高分辨率中子照相机研制成功

近日，由凤麟核集团研制的“紧凑型高分辨率中子照相机（“中子光”照相机）”通过了由第三方组织的科技成果评价。参与科技成果评价的专家组由第三方专业科技成果评价机构——中科合创（北京）科技成果评价中心组织，专家组成员来自中国科学技术大学、北京飞机强度研究所、浙江大学、山东大学、南京理工大学、合肥工业大学、中国科学院合肥物质科学研究院等单位。

中子照相是利用中子束穿过物体时在强度上的衰减变化，对被测物体进行透视成像，从而反映物体内部结构与材料的空间分布、密度、各种缺陷等综合信息。由于中子穿透能力强，对碳、氢、锂等轻元素敏感，中子照相能够弥补传统X射线等无损检测技术的不足，可实现物体深度部位的检测，并能准确区分不同元素成分。

“航空航天的发动机、新能源电池、装配式建筑等，都需要借助中子照相的独特优势来完成无损检测。例如，美国大型发动机制造厂商就将中子照相作为叶片生产的必检手段。”项目团队相关研究人员宋婧博士告诉《中国科学报》。

目前，用于中子照相的设备大多是基于反应堆或大型加速器中子源的中子照相装置，难以实现工业现场检测。因此，中子照相装置的小型化成为工业发展过程中的现实需求。“小型化中子照相装置主要针对工业现场使用需求开发，可满足许多产品的生产线检测需求。就像很早以前通信要到指定的地方发电报，而现在把通信设备做到小型化以后，人手一个手机，随时可以联系。”宋婧说。

在技术方面，中子照相工业现场检测的核心技术挑战在于如何同时实现装置的紧凑性和高分辨率。针对这些难题，项目团队攻克了中子靶近极限散热、紧凑环境高压绝缘、一体化小型中子源、高效中子慢化准直等关键技术，实现了高品质中子源的小型化与高保真中子成像。研制的紧凑型高分辨率中子照相机已应用于航空航天、能源装备、电路结构、动力电池等领域的无损检测。

宋婧表示，“中子光”照相机的所有设备可通过一个小卡车完成运输，设备紧凑排布，在保证照相效果的同时，最大程度的缩小占地面积。

专家组认为，该成果为解决我国亟需重大装备无损检测的难题做出重大贡献，经济社会效益显著，应用前景十分广阔。

据悉，凤麟核集团主要从事先进核系统研发及核技术交叉应用，旗下有中子科学国际研究院、中科超睿、中科超核、中科超精等研发机构和企业。

紧凑型高分辨率中子照相机  凤麟核集团供图