Neutronentomographie und -radiographie

Prinzip der Tomographie

Zur Erstellung eines Tomogramms wird das Objekt zunächst auf einem drehbaren Tisch montiert und schrittweise gedreht. Für jede Winkelposition wird dabei jeweils ein Radiogramm erstellt, bis ein Winkelbereich von 180° bzw. 360° abgedeckt ist (s. Bild unten).

 

Zumeist sind mehrere hundert bis über tausend Einzelbilder nötig. Dies dauert etwa zwischen einer halben und einigen Stunden und erzeugt abhängig von der gewünschten Auflösung Datenmengen von mehreren Gigabyte. Um daraus ein dreidimensionales Tomogramm zu erzeugen, kann auf unterschiedliche mathematische Verfahren zurückgegriffen werden. Zumeist werden dabei mittels inverser Radon-Transformation die einzelnen Schnittebenen des Objekts zurückgerechnet und dann zu einem 3D-Bild zusammengesetzt. Aufgrund der enormen Datenmengen sind neben einer effizienten Software- Implementierung auch entsprechend leistungsstarke Computer nötig, um die Rechenzeit in Grenzen zu halten. Die weitere Verbesserung dieser Algorithmen ist auch heute noch Gegenstand der mathematischen Forschung. Das rekonstruierte 3D-Bild, das Tomogramm, stellt dabei die räumliche Verteilung des lokalen Abschwächungsfaktors innerhalb des untersuchten Objekts dar. Je nach Materialart und Materialdichte ist dieser Faktor entsprechend größer oder kleiner. Man erhält so ein vollständiges, dreidimensionales Bild der gesamten inneren Struktur. Dieses virtuelle Abbild lässt sich nun mit entsprechender Software visualisieren und nach Belieben im virtuellen Raum zerschneiden, auseinander nehmen oder auf strukturelle oder chemische Veränderungen untersuchen, ganz so als hätte man das reale Objekt vor sich.