Самодельный рентгеновский сканер

    В аэропортах всего мира для досмотра пассажиров и багажа применяются рентгеновское сканеры обратного рассеяния (англ. Backscatter X-ray scanner). Это тот самый аппарат, который в свое время вызвал ряд скандалов из-за того, что «раздевает» людей.

    Американский самоделкин Бен Краснов (Ben Krasnow) собрал действующую модель такого сканера из деталей, купленных на ebay (авторское описание). Вот пример изображения, полученного Беном:


    Вы ведь узнали, что это?

    Правильно, это индейка в рождественском свитере:


    К тому же, она пыталась пронести внутри себя ключ-шестигранник, который был легко обнаружен сканером.


    Принцип работы

    В отличие от досмотровых систем первого поколения и медицинских рентген-аппаратов, сканеры обратного рассеяния регистрирует излучение не прошедшее сквозь объект, а отраженное от него. Обратное рассеяние рентгеновских лучей обусловлено, в первую очередь, эффектом Комптона. В то время как просвечивающие сканеры позволяют получить лишь распределение плотности вещества, установки обратного рассеяния способны различать состав материала, в том числе органического.

    Сканер состоит из рентгеновской трубки с устройством развертки (на фото — посередине), детектора рентгеновского излучения (слева) и блоков питания (справа).


    Источник излучения

    Источником рентгеновских лучей служит вот такая трубка:


    Работает она следующим образом: электроны, испускаемые катодом (справа), ускоряются сильным электрическим полем и попадают в массивный анод (слева). При резком торможении в материале анода, электроны генерируют рентгеновское излучение. За счет скошенной поверхности анода излучение отражается в сторону и покидает пределы трубки. Для питания трубки нужен высоковольтный источник на несколько десятков киловольт.

    Трубка помещена в металлический корпус с узкой выходной щелью. Напртив щели находится диск-коллиматор с маленькими отверстием, который делает из широкого пучка излучения тонкий луч.


    Во время работы установки диск вращается двигателем, и луч перемещается по горизонтали, прочерчивая строку за строкой. Развертка по вертикали осуществляется путем поворота вокруг горизонтальной оси трубки вместе с корпусом и диском. Пока это выполняется вручную, но конструкция предусматривает установку второго мотора.

    Детектор

    Детектор состоит из люминесцентного экрана и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) в непрозрачном корпусе.


    Под действием рентгеновского излучения, рассеянного объектом, экран начинает светиться. ФЭУ преобразует этот свет в электрический сигнал. Сигнал с ФЭУ усиливается простейшим усилителем и подается на осциллограф, на вход управления яркостью (Z-вход).


    Горизонтальная развертка осциллографа синхронизирована с вращением коллиматора, таким образом, на осциллографе видна одна строка изображения.


    Устройство вертикального отклонения пучка снабжено потенциометром, сигнал с которого поступает на Y-вход осциллографа. Таким образом, при отклонении рентгеновского луча вверх-вниз, строка на экране осциллографа перемещается соответствующим образом. Для составления полной картинки из отдельных строк Бен просто фотографирует экран осциллографа с длинной выдержкой.


    Изображение получается не очень четкое, зашумленное, но в нем явно угадываются контуры объекта и контрастные элементы внутренней структуры (например, ключ в индейке).

    Видео

    Бен рассказывает про свою установку и демонстрирует ее в работе:


    Рассказ про рентгеновский детектор и фотоумножитель:
    Поделиться публикацией

    Комментарии 44

      +11
      Интересно, какую дозу получила курица, и стоит ли ее есть.
        +31
        Курице, думаю, уже все равно. А есть можно, рентген не вызывает появления наведенной радиоактивности.
          +21
          Курицу можно есть, при том даже чуть более безопасно, чем до облучения — живых бактерий на ее поверхности стало несколько меньше. :)
            +8
            Как жертва сальмонеллеза не могу сей факт не приветствовать.
          +28
          Что делает пятница с воображением, я совсем не курочку увидел)
            +18
            Я так и не понял что там, но долго всматривался в поисках сисек)
            +12
            Я один увидел там совсем не курицу?)
              +4
              Да, там педобир с фотоаппаратом.
              –11
              Вспоминается история о транссексуалке, собравшей на коленке рентгеновский аппарат и сделавшей с его помощью самокастрацию.
                +17
                Дайте ссылку, что ли…
                  0
                  Ссылку на закрытый раздел уничтоженного пару лет назад форума для трансгендеров?
                    +11
                    Вау. Какие злачные места вы посещаете.
                      +3
                      Там тогда айтишников было больше, чем сейчас на хабре. There are no girls on the Internet.
                  +1
                  Да, точно, а ещё о женщине с рукой в вагине лося.
                    –1
                    Лосихи?
                  +1
                  Я увидел Годзиллу, пожирающего Дарта Вейдера. Доктор, откуда у вас такие картинки?
                    0
                    А что под самой индейкой на 3-ей фотке?! Да ну не…
                      +7
                      С таким качеством эту индейку с легкостью можно перепутать и с этим:

