Design, optimization, and implementation of the new neutron radiography facility at FRM-II
Übersetzter Titel:
Planung, Optimierung und Anwendung der neuen Neutronen-Radiographie-Anlage am FRM-II
Autor:
Grünauer, Florian
Jahr:
2005
Dokumenttyp:
Dissertation
Fakultät/School:
Fakultät für Physik
Betreuer:
Schillinger, Burkhard (Dr.)
Gutachter:
Böni, Peter (Prof. Dr.); Petry, Winfried (Prof. Dr.)
Format:
Text
Sprache:
en
Fachgebiet:
PHY Physik
Stichworte:
neutron radiography; Monte Carlo method; collimators; radiation shieldings; coded apertures
Übersetzte Stichworte:
Neutronen-Radiographie; Monte Carlo Methode; Kollimatoren; Strahlungs-Abschirmungen; kodierte Blenden
Kurzfassung:
A neutron radiography and tomography facility was planned and installed at the new research reactor FRM-II in Munich. This paper describes the designing, optimization, construction, and first applications of this facility. Prior to construction, the whole facility was optimized by computational methods. The facility is based on the principle of a pin hole camera. For reduction of background radiation and neutron leakage from regions around the pin hole, a collimator was developed that provides a circular point spread function and a quadratic illuminated area in the detector plane. The radiation shielding for the facility was optimized with regard to weight, cost, volume, and background radiation at the detector position. Different shielding materials and geometries were taken into consideration for this purpose. With a single pin hole camera high flux at the specimen (low noise level in the projection) and high spatial resolution cannot be achieved simultaneously. A variety of other aperture types and reconstruction algorithms were tested for neutron radiography purposes. Investigations were carried out whether the noise level in projections can be decreased without reduction of resolution.
Übersetzte Kurzfassung:
Eine Neutronen Radiographie- und Tomographie-Anlage wurde geplant und am Forschungsreaktor FRM-II in München aufgebaut. Diese Arbeit beschreibt die Auslegung, die Optimierung und den Aufbau sowie erste Anwendungen der Anlage. Vor dem Aufbau wurde die gesamte Anlage mit rechnerischen Methoden optimiert. Die Anlage basiert auf dem Prinzip der Lochblendenkamera. Zur Reduktion von Untergrundstrahlung und Neutronen-Leckage durch das Blendenmaterial um die Blendenöffnung wurde ein Kollimator entwickelt, mit dem eine kreisförmige Abbildungsfunktion und eine quadratische voll ausgeleuchtete Fläche in der Detektorebene erzielt wird. Die Strahlungs-Abschirmungen für die Anlage wurden optimiert bezüglich Gewicht, Kosten, Platzbedarf und Untergrundstrahlung an der Detektorposition. Verschiedene Abschirm-Materialien und -Geometrien wurden zu diesem Zweck untersucht. Mit einer Ein-Loch-Blendenkamera kann ein hoher Fluss (und damit ein geringes Rauschen in der Projektion) und eine hohe örtliche Auflösung nicht gleichzeitig erzielt werden. Zahlreiche andere Blenden-Konfigurationen und Rekonstruktions-Algorithmen wurden im Hinblick auf Anwendungen in der Neutronen-Radiographie untersucht. Ziel hierbei war insbesondere die Reduktion des Rauschens in Projektionen ohne Verschlechterung der Auflösung.
Veröffentlichung:
Universitätsbibliothek der Technischen Universität München
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