استحصال داده‌های پروجکشن‌ها در توموگرافی محاسباتی صنعتی باریکه بادبزنی با استفاده از مدل‌سازی مونت‌کارلویی در آزمون‌های غیرمخرب خطوط لوله نفت و گاز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی انرژی و فیزیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی انرژی و فیزیک

10.30494/jndt.2021.276810.1063

چکیده

توموگرافی محاسباتی با استفاده از پرتوهای گاما و ایکس امروزه بعنوان یکی از قابل اعتمادترین مدالیته‌های تصویربرداری از اجسام برای مقاصد آزمون‌های غیرمخرب در صنایع گوناگون استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها می توانند تصویری سه‌بعدی از مقطع‌های داخل جسم مورد بازرسی ارائه دهند. بر اساس شکل باریکه پرتوهای خروجی از منبع پرتو در دستگاه‌های توموگرافی آشکارسازها در مقابل چشمه قرار گرفته و با چرخش 360 درجه حول شیء داده برداری برای تشکیل پروجکشن‌ها انجام شده و درنهایت بازسازی تصویر صورت می‌پذیرد. در این مقاله با استفاده از کد مونت‌کارلویی MCNPX2.7e یک سامانه سی‌تی صنعتی پرتابل با شکل باریکه بادبزنی شبیه‌سازی شد. تعداد آشکارسازها بعلت پرتابل بودن آن 19 عدد انتخاب شد و از دو فانتوم استاندارد صنعتی و یک فانتوم ابتکاری به منظور ثبت پروجکشن‌ها و صحت عملکرد آن بهره برده شد. پرتوهای گامای کبالت-60 پس از ترابرد از شیء مورد بررسی روی آشکارساز‌ها ثبت شده و داده‌های مهم پروجکشن‌ها را برای زاویه‌های گوناگون می‌سازند.نتایج به دست آمده از کد مونت کارلویی MCNP سپس با کد Fluka اعتبارسنجی شد و مقادیر به دست آمده توافق بسیار خوب و نزدیکی داشتند. نتایج شامل تعداد زیادی تابع پروجکشن است که سپس می تواند برای ایجاد ماتریس سینوگرام استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Projection Data Acquisition in Industrial Fan-Beam Computed Tomography Using Monte Carlo Modeling in Gas and Oil Pipelines Non-destructive testing

نویسندگان [English]

  • Mostafa Kabir 1
  • Amir Movafeghi 2
  • Hossein Afarideh 3
1 Energy engineering and physics department, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2 Nuclear Science and Technology Institute
3 Physics and Energy Engineering Department, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

Computed tomography using gamma- and X-rays has been using as one of the most reliable imaging modalities for non-destructive testing purposes in different fields of industry. These devices can provide a three-dimensional image of the sections inside the object under inspection. Based on the shape of the beam, the output beams from the beam source are placed in front of the source in the tomographic devices, detectors are placed in front of the source and rotated 360 degrees around the object to obtain projections and finally, the image is reconstructed. In this paper, a portable industrial CT system with the shape of a fan beam is simulated using the MCNPX2.7e Monte Carlo code. The number of detectors was selected as 19 due to its portability, and an industrial standard phantoms and an innovative phantom were used to acquire projections for verification of simulation operation. Cobalt-60 gamma rays are recorded on the detectors after being transported from the object under study and generate important projection data for various angles. The results include a large number of projection functions that can then be used to create a sinogram matrix.

کلیدواژه‌ها [English]

  • non-destructive testing
  • Computed Tomography
  • Fan-beam industrial CT
  • Monte Carlo Method
  • Projection function