Tomographie

In den vergangenen Jahrem hat sich die Mikro-Tomographie mit Synchrotron-Strahlung oder Neutronen als Standard-Werkzeug für die nicht-invasive 3D-Charakterisierung von Proben aus den Bereich der Materialwissenschaften, Medizin, Biology oder Umweltforschung etabliert. Phasen-Kontrast oder Absorptions-Kontrast Techniken wurden entwickelt für die Untersuchung von millimeter- bis zentimeter-großen Proben. Die ständig wachsende Zahl von Experimenten, die sich dieser Methoden für ganze Reihen von Proben bedienen, erfordert die maximale Ausnutzung der begrenzt verfügbaren Messzeiten. Die typischen Datenraten lassen sich anhand von "High-Throughput SRμCT-Experimenten abschätzen. In diesem Fall ist die minimale Datenrate 2k x 2k, 16 bit, 1 Hz, also 64 MB/s. Mit einem größeren Detektor mit 4000x4000 Pixeln und einer Bildrate von 10Hz wächst die Datenrate auf über 2GB pro Sekunde an. Daneben müssen einige Anforderungen aus dem Betrieb des Instruments beachtet werden:

  • Kontinuierlicher Betrieb für 24h, einschliesslich eines automatischen Wechselns der Proben, was eine pre-Charakterisierung der Proben erfordert.
  • Das gesamte Datenvolumen kann wie folgt abgeschätzt werden:
    • 12 GB / scan (Rohdaten)
    • 32 GB / scan (Tomogramme)
    • Hohe Auflösung: 15 Minuten / scan
    • Mittlere Auflösung: 1 Minute / scan
    • Niedrige Auflösung: 1 Sekunde /scan
    • Dies ergibt ein TByte experimenteller Daten innerhalb eines Tages!
  • Die Online-Rekonstruktion während eines Scans und die hochaufgelöste Offline-Rekonstruktion können Engpässe verursachen.

Die Rahmenbedingungen setzem die Basis für die Optimierung der Verwendung der verfügbaren Synchrotron-Strahlzeit, mit dem Ziel den Durchsatz zu erhöhen - ohne Abstriche an dem dynamischen Bereich und dem Kontrast der Tomogramme. Ziel von HDRI ist es, die Zeit für die erste Beurteilung der Rekonstruktionen von zurzeit mehr als einer Stunde auf typisch eine Minute zu reduzieren.