Un team di ricercatori dell'Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) e dell'European Spallation Source (ESS) ha ora pubblicato una panoramica completa dei processi di imaging basati su neutroni sulla rinomata rivista Materiali oggi . Gli autori riferiscono sugli ultimi sviluppi nella tomografia a neutroni, illustrando le possibili applicazioni utilizzando esempi di questo metodo non distruttivo. La tomografia a neutroni ha facilitato scoperte in diverse aree come la storia dell'arte, ricerca sulla batteria, odontoiatria, materiali energetici, ricerca industriale, magnetismo, paleobiologia e fisiologia vegetale.

I neutroni possono penetrare in profondità in un campione senza distruggerlo. Inoltre, i neutroni possono anche distinguere tra elementi leggeri come l'idrogeno, litio e sostanze contenenti idrogeno. Poiché i neutroni stessi hanno un momento magnetico, reagiscono alle più piccole caratteristiche magnetiche all'interno del materiale. Questo li rende uno strumento versatile e potente per la ricerca sui materiali. tomografi a neutroni, immagini 2-D o 3-D, può essere calcolato dall'assorbimento dei neutroni nel campione. Un team di fama mondiale guidato dal Dr. Nikolay Kardjilov e dal Dr. Ingo Manke sta lavorando con BER II, la sorgente di neutroni a HZB, ampliare e migliorare i metodi di tomografia a neutroni.

Nel loro documento di revisione, gli autori descrivono gli ultimi miglioramenti nell'imaging di neutroni e presentano applicazioni eccezionali. I miglioramenti negli ultimi anni hanno esteso la risoluzione spaziale fino all'intervallo micrometrico. Questo è più di 10 volte migliore rispetto alla tipica tomografia a raggi X medica. Ora sono possibili anche immagini più veloci, che rende fattibile l'osservazione dei processi nei materiali, come le misurazioni di una cella a combustibile durante il suo effettivo funzionamento che mostrano con precisione come l'acqua è distribuita al suo interno. Ciò fornisce informazioni importanti per l'ottimizzazione del design della cella.

Le applicazioni spaziano dall'osservazione del trasporto di ioni di litio nelle batterie e analisi di resistenza di componenti industriali, agli esami dei denti, ossatura, e le radici delle piante, ad analisi non distruttive di oggetti storici come vecchie spade e armature di cavalieri al fine di ottenere informazioni sui metodi di fabbricazione storici.

"La tomografia a neutroni è estremamente versatile. Stiamo lavorando su ulteriori miglioramenti e speriamo che questo metodo, che è molto richiesto, sarà disponibile in futuro anche nelle moderne fonti di spallazione, " dice Nikolay Kardjilov.