Neutronen-Radiographie

Projektleiter:                            Dr.-Ing. Sascha Heitkam

Laufzeit:                                     05/2020 – 04/2023

Förderung:                                DFG / Emmy-Noether

Projektbeschreibung

Für Neutronenradiographie nutzen wir die Beamline NEUTRA der Neutronenquelle SINQ (The Swiss Spallation Neutron Source) am Paul-Scherrer Institut in der Schweiz.

Neutronenradiographie funktioniert im Prinzip wie klassische Radiographie. Die Schaumprobe wird durchstrahlt und ein Detektorschirm hinter der Probe misst bildgebend die transmittierte Intensität. Die Abschwächung der Strahlung ist ein Maß für die Materialdichte in der Probe. Im Gegensatz zu Röntgenstrahlung werden Neutronen jedoch wesentlich stärker von Wasser, bzw. Wasserstoff abgeschwächt. Dadurch können wässrige Strukturen auch bei hohen zeitlichen Auflösungen mit hohem Kontrast quantifiziert werden. Gadolinium schwächt Neutronen extrem stark ab, wodurch bis zu 50 μm kleine Gadoliniumpartikel getrackt werden können.

Mittels Neutronenradiographie untersuchen wir die instationäre, mehrdimensionale Drainage in Schäumen. Insbesondere versuchen wir Effekte wie die Anisotrope Drainage oder Dilatancy in gescherten Schäumen zu vermessen. Ausserdem können wir die Bewegung von Partikeln in der Schaumstruktur analysieren.

Publikationen

Heitkam, S., Rudolph, M., Lappan, T., Sarma, M., Eckert, S., Trtik, P., ... & Eckert, K. (2018). Neutron imaging of froth structure and particle motion. Minerals Engineering, 119, 126-129. DOI:10.1016/j.mineng.2018.01.021

Heitkam, S., Lappan, T., Eckert, S., Trtik, P., & Eckert, K. (2019). Tracking of particles in froth using neutron imaging. Chemie Ingenieur Technik, 91(7), 1001-1007. DOI:10.1002/cite.201800127