Computertomographische Untersuchung von Phasenverteilungen in chemischen Rührkesselreaktoren

Für die Untersuchung von mehrphasigen Strömungen steht am Forschungszentrum Rossendorf eine Röntgenanlage mit einem zweidimensionalen Bildaufnehmer und einer eindimensionalen schnellen Detektorzeile zur Verfügung. In dieser Arbeit soll die Eignung dieser Anlage zur Bestimmung der lokalen Gasphasenverteilung in einem begasten chemischen Rührkesselreaktor, der aus der Verfahrenstechnik her bekannt ist, untersucht werden. Dazu wird zunächst die Signalcharakteristik des Aufnahmesystems untersucht, um die zu erwartende Genauigkeit der tomographischen Messung beurteilen zu können. Ein Algorithmus für die Rekonstruktion von zwei- und dreidimensionalen Projektionsdaten wurde implementiert. Mit einem Phantom wurde die quantitative Genauigkeit der Bestimmung zeitgemittelter Gaspahsenanteile überprüft. Zur Korrektur der Strahlaufhärtungsartefakte wurde eine Kalibriermethode entwickelt, mit der es möglich ist, die Gasphasenanteile direkt aus den bestimmten Schwächungskoeffizienten zu bestimmen. Es konnte gezeigt werden, dass die quantitative Genauigkeit der Kegelstrahl-Tomographie durch den hohen Anteil an Streustrahlung beeinträchtigt ist. Mit der schnellen Detektorzeile wurden schnell rotierende Objektstrukturen sichtbar gemacht.