نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 Dr

2 انرژی اتمی ایران/ پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

3 هیات علمی

10.24200/nst.2022.1038.1700

چکیده

تصویربرداری مقطع‌نگاری نوترونی یکی از کاربردهای مدرن راکتورهای 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 راکتور 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 نیم صفحه‌ای با نموِ زاویه‌ای ‌5/0 و 1 درجه توسط باریکه نوترون پرتودهی شده اند. تصاویر نمونه با استفاده از الگوریتم‎های بازسازی تصاویر مقطع‌نگاری شامل روش های تحلیلی FBP و روش های تکرارشونده ART، SARTو SIRT بدست آمده‌اند. تصویر حجمی نمونه با روی هم قرار دادن پشته‌ای از مجموعه 1670تایی 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.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of data acquisition geometry and image reconstruction method on neutron computed tomography images at Tehran Research Reactor

نویسندگان [English]

  • Nafise Araghian 1
  • Behrouz Rokrok 2
  • amir movafeghi 3
  • Zeinab Naghshnezhad 1
  • Mohammad Hosein Mansouri 1
  • Mojtaba Farzmahdi 1

1 Dr

2 Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), Tehran, Iran

3 دکتر

چکیده [English]

Neutron Computed Tomography (nCT) is considered as one of the modern applications of research reactors. Combination of Three-dimensional representation capability of tomographic imaging and unique properties of neutron interaction with materials, creates valuable information about internal structure of materials and components. In this study, the effect of data acquisition geometry and method of image reconstruction on tomographic images of Tehran Research Reactor Imaging Facility (TRRIF) have been investigated based on contrast and 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 half screen. Image reconstruction has been performed through FBP and ART, SART and SIRT algorithm, using Python programming language. The stack of 1760 images have been rendered to acquire sample volume. Initially, in order to reconstructing the image through high quality set of projections, experimental data acquisition parameters have been optimized. Then, pre-processing has been carried out on projections. The results was indicated that the sample components and some defects could be differentiated with each other. Contrast and CNR was improved in data acquisition geometry with smaller angular steps and by means of SIRT reconstruction method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Neutron Computed Tomography (nCT)
  • Tehran Research Reactor
  • Image processing
  • CT Image Reconstruction
  • Data acquisition geometry