Experimental instrumentation NIFFLER for neutron imaging

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21340%2F23%3A00371362" target="_blank" >RIV/68407700:21340/23:00371362 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://reaktor-vr1.cz/" target="_blank" >https://reaktor-vr1.cz/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování

Original language description

Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování (dvourozměrnou neutronovou radiografii a třírozměrnou neutronovou tomografii) je určeno pro výzkum vnitřních struktur a materiálového složení opticky neprůhledných předmětů. Tato nedestruktivní jaderně-analytická metoda je podobná rentgenovému zobrazování. Na rozdíl od rentgenových paprsků mohou neutrony proniknout až několika centimetry kovů, a uvnitř citlivě detekovat různé organické materiály, např. i malé množství vodíku, například ve vodě nebo plastech. V minulých desetiletích bylo možné provádět výzkum v oblasti neutronového zobrazování pouze na výzkumných reaktorech vysokého výkonu (nejméně 1 MW), v současnosti je to již možné i na reaktorech velmi nízkého výkonu (několika set W až několik desítek kW). Vývojem experimentálního zařízení NIFFLER se České vysoké učení technické v Praze stalo jednou z pěti výzkumných institucí, které jsou schopny provádět neutonovou radiografii na reaktorech velmi nízkého výkonu a jedinou výzkumnou organizací na světě, která je schopna provádět třírozměrnou neutronovou tomografii. Funkční vzor, experimentální zařízení NIFFLER bylo vyvinuto v průběhu tří let (2021-2023) na velké výzkumné infrastruktuře Jaderné experimentální centrum VR-1 (The VR-1 Nuclear Experimental Hub) s podporou výzkumných projektů velkých výzkumných infrastruktur VR-1 – Školní reaktor pro výzkumnou činnost LM2018118 (2021-2022) a WCZV IV - Jaderné experimentální centrum VR-1 - LM2023073 (2023) a doktorského výzkumného projektu ČVUT Zařízení pro neutronovou radiografii na školním reaktoru VR-1 SGS21/173/OHK4/3T/14 (2021-2023).

Czech name

Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování

Czech description

Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování (dvourozměrnou neutronovou radiografii a třírozměrnou neutronovou tomografii) je určeno pro výzkum vnitřních struktur a materiálového složení opticky neprůhledných předmětů. Tato nedestruktivní jaderně-analytická metoda je podobná rentgenovému zobrazování. Na rozdíl od rentgenových paprsků mohou neutrony proniknout až několika centimetry kovů, a uvnitř citlivě detekovat různé organické materiály, např. i malé množství vodíku, například ve vodě nebo plastech. V minulých desetiletích bylo možné provádět výzkum v oblasti neutronového zobrazování pouze na výzkumných reaktorech vysokého výkonu (nejméně 1 MW), v současnosti je to již možné i na reaktorech velmi nízkého výkonu (několika set W až několik desítek kW). Vývojem experimentálního zařízení NIFFLER se České vysoké učení technické v Praze stalo jednou z pěti výzkumných institucí, které jsou schopny provádět neutonovou radiografii na reaktorech velmi nízkého výkonu a jedinou výzkumnou organizací na světě, která je schopna provádět třírozměrnou neutronovou tomografii. Funkční vzor, experimentální zařízení NIFFLER bylo vyvinuto v průběhu tří let (2021-2023) na velké výzkumné infrastruktuře Jaderné experimentální centrum VR-1 (The VR-1 Nuclear Experimental Hub) s podporou výzkumných projektů velkých výzkumných infrastruktur VR-1 – Školní reaktor pro výzkumnou činnost LM2018118 (2021-2022) a WCZV IV - Jaderné experimentální centrum VR-1 - LM2023073 (2023) a doktorského výzkumného projektu ČVUT Zařízení pro neutronovou radiografii na školním reaktoru VR-1 SGS21/173/OHK4/3T/14 (2021-2023).

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

10304 - Nuclear physics

Project

<a href="/en/project/LM2023073" target="_blank" >LM2023073: The VR-1 Nuclear Experimental Hub</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Publication year

2023

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

NIFFLER-FZV-2023

Numerical identification

NIFFLER-FZV-2023

Technical parameters

Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování se skládá se pěti základních součástí: 1.) neutronový svazek, 2.) polohovací zařízení, 3.) detekční zařízení, 4.) stínění, a 5.) software pro analýzu a zpracování experimentálních dat. Neutronový svazek v radiálním horizontálním kanále je upravován pomocí dodatečného moderátoru a kolimačními a stínící štěrbinami, které zajišťuji nezbytnou kolimaci svazku tepelných neutronů a částečné odstínění doprovodného gama záření. Polohovací zařízení pro přesné umístění vzorku a jeho rotaci v případě tomografie je umístěno těsně před detekčním zařízením. Detekční zařízení, které se skládá ze světlotěsného detekčního boxu. V detekčním zařízení na scintilační desce je neutronový svazek konvertován na světelný, který je vhodným odrazovým systémem odkloněn a poté detekován na specializované digitální kameře typu CMOS. Specializované dodatečné stínění zajišťuje bezpečné odstínění jak neutronového, tak i gama záření po průletu detekční boxem. Experimentální data z digitální kamery typu CMOS jsou poté zpracovány, analyzovány a vyhodnoceni několika specializovanými softwarovými prostředky (pro dvou i třírozměrnou analýzu studovaného objektu. Technické parametry experimentálního zařízení NIFFLER jsou proměnné v závislosti na typu studovaného objektu, typický poměr L/D je 50, tok tepelných neutronů v místě vzorku 50 000 n/cm2s, rozlišení 350 μm, typická doba jednoho měření pro radiografii je 5-10 minut na výkonu reaktoru 100 W, typická doba jednoho měření pro tomografii je 2x8 hodin na výkonu reaktoru 500 W.

Economical parameters

Zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování je unikátní experimentální zařízení umožňující provádět výzkum v oblasti neutronového zobrazování (neutronové radiografie a tomografie), který dosuď nebylo možné provádět na výzkumných reaktorech velmi nízkého výkonu. Studium vnitřní struktury předmětů různého původu a určení otevírá možnosti výzkumu pro nekomerční uživatele, kteří nemají dostatek finančních prostředků na provádění experimentů na výzkumných reaktorech vysokého výkonu v zahraničí, případně mají předměty, který není možné transportovat do zahraničí. Např. v oblasti zachování kulturního dědictví mohou zařízení využívat Národní galerie Praha nebo Archeologický ústav Akademie věd ČR, se kterými ČVUT již v této oblasti navázalo spolupráci.

Application category by cost

—

Owner IČO

68407700

Owner name

České vysoké učení technické v Praze / Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

https://reaktor-vr1.cz/