低原子序数材料的射线大气层析成像：在概念验证层析仪上实现新方法
仪器与探测器
2021-03-02 v3 高能物理 - 实验
摘要
宇宙射线与大气相互作用产生包括μ子与电子在内的次级粒子通量。射线大气层析成像（ART）利用μ子和电子来探测物体及其组成。本文提出了用于低原子序数材料ART的新方法以及一套概念验证层析系统。我们引入了粒子径迹滤波（PTF）与多模态层析重建（MMTR）方法。基于Geant4模型，我们优化了层析系统、PTF与MMTR的参数。基于塑料闪烁光纤阵列，我们在径迹重建中实现了120 m的空间分辨率和1 mrad的角分辨率。我们开发了一种新颖的边缘检测方法来分离被扫描物体的逻辑体积。我们在单一（如水、铝）和双材料（如肉中的RDX炸药）物体上展示了其有效性。我们搭建的台式层析仪在模拟与测量之间表现出极好的一致性。我们能够显著提高ART对低原子序数材料的分辨能力。本工作为ART层析成像的商业化开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2102.12542,
title = {Atmospheric ray tomography for low-Z materials: implementing new methods on a proof-of-concept tomograph},
author = {Gholamreza Anbarjafari and Aivo Anier and Egils Avots and Anzori Georgadze and Andi Hektor and Madis Kiisk and Marius Kutateladze and Tõnu Lepp and Märt Mägi and Vitali Pastsuk and Hannes Plinte and Sander Suurpere},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.12542},
year = {2021}
}
备注
14 pages, submitted to Nucl. Instrum. Methods Phys. Res