Die Arbeit beschäftigt sich mit der Inversen Fächerstrahl-Geometrie für die Röntgendiffraktionsbildgebung (engl.: X-ray Diffraction Imaging (XDI)) und den Möglichkeiten, diese Methode für die Identifizierung von flüssigen und amorphen Substanzen zu nutzen, um sie im Bereich der Sprengstoffdetektion einzusetzen. Als charakteristisches Erkennungsmerkmal von Flüssigsprengstoffen wird die elastisch gestreute Strahlung aus kleinen Volumenelementen innerhalb von inhomogenen, ausgedehnten Objekten ausgewertet. Durch den Einsatz des neuartigen Verfahrens bei der Handgepäckkontrolle an Flughäfen könnten Belästigungen, Verunsicherungen und Kosten für die Passagiere in Zukunft vermieden werden. Es wurden Konzepte für die Verwendung mehrerer Detektoren, eines multidirektionalen Primärkollimators und eines Streukollimators vorgestellt und mit Hilfe numerischer Methoden ausgewertet. Es wurde ein Raytracing-Programm zur Berechnung des Primärstrahlprofils, der Streuwinkelverteilung und der Strahlungseffizienz bei vorgegebener Kollimatorgeometrie entwickelt. Messungen der Röntgenbeugung mit Synchrotronstrahlung wurden an verschiedenen, für Sicherheitsanwendungen relevanten Flüssigkeiten durchgeführt. Anhand der Messdaten wurden charakteristische Merkmale identifiziert, welche möglicherweise zur Sprengstoffdetektion geeignet sind. Es konnten materialspezifische Informationen über die amorphe Struktur und eine Abschätzung der effektiven Atomzahl erlangt werden. Weitere Parameter zur Beschreibung der Struktur und Dichte der Probe konnten anhand der molekularen Interferenzfunktion abgeleitet werden.
The Inverse Fan-beam (IF) configuration for X-ray Diffraction Imaging (XDI) and its capability of identifying liquid and amorphous substances for the purpose of explosive detection are described and investigated. Material specific information can be obtained by measuring x-ray diffraction profiles from selected volume elements within inhomogeneous extended objects. This new technique can be used to fingerprint liquid explosives and may eliminate the inconvenience, uncertainty, and expense associated with monitoring liquids separately from hand luggage at airport checkpoints. Design concepts for multi-detector arrangements, a multidirectional primary collimator and the scatter imaging collimator are presented and evaluated using numerical procedures. A computer program using ray-tracing methods is described for calculating the primary beam profile, the scattering angle distribution, and the radiation efficiency with respect to the x-ray collimation geometry. Synchrotron x-ray diffraction measurements were performed on various liquids which are of interest for security applications. The diffraction profiles are presented and the key features which are potentially suitable for the purpose of explosive detection identified. Material specific information is obtained about the morphology and its effective atomic number. Several additional parameters describing the structure and density of the object under investigation can be derived from the peaks in the molecular interference function.