基于 μ 子成像的高炉首次三维重建
地球物理
2023-07-19 v2 高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
仪器与探测器
摘要
高炉（BF）是钢铁制造中的基础设备。由于难以直接测量内部现象，我们为了确定其内腔的密度分布以借助 μ 子成像提高其生产率。这是一种基于入射粒子流（μ 子）在待测目标上的差异吸收成像技术，类似于临床 X 射线成像。μ 子是基本粒子，具有穿过致密材料达数百米距离的特性。它们相对的吸收与偏转可通过追踪探测器接收到的 μ 子数量（在穿过结构前后）来生成物体密度分布图像。所探测 μ 子的入射方向通过由 3 个闪烁体面板组成的探测器重建，我们将其置于高炉周围的 3 个位置移动。利用该技术，我们在 μ 子通量数据上采用马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）反问题求解算法，获得了高炉内部结构的首幅三维图像。我们还得以对高炉及其若干运行参数进行密度监测。我们分辨出了黏结区的位置与形状——这是高炉生产率的关键要素，从而验证了这一创新测量概念在高炉应用中的有效性，并为一系列未来实验开辟了空间与时间分辨率提升的道路。
引用
@article{arxiv.2301.04354,
title = {First 3D reconstruction of a blast furnace using muography},
author = {Amélie Cohu and Antoine Chevalier and Oleksandr Nechyporuk and Andreas Franzen and Jan Sauerwald and Jean-Christophe Ianigro and Jacques Marteau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.04354},
year = {2023}
}