Разработка физических основ для создания систем цифровой радиографии и томографии для неразрушающего контроля высокотехнологичного производства крупногабаритных железнодорожных деталей грузового вагона

Современная промышленная компьютерная томография постоянно совершенствуется благодаря инновационным программным и аппаратным решениям. Однако, при диагностике объемных и тяжеловесных изделий ответственного назначения, крайне необходимы новые технологии сбора и обработки экспериментальных данных для получения трехмерной информации в наглядном виде о внутренних дефектах структуры. Основное внимание уделяется расширению пределов разрешения и общего качества данных КТ. Для промышленных приложений наиболее важными аспектами являются высокая эффективность и минимизация затрат, которые в основном направлены на сокращение времени на сбор и обработку данных КТ. Задача дефектоскопии в этом случае трансформировалась таким образом, что на довольно крупногабаритных, протяженных объектов высокой плотности необходимо выявлять отдельные локальные дефекты, например, газовые включения, поры, трещины, и точно определять их пространственное местоположение. Такие задачи сегодня могут быть решены не только с помощью усовершенствованного научного оборудования (новые эффективные источники и цифровые детекторы рентгеновского излучения), но и с помощью новых высокоточных и быстродействующих методов и алгоритмов. Таким образом, несмотря на то, что в настоящее время известно множество алгоритмов реконструкции основанных на известных операциях свертки, Фурье - преобразований, ART и пр., в каждом конкретном случае возникает необходимость решать конкретную задачу для томографического рентгеновского неразрушающего контроля в условиях конкретной продукции высокотехнологичного производства. Следовательно, разработка новых методов и средств малоракурсной вычислительной томографии для задач научных и инженерных экспериментов является актуальной проблемой. Научная новизна состоит в разработке новых подходов проведения рентгеновского томографического сканирования крупногабаритных изделий, модификации и оптимизации алгоритмов томографической реконструкции с учетом характеристик жесткого тормозного излучения. Впервые будeт применены быстродействующие методы томосинтеза, пригодные для решения задач малоракурсной «бетатронной томографии». Новые алгоритмы позволят увеличить объем, качество извлекаемой информации и визуализацию исследуемого объекта при неполном наборе проекционных данных в томографических исследованиях с использованием жесткого тормозного гамма-излучения и расширить область применения систем неразрушающего контроля на базе бетатронов.