1
views
0
recommends
+1 Recommend
0 collections
    0
    shares
      • Record: found
      • Abstract: found
      • Article: found

      Quantitative Untersuchung der Streubeiträge in Hochenergie-Röntgencomputertomografie Translated title: Quantitative assessment of scattering contributions in high energy cone-beam computed tomography

      research-article

      Read this article at

      ScienceOpenPublisher
      Bookmark
          There is no author summary for this article yet. Authors can add summaries to their articles on ScienceOpen to make them more accessible to a non-specialist audience.

          Kurzfassung

          Computertomografie (CT) ist eine bewährte Methode in den Bereichen Fehleranalyse und Qualitätskontrolle. Die Energie der hierbei benutzten Röntgenstrahlung bestimmt die Eindringtiefe der Strahlung und schränkt damit die Grösse und das Material des zu untersuchenden Objektes ein. Für grosse, dichte und schwere Objekte sind Photonenenergien von mehr als einem Megaelektronenvolt (MeV) nötig, um nutzbare Transmissionswerte zu erreichen. Ein wichtiger Faktor für die Qualität hochenergetischer Röntgentomografien ist der Anteil der Streustrahlung auf den CT-Bildern. Röntgenstrahlung kann sowohl im zu untersuchenden Objekt, als auch vom Messinstrument und -umfeld streuen und führt zu einem verfälschten Transmissionsbild. Neben Streueffekten kommt für MeV-Photonen zusätzlich der physikalische Prozess der Paarbildung ins Spiel. Die Auswirkung der einzelnen Streuprozesse auf das Transmissionsbild soll hier untersucht werden. Dafür wird mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen der Einfluss der verschiedenen Streubeiträge untersucht. Im Gegensatz zu früheren Studien, wird hier nicht nur ein Satz von einfachen geometrischen Objekten aus unterschiedlichen Materialien untersucht, sondern es werden auch vereinfachte Modelle der Komponenten eines CT-Scanners benutzt, um den Beitrag der Streuung verschiedener Systemkomponenten abzuschätzen.

          Abstract

          X-ray computed tomography (CT) is an established method in the fields of failure analysis and quality control. The energy of the X-ray beam determines the penetration length of the radiation and hereby limits the size and the density of the object that is investigated. For the case of large, dense and heavy objects, X-ray energies exceeding one mega electronvolt (MeV) are needed to achieve measureable transmission values. An important factor for the quality of X-ray CT is the contribution of scattered radiation in the radiographies. X-ray photons can be scattered from the object as well as the instrumentation and the environment which leads to a distorted transmission image. Besides scattered radiation, the physical effect of pair production has to be taken into account for radiation in the range of MeV. This work investigates the impact of each of the scattering processes on the radiography. Detailed Monte Carlo simulations help to distinguish the physical interactions as well as scattered radiation from system components. In contrast to previous studies, not only a set of simple geometric objects made of different materials is examined, but also models of the components of a CT scanner are used to estimate the contribution of scattering of various system components.

          Related collections

          Most cited references3

          • Record: found
          • Abstract: not found
          • Article: not found

          Enhancement and Proof of Accuracy of Industrial Computed Tomography (CT) Measurements

            Bookmark
            • Record: found
            • Abstract: not found
            • Article: not found

            Monte Carlo simulations of a high-resolution X-ray CT system for industrial applications

              Bookmark
              • Record: found
              • Abstract: not found
              • Article: not found

              Reducing environmental scattering in industrial computed tomography by system redesign

                Bookmark

                Author and article information

                Journal
                mp
                Materials Testing
                Carl Hanser Verlag
                0025-5300
                2195-8572
                2 February 2016
                : 58
                : 2
                : 122-126
                Affiliations
                1 Dübendorf, Schweiz
                Author notes
                [§ ] Korrespondenzadresse, Carina Stritt, Empa Reliability Science and Technology Laboratory, Empa, Überlandstrasse 129, 8600 Dübendorf, Switzerland. E-Mail: Carina.Stritt@ 123456empa.ch
                [§§ ] Alexander Flisch, Empa Center for X-ray Analytics, Empa, Überlandstrasse 129, 8600 Dübendorf, Switzerland. E-Mail: Alexander.Flisch@ 123456empa.ch

