Scholagil: design of a portable x-ray device for the didactics of radiological physics

Since their discovery x-rays have found important applications in many fields: medicine, safety and analysis of archaeological finds. Unfortunately, the teaching of radiology has not received the same attention. The goal of this thesis is to design of a portable x-ray device, called Scholagil, to support students facing the study of radiology in high schools and universities. Key requirements of this device are portability, low cost and safety during use. To determine the technical specifications of the device and select the best source and flat panel, preliminary tests were performed. These tests aimed to determine the optimal potential difference and current of the monoblock, that falls in the range 30–70 kV and 0.1–3 mA respectively, and the corresponding sensitivity and effective area of the detection panel. After an in-depth market research and the selection of the constituents of the Scholagil, the requirements for the control and the image processing software have been decided. A short manual on radiology and a collection of experiments to leverage Scholagil’s teaching potential were prepared to support the students. In the next future the instrument will be built by a group of selected students and it will constitute a milestone in the teaching of x-rays.

Dalla loro scoperta i raggi x hanno trovato importanti applicazioni in molteplici ambiti: medicina, sicurezza e analisi di reperti archeologici. Purtroppo l’insegnamento della radi ologia non ha goduto della stessa attenzione. L’obiettivo di questa tesi è la progettazione di un dispositivo a raggi x portatile, denominato Scholagil, da utilizzare in scuole e università per supportare gli studenti che affrontano lo studio della radiologia. Requisiti fondamentali di questo dispositivo sono quindi la portabilità, il ridotto costo economico e la sicurezza durante l’utilizzo. Per determinare le specifiche tecniche del dispositivo e scegliere la miglior sorgente e pannello di rivelazione, sono stati eseguiti dei test preliminari che hanno permesso di stabilire differenza di potenziale e corrente ottimali del monoblocco, che ricadono nell’ intervallo 30–70 kV e 0.1–3 mA rispettivamente, e la corrispondente sensibilità e area efficace del pannello di rivelazione. Dopo aver effettuato un’approfondita ricerca di mercato ed aver selezionato gli elementi dello Scholagil sono stati stilati i requisiti del software di controllo e di rielaborazione delle immagini. A supporto degli studenti è stato inoltre redatto un breve manuale sulla radiologia e una raccolta di esperimenti per sfruttare al meglio le potenzialità didattiche dello Scholagil. In breve tempo lo strumento sarà realizzato da un gruppo di studenti selezionati e potrà costituire una pietra miliare nella didattica dei raggi x.