                        +1
                        Fracking toaster!
                        +3
                        Занятная штука. Если добавить побольше автоматизации — через управляемые электроприводы получать строчки изображения (вертикальная развертка) и их оцифровывать — и сделать привод пошагового поворота курицы объекта относительно вертикальной оси, что позволит набрать множество цифровых «фотографий» с разных ракурсов, то потом можно произвести преобразование Радона. То есть, сделать самый настоящий рентгеновский томограф. Наверняка, если проводить цифровую фильтрацию, да неоднократное «фотографирование» каждого ракурса, то качество заметно улучшится.
                          +1
                          Хотя, нет, не получится: регистрируется отраженное от поверхности же излучение. Бел невнимателен при прочтении.
                            0
                            Томограф можно сделать на том же самом железе. Нужно только смонтировать излучатель-объект-детектор для работы напросвет. Ну и вращать придется не коллиматор, а сам объект.
                            0
                            Ваш комментарий оказался пророческим! Бен сделал-таки томограф.
                              0
                              Да, уже изучил Ваш пост про апгрейд системы :) Бен вызывает искренние уважение. Качество картинки у него просто отличное получается.
                            +3
                            Еще можно сделать дешевый и сердитый рентгенаппарат на совдеповской радиолампе ГП-5. Только снимки проявлять придется.
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                +2
                                Свинцовые трусы не забыли?
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                    +1
                                    «А раньше на деревянных кораблях плавали железные люди!...»
                                    Кстати, вспомнилась книга Роберта Юнга «Ярче тысячи солнц». Пару лет назад, очевидно, очень хороший человек закончил её перепечатывать. Тоненькая книга о создании атомной бомбы. Меня изумил уже список благодарностей от автора за помощь в написании книги. А еще там есть эпизод со случайным сближением на стенде двух кусков урана, «включившим» цепную реакцию и героическим прерванным Луисом Слотином (глава 12). Да, расстояние между кусками изменяли путем вращения винта отверткой — определяли критическую массу.
                                      0
                                      Благодарю. Читал мемуары Гровса, будет интересно дополнить картину. Жаль, что перевод усечённый.
                                        0
                                        Пожалуйста! :) В моем представлении, это усечение не сильно затронуло историческую часть книги и было больше направлено на выпиливание философских идей, не удовлетворяющих материалистическому подходу Марксизма-Ленинизма. Но оригинал я не читал, к сожалению :(
                                        0
                                        А еще там есть эпизод со случайным сближением на стенде двух кусков урана, «включившим» цепную реакцию и героическим прерванным Луисом Слотином (глава 12)

                                        Притом что для запуска цепной реакции куски урана должны сближатся с огромной скоростью, чтобы не успели расплавится? забавно
                                          0
                                          Нет, с большой скоростью куски необходимо сближать, чтобы большая часть урана успела вступить в реакцию, прежде чем расплавится и разлетится в разные стороны. А так успеет прореагировать совсем немного делящегося материала, но находящемуся рядом оператору, поверьте, хватит.
                                            +1
                                            Целью являлось не произведение взрыва, а нахождение опытным путем критической массы активного вещества. Для этого постепенно сближали две полусферы и наблюдали за процессом. Из-за дрогнувшей руки или еще чего, Слотин слишком сильно крутанул отверткой винт, сферы приблизились на столько, что началась не взрывная, но уже цепная реакция:
                                            Неожиданно его отвертка соскользнула. Полушария сошлись слишком близко, и масса стала критичной. Мгновенно все помещение наполнилось ослепительным блеском. Слотин вместо того, чтобы укрыться и, возможно, спасти себя, рванул голыми руками оба полушария в разные стороны и прервал тем самым цепную реакцию. Этим он спас жизнь семерых человек, находившихся в помещении, но сразу же понял, что сам поражен смертельной дозой радиации, которая пришлась на его долю. Однако он не потерял самообладания. Приказав своим коллегам встать точно на те места, где они находились в момент несчастья, он собственноручно начертил на доске схему их относительного расположения, чтобы врачи могли определить степень облученности каждого из присутствующих.
                                            Сидя вместе с Алом Грэвсом, также получившим сильную дозу, на обочине дороги в ожидании автомашины для отправки в госпиталь, он спокойно говорил своему компаньону: «У вас все будет в порядке. А вот у меня нет ни малейшего шанса». Увы! Это было верно!
                                            Р. Юнг, «Ярче тысячи солнц», глава 12.
                                      +1
                                      Надо же, у нас такой был, «Рубин» назывался. И никакой гад не предупреждал же! Телевизор конечно феерический: «аппараты серии УЛПЦТ(И) нельзя оставлять включёнными даже при непродолжительном покидании помещения, поскольку возгорание телевизионного приёмника может быть внезапным».
                                        0
                                        На всех совеццких телевизерах было предупреждение «не включать со снятой задней крышкой!». А лампа имела еще свой экран.
                                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                            0
                                            А разве обычный дозиметр на базе счётчика Гейгера может рентген увидеть?
                                              +2
                                              А почему бы и нет? Принципиально ограничений нет. Я вижу только две проблемы для регистрации рентгеновского кванта в газовой трубке Гейгера-Мюллера: 1) фотон должен пройти сквозь стенки (а рентген неплохо с веществом взаимодействует; может заэкранироваться, если оболочка трубки проводящая); 2) энергии фотона должно хватить на работы выхода электрона из атома газа внутри трубки. Так что, имхо, зависит от модели прибора.
                                                +1
                                                Да. Чувствительность «обычных» счётчиков Гейгера к низкоэнергетичному рентгену невысокая, но это компенсируется мощностью дозы. При подаче 25 кВ и 1 мА речь будет идти о единицах-десятках Р\ч на расстоянии в десятки сантиметров.
                                              0
                                              Насколько помню, она у нас всегда была открыта. Телевизор и перегревался, и лампы надо было периодически «шевелить». Так что птицы за окном, похоже, получали неплохие дозы.
                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                          +3
                                          А все ведь на видео услышали, как он говорит индейке «Повернитесь налево, держите руки над головой, не двигайтесь в течение 10 секунд»? :D
                                            0
                                            через пару лет данная приблуда станет доп опциеей к крутому фотику и любой уважающий себя фотограф будет иметь при себе индикатор облучения. )

                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                            Самое читаемое