                Carina Stritt studierte Physik an der ETH Zürich. Im Jahr 2013 schloss sie ihren Studiengang in Form eines Joint-Masters der École Polytéchnique Paris und der ETH Zürich mit Spezialisierung Hochenergiephysik ab. Im Herbst 2013 begann sie ihr Doktorat an der Empa im Bereich Hochenergie-Röntgencomputertomografie im Rahmen des SNF Projektes CTOMES (X-ray 3D Computed Tomography with Mega Electronvolt Source).

                Philipp Schütz studierte Physik an der ETH Zürich und promovierte in Theoretischer Biophysik an der Universität Zürich. In seiner Tätigkeit an der Empa entwickelte er neue Messverfahren und Auswertealgorithmen für die zerstörungsfreie Prüfung und Zuverlässigkeitsanalyse von Industrieprodukten. 2014 wechselte Philipp Schütz an die Hochschule Luzern, Schweiz, als Dozent für Physik.

                Mathieu Plamondon promovierte im Jahr 2008 am Laboratoire de l‘Accélérateur Linéaire (Paris) im Bereich Hochenergiephysik. Auf einen Postdoc am LHC am CERN folgte eine zweite Postdoc-Position im Bereich der biomedizinischen Bildverarbeitung und Dosisberechnung. Im Frühjahr 2013 kam er zur Empa, wo er insbesondere an der Entwicklung neuer Algorithmen zur Artefakt-Reduktion im Bereich der hochaufgelösten, sowie der Hochenergie-Computertomografie arbeitet.

                Alexander Flisch studierte Maschinenbau an der Hochschule für Technik Rapperswil, Schweiz, und diplomierte im Jahr 1981. Er war Berechnungsingenieur und Auftragsleiter für thermische Kraftwerke bei der Firma Sulzer AG in Winterthur, Schweiz. Seit 1991 arbeitet Herr Flisch an der Empa als Prüfingenieur für zerstörungsfreie Materialprüfung und Projektleiter für internationale und nationale Forschungsprojekte im Bereich Röntgenverfahren. Seit 1997 ist er Vorsitzender der Fachkommission Durchstrahlungsprüfung der Schweizerischen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung SGZP.

                Jürgen Hofmann studierte an der Universität Karlsruhe, Deutschland, Physik mit Schwerpunkt Festkörperphysik. Nach einem Nachdiploms-Studium in Informatik an der HTL in Muttenz bei Basel, arbeitete er 4 Jahre als Softwareingenieur für geographische Informationssysteme (Leica Geosystems AG, Unterentfelden). Es folgten 2 Jahre als Softwareingenieur bei Siemens AG Schweiz (Softwareentwicklung Netzwerkmanagementsysteme und Datenbanken). Seit 2000 arbeitet er an der Empa als Senior Computing Engineer mit Fokus auf CT-Rekonstruktion/Algorithmen und Monte Carlo Simulationen.

                Urs Sennhauser studierte Physik an der ETH Zürich und promovierte in Hochenergiephysik. Als Postdoc war er am Los Alamos National Laboratory, USA, und als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Schweizerischen Institut für Nuklearforschung sowie am CERN tätig. Seit 1989 leitet er die Abteilung Reliability Science and Technology und das Zentrum für Zuverlässigkeit der Empa. Seit 1997 unterrichtet er zudem an der ETH Zürich Zuverlässigkeit und Physik der Ausfälle elektronischer Systeme.

                Article
                MP110824
                10.3139/120.110824
                21ba09b6-6915-4a30-9147-af7569670f9d
                © 2016, Carl Hanser Verlag, München
                History
                Page count
                References: 4, Pages: 5
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

                Materials technology,Materials characterization,Materials science
                Materials technology, Materials characterization, Materials science

                Comments

                Comment on this article