Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie

Deutsch:

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach einem für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie geeigneten Strahlbahn-Monitoring-Konzept. Mehrere Sekundäreffekte, die durch den Primärelektronenstrahl ausgelöst werden, wurden analysiert und aus ihnen die Rückstreuelektronenverteilung als Parameter für das Monitoring ausgewählt. Auf Grundlage von für verschiedene Strahlpositionen durchgeführten Simulationen des Elektronenflusses mit dem Monte-Carlo-Simulationspaket FLUKA wurden geeignet positionierte Kupferelektroden als Elektronendetektoren verwendet. Mit diesen Elektroden wurden Testmessungen durchgeführt. Die aufgenommenen Spannungskurven wurden mit den simulierten Elektronenflusskurven verglichen, wobei die Kurvenformen ähnlich waren. Das Spannungssignal wurde dagegen von den Simulationen unterschätzt. Da es während der ersten Messungen zu Spannungsüberschlägen kam, wurde ein zweites, verbessertes System entwickelt, das diese vermeiden soll.

English:

This thesis shows the search for a beam path monitoring concept suitable for ultrafast X-ray computed tomography. Several secondary effects triggered by the primary electron beam were analysed and from them the backscattered electron distribution was selected as a parameter to monitor the beam position. Based on simulations of the electron fluence, carried out for different beam positions with the Monte Carlo simulation package FLUKA, well positioned copper electrodes were used as electron detectors. Test measurements were done with these electrodes. The recorded voltage curves were compared with the simulated electron fluence curves which showed that the curve shapes are similar. However, the voltage signal was underestimated by the simulations. Because voltage flashovers occurred during the first measurements, a second improved system was developed to avoid them.