熱中子照相技術開發與應用

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更新時間：2023-09-14 14:43

【技術簡介】
中子照相技術是一種非破壞檢測方法，基本原理和X光檢測技術類似，屬於射線檢測（Radiographic Testing, RT）檢測的一種。在檢測時，以中子射線對待測試件進行照射，並在試件後面放置中子感測材料，偵測中子穿透試件後的衰減程度，產生相對應的影像，藉此觀察試件內部的組成或構造。中子和X光射線對各種材料的穿透能力不盡相同，X光對材料的穿透性隨著原子序的增加而減少，而中子則是根據材料核種的不同而有所差異，對於大部分的金屬材料都有較強的穿透性。由於穿透性質的差異，中子照相可補足X光成像技術的不足，可檢測同位素核種在空間中的分布，在厚件金屬試件的條件下，中子照相也更能檢測試件內部的情形。
為了拓展本院未來在非破壞檢測和中子領域方面的研究，本院除了和國內權威中子機關合作進行中子照相技術的開發，並在院內建置一組中子照相設備，利用加速器中子源進行中子照相相關研究。

中子照相技術示意圖

【計畫規劃/技術應用】
本院利用既有加速器設施，設置質子型鈹靶靶站產生熱中子射源，以中子閃爍體配合光學相機的方式，獲得待測試件的投影影像。由於中子射源會產生游離輻射，因此中子照相設施均設置於獨立屏蔽空間，待測試件放置完畢後，中子射源的啟動、試件的位移及相機的取像，人員均於控制室以遠端方式操控。現行中子射源最大可達2e+5 n/cm²/s，單張影像最短取像時間為3秒，空間解析度達到0.5mm。

中子影像取像界面

控制室遠端操作情形

【未來佈局】
本技術將持續改善相機取像參數、中子射源品質及實驗環境，以增進空間及時間解析度，並結合影像處理技術以提升瑕疵檢測能力。另外，未來將建置斷層掃描週邊設備，開發中子三維成像技術，將非破壞檢測能力立體化。本技術推廣預期能應用於國內民生工業及軍工國造領域，強化非破壞檢測品管能力，以促進我國工業發展。

【連絡資訊】
姓名：許幼新
電話：03-4711400分機6725
E-mail：u9733509@nari.org.tw