Tomographie par diffusion Rayleigh et Compton avec reconstruction numérique de l'image

Résumé
La diffusion des rayons X par effets Rayleigh et Compton permet d'obtenir des tomographies de la matière inerte ou vivante. Nous décrivons un nouveau système d'acquisition en tomographie par diffusion et sa méthode de reconstruction. Le déplacement de l'objet est similaire à celui utilisé avec les tomographes de première génération. Un algorithme de reconstruction standard donne deux images intermédiaires, correspondant aux contributions Rayleigh et Compton. Des artefacts de type "cupping effect", dûs à l'auto-atténuation des photons dans l'échantillon, sont présents sur chacune de ces deux images. En faisant le rapport de ces deux images intermédiaires, on obtient une cartographie, dénuée de tout artefact, représentant le numéro atomique local de l'objet contrôlé, indépendamment de sa densité. Les expériences ont été réalisées à 1'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) de Grenoble, sur la ligne ID 15 B. L'important flux de photons monochromatiques (10¹² ph.s^-1.mm^-2) permet d'obtenir des temps d'acquisition courts (quelques secondes par mesure) et d'avoir une bonne résolution spatiale. La taille du voxel est de 1x1 mm² dans le plan de coupe pour une épaisseur de coupe de 0,3 mm.

Abstract
The detection of X-ray photons scattered through a sample by the Rayleigh and Compton processes is used to perform tomographic images. We describe a new experimental arrangement and the corresponding reconstruction method. The scanning method is similar to the one used for first generation tomographs. A standard reconstruction algorithm gives two intermediate images, corresponding to the Compton and Rayleigh contributions. On both images artifacts are present, due to photon attenuation in the sample. Dividing those two images produces a map, free from artifacts, which represents the atomic number Z, independently from density. The experiments were carried out at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), in Grenoble (France), on line ID15 B. Due to the very high photon flux (10¹² ph.s^-1.mm^-2), short measurement times (about a few seconds per point) are allowed, as well as a good spatial resolution. The voxel size is 1 x 1 mm² in the plane of the slice and 0.3 mm in the third direction.