原子能研究院:“利用加速器进行‘无损检测’……向企业开放应用”

利用加速器的中子成像检测装置(无损检测技术)已成功开发。预计今后该装置将向汽车、航天、防务产业等领域的企业开放,并在现场得到广泛应用。


回旋加速器中子成像检测装置的构建概念图(上)及实物照片(下)。韩国原子能研究院提供

回旋加速器中子成像检测装置的构建概念图(上)及实物照片(下)。韩国原子能研究院提供

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韩国原子能研究院23日表示,已成功利用粒子加速器“回旋加速器”产生中子开展无损检测,开发出能够获得清晰图像的中子成像检测装置。


在工业现场,为了进行产品质量管理,主要采用无损检测。由于金属制品在使用X射线透照时存在局限,分析较为困难。因此在这种情况下需要利用中子进行检测,但在韩国,受制于只能通过研究用反应堆“HANARO”进行中子检测的条件。


这使得工业界难以及时开展中子成像检测,与海外不仅利用研究用反应堆,还利用小型加速器进行中子无损检测并已投入应用的情况大相径庭。


为消除这一限制,核物理应用研究部的Jung Bonggi博士研究团队,利用位于井邑的研究院先进放射线研究所运行的回旋加速器,开发出了中子成像检测装置。


开发出的装置在消除既有限制方面具有重要意义。该装置的分辨率足以确认0.3毫米大小的微小缺陷,可与美国、日本等海外基于加速器的成像检测装置相媲美。此外,该装置已完成最终许可获取,可立即投入使用,在装置应用前景方面备受期待。


中子具有与氢、锂等轻质材料发生反应,并可穿透金属等重质材料的特性。这意味着可以发现以往用X射线难以检测到的缺陷,并能对金属内部进行无损检测。


(自左起)Mun Myeongguk 责任研究员、Lee Dongwon 核物理应用研究部部长、Jeong Bonggi 资深研究员、Park Junghun 回旋加速器应用研究室室长、Lee Jongcheol 资深研究员等主导开发基于回旋加速器的中子成像检测装置的研究人员合影留念。韩国原子能研究院提供

(自左起)Mun Myeongguk 责任研究员、Lee Dongwon 核物理应用研究部部长、Jeong Bonggi 资深研究员、Park Junghun 回旋加速器应用研究室室长、Lee Jongcheol 资深研究员等主导开发基于回旋加速器的中子成像检测装置的研究人员合影留念。韩国原子能研究院提供

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研究团队开发的装置,是通过将回旋加速器产生的质子照射在铍(Be)靶上产生中子的原理来运行的。仅利用回旋加速器的部分功率,每秒即可产生1万亿个中子,最大功率下每秒可产生5万亿个中子。


在这一过程中产生的中子穿过物体,在与探测器发生反应时产生的光被用来生成图像,这正是研究团队开发的基于回旋加速器的中子成像检测装置的主要功能。


原子能研究院计划今后向汽车、航天、防务产业等领域的企业开放该装置,使其能够积极用于无损检测。从长远来看,还将支持在工业现场直接安装和使用该装置。


研究团队的研究成果,是在2020年起4年间,在科学技术信息通信部原子能融合复合技术开发项目的支持下,由原子能研究院核物理应用研究部、中子科学部、回旋加速器应用研究室等3个部门的研究人员(融合研究团队)协同合作取得的成果。



核物理应用研究部部长Lee Dongwon表示:“希望基于加速器的中子成像检测技术今后能够在工业界和国防领域得到广泛应用。原子能研究院今后将通过开发大容量高速中子发生装置,努力满足工业界的需求。”