Ανάπτυξη εφαρμογής μιονικής τομογραφίας με ανιχνευτές MicroMegas
Creators: name: Αμπεριάδου, Δήμητρα Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Τομογραφία μιονίων
Ανιχνευττές MicroMegas
Φυσική στοιχειωδών σωματιδίων
Muon tomography
MicroMegas detectors
Elementary particle physics

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά την δυνατότητα εφαρμογής της μιονικής τομογραφίας για την απεικόνιση ενός αντικειμένου μικρής κλίμακας, ενός κύβου μολύβδου ακμής 5 εκατοστών. Η μελέτη αυτή πραγματοποιείται μέσω της ανάλυσης πραγματικών δεδομένων ενός τηλεσκοπίου ανίχνευσης κοσμικής ακτινοβολίας το οποίο χρησιμοποιεί ανιχνευτές MicroMegas για την ιχνηλάτιση των κοσμικών μιονίων. Αν και τα αντικείμενα μικρότερων διαστάσεων συνήθως απεικονίζονται χρησιμοποιώντας την τεχνικής muon scattering tomography, στην ανάλυση αυτή εξετάζεται η εφαρμογή της μεθόδου muon transmission radiography που εκμεταλλέυεται την απορρόφηση των μιονίων από το αντικείμενο. Αρχικά, περιγράφονται η πειραματική διάταξη και η γεωμετρία του πειράματος σε ένα μοντέλο προσομοίωσης στο λογισμικό GEANT4. Στη συνέχεια, αναλύεται η μέθοδος ιχνηλάτησης των κοσμικών μιονίων η οποία χρησιμοποιείται για την ανακατασκευή των τροχιών των μιονίων χρησιμοποιώντας το σήμα που καταγράφεται στους MicroMegas. Ακόμη, η μέθοδος "back projection" εξετάζεται για την απεικόνιση του αντικειμένου. Με βάση την μέθοδο αυτή, η οποία είναι κατάλληλη για την απεικόνιση κρυμμένων αντικειμένων ή αντικειμένων που περιβάλλονται από υλικό αρκετά διαφορετικής πυκνότητας, μπορεί να εξαχθεί πληροφορία για την τοποθεσία του αντικειμένου όπως και για τις διαστάσεις του. Η μέθοδος εφαρμόζεται τόσο στο μοντέλο της προσομοίωσης όσο και στα πραγματικά δεδομένα του πειράματος. Στο τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέμστα της εφαρμογής της μεθόδου καταλήγοντας σε ορισμένα συμπεράσματα σχετικά με την απόδοση της και σε ενδεχόμενη μελλοντική δουλεία πάνω στο θέμα
description: The present thesis studies the applicability of the muon tomography method for the imaging of a small scale object, a five-centimeter-side lead cube, by analyzing real data from cosmic radiation telescope that uses MicroMegas detectors for the tracking. Although for objects of small scale the muon scattering tomographhy is mostly used, here the muon transmission radiography which exploits the absorption of the muons in the object is applied. First of all, a description of the experiment is given along with the simulated geomtry in GEANT4 software toolkit. Following, the tracking algorithm is explained which is used for the reconstruction of the muons' tracks by analyzing the signal recorded in the MicroMegas detectors. After the tracking analysis, the back projection method is introduced and tested for the imaging of the object. This method is suitable for the study of hidden volumes or volumes surrounded by a material of different density and can provide information about the location of the object under investigation and its dimensions as well. The method has been applied on the simulation model and on the real data of the experiment, as well. In th end, the results of the application of the method are presented reaching some conclusions and discussing the prospects of the subject