用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置及方法。

背景技术

在激光惯性约束聚变(ICF，Inertial Confinement Fusion)中，实验用靶的三维结构参数是ICF物理实验数据分析的重要输入条件，其准确程度对物理实验结果的精确分析具有重要的参考意义。目前，靶的结构随着实验规模的扩大越发复杂，使得靶的三维空间结构的准确测量越加困难。传统的CT成像技术通过对靶的多个角度的X光透射成像获得多幅靶的二维透射图像，然后再利用CT成像重建算法获取靶的三维结构参数。

ICF实验用靶一般为毫米尺度低密度材料和空腔组合的几何结构，而传统CT成像目标一般为人体组织以及大型工业元器件。因此，ICF实验用靶在尺度、材质和几何结构等方面与传统CT成像的目标具有很大的不同。所以传统的CT成像技术不适合直接应用于ICF靶目标测量。

在激光惯性约束聚变技术领域，现有CT成像技术及装置存在以下不足：1、现有靶三维测量采用的仍然是传统CT成像技术，即通过旋转靶目标，采集大量的二维透射图像，然后利用CT重建算法进行重建靶的三维结构，这造成整个检测设备过于庞大，采集系统过于复杂，成本较高和效率低下；2、由于ICF靶材质种类繁多，对于X射线的能量具有一定要求，所以需要针对特定靶匹配不同的X光源能量，这涉及到不同X光源的切换，对目前复杂庞大的一体化设备几乎是不现实的；3、目前CT成像设备的重建算法基本都是和设备固化一起的，用户无法根据实际情况灵活地做更优化的更改设计。

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置及方法。

其技术方案如下：

一种用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置，其要点在于，包括用于放置ICF靶目标的ICF靶放置腔体、用于带动ICF靶放置腔体绕Z轴转动的Z轴转台、沿水平方向分布在ICF靶放置腔体两侧的XY轴X光源和XY轴探测器以及沿竖直方向分布在ICF靶放置腔体两侧的Z轴X光源和Z轴探测器，所述ICF靶放置腔体上开设有两个沿X轴方向对称分布在ICF靶目标两侧的X轴过孔、两个沿Y轴方向对称分布在ICF靶目标两侧的Y轴过孔和两个沿Z轴方向对称分布在ICF靶目标两侧的Z轴过孔，所述Z轴转台上沿其转动轴线方向开设有转台通孔，该转台通孔与两个Z轴过孔在空间上呈直线排布，所述XY轴X光源能够发出沿水平方向射向X轴过孔或Y轴过孔的X光，所述Z轴X光源能够发出沿竖直方向射向Z轴过孔的X光。

采用以上结构，用于ICF靶三维重建的三轴CT成像装置能够实现ICF靶目标三维结构的探测，获得ICF靶目标结构的内部空间几何参量以及外形；由于本三轴CT成像装置仅需三轴CT成像，极大的简化了传统CT成像技术所需的多角度扫描机构和记录系统，降低了成本，提高了工作效率。

作为优选：所述ICF靶放置腔体为中空正方体结构，所述ICF靶目标固定在ICF靶放置腔体的中心位置，两个X轴过孔、两个Y轴过孔和两个Z轴过孔分别开设在ICF靶放置腔体六侧表面的中心位置。采用以上结构，结构简单可靠，既便于加工，又便于安装在Z轴转台上，同时便于直观观察。