Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

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

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Experimentální zařízení NIFFLER pro neutronové zobrazování

Popis výsledku v původním jazyce

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).

Název v anglickém jazyce

Experimental instrumentation NIFFLER for neutron imaging

Popis výsledku anglicky

The NIFFLER experimental facility for neutron imaging (two-dimensional neutron radiography and three-dimensional neutron tomography) is intended to research the internal structures and material composition of optically opaque objects. This non-destructive nuclear analytical method is similar to X-ray imaging. Unlike X-rays, neutrons can penetrate up to a few centimetres of metals and sensitively detect various organic materials inside, e.g., small amounts of hydrogen, for example, in water or plastics. In past decades, it was possible to perform research in the field of neutron imaging only at high-power research reactors (at least 1 MW); nowadays, it is also possible at very low-power reactors (several hundred W to several tens of kW). With the development of the NIFFLER experimental facility, the Czech Technical University in Prague became one of five research institutions capable of performing neutron radiography on very low-power reactors and the only research organization in the world capable of performing three-dimensional neutron tomography. The functional prototype, the NIFFLER experimental facility, was developed over three years (2021-2023) at the large research infrastructure The VR-1 Nuclear Experimental Hub with the support of the research projects of the large research infrastructures VR-1 - School Reactor for research activity LM2018118 (2021-2022) and WCZV IV - Nuclear Experimental Center VR-1 - LM2023073 (2023) and the CTU doctoral research project Neutron radiography facility at the training reactor VR-1 SGS21/173/OHK4/3T/14 (2021- 2023).

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

10304 - Nuclear physics

Projekt

<a href="/cs/project/LM2023073" target="_blank" >LM2023073: Jaderné experimentální centrum VR-1</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

NIFFLER-FZV-2023

Číselná identifikace

NIFFLER-FZV-2023

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

68407700

Název vlastníka

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

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

https://reaktor-vr1.cz/