Un equipo de investigación internacional de Swiss Light Source (SLS) ha establecido un nuevo récord mundial de tomografía utilizando una mesa giratoria de muestras desarrollada en el HZB. Con 208 imágenes de rayos X tomográficas tridimensionales por segundo, pudieron documentar los procesos dinámicos involucrados en la formación de espuma de aluminio líquido. El método se presenta en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

La mesa de muestras giratoria de precisión diseñada en el HZB gira alrededor de su eje a varios cientos de revoluciones por segundo con extrema precisión. El equipo de HZB encabezado por el Dr. Francisco García-Moreno combinó la mesa giratoria de muestras con óptica de precisión y logró un récord mundial de más de 25 imágenes tomográficas por segundo utilizando la línea de luz BESSY II EDDI en 2018.

Ahora el equipo junto con el grupo encabezado por el profesor Marco Stampanoni del Instituto Paul Scherrer (PSI), ha logrado un nuevo récord mundial en SLS. Para lograr esto, configuraron la mesa giratoria de muestras junto con ópticas mejoradas, y utilizó velocidades de transferencia de datos y adquisición de imágenes ultrarrápidas en el instrumento TOMCAT de SLS. "Ahora se pueden adquirir más de 200 imágenes tomográficas por segundo, y durante intervalos de medición de solo varios minutos, "dice García-Moreno. El término tomoscopia se acuñó para este nuevo método de imagen.

Tomoscopia:nuevo método de imagen

El Dr. Christian Schlepütz de PSI enfatiza:"El enorme volumen de paquetes de datos generados durante cada tomoscopia tiene que ser transmitido y almacenado a una velocidad de datos extremadamente alta de ocho gigabytes por segundo".

Cada imagen individual debe calcularse a partir de los datos de medición. Luego, las imágenes reciben un procesamiento automático adicional que facilita el análisis cuantitativo. Para manejar el procesamiento de varios terabytes de datos de cada experimento, El Dr. Paul Kamm de HZB ha desarrollado e implementado un software de procesamiento exclusivo exclusivo.

Los socios de esta colaboración han utilizado el nuevo método de imágenes para observar los procesos dinámicos con gran detalle a alta resolución temporal que se producen durante la formación de espuma de aluminio líquido. De este modo, Los procesos que tienen lugar durante la formación de espuma en metales fundidos pueden investigarse y comprenderse mejor. Esto es importante para lograr una distribución óptima del material y una formación uniforme de poros en la espuma. que luego se cura, para que la espuma se pueda utilizar en construcciones ligeras.

Espumas metálicas para una construcción ligera

Las espumas metálicas son una clase importante de materiales para la construcción ligera, y son un tema de investigación ventajoso para el método de imágenes recientemente desarrollado, Dado que el metal líquido es en gran parte insensible al daño por radiación, y las velocidades de formación de imágenes alcanzadas se adaptan muy bien a los fenómenos de formación de espuma.

La tomoscopia por computadora ultrarrápida también podría proporcionar información interesante sobre muchos otros procesos. Por ejemplo, podría usarse para investigar cómo cambian los materiales durante la soldadura láser o qué sucede cuando las baterías se sobrecalientan debido a cortocircuitos (fuga térmica).

Los investigadores de HZB y PSI ahora están trabajando para aumentar la velocidad de rotación para aumentar aún más la resolución temporal de las mediciones.