Нейтронография

    Для целей нейтронной спектрометрии обычно применяются тепловые нейтроны с энергией от 0,001 эВ до нескольких десятых эВ. Такие нейтроны имеют длины волны де Бройля в диапазоне от десятых долей ангстрема до 10 ангстрем. Такой выбор обусловлен тем, что в этот диапазон энергий попадают характерные энергии квантовых уровней в конденсированных средах. При этом длина волны нейтрона по порядку величины равна межатомному расстоянию. Удачным является также и то, что нейтроны такой энергии могут беспрепятственно проникать на значительные глубины в большинство материалов, не разрушая их.
    Для регистрации рассеяния используются нейтронные спектрометры, при помощи которых измеряется интенсивность рассеивания нейтронов в зависимости от угла дифракции. По полученным дифракционным спектрам восстанавливается атомная структура исследуемого объекта.
    Наличие у нейтрона магнитного дипольного момента позволяет изучать магнитную структуру материалов. Нейтроны используют для изучения диффузии атомов и молекул в различных средах, для исследования белковых макромолекул, полимеров, микродефектов и микронеоднородностей в растворах и сплавах.

Нейтронная визуализация

    Основной принцип при нейтронная визуализаци аналогичен принципу, используемому в рентгеновской радиографии. Пучок нейтронов проходит через образец и ослабляется в соответствии с составом образца или его геометрической формой.
    По сравнению с рентгеном, нейтронное излучение характеризуются более глубоким проникновением вглубь исследуемого объекта. Нейтрон взаимодействует с ядрами элементов, из которых состоит исследуемый объект. А это дает непосредственные преимущества при исследовании материалов, одновременно содержащих легкие элементы, такие как водород или литий, и тяжелые металлы, а также изотопов химических элементов.
    До 1990-х годов доминирующие системы детектирования в нейтронной визуализации были пленочными и известными просто как нейтронная радиография. Позже были внедрены цифровые системы обработки данных.
Частный случай метода нейтронной радиографии - нейтронная томография, при которой выполняется объемная реконструкция внутреннего строения исследуемого объекта из набора отдельных радиографических изображений, полученных при различных угловых положениях образца относительно направления нейтронного пучка.
    В результате этих нововведений, а также ввиду иных уровней контрастности при ослаблении по сравнению с более распространенными рентгеновскими методами появились новые и сложные области применения:

• Определение водорода при анализе электрохимических процессов в топливных элементах
• Исследования динамической эффективности и эксплуатационных характеристик батарей или двигателей
• Применение в автомобильной, авиационной и строительной промышленности для контроля качества различных объектов
• Неинвазивное изучение объектов культурного наследия и биологических образцов
• Применения в области геологии и физики почвы
• Неразрушающий контроль ядерного топлива и его оболочки
• Исследование некоторых аспектов материаловедения

Сравнение гамма и нейтронной визуализации.