تشخیص حباب های هوا در ستون های بتنی با استفاده از تکنیک توموگرافی تابش گاما

در توموگرافی تکنیکی برای نمایش سطح مقطع اجسام با استفاده از تابش اشعه ی ایکس، گاما یا امواج فراصوتی است. هدف از این مقاله ارائه یک تصویر اسکن مقطعی از یک ساختار بتنی و مشخص نمودن حفره‌های هوای موجود در آن است. در این کار، ستون بتنی به ارتفاع 3 متر و سطح مقطع 40×40 سانتی مترمربع با حفره‌های هوا در میانه ارتفاع به عنوان ساختار مورد نظر انتخاب شد. ایزوتوپ سزیوم-137 به عنوان چشمه‌ی رادیواکتیو و یدور سدیم به عنوان آشکارساز در نظر گرفته شدند. این ساختار در کد mcnpx مدل شد تا با شمارش تابش گامای عبوری از بتن داده های مورد نیاز برای بازسازی تصویر سطح مقطع به دست آید. سپس با استفاده از نرم افزار matlab ،الگوریتم بازسازی تصویر art و داده های به دست آمده کد mcnpx تصویر سطح مقطع بازسازی شد. در روش art سطح مقطع به صورت پیکسل های ناشناخته در نظر گرفته می‌شود. به این ترتیب که یک ماتریس ستونی(n×1)که آرایه های آن مجموع پیکسل های ستونی و یک ماتریس سطری(× n  1 )که آرایه‌های آن مجموع پیکسل‌های سطری است، به عنوان ورودی برای الگوریتم art تعریف می‌شود. خروجی یک ماتریس مربعی (n × n) می‌باشد که آرایه های آن پیکسل‌های تصویر سطح مقطع است. تصویر حاصل با وضوح مناسب مکان حفره‌ها را نشان داد. طبق نتایج به دست آمده تکنیک توموگرافی تابش گاما یک روش مناسب و غیرتهاجمی به منظور تحلیل سطح مقطع ساختارهای بتنی است.

Detecting Air Holes in a Concrete Structure Using Gamma-Ray Tomography Technique

Tomography is a technique in order to display a representation of a crosssection through solid objects using xrays, gamma rays or ultrasound waves. The purpose of this paper is to provide a noninvasive technique for creating a CT image and detecting air holes in a concrete structure using gammaray tomography technique. In this work, the concrete column with a crosssection of 40 cm × 40 cm and a length of 3 meters was considered as the desired structure. There were two air holes in the concrete column. Also, the isotope Cs137 was considered as a radioactive source. One NaI(Tl) scintillation detector was used in order to measure the rate of gammarays emitted by the radioactive source. This structure was simulated using the MCNPX code. Then, the image of the crosssection was reconstructed using the obtained data of MCNPX, MATLAB software, and the ART algorithm. In the ART method, it was assumed that the crosssection contains unknown pixels. A row matrix (1 × n) and a column matrix (n × 1), which are the sum of the row pixels and column pixels of the image were defined as input for ART algorithm. The output was a matrix (n × n) that matrix arrays (n × n) are crosssection image pixels. Therefore, using these arrays, the crosssectional image was reconstructed. The reconstructed image showed the correct location of the air holes. According to the obtained results, the proposed gamma radiation tomography technique was an appropriate and noninvasive technique in order to a crosssectional analysis of concrete structures.