DARPA-programma zoekt naar zeer draagbare neutronenbronnen ter aanvulling van röntgenmogelijkheden

DARPA-programma zoekt naar zeer draagbare neutronenbronnen ter aanvulling van röntgenmogelijkheden

Anonim

door DARPA

Om het vermogen van het land om materialen te detecteren en te identificeren die niet gemakkelijk kunnen worden gevisualiseerd door conventionele beeldvormingstechnologieën uit te breiden, heeft DARPA vandaag een aankondiging uitgebracht waarin voorstellen worden gedaan om draagbare beeldvormingstools van de volgende generatie te ontwikkelen die de complementaire voordelen van röntgen- en neutronenradiografie combineren.

Röntgenbeeldvorming is van onschatbare waarde gebleken in tal van militaire en commerciële toepassingen - van kleine scheuren in vliegtuigvleugels tot medische diagnoses tot het scannen van passagierszakken om het vliegende publiek veilig te houden. Even nuttig als röntgen scannen is echter beperkt in wat het detecteert. Hoewel röntgenradiografie bijvoorbeeld zwaardere chemische elementen heel goed kan markeren (denk aan glanzende zilveren vullingen op een tandheelkundige röntgenfoto), is het niet erg goed in het onthullen van lichtere elementen, zoals waterstof. Daarom zijn röntgenradiografiemachines over het algemeen "blind" voor water of andere vloeistoffen.

Neutronenradiografie daarentegen, die neutronen gebruikt om objecten af ​​te beelden, is heel goed in het visualiseren van lichtere elementen en vloeistoffen, in sommige gevallen zelfs bij het identificeren van de atoommake-up van een stof. Helaas zijn neutronenbronnen lang niet zo draagbaar en praktisch als röntgenmachines, die zich meestal tot tientallen meters lang uitstrekken en krachtige energiebronnen nodig hebben om de neutronen te genereren.

Het nieuwe programma Intense en Compact Neutron Sources (ICONS) van DARPA streeft naar de ontwikkeling van een draagbare eenheid die zowel neutronen als röntgenstralen kan genereren. Een dergelijk apparaat zou de complementaire sterke punten van de twee beeldbronnen benutten en veel meer gedetailleerde radiografie in veldinstellingen mogelijk maken.

"We zijn op zoek naar innovatieve ontwerpen en constructiemethoden om een ​​neutronenversneller te verkleinen van 10 meter of langer tot 1 meter of minder, vergelijkbaar met de grootte van draagbare röntgenbuizen vandaag, " zei Vincent Tang, programmamanager van DARPA. "Het creëren van een hoogrendement, directionele neutronenbron in een zeer compact pakket is een belangrijke uitdaging, " voegde Tang eraan toe. "Maar een succesvol ICONS-programma zou een beeldvormingstool bieden met belangrijke nationale beveiligingstoepassingen die in staat zijn om zeer gedetailleerde, nauwkeurige interne beeldvorming van objecten in elke omgeving te leveren."

Tang zei bijvoorbeeld dat ICONS niet-destructieve evaluatie van militair materieel met een grotere betrouwbaarheid dan röntgenstralen mogelijk zou kunnen maken, waardoor waterpenetratie en corrosie in vliegtuigvleugels en lasnaden op schepen zichtbaar wordt. Beeldvorming met neutronen kan ook helpen bij het detecteren van explosieven en smokkelwaar door de chemische en atomaire samenstelling van een object of de inhoud ervan te identificeren. En het zou kunnen helpen bij forensisch onderzoek en toeschrijving, zoals het differentiëren van munitiebronnen door beeldvorming van de vulniveaus van de stuwstof.