Een hoog-performante muontelescoop voor toepassingen in muon radiografie

Muon radiografie is een nieuwe beeldvormingstechniek die kosmische muonen gebruikt om de interne structuur te onderzoeken van objecten met afmetingen variërend van meters tot kilometers. Uit metingen met technieken uit de deeltjesfysica van de absorptie van muonen wanneer deze een object doorkruisen, kan men dichtheidsprofielen van het trefmateriaal afleiden. Toepassingen van muon radiografie zijn o.a. beeldvorming van vulkanische systemen, geologische structuren, ondergrondse mijnen, archeologische tempels, industriële complexen, nucleaire afval opslagplaatsen, en vele andere.
Dit project bouwt voort op initieel onderzoek om een geavanceerde muon radiografie telescoop te ontwikkelen op basis van gasgevulde detectoren. Verschillende technieken worden voorgesteld om de beeldkwaliteit te verbeteren via onderdrukking van diverse types achtergronden. In het bijzonder zullen we beeldvervaging te wijten aan muonen met lage impuls proberen verminderen via methoden die een schatting van de muonimpuls opleveren: (i) time-of-flight-metingen met sub-ns tijdsprecisie detectoren (ii) drempel Cherenkovstralingsdetectie (iii) verstrooiingshoekmetingen van muon multiple scattering in dunne metalen platen. Gedetailleerde simulaties zullen de haalbaarheid van elke voorgestelde techniek aftoetsen en ook configuraties opleveren voor mogelijke implementaties in onze muon-telescoop. Waar mogelijk zullen muon radiografische metingen in het labo uitgevoerd worden op een passend testobject.