最强氘氚中子源助力钨合金检测技术升级

据《科技日报》2月1日报道，中科院核能安全技术研究所FDS凤麟核能团队的科研人员在中子输运物理与技术方面取得突破性创新研究成果。该团队研发出强流氘氚中子源实验装置HINEG，其中子源强度创现行同类装置中的世界第一。那么，这个“世界最强氘氚中子源”有什么值得大书特书一番呢？

据研究人员介绍，中子是维持核能系统安全运行和控制的“灵魂”，但中子本身是不带电的，无法像电子和质子一样用电磁场进行调控，这就需要精确的理论方法与技术来实现。中子源就是研究核能与核安全技术的必备实验平台。氘氚聚变中子源利用加速器产生的氘离子束轰击氚靶，发生氘氚聚变反应产生14兆电伏（MeV）的单能中子，这是开展中子学方法程序与核数据验证、辐射屏蔽与防护，材料活化与辐照损伤部件等中子学性能研究的必备实验平台。这项研究的最终成果还可应用于核医学与放射治疗、核测井与探矿、快中子照相、医用同位素生产、快中子活化分析等国民经济和人民生活直接相关的领域实现研究应用，带动新型产业技术发展。那么HINEG将如何助力钨合金检测技术升级呢？这里，小编要先解释一种叫“无损探伤检测”的技术。

在材料和产品检测中，有一种技术叫做无损探伤，应用这种技术能够检查材料、产品的表面是否存在质量问题，并能够精确定位问题的位置和具体信息，方便人们有针对性去改进和制造，最大程度减少问题的产生。无损探伤不会破坏产品或材料自身的性能，保证其完整性，这样就可以应用无损探伤对被检测物件进行缺陷的检测。应用无损探伤可以降低成本，提高产品质量和工作效率。

无损探伤的主要方法有超声波探伤，磁粉探伤，渗透探伤，涡流探伤和X射线探伤等，针对于金属，最主要的检测手段就X射线探伤。尽管X射线能够穿透金属材料，但是如果材料的厚度很厚，射线就会随着厚度的增加而不断削弱。而且，钨合金是天生的高密度屏蔽件材料，X射线很难穿透并检测。再者，X射线会对人体造成辐射，不适合长期进行操作。

那么，又是什么领域的钨合金材料必须要用到无损探伤呢？还挺多的，例如航天航空业、核电站的钨合金部件，ITER人造太阳的第一壁材料，钨偏滤器等，这些设施所面对的都是接近极限的恶劣环境或温度，它们对于钨合金材料的应用要求非常高，必须确保最高的性能和水准。也因此，需要最精准的无损探伤技术来检测产品，以确保钨合金部件的万无一失。

而HINEG就能解决这一问题，据了解，HINEG拥有中子照相的功能，这是一种检测物质内部微细结构的“显微探测”技术，可以视为X射线的进化升级版，它利用中子在不同物质中穿透能力的差异来洞察物体内部结构，在检测含氢材料、钨合金等重金属组件结构、放射性材料等方面弥补了X光等其他无损检测技术的不足。HINEG产生的强流中子束可用于开展高精度的无损探伤检测，可促进我国航空航天，新能源等领域的快速发展。

值得一提的是，中子照相技术不仅能用来进行钨合金材料的无损探伤检测，还能用于癌症治疗，该方法是一种身具固有安全性的生物靶向放射治疗模式，对患者正常组织损伤小，可有效提高患者的生命质量，开创了人类攻克恶性肿瘤的新途径。有国际著名专家表示，在癌症领域，20世纪可以说是X射线的世纪，而21世纪将是中子治疗的世纪。HINEG可作为中子治癌技术研究的重要平台，也将促进我国在中子治癌领域的发展。（中钨在线：伟平）

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