TRINIDI：用于同位素密度推断的中子飞行时间共振成像
图像与视频处理
2023-09-13 v2
摘要
准确重建二维和三维同位素密度是一项备受期待的能力，在下一代核燃料评估与开发等应用中具有巨大的潜在影响。中子飞行时间（TOF）共振成像通过利用每种同位素的特征中子吸收谱，提供了一种潜在方法。然而，由于严重的泊松噪声、本底散射、束流不均匀性、吸收非线性和扩展源脉冲持续时间等多种混杂效应，计算定量准确的图像是一项重大挑战。我们提出了 TRINIDI 算法，该算法基于两步过程：首先估计中子通量和本底计数，然后重建每个同位素和像素的面密度。两个组成部分均基于对正演模型的反演，该模型考虑了高度非线性的吸收、与能量相关的发射剖面以及泊松噪声，同时还对本底和通量的显著时空变化进行建模。为此，我们将非线性反问题表述为两个依次求解的优化问题。我们在合成数据和实测数据上均证明，TRINIDI 能够重建定量准确的同位素面密度二维视图，进而可重建为定量准确的同位素体密度三维体数据。
引用
@article{arxiv.2302.12577,
title = {TRINIDI: Time-of-Flight Resonance Imaging with Neutrons for Isotopic Density Inference},
author = {Thilo Balke and Alexander M. Long and Sven C. Vogel and Brendt Wohlberg and Charles A. Bouman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.12577},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 20 figures