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显微CT技术在环境科学和地质中的应用

点击次数:247  发布时间:2022-10-22
      CT成像的原理是当X-射线透过样本时,样本的各个部位对X-射线的吸收率不同。X-射线源发射X-射线,穿透样本,最终在X-射线检测器上成像。对样本进行180°以上的不同角度成像。Micro-CT通常采用锥形X线束。采用锥形束不仅能够获得真正各向同性的容积图像,提高空间分辨率,提高射线利用率,而且在采集相同3D图像时速度远远快于扇形束。通过计算机软件,将每个角度的图像进行重构,还原成在电脑中可分析的3D图像。通过软件观察样本内部的各个截面的信息;对样本感兴趣部分进行2D和3D分析;还可以制作直观的3D动画等。
  鱼耳石是鱼类头骨两侧的组织器官,尺寸为毫米级,作为生命矿物的载体,鱼耳石是鱼的生命过程和环境相互作用的产物,记载了生长过程的大量环境信息,可客观记录水体环境的历史变迁及低浓度污染物的富集。目前,国内外利用鱼耳石进行湖泊的水质评价及动态监测研究主要基于对水体及耳石进行微化学分析。对于受到污染较严重的水域,由于重金属含量增多,鱼耳石中微量元素含量会大幅提升。利用高分辨显微CT成像技术,可获得鱼耳石样品对通过X射线的衰减程度、鱼耳石某些物理特征及结构性质,重金属元素及其含量直接影响CT值的变化,因此可用CT值作为一种特征判断不同水域的污染程度,并且可应用于相同水域不同种类耳石之间的元素亲和性和占位研究。
  随着显微CT技术的日趋成熟,其在地质学中应用的范围和领域正在不断扩大。在石油地质学中,利用显微CT技术对重建的储层岩心进行扫描分析,可以准确地获得岩石内部的结构信息,并且重构的三维数字岩心模型能在还原岩石。孔隙骨架空间结构的基础之上模拟流体路径。近年来多孔介质微观孔隙结构3D图像技术正在不断发展,其在理论和实践方面的日趋成熟进一步促进了数字岩心技术在微观渗流理论研究中的应用,完善的微观渗流理论为微观尺度上原油采收率的提升提供了技术保障。
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