□ 柯怀鸿

    中国工程物理研究院核物理与化学研究所宣布，我国首台可移动式中子成像检测仪，日前由该所研制成功。这种能够在集装箱货车中运输的中子检测设备，可实现待检对象的现场或在线检测，未来将在我国航空航天领域重大装备制造中发挥重要作用。

    何谓中子成像检测，可移动式中子成像检测仪将发挥哪些作用？

    中子，是原子核中不带电的中性粒子，具有强穿透力和非破坏性。中子检测，就好像将一束光打在半透明的物体上，有的光透过物体，有的光被反射或折射，这样就能够从各个方向上“看透”物体。中子能获取X射线以及其他射线不能获取的物质内部信息，从而可以通过中子成像技术更好揭示其他手段难以给出的微观磁结构信息。

    中物院核物理与化学研究所龚建研究员率领团队研发的可移动式中子成像检测仪，设备长6米，占地面积20平方米，仅一个房间大小，总重3.5吨，可以装在一到两辆集装箱货车中运输。而它的具体构成则包括小型加速器中子源、准直屏蔽系统、样品承载系统、成像系统、控制系统、数据采集处理系统及氚净化处理系统等。

    小型加速器中子源，即是检测仪的“心脏”，产生的中子是无损检测的核心。攻关中，研究团队采用整体小型化和集成化设计思路，对离子源、高压电源及加速管等关键部件进行了特殊设计、验证和研制，让加速器中子源装置拥有更小的“身体”，使得整个中子成像检测仪结构相对紧凑轻量化，满足其对加速器中子源小型化和高产额的应用需求。

    成像系统是检测仪的关键部件，在整套仪器中起承上启下作用，对成像质量、效率和成像方式至关重要。该系统包含热中子在线成像系统、快中子在线成像系统、胶片式成像系统等，可以完成快中子数字成像、热中子数字成像、热中子层析成像、热/快中子胶片成像与中子成像板成像五种成像方式，可以根据检测对象的特征差异灵活切换，组成高低不同配置的成像系统。

    不同的模式选择就好像用相机拍摄时，根据不同场景、对象以及环境变化而实时切换。其中，胶片式成像系统虽然无法实现对实验样品实时检测，但该系统使用条件简单灵活、可长时间曝光、本征分辨率高、成本低廉；而中子成像板系统曝光时间较胶片短，取放成像板无需在暗室内进行，成像灰阶高于胶片，在某些特定条件下是一种理想的胶片替代产品。

    而由于中子产额较低，系统信号较弱，采集到的图像不经后续处理难以判读，所以，图像采集处理系统能够很好地控制成像系统进行图像自动化采集并对图像数据进行校正处理、图像显示及获取层析重建图像。

    控制系统相当于整套设备的神经中枢，是检测仪非常重要的组成部分，主要控制加速器和样品承载系统及成像系统，为了安全和操作的便利性，两部分控制保持着相对独立又和谐统一。

    除了仪器本身运行所需的系统外，研究团队还在该仪器中加入了氚净化处理系统，根据小型加速器的特点和工作环境，设计合理的工艺流程，使小型加速器运行过程排放的含氚废气满足氚排放管理限值。