JJF 2102-2024标准下X射线安全检查CT装置校准模体的设计与应用

根据JJF 2102-2024《X射线安全检查计算机断层成像装置（CT）校准规范》，X射线CT设备的校准需通过专用测试模体验证其核心性能参数，包括空间分辨力、密度分辨力、等效原子序数测量值差异性及感兴趣区域测量值相对偏差。本文结合规范要求与模体设计，系统解析这四类模体的结构、功能及校准方法。

一、空间分辨力测试模体

模体由3组内嵌不同厚度铝条（铝材纯度≥99%）的插件（长度130mm，截面边长50 mm）组成，插件的材料为聚乙烯。模体的上方和下方各安装有1组插件 , 用来测试设备在距离输送带不同位置处的空间分辨力。空间分辨力测试模体结构如图 A.1 和 A.2所示 。

空间分辨力测试模体内铝板厚度与其对应的空间分辨力见表 A.1。

表 A.1 空间分辨力测试模体内铝板厚度与其对应的空间分辨力

校准要点：通过CT图像分析软件识别最小可分辨铝条间距，验证设备是否达到≥1.6 Lp/mm的规范阈值，并需避免散射干扰导致的误判。

二、密度分辨力测试模体

模体为聚乙烯材质的可密封水箱，使用时应注满水。模体内部嵌有 9个可密封的聚乙烯材质圆柱体容器（长度 120 mm），圆柱体直径分别为（20±1）mm、（30±1）mm、（40±1）mm。相同直径的 3个圆柱体内分别注满密度为（1.010±0.001)g/mL、（1.020±0.001）g/mL、（1.030±0.001）g/mL的氯化钠溶液，其对应的密度分辨力分别为 1% 、2% 、3% 。密度分辨力测试模体结构如图 A.3 和 A.4所示 。

校准要点：通过对比度分析计算最小可分辨密度差，误差需控制在±0.001 g/mL内，且校准环境需满足温湿度要求（20±5℃，湿度≤70%）。

三、等效原子序数测量值差异性测试模体

模体外壳为亚克力，内部由两种不同材质、不同尺寸的插件（长度 120 mm）构成，直径分别是 (40±1) mm 聚乙烯棒、(120±1) mm 聚乙烯棒 、(40±1)mm 聚氯乙烯棒 、 (120±1) mm 聚氯乙烯棒。等效原子序数测量差异性测试模体结构如图 A.5所示 。

校准要点：测量插件CT值，计算与理论Z值的偏差，要求差异≤5%，并需使用铝、水等标准物质进行基线校正。

四、感兴趣区域测量值相对偏差测试模体

模体外壳材料为亚克力，模体内部由 4个插件（长度 120 mm）组成：

插件 1 为直径 (50±1) mm 的聚乙烯圆柱；

插件 2 为直径 (100±1) mm 的聚乙烯圆柱；

插件 3 主体与插件1相同 , 在圆柱中心插入一根直径 (2.0±0.1) mm 的不锈钢棒干扰物；

插件 4主体与插件 1相同 , 在距圆柱中心 60 mm 处放置一根直径（10.0±0.1）mm的不锈钢棒干扰物。

感兴趣区域测量值相对偏差测试模体结构如图 A.6所示。

校准要点：对比有无干扰物的CT值偏差，要求相对偏差≤3%，并通过多角度扫描验证重复性。

五、校准条件与标准器要求

根据JJF 2102-2024，校准需满足以下条件：

1. 环境条件：温度（20±5）℃，湿度≤70%，无强电磁干扰。

2. 标准器：包括标准密度溶液（如氯化钠溶液）、原子序数标准物质（PE/PVC）、空间分辨力测试卡（铝条厚度误差≤±0.01 mm）及辐射剂量计（量程覆盖0.1 μGy/h~10 mGy/h）。

结论

JJF 2102-2024通过四类核心测试模体，构建了X射线安全检查CT装置的全方位性能评估体系。这些模体不仅为设备出厂校准提供依据，还可用于定期维护与质量控制，确保其在机场、海关等高安全性场景下的可靠运行。未来，随着双能CT技术的普及，模体设计或需进一步优化以适应更复杂的材料识别需求。

（注：本文内容综合自JJF 2102-2024规范及Delta德尔塔仪器技术资料。）