Los resultados de la radiografía "instantánea" utilizando neutrones inducidos por láser y rayos X simultáneamente. (Izquierda) Fotografía de las muestras:batería de hidruro metálico de níquel (Ni-MH), batería de níquel-cadmio (Ni-Cd), y polvo de carburo de boro (B < sub > 2 < / sub > C). (Centro) Radiografía de rayos X, donde B < sub > 2 < / sub > C es transparente a los rayos X. (Derecha) Radiografía de neutrones. El Ni-Cd se puede distinguir del Ni-MH en función de la oscuridad de la sombra. Además, se observó una baja transmitancia para B < sub > 2 < / sub > C. Estos resultados destacan la ventaja de los neutrones, que puede identificar materiales que son transparentes a los rayos X. Crédito:© 2021 A. Yogo et al., Física Aplicada Express
Obtener instantáneas de sistemas y procesos en puntos de tiempo precisos es importante para la investigación y el desarrollo en muchos campos, incluida la biología, ciencia de los Materiales, e ingeniería. Disparar un haz de neutrones a un material es una forma de obtener información; sin embargo, esto a menudo requiere reactores nucleares e instalaciones especializadas. Ahora, Investigadores de la Universidad de Osaka han informado de un método impulsado por láser para generar simultáneamente neutrones y rayos X. Sus hallazgos se publican en Física Aplicada Express .
Mirar un sistema sin tener que destruirlo es muy útil cuando se investigan estructuras. Una forma de hacerlo es apuntar con la luz, radiación ionizante, o partículas en el material de interés y ver cómo interactúan con el objetivo.
Los neutrones, particularmente los de baja energía, son partículas excelentes para esto porque es probable que interactúen con diferentes núcleos. incluido el hidrógeno. Sin embargo, la generación de neutrones puede requerir instalaciones especializadas que no son fácilmente accesibles.
Recientemente, Los sistemas que utilizan láseres para generar neutrones han ido ganando popularidad porque son compactos, puede generar ráfagas cortas de neutrones, y puede producir rayos X al mismo tiempo.
Los investigadores de Osaka han desarrollado una fuente de neutrones impulsada por láser que es pequeña (del tamaño de la yema de un dedo) y puede generar una gran cantidad de neutrones rápidos en ráfagas muy cortas. Luego, un moderador ralentiza los neutrones para que sean óptimos para la obtención de imágenes.
“Pudimos generar una alta densidad de neutrones, más alta que la que se encuentra en algunas estrellas, lo que significa que pudimos adquirir la información necesaria muy rápidamente, "explica el autor correspondiente del estudio, el profesor asociado Akifumi Yogo." Los rayos X también se produjeron al mismo tiempo, para que el sistema pueda ofrecer dos técnicas complementarias en una ".
Los neutrones se generaron encendiendo y apagando un láser. Este control sobre la fuente de neutrones hace que el sistema sea más seguro que las alternativas anteriores.
Los investigadores utilizaron su técnica para demostrar que el carburo de boro, que no se pudieron obtener con rayos X, fue detectado usando neutrones. Además, examinaron sustancias peligrosas en una batería típica de forma no destructiva, y pudieron detectar la presencia de cadmio usando neutrones.
"La rápida explosión de neutrones que pudimos lograr con nuestro sistema proporcionará información de imágenes para procesos muy rápidos, ", dice el profesor asociado Yogo." Por ejemplo, Creemos que se podrían observar eventos como la inyección de combustible en los motores y el colapso de las burbujas en los jets rápidos, lo que proporcionaría información valiosa para la investigación en muchas industrias ".
El artículo, "Radiografía de disparo único por una fuente brillante de rayos X y neutrones térmicos impulsados por láser" se publicó en Física Aplicada Express .
