Quantitative Untersuchung der Streubeiträge in Hochenergie-Röntgencomputertomografie

Abstract

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.