XMPIを用いた時間分解3Dイメージングの可能性：ForMAXにおける応用

科学分野:

• 材料科学
• 物理学
• 工学

背景:

• X線は、不透明なサンプルの非破壊内部イメージングに不可欠です。
• 時間分解X線トモグラフィー（4D）は体積データを提供しますが、サンプル回転の制約や遠心力などの限界に直面しています。
• これらの限界は、特定の動的プロセスの研究を妨げます。

研究 の 目的:

• 従来のX線トモグラフィーの代替としてX線マルチプロジェクションイメージング（XMPI）を実装および検証すること。
• 動的X線イメージングに関連するサンプル回転の限界を克服すること。
• 高解像度、時間分解イメージングにおけるXMPIの能力を複雑なサンプルシステムで実証すること。

主な方法:

• 入射ビームを複数のビームレットに分割するためにX線光学系を利用したXMPIセットアップを開発しました。
• サンプル回転なしで、サンプル位置で異なる角度視点から同時投影を取得しました。
• MAX IVのForMAXビームラインでセットアップをコミッショニングし、繊維および多相流サンプルでテストしました。

主要な成果:

• 繊維の動的機械負荷に対して高フレームレート（4 µmで12.5 kHz）を達成しました。
• 多相流研究において高空間分解能（40 Hzで1.3 µm）を実証しました。
• 多様な時空間分解能要件を満たすXMPIセットアップの柔軟性を検証しました。

結論:

• XMPIは、4Dイメージングのための従来のX線トモグラフィーに代わる、実行可能で回転不要な代替手段を提供します。
• ForMAXで開発されたセットアップは、高時空間分解能での動的現象の詳細な研究を可能にします。
• この研究は、材料および流体ダイナミクス研究の能力を強化する、永続的なXMPIエンドステーションの基盤を築きます。