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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.

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.

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Untersuchung des Einflusses verschiedener USRBDX-Strukturen auf den Elektronenfluss.

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Pos_17* enthält die Elektronenflusssimulationen für den ROFEX 3 mit EMFCUT=10keV

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie - Simulationsdaten für den ROFEX 1 zum Vergleich unterschiedlicher Detektorgrößen mit dem USRBIN-Kommando

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie FLUKA-Daten für den ROFEX 3: - Pos_18_* wurden zur Erstellung des Gleichungssystems Elektronenfluss(r, phi) verwendet. Messdaten für den ROFEX 1: -DC_4_2kHz* aufgenommen mit dem Präzisionsmessgerät LTT24

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Untersuchung des Einflusses verschiedener USRBDX-Strukturen auf den Elektronenfluss.

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Untersuchung des Einflusses verschiedener USRBDX-Strukturen auf den Elektronenfluss.

Skripte und FLUKA-Eingangsdateien ohne Strahlposition für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Untersuchung des Einflusses verschiedener USRBDX-Strukturen auf den Elektronenfluss.

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Untersuchung des Einflusses verschiedener USRBDX-Strukturen auf den Elektronenfluss.

Simulationsdaten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie Untersuchung des Einflusses verschieder USRBDX-Strukturen auf den Elektronenfluss.

Auswertungen der Daten für die Masterarbeit Analysen zur Anwendbarkeit verschiedener Strahlbahn-Monitoring-Konzepte für die ultraschnelle Röntgencomputertomografie

Ultrafast X-ray computed tomography with ROFEX scanners has become a common tool for investigations of multiphase phenomena in science and industrial application within recent years. Though being very successful in giving unprecedented insights into dynamic processes, ROFEX scanners yet have some limitations in terms of permissible sizes and density of the investigated objects. Due to the limited penetration capability of X-rays at photon energy of up to 150 keV experimental mock-ups need to be made out of light construction materials and many experimental setups had to be scaled down from their real size to fit into the scanner. Often this limits the transferability of results to larger industrial facilities. This contribution introduces the new High-Energy Computed Tomography scanner of Rossendorf (HECToR) as the next step towards improved industrial applicability. The facility utilizes a 1 MeV electron accelerator with a continuous beam power of up to 100 kW. The functional principle has been adapted from the ROFEX scanners. HECToR is able to scan objects with a maximum diameter of 400 mm at a temporal resolution of up to 5000 frames per second and with a spatial resolution of 3 mm at best conditions. The paper introduces the scanner concept, its components and presents first dynamic studies on generic two-phase flows in steel vessels. Furthermore, the imaging characteristics are discussed in detail.

Examining or imaging of internal structures in flows with cavitation is still one of the greatest challenges in this field of research. In a specially designed nozzle, a strong cavitation region (CR) is generated with a liquid core (LC) in the center, surrounded by vapour. While it is almost not feasible to visualize the inside of the CR with visible light, it is shown that with high-speed X-ray computed tomography it is possible to visualize the dynamics of the unsteady cavitational flow structures inside the CR. The observed phenomena start with a ring of cavitation and small amounts of vapour inside the LC at / near the entrance of the cavitation channel. Further downstream the cavitation is growing rapidly and cavitation structures, as string cavitation can be identified inside the LC. In addition the results are compared with former time averaged CT images of the same nozzle and with results obtained with high-speed videography.

Für die Bestimmung von Geschwindigkeiten am schnellen Röntgentomographen Rofex eignet sich die Methode der Kreuzkorrelation. Weil dabei manchmal relativ große Integrationsintervalle notwendig sind, kann es zur entsprechend schlechten zeitlichen Auflösung der Geschwindigkeiten kommen. Gezeigt wird, dass mit geeignetem Vorwissen über das sich bewegende Medium oder Objekt trotzdem zumindest regional relativ hohe zeitliche Auflösungen erreichbar sind.

Der Vortrag beschreibt die im TOPFLOW-II Projekt erzielten Ergebnisse und den Realisierungsstand der Arbeiten. Nach einer kurzen Einführung zu Ziel und Aufgabenstellung des Projektes, werden detailliert die Resultate der Kondensationsexperimente und erste Auswertungen der Messdaten erläutert. Hierbei wird auch zum Teil auf Einzeleffekte eingegangen und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse nachgewiesen. Eine Beschreibung der Druckentlastungsversuche und die Darstellung ausgewählter Messdaten sowie Vorschläge zur Datenauswertung schließen sich an. Nachfolgend wird der erreichte Stand bei den Messungen mit dem Schnellen Röntgentomographen an der Teststrecke Ti-Rohr DN50 für aufwärtsgerichtete Luft/Wasser-Strömungen vorgestellt. Eine Zusammenfassung und ein Überblick zur Projektrealisierung beenden den Vortrag.