Tóm tắt: Chụp ảnh cắt lớp (CT), một kỹ thuật hiện đại với nhiều ứng dụng, ngày càng trở nên quan trọng và cần thiết trong nhiều lĩnh vực kinh tế và đời sống. Các thiết bị chụp ảnh cắt lớp do đó được tập trung nghiên cứu, cải tiến qua nhiều thế hệ nhằm thu được những hình ảnh ngày càng tốt hơn về độ nhạy, độ nét, độ phân giải không gian,… Tại Việt nam, nhiều hệ CT hiện đại với chất lượng tốt đã được nhập khẩu để ứng dụng trong công nghiệp. Tuy nhiên, giá thành cao, không dễ bảo trì trong quá trình vận hành là những vấn đề cần được giải quyết với các hệ thiết bị chụp ảnh ngoại nhập. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị CT nhằm nâng cao khả năng nội địa hóa đã và đang được quan tâm tại Việt nam.
Những năm trở lại đây, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học máy tính, các chương trình mô phỏng Monte Carlo (MC) đã được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các nghiên cứu nhằm loại bỏ những quá trình không cần thiết trong sản xuất, giảm chi phí và thời gian thực nghiệm. Đối với quá trình thiết kế và chế tạo, mô phỏng MC là không thể thiếu nhằm đưa ra những cấu hình tối ưu cho từng hệ thiết bị, phù hợp với các công việc cụ thể.
Trong nghiên cứu này, cấu hình hệ chụp ảnh cắt lớp sử dụng chùm tia hình nón ứng dụng trong công nghiệp đã được mô phỏng trên các phần mềm mô phỏng MCNP và GEANT4. Các yếu tổ ảnh hưởng đến chất lượng ảnh như nguồn bức xạ, chất lượng đầu dò, khoảng cách nguồn – vật chụp, khoảng cách nguồn – đầu dò đã được khảo sát. Các kết quả cho thấy, cấu hình của hệ chụp ảnh cắt lớp với các đặc trưng như: máy phát tia X với kích thước tiêu điểm phát 4×4 μm2, năng lượng chùm tia X cao nhất tương ứng cao áp 240 kV, cường độ bức xạ 1013 #/s; đầu dò ghi nhận với tinh thể nhấp nháy CsI dày 0.3mm là hoàn toàn đảm bảo chất lượng ảnh chụp tốt, với các vật mẫu được kiểm tra làm bằng vật liệu nhẹ, kích thước phù hợp với hầu hết các vật phẩm được sản xuất hoặc các chi tiết máy trong công nghiệp. Những kết quả mô phỏng trên đã có nhiều đóng góp cho quá trình lựa chọn thiết bị, thiết kế hệ cơ khí cho hệ chụp ảnh căt lớp sử dụng chùm tia hình nón ứng dụng trong công nghiệp đang được xây dựng.
Từ khóa: hệ CT chùm tia hình nón, mô phỏng Monte Carlo, chụp ảnh cắt lớp công nghiệp
