Ett team av forskare vid Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) och European Spallation Source (ESS) har nu publicerat en omfattande översikt över neutronbaserade bildprocesser i den berömda tidskriften Material idag . Författarna rapporterar om den senaste utvecklingen inom neutrontomografi, illustrera möjliga tillämpningar med hjälp av exempel på denna icke-destruktiva metod. Neutrontomografi har underlättat genombrott inom olika områden som konsthistoria, batteriforskning, tandvård, energimaterial, industriell forskning, magnetism, paleobiologi och växtfysiologi.

Neutroner kan tränga djupt in i ett prov utan att förstöra det. Dessutom, neutroner kan också skilja mellan ljuselement som väte, litium och ämnen som innehåller väte. Eftersom neutroner själva har ett magnetmoment, de reagerar på de minsta magnetiska egenskaperna i materialet. Detta gör dem till ett mångsidigt och kraftfullt verktyg för materialforskning. Neutrontomografer, 2-D eller 3-D bilder, kan beräknas från absorptionen av neutronerna i provet. Ett världsberömt team under ledning av Dr. Nikolay Kardjilov och Dr. Ingo Manke arbetar med BER II, neutronkällan vid HZB, för att expandera och förbättra neutrontomografimetoder.

I deras granskningspapper, författarna beskriver de senaste förbättringarna inom neutronavbildning och presenterar enastående applikationer. Förbättringar under de senaste åren har utökat den rumsliga upplösningen till mikrometerområdet. Detta är mer än 10 gånger bättre än med vanlig medicinsk röntgentomografi. Snabbare bilder är också möjliga nu, vilket gör det möjligt att observera processer i material, såsom mätningar av en bränslecell under dess faktiska drift som visar exakt hur vattnet fördelas inuti den. Detta ger viktig information för att optimera cellens design.

Applikationer sträcker sig från att observera transport av litiumjoner i batterier och hållfasthetsanalyser av industriella komponenter, till undersökningar av tänder, ben, och växternas rötter, till icke-destruktiva analyser av historiska föremål som gamla svärd och riddares rustning för att få information om historiska tillverkningsmetoder.

"Neutrontomografi är extremt mångsidig. Vi arbetar med ytterligare förbättringar och hoppas att denna metod, som är mycket efterfrågad, kommer också att finnas tillgängligt i moderna spallationskällor i framtiden, säger Nikolay Kardjilov.