中子照相

利用中子束穿透物體時的衰減情況，顯示某些物體的內部結構的技術。按所用的中子的能量中子照相可分為：冷中子照相、熱中子照相和快中子照相。

中子照相裝置如圖1所示。中子源提供中子，反應堆中子源是中子照相最合適的中子源，也能應用其他中子源。如果要進行熱中子照相，在源周圍要圍以適當的慢化物質，使快中子慢化為熱中子。准直器使源發射的中子形成平行的或發散的中子束，以提高照片的解析度。常用的像探測器主要是X 射線照相膠片。因直接探測中子的效率太低，需使用轉換屏，中子同轉換屏相互作用，放出α、β或γ輻射，使照相膠片容易記錄。

轉換屏分兩類，一類是由諸如釓、鋰、硼和鎘等材料製成的屏，它們吸收熱中子后發出瞬時輻射，使膠片曝光。使用這種屏時需採用直接曝光法，即將屏同膠片緊貼，放入暗盒，置於中子束中一起曝光；另一類轉換屏由銦、鏑和銀等材料製成，這種材料俘獲熱中子后形成具有一定壽命的放射性核。使用這種屏時需採用間接曝光法，即將轉換屏置於中子束中，曝光后在轉換屏上就形成了潛在的放射性像。然後，將轉換屏移置在膠片上，讓膠片曝光。

直接曝光法的優點是照相過程短，靈敏度高，像解析度高；缺點是膠片同時也記錄了在中子束內的γ射線及其他物體在中子照射時所放出的γ射線，形成較大本底，影響像的清晰度。間接曝光法避免了γ射線的干擾，但照相過程長，適用於有高放射性的物體，如反應堆燃料元件。

同X射線照相比較，中子照相的特點是：物質對X射線的衰減能力隨物質原子序數的增大而增大；而物質對中子的衰減能力依賴於元素的核性質，如:鐵、鉛、鉍等重金屬對兆電子伏以下能量中子的衰減能力就比氫、鋰、硼等輕物質小得多。這樣，用中子照相法就可以檢查鐵外殼內的含氫物體的結構。由圖2可以看到子彈內部的火藥填充情況。中子照相在材料的非破壞性檢驗中可作為X 射線照相的補充。在軍事工業、核工業、航天工業、飛機製造工業、農業和醫學等領域都得到了廣泛的應用。

參考書目

B. Harold， Neutron radiography， Elserier，Amsterdam,1965.

M.R.Hawkesworth ，RadiogRaphy with Neutrons，British Nuclear Energy Society, London, 1975.