中子射線照相術(shù) ( neutron radiography，NR )屬于非侵入式核成像技術(shù)。

NR是對(duì)含有中子的樣品進(jìn)行二維成像。中子是一種亞原子粒子，大小與質(zhì)子相當(dāng)，因此中子射線與X射線一樣，可用于成像。X射線（反射或透射）的衰減與物質(zhì)密度有關(guān)，而中子射線（反射或透射）的衰減則與樣品中原子核大小有關(guān)。由于樣品中通常含有各種序數(shù)的原子，會(huì)產(chǎn)生各種不同的信號(hào)，因此可以對(duì)樣品中的元素分布做成像，分辨率高的情況下還可以區(qū)分同位素分布。在樣品中含有多種密度相近而元素構(gòu)成不同的物質(zhì)，無法用X射線照相加以區(qū)分的情況下，尤其適合使用NR。

NR 作為藝術(shù)品鑒定的研究工具，主要用于金屬物體，這是因?yàn)榇蟛糠纸饘倜芏容^高，難以使用X射線照相分析。但 NR 不常用于彩繪藝術(shù)品分析，可能是因?yàn)樗馁M(fèi)用較高，而彩繪藝術(shù)品可以使用X射線照相等相對(duì)廉價(jià)的成像技術(shù)進(jìn)行分析。

不過它在這個(gè)領(lǐng)域也有白己的用武之地，例如彩繪藝術(shù)品水損測(cè)定。

4. 局限性

5.補(bǔ)充技術(shù)

6.技術(shù)規(guī)范與注意事項(xiàng)

—強(qiáng)中子源中子成像裝置

—適當(dāng)規(guī)格的束線與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施

一主要基于相機(jī)（即CCD）的中子成像探測(cè)系統(tǒng)

—層析成像和實(shí)時(shí)測(cè)量選項(xiàng)

一圖像處理工具

—TB規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

7.技術(shù)簡(jiǎn)史

8. 文獻(xiàn)

[2] Rant J., Z. Milic, J. Istenic, T. Knific, I. Lengar, A. Rant, ''Neutron Radiography Examination of Objects Belonging to Cultural Heritage'', Applied Radiation and Isotopes 64, pp. 7-12. (2006)

[3] Lehmann E.H., P. Vontobel, G. Frei, C. Br?nnimann, ''Neutron Imaging - Detector Options and Practical Results'', Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 531, pp. 228-237. (2004)

[4] Berger H., ''Characteristics of a Thermal Neutron Beam for Neutron Radiography'',Applied Radiation and Isotopes 15, pp. 407-414. (1964)

1. 分類

2.說明

3. 應(yīng)用

4. 局限性

NI技術(shù)的效力受限于中子束對(duì)物體的穿透性，以及待成像物體內(nèi)各種材料之間的對(duì)比度，后者與不同材料的衰減系數(shù)（反映材料中子相互作用概率的常數(shù)）有關(guān)?？梢杂矛F(xiàn)成的表格查詢材料的衰減系數(shù)，因此可在檢測(cè)前提前確定分析的可行性。一些元素受中子轟擊會(huì)變得具有放射性，應(yīng)避免照射這些對(duì)象，尤其是含有鈷 (Co）和銀（Ag）的對(duì)象。但有機(jī)材料不會(huì)有這種風(fēng)險(xiǎn)。

這項(xiàng)技術(shù)還有一個(gè)重要限制：全世界擁有專用中子成像設(shè)施的大型研究反應(yīng)堆和散裂源數(shù)量有限，因此很難約到 NI 設(shè)施的束流實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

警示：中子束會(huì)引發(fā)健康問題。NI設(shè)施的使用受到嚴(yán)格控制，并嚴(yán)格施行限制輻射暴露的規(guī)定。不得接近光束，所有實(shí)驗(yàn)都必須在屏蔽良好的環(huán)境中進(jìn)行。

5. 補(bǔ)充技術(shù)

所有現(xiàn)代NI技術(shù)都可與X射線技術(shù)（X射線照相術(shù)、X射線層析成像、X射線相位對(duì)比成像、X射線實(shí)時(shí)成像等）互補(bǔ)。使用微波的檢測(cè)方法尚未發(fā)展到博物館藏品研究所需的水平。

6.技術(shù)規(guī)范與注意事項(xiàng)

7. 技術(shù)簡(jiǎn)史

1932年，J.查德威克 (J. Chadwick）發(fā)現(xiàn)了中子，NI 技術(shù)有了實(shí)現(xiàn)的可能性。最早的 NI試驗(yàn)開展于20世紀(jì)30年代末40年代初，用的是帶加速器驅(qū)動(dòng)中子靶的放射性中子源。20世紀(jì)60年代，在研究用反應(yīng)堆建設(shè)起了 NI設(shè)施，NI技術(shù)也隨之取得了突破性的進(jìn)展。早期NI技術(shù)使用的是照相膠片，90 年代，實(shí)時(shí)數(shù)碼成像系統(tǒng)開始取代膠片，提高了該項(xiàng)技術(shù)的靈活性、效率和準(zhǔn)確性。迄今為止，全世界約有15家已投入使用的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，還有更多的在建實(shí)驗(yàn)室，尤其是散裂中子源實(shí)驗(yàn)室。

8.文獻(xiàn)

[1] Festa G., D. Marines, A. Scherillo, ''Neutrons Unveil Secrets of Musical Instruments'', Neutron Methods for Archeology and Cultural Heritage: Neutron Scattering Applications and Techniques (eds. N. Kardjilov, G. Festa) Cham: Springer. (2017)

[2] Hendrickx R., E.S.B. Ferreira, J.J. Boon, G. Desmarais, D. Derome, L Angelova, D.Marines, A. Kaestner, H. Huinink, K. Kuipers, B. Voogt, E. Richardson, ''Distribution of Moisture in Reconstructed Oil Paintings on Canvas During Absorption and Drying: A Neutron Radiography and NMR Study'', Studies in Conservation 62 (7), pp. 393-409. (2017)

[3] Marines D., F. Schmid, J. Frey, K. Sdimidt-Ott, E. Lehmann, ''Combined Neutron and X-ray Imaging for Non-invasive Investigations of Cuitural Heritage Objects'', PhysicsProcedia 69, pp. 653-660. (2015)

[4] Mannes D. C. Benoit, D. Heinzelmann, E. Lehmann, Beyond the Visible: Combined Neutron and X-ray Imaging of an Altar Stone from the Former Augustinian Church in Fribourg, Switzerland'' Archaeometry 56 (5). Pp. 717-727. (2014)

[5] Mannes D.. E. Lehmann, A. Masalles, K. Schmidt-Oft, K. Schaeppi, F. Schmid, S. Pectermans. K. Hunger, The Study of Cultural Heritage Relevant Objects by Means of Neutron Imaging Techniques Insight - Non- Destructive Testing & Condition Monitoring 56 (3), pp. 137-141. (2014)