Lasere oplyser neutrongenerering til radiografi

At få snapshots af systemer og processer på præcise tidspunkter er vigtigt for forskning og udvikling på mange områder, herunder biologi, materialevidenskab, og teknik. At affyre en neutronstråle mod et materiale er en måde at få information på; imidlertid, dette kræver ofte atomreaktorer og specialfaciliteter. Nu, forskere fra Osaka University har rapporteret om en laserdrevet metode til samtidig at generere neutroner og røntgenstråler. Deres resultater offentliggøres i Anvendt Fysik Express .

At se på et system uden at skulle ødelægge det er meget nyttigt, når man skal undersøge strukturer. En måde dette kan gøres på er at sigte lys, ioniserende stråling, eller partikler ved materialet af interesse og se, hvordan de interagerer med målet.

Neutroner - især lavenergiske - er fremragende partikler til dette, fordi de sandsynligvis vil interagere med forskellige kerner, herunder brint. Imidlertid, generering af neutroner kan kræve specialfaciliteter, der ikke er let tilgængelige.

For nylig, systemer, der bruger lasere til at generere neutroner, har vundet popularitet, fordi de er kompakte, kan generere korte udbrud af neutroner, og kan producere røntgenstråler på samme tid.

Osaka-forskerne har udviklet en laserdrevet neutronkilde, der er lille - på størrelse med en fingerspids - og kan generere en masse hurtige neutroner i meget korte udbrud. Neutronerne bremses derefter af en moderator for at gøre dem optimale til billeddannelse.

"Vi var i stand til at generere en høj neutrontæthed - højere end man finder i nogle stjerner - hvilket betyder, at vi hurtigt kunne få den nødvendige information, "forklarer undersøgelse tilsvarende forfatter lektor Akifumi Yogo." Der blev også produceret røntgenstråler på samme tid, så systemet kan tilbyde to gratis teknikker i én."

Neutronerne blev genereret ved at tænde og slukke en laser. Denne kontrol over neutronkilden gør systemet mere sikkert end tidligere alternativer.

Forskerne brugte deres teknik til at vise, at borcarbid, som ikke kunne afbildes ved hjælp af røntgenstråler, blev detekteret ved hjælp af neutroner. Ud over, de undersøgte farlige stoffer i et typisk batteri på en ikke-destruktiv måde, og var i stand til at påvise tilstedeværelsen af ​​cadmium ved hjælp af neutroner.

"Det hurtige neutronudbrud, vi var i stand til at opnå med vores system, vil levere billedbehandlingsinformation til meget hurtige processer, " siger lektor Yogo. "F.eks. vi mener, at hændelser som brændstofindsprøjtning i motorer og boblekollaps i hurtige jetfly kunne observeres, som ville give værdifuld information til forskning i mange industrier."

Artiklen, "Enkeltskudsradiografi af en lysstærk kilde af laserdrevne termiske neutroner og røntgenstråler" blev offentliggjort i Anvendt Fysik Express .