军事：中国又获技术突破称用中子照相检测航空发动机叶片

　　近日，据中国科学院官网报道，中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术所研究团队基于强流氘氚中子源科学装置HINEG，与哈尔滨工业大学联合开展了航空发动机涡轮叶片残芯中子照相试验研究，成功检测出了叶片内部的微量残芯，为航空发动机涡轮叶片的制造检测工艺提供了重要支撑。

　　涡轮叶片是航空发动机产生推力的关键部件，叶片熔模铸造过程中残留的陶瓷型芯会降低其冷却性能，甚至阻塞冷却通道，导致叶片过热损坏，从而严重影响发动机安全。因此，发动机叶片内部残芯的检测极为重要。此次，对航空发动机叶片内部的残芯的检测就是利用基于强流氘氚中子源装置HINEG的中子照相技术。在这里大家肯定会问强流氘氚中子源装置HINEG是什么，中子照相技术是什么，它们两者是什么关系？简单来说，中子照相是一门技术，它是利用中子穿透物质从而检测物质结构性质。而要实现这门技术就必须提供稳定的中子，这里强流氘氚中子源装置HINEG就是提供中子的中子源。

　　强流氘氚中子源装置HINEG（中子源）

　　强流氘氚中子源装置HINEG是一种产生强流中子束的设备，是在2018年1月由中科院核安全技术研究所FDS凤麟核能团队成功研发的。其产生的中子源强度在现行同类装置中排名第一。中子靶是装置HINEG的核心系统之一，强流离子加速器产生高功率氘离子束轰击含有氚的中心靶，在中心靶上发生氘氚核变反应产生中子。为了产生强流的中子束，中心靶需要承受高功率离子束的轰击，带来靶上高强热流散出难题。此时，HINEG中子靶承受的热流密度是太阳表面热流密度的3倍。如果散热问题解决不好，靶温度迅速升高，其内含有的氚会快速释放，就无法实现中子的持续稳定产生。靶温升高过快时，甚至会出现瞬间被熔穿烧毁的情形。为了解决该问题，FDS凤麟核能团队发明了阵列射流耦合强剪切场的高效散热技术，成功实现了高效散热，使装置HINEG实现中子的持续稳定产生。

　　中子照相（技术）

　　中子照相监测技术是利用发射散角很小的均匀的准直中子束垂直穿透需要检测的物体来进行检测的方法。由于中子不带电荷，因此在穿透物体时，与原子核外围的电子不发生电子库伦力的作用，中子可以轻易的穿过电子层，直接击中原子核发生核反应，如：吸收反应、裂变反应或散射反应等。这种反应越强烈，中子强度减弱得越多，使得穿透的中子束的强度发生相应的减弱。这种减弱强度大小与物体内部单位体积内的核素性质、核素种类以及原子核的密度有关，同时也与被穿透物体的厚度有关。因此穿透中子束的强度变化受到物质内部结构的影响，如果我们对这种强度变化可以用图像检测器加以记录和显示，此时图像的信息可以反映物质内部核素，密度和厚度的变化，即实现中子照相。

　　中子照相技术具有很多独特的特征和功能。

　　一般情况下，普通金属与中子的核反应的截面都比较小，而大多数轻材料是碳氢化合物，其中的氢原子对中子具有较大的散射截面，从而使中子的穿透强度大为减弱。因此，当需要检测重金属内轻质材料的分布状态时，中子照相检测可以达到比较高的灵敏度。这是X射线照相检测无法比拟的。如：中子照相技术可以清晰的显示出弹壳内装药量的多少，而X射线照相无法做到。