НЕЙТРО́ННАЯ РАДИОГРА́ФИЯ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НЕЙТРО́ННАЯ РАДИОГРА́ФИЯ, неразрушающий метод исследования вещества, использующий нейтронные источники для исследования макроскопич. структуры материалов. Впервые предложена в 1938 нем. физиками Х. Каллманном и Э. Куном. Поскольку нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью (проникает на глубину до десятков сантиметров), Н. р. позволяет выявить в толще вещества наличие химич. элементов, сильно поглощающих медленные нейтроны ($\ce{B, Li, Cd, Gd}$ и др.), и получить двумерные изображения структуры материалов.
В Н. р. преим. исследуются разл. варианты взаимодействия медленных нейтронов с веществом: ядерные реакции, рассеяние на большие и малые углы, отражение и преломление под малыми углами на границах сред. Обладая собств. магнитным моментом, нейтрон взаимодействует с неоднородностями магнитного поля в веществе (напр., вихрями потока в сверхпроводниках 2-го рода) и магнитными включениями (напр., атомами $\ce{Fe, Co, Ni}$). Это позволяет проводить анализ магнитной структуры вещества с использованием техники поляризованных нейтронов.
Преимущество нейтронов перед др. проникающими излучениями заключается в том, что для нейтронов лёгкие и тяжёлые ядра обладают сопоставимой рассеивающей способностью. Изменение изотопного состава образцов (напр., замена водорода на дейтерий) позволяет эффективно контрастировать структурные элементы, не возмущая структуру и не изменяя химич. свойства объектов. Н. р. практически не имеет ограничений по элементному и фазовому составу исследуемого вещества, агрегатному и химич. состоянию образцов. В качестве образцов могут выступать как неорганические, так и органич. материалы (напр., полимеры, биологич. ткани). Н. р. позволяет обнаруживать малые количества атомов водорода в веществе, т. к. сечение рассеяния медленных нейтронов на водороде на два порядка выше, чем на др. элементах.
Н. р. применяют для изучения металлов и сплавов, водородосодержащих веществ и минералов, разл. пром. изделий (деталей машин, трубопроводов, корпусов ядерных и химич. реакторов, энергетич. установок, двигателей и др.). Н. р. позволяет выявить наличие дефектов структуры (пустот, трещин, разл. включений), имеющих размеры от микрометров до десятков сантиметров. Исключительно важным является использование Н. р. для контроля динамики (кинетики) разл. физич., химич. и технологич. процессов в условиях, когда мониторинг др. методами невозможен (напр., в ядерных реакторах, камерах высокого давления и темп-ры).