什么是中子射线摄影术(又称中子摄影)?

中子射线摄影术,又称中子摄影,是一种利用中子对材料进行探测的技术。由于中子是没有电荷的原子粒子,它们能够穿透大部分材料并在穿透过程中被衰减,因此适合用于制作“射线照片”。

中子存在不同的能量形式,但在非破坏性检测(NDT)中,只有热中子和冷中子适用于无损监测应用。与keV和MeV范围内的电离辐射相反,轻质材料比重质材料对中子的吸收能力更强。
值得注意的是,中子对含氢材料、各类塑料、爆炸物、油、水等的反应尤为敏感,即使这些材料被包裹在铅、钢或铝制的金属容器中也是如此。

虽然中子摄影在工业领域有着广泛的潜在应用,但由于缺乏合适的便携式中子源,它的应用仍受到一定限制。尽管原子反应堆中的中子“窗口”是目前最佳的中子来源,但这样的设施较为罕见。唯一的放射性中子发射源是钚(Cf)- 252,但其成本高昂且半衰期仅为2.65年。

X射线胶片也可以对中子能量做出反应。为了得到明确的影像结果,必须与钆或镉增强屏结合使用。例如,Agfa D3SC胶片经常用于这一目的,增强屏上产生的次级辐射有助于形成图像。

在非破坏性检测中,中子摄影的另一种无胶片应用是绝缘材料中的湿度检测。市面上的便携式设备通常使用弱中子源。通过中子背散射法,可以确定水分的存在(实际上是氢原子的存在)。一般来说,水分的存在可能表示管道存在外部腐蚀或在不久的将来有腐蚀的风险。某些情况下,便携式实时设备或闪光射线摄影可以在不移除绝缘材料的情况下确认腐蚀是否存在。