Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

НЕЙТРО́ННАЯ РАДИОГРА́ФИЯ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 22. Москва, 2013, стр. 315

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. Т. Лебедев

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).

Лит.: Тю­фя­ков H. Д., Штань А. С. Ос­но­вы ней­трон­ной ра­дио­гра­фии. M., 1975; Фле­ров Г. H., Бер­зи­на И. Г. Ра­дио­гра­фия ми­не­ра­лов, гор­ных по­род и руд. M., 1979; Practical neutron radiography / Ed. J. C. Domanus. Dordrecht; Boston, 1992.

Вернуться к началу