การถ่ายภาพนิวตรอนจากแคลิฟอร์เนียม-252 โดยใช้แผ่นบันทึกภาพนิวตรอน

Abstract

ได้ถ่ายภาพด้วยนิวตรอนโดยใช้นิวตรอนจากต้นกำเนิดแคลิฟอร์เนียม-252 และใช้แผ่นบันทึกภาพสำหรับนิวตรอนแทนฟิล์ม ต้นกำเนิดนิวตรอนในขณะที่วิจัยมีอัตราการปลดปล่อยนิวตรอนประมาณ 5.75 x 10[superscript 6] ต่อวินาที โดยจุ่มอยู่ในน้ำระดับลึก 34 ซม. ในถังโพลีเอทีลีนรูปทรงกระบอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 100 ซม. สูง 100 ซม. ที่เติมน้ำเต็ม และใช้คอลลิเมเตอร์ยาว 30 ซม. ที่มีค่าอัตราส่วน L/D เท่ากับ 10 วางอยู่ในแนวดิ่ง ซึ่งให้ความเข้มของเทอร์มัลนิวตรอนประมาณ 4.8 x 103 ต่อตารางเซนติเมตรต่อวินาที และอัตราส่วนแคดเมียมประมาณ 18 แผ่นบันทึกภาพที่ใช้คือ Fujifilm BAS-ND 2040 จากการวิจัยในระยะแรกพบว่า แผ่นบันทึกภาพมีความไวต่อรังสีแกมมาจากระบบผลิตเทอร์มัลนิวตรอนมาก ทำให้ได้ภาพที่มีการรบกวนจากรังสีแกมมาสูง จึงต้องออกแบบคอลลิเมเตอร์ให้มีตะกั่ว เพื่อลดทอนรังสีแกมมาที่เข้าสู่แผ่นบันทึกภาพโดยตรงจากด้านล่างของคอลลิเมเตอร์ จากนั้นได้ถ่ายภาพด้วยนิวตรอนเพื่อตรวจสอบชิ้นงานบางชนิด เปรียบเทียบกับการถ่ายภาพด้วยนิวตรอนที่ใช้เทคนิคฟิล์ม และการถ่ายภาพด้วยรังสีเอกซ์ ผลการวิจัยพบว่า การถ่ายภาพด้วยนิวตรอนต้องใช้ระยะเวลาประมาณ 1 วันขึ้นไป ส่วนการใช้ฟิล์มไวแสง Ilford HP 5 Plus ร่วมกับฉากเปลี่ยนนิวตรอน NE 426 ต้องใช้ระยะเวลาถ่ายภาพนานกว่า 5 เท่า ถึงแม้ว่าภาพที่ได้จากแผ่นบันทึกภาพด้วยนิวตรอนมีความเข้มต่ำมากคือ ได้ค่าความเข้มแสง (PSL) ประมาณ 0.02 ต่อตารางมิลลิเมตร แต่สามารถใช้โปรแกรมปรับภาพให้มีความสว่างและความเปรียบต่างสูงขึ้นได้ อย่างไรก็ตามการใช้งานจริงยังจำเป็นต้องใช้ ต้นกำเนิดนิวตรอนที่มีอัตราการปลดปล่อยนิวตรอนสูงกว่าอย่างน้อย 5 ถึง 10 เท่า