Kedvezményezett: MTA Energiatudományi Kutatóközpont Energia-és Környezetbiztonsági Intézet
Projekt azonosító: NKFIH K_17 124068
Témavezető: Dr. Szentmiklósi László
Résztvevők: Dr. Belgya Tamás, Dr. Kis Zoltán, Maróti Boglárka
Futamidő: 2017.12.01 – 2021.11.30
A projekt rövid leírása:
Értékes műtárgyak titkainak feltárásakor, egyedi anyagtudományi vagy ipari minták beható vizsgálatakor egyformán fontos az anyag szerkezetét és összetételét is meghatározni. A meglévő elemanalitikai módszerek többségének használhatósága csupán a felszíni rétegre korlátozódik, míg mások az anyag roncsolásával, vagy feloldásával járnak. Ezek a módszerek a tehát a fenti érzékeny, értékes minták vizsgálatára nem alkalmasak. A neutronok és a reakcióik során keletkező gamma sugárzás segítségével azonban reprezentatív és egyben térbeli felbontást is adó elemanalitikai eredményeket kaphatunk. Ez, a Budapesti Neutron Centrumban kifejlesztett világszinten is egyedülálló méréstechnika, a prompt-gamma aktivációs leképezés alapja. Roncsolásmentességének, valamint a neutronok és gamma fotonok nagy áthatolóképességének köszönhetően a neutrontomográfiával (NT) kombinált prompt gamma aktivációs leképezés (PGAI) nagy jelentőséggel bír értékes műtárgyak vizsgálatában és ipari alkalmazások esetén. Az ANCIENT CHARM EU FP7 NEST projekt keretében végzett demonstrációs mérések sikerét követően, 2012-ben helyeztük üzembe a BNC NIPS-NORMA világviszonylatban is egyedülinek számító mérőállomását. Habár a módszer méréstechnikai szempontból már kiforrott, az adatfeldolgozás javításával az alkalmazhatóság határai kitolhatók. A kiértékelés továbbfejlesztésével integráltan értelmezzük a különböző térbeli felbontású adatokat, ezzel kiváltva a rendkívül időigényes pontonkénti 3D pásztázást. Az NKFIH által K_17 124068 számon támogatott 4 éves kutatási projekttel célunk, hogy az elemösszetétel adatokat egyesítsük a nagyfelbontású 3D neutronos és röntgen képalkotással, valamint pontos számítógépes szimulációs eredményekkel, így nyerve részletes térbeli információt a mintákról, annak legkisebb roncsolása nélkül. Ezeknek az eddig külön kezelt adathalmazoknak az együttes értelmezése jelentős előnyökkel jár, melynek köszönhetően új felhasználási területek válnak elérhetővé, és az eljárás az interdiszciplináris kutatásban, illetve ipari alkalmazásokban is további teret nyerhet.
További részletek:
- G.L. Molnár (ed.), Handbook of Prompt Gamma Activation Analysis with Neutron Beams. 2004, Kluwer Academic Publisher
- L. Szentmiklósi, T. Belgya, Z. Révay, Z. Kis, Upgrade of the Prompt-Gamma Activation Analysis (PGAA) and the Neutron Induced Prompt-gamma Spectroscopy (NIPS) facilities at the Budapest Research Reactor, J Radioanal Nucl Chem (2010) 286 501–505
- Révay, Z., Determining Elemental Composition Using Prompt-gamma Activation Analysis. Analytical Chemistry, 2009. 81: p. 6851-6859.
- L. Szentmiklósi, Zs. Kasztovszky, T. Belgya, Zs. Révay, Z. Kis, B. Maróti, K. Gméling, V. Szilágyi, Fifteen years of success – user access programs at the Budapest Prompt-gamma Activation Analysis Laboratory, J. Radioanal. Nucl. Chem. (2016) 309 71–77
- Kis Z., Belgya T., Szentmiklósi L., Kasztovszky Zs. és az Ancient Charm Együttműködés, Műtárgyak roncsolásmentes vizsgálata neutronokkal – az EU-Ancient Charm projekt, Fizikai Szemle, 2011 7-8 235-239
- Szentmiklósi László, Kis Zoltán, Belgya Tamás, Maróti Boglárka, Horváth László Zoltán, Papp Mariann: Roncsolásmentes képalkotás neutronokkal és röntgensugárzással a Budapesti Neutron Centrumban, Fizikai Szemle 2017 (7-8) 240-244
- Belgya T., Kis Z., Szentmiklósi L., Kasztovszky Z., Kudejova P., Schulze R., et al. First elemental imaging experiments on a combined PGAI and NT setup at the Budapest Research Reactor. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2008;278:751-754.
- Belgya T., Kis Z., Szentmiklósi L., Kasztovszky Z., Festa G., Andreanelli L., et al. A new PGAI-