1月5日下午,中國散裂中子源(CSNS)能量分辨中子成像譜儀(ERNI)成功出束。初步調(diào)試測試顯示,實現(xiàn)了大視場中子成像和布拉格邊中子成像,成像空間分辨率優(yōu)于25μm,布拉格邊中子成像透射譜的最佳波長分辨率優(yōu)于0.4%,表明譜儀設(shè)備研制與安裝的成功。ERNI由廣東省科學(xué)技術(shù)廳資助,是國內(nèi)唯一的高分辨成像與衍射相結(jié)合的中子成像譜儀,2019年11月開始建設(shè)。能量分辨中子成像譜儀項目組、中子科學(xué)部各相關(guān)專業(yè)組和高能所東莞研究部相關(guān)部門通力協(xié)作,克服疫情影響,攻克了中子導(dǎo)管在線直接準直方法、多種成像模式耦合、高空間分辨和高時間分辨中子探測等創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù),譜儀設(shè)計、研制、安裝與調(diào)試順利實施。
中子成像與X射線成像互補,并具有深穿透、輕元素靈敏等獨特的優(yōu)勢,ERNI可探測材料和器件內(nèi)部數(shù)厘米深處的結(jié)構(gòu)信息,具備多種表征手段:常規(guī)中子照相和中子CT可提供試樣內(nèi)部的缺陷、孔洞、裂紋等信息;布拉格邊中子成像和中子衍射可獲得材料內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)、磁結(jié)構(gòu)和應(yīng)力應(yīng)變的二維/三維空間分布;中子光柵成像可對材料內(nèi)部的磁疇結(jié)構(gòu)進行3D可視化。ERNI將服務(wù)于國家發(fā)展戰(zhàn)略需求和粵港澳大灣區(qū)的科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級,在新能源、新材料、高端裝備制造等領(lǐng)域的材料和器/部件的研發(fā)與設(shè)計、加工制造、運行與服役性能評價等研究與應(yīng)用中發(fā)揮重要作用,同時將應(yīng)用于文化遺產(chǎn)和考古、植物生理學(xué)、地質(zhì)、深海等特色研究領(lǐng)域。
圖(1)100mmx100mm試樣的中子成像圖
圖(2)分辨率測試板的中子成像圖
圖(3)軋制304L不銹鋼鋼板的布拉格邊透射譜