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중성자선 영상을 이용한 금속재료 연구

전문가 제언: ○ 중성자 회철법은 X선 회철법과 함께 구조재료 및 기능재료의 격자변위나 집합조직의 측정에 많이 이용되고 있는데, 원자로를 이용하여 파장이 일정한 중성자선 즉, 백색 중성자를 이용하는 방법과 가속기를 이용하여 다양한 파장의 중성자선 즉, 펄스 중성자를 이용하는 방법으로 구분된다.

○ 중성자선은 투과성이 우수하여 재료 표면에서부터 깊은 내부에 이르기까지 전체에 대해 격자변위 변화나 집합조직에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 X선회절법도 격자변위 변화나 집합조직 측정에 많이 사용되고 있지만, 시료의 표면(깊이 수십 ㎛)에서 산란되기 때문에 내부의 정보를 정확하게 얻을 수 없는 단점이 있다.

○ 격자변위 분포를 측정하는데 투과법은 회절법보다 정확도가 떨어지는 단점을 갖고 있다. 그러나 회철법은 여러 번의 측정이 필요한 반면에 투과법은 검출기의 측정면적에 따르지만 한 번의 측정으로 광범위하게 각 픽셀(pixel)마다 데이터를 측정할 수 있으므로 1 회의 측정으로 필요한 자료를 얻을 수 있는 장점을 갖고 있다. 따라서 회절법과 투과법의 장점을 적절히 조합하면 실험의 효율화와 재료특성 해석에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

○ 중성자 투과능을 이용한 라디오그래프는 비파괴검사의 하나로 재료의 내부 관찰이나 다양한 재료로 구성된 장치의 내부 상태를 검사하는데 유용하게 이용되고 있으며, 엔진 내부의 윤활유 유동상태를 동영상으로 관찰하는데도 활용되고 있다. 우리나라에서도 한국원자력연구원에서 중성자 라디오그래피로 차량 엔진에 대한 비파괴검사를 수행한 경험이 있는데, 원자로에서 나오는 백색 중성자뿐만 아니라 가속기를 이용한 다양한 파장의 펄스 중성자를 이용하는 실험에도 관심을 가질 필요가 있다고 생각된다.

저자: Iwase Kenji
자료유형: 니즈학술정보