بررسی تاثیر هندسه داده‌برداری و روش بازسازی بر تصاویر مقطع‌نگاری نوترونی در رآکتور تحقیقاتی تهران

تصویربرداری مقطع‌نگاری نوترونی یکی از کاربردهای مدرن رآکتورهای تحقیقاتی در سرتاسر جهان به‌شمار می‌رود. تلفیق قابلیت نمایش سه‌بعدی تصویربرداری مقطع‌نگاری با ویژگی‌های منحصر به فرد برهم‌کنش نوترون با مواد، می‌تواند اطلاعات بسیار ارزشمندی از ساختار داخلی مواد و تجهیزات را در اختیار محققین قرار ‌دهد. در این تحقیق، تاثیر هندسه داده‌برداری تجربی و روش بازسازی تصویر بر کیفیت تصاویر مقطع‌نگاری نوترونی سامانه تصویربرداری رآکتور تحقیقاتی تهران براساس شاخص وضوح و میزان تولید نویز مورد مطالعه قرار گرفته است. در مرحله داده‌برداری تجربی، دو نمونه مورد آزمون در دو هندسه با چرخش نیم‌صفحه‌ای با نموِ زاویه‌ای ‌0.5 و 1 درجه توسط باریکه نوترون پرتودهی شده‌اند. تصاویر نمونه با استفاده از الگوریتم‎های بازسازی تصاویر مقطع‌نگاری شامل روش‌های تحلیلی fbp و روش‌های تکرارشونده art،  sartو sirt به دست آمده‌اند. تصویر حجمی نمونه با روی هم قرار دادن پشته‌ای از مجموعه 1670 تایی از تصاویر مقطعی حاصل شده است. از زبان برنامه‌نویسی پایتون برای پردازش و بازسازی تصویر از افکنش استفاده شده است. برای حصول افکنش‌های با کیفیت مناسب برای بازسازی تصویر، ابتدا مشخصات سیستم داده‌برداری تجربی بهینه‌سازی شده‌اند. سپس، با استفاده از پیش‌پردازش، کیفیت تصاویر افکنش‎ها افزایش یافته است. براساس نتایج، اجزای نمونه مورد آزمون و عیوب موجود در آن در تمام تصاویر، از یک‌دیگر قابل تمایز می‌باشند. مقدار وضوح و آهنگ وضوح به نویز در هندسه با نمو زاویه‌ای کم‌تر و با استفاده از روش sirt بهبود یافته است.

investigating the effect of data acquisition geometry and image reconstruction method on neutron computed tomography images at tehran research reactor

neutron computed tomography (nct) is one of the modern applications of research reactors. the combination of the three-dimensional representation capability of tomographic imaging and the unique properties of neutron interaction with materials creates valuable information about the internal structure of materials and components. in this study, the effect of data acquisition geometry and method of image reconstruction on tomographic images of the tehran research reactor imaging facility (trrif) have been investigated based on contrast and the ratio of contrast to noise parameters. in experimental data acquisition, two radiation geometries have been aligned with angular steps of 1 and 0.5 degrees, respectively. two samples were turned within the neutron radiation field at a half-screen. image reconstruction has been performed through fbp and art, sart, and sirt algorithms, using python programming language. the stack of images has been rendered to gain sample volume. initially, in order to reconstruct the image through a high-quality set of projections, experimental data acquisition parameters have been optimized. then, pre-processing has been carried out on projections. the results showed that the sample components and some defects could be differentiated from each other. contrast and cnr were improved in data acquisition geometry with smaller angular steps and through sirt reconstruction method.