ETD system

Electronic theses and dissertations repository

 

Tesi etd-10092013-115500


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
RAPISARDA, ROBERTA
URN
etd-10092013-115500
Title
STUDIO DI TECNICHE TOMOGRAFICHE A RAGGI X PER LA DISCRIMINAZIONE DI MATERIALI POLIMERICI.
Struttura
FISICA
Corso di studi
FISICA
Supervisors
relatore Dott. Delogu, Pasquale
Parole chiave
  • Nessuna parola chiave trovata
Data inizio appello
24/10/2013;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
RIASSUNTO LAUREA MAGISTRALE
L'attenuazione di un fascio monocromatico di raggi X è descritta dalla legge di Lambert – Beer [1]:
I(η)=I0 exp(−μη)
dove I0 è l'intensità iniziale del fascio che attraversa un materiale omogeneo di spessore η e μ è il coefficiente di attenuazione lineare del materiale. Per un campione non omogeneo e per un fascio policromatico di raggi X, l'espressione dell'intensità trasmessa in un punto (x, y) su un piano perpendicolare all'asse di propagazione z del fascio è data da [1]:

I(x , y)=∫ I 0(E)(exp(−∫μ(x , y , z , E)dz))dE

dove s è lo spessore totale del campione attraversato dalla radiazione e Emax è l'energia massima dei fotoni incidenti.
Nell'imaging proiettivo a raggi X (radiografia) la misura di I (x, y) viene effettuata con rivelatori a matrice, in tal modo vengono prodotte immagini bidimensionali. Le tecniche di tomografia computerizzata (TC) permettono la ricostruzione della distribuzione spaziale del coefficiente lineare di attenuazione, μ (x, y, z), dell'oggetto partendo dalla misura delle sue proiezioni, cioè da:
pθ=−ln(I(x ,y ,θ) /I0)
acquisite a vari angoli θ. Il processo di acquisizione e ricostruzione è descritto matematicamente dalla Trasformata di Radon e dalla sua antitrasformata. E' possibile invertire la Trasformata di Radon, e quindi ricostruire esattamente la distribuzione spaziale del coefficiente di attenuazione lineare, solo nel caso ideale di onda piana monocromatica, numero arbitrario di proiezioni, risoluzione spaziale arbitraria e assenza di rumore. La ricostruzione, nel caso concreto sarà
necessariamente un'approssimazione.
Lo scopo di questo lavoro è stato di verificare l'influenza che hanno alcune componenti del set up sperimentale (sorgente, rivelatore, parametri di acquisizioni e ricostruzione) sulle ricostruzioni TC di campioni costituiti da materiali polimerici che presentano piccole differenze del loro coefficiente di attenuazione lineare. I campioni adoperati, di diverse forme e dimensioni, sono composti da PMMA, NYLON66, PS, PET, PVC, variamente combinati.
Le condizioni sperimentali indagate comprendono l'utilizzo di una sorgente monocromatica (fascio di luce di sincrotrone presso la beamline ID-17 dell'ESRF, European Synchrotron Radiation Facility, di Grenoble) e di diverse sorgenti policromatiche (un tubo microfocus con anodo in Tungsteno e uno con anodo in Molibdeno) il cui spettro viene controllato variando le tensioni anodiche e la filtrazione.
I detectors impiegati per le acquisizioni sono i seguenti: rivelatori a conteggio di fotoni (Medipix2 e Pixirad) e rivelatore ad integrazione di carica (flat panel, Hamamatsu C9728DK-10).
Le ricostruzioni sono state realizzate utilizzando un software che si basa sull'algoritmo FDK (Feldkamp, Davis, and Kress) per la geometria cone beam [1, 2, 3]. Esse sono state confrontate in termini di coefficiente di attenuazione lineare ricostruito per ogni campione e in termini di rapporto segnale – rumore.
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
[1] Thorsten M. Buzug, Computed Tomography from photon statistics to modern cone – beam CT. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008.
[2] J.Hsieh, Computed Tomography: principles, design, artifacts and recent advances. SPIE – The International Society for Optical Engineering, 2003.
[3] L. A. Feldkamp, L.C. Davis and J. W. Kress, Practical cone-beam algorithm. J. Opt. Soc. Am. A/Vol. 1, pp.612-619, June 1984.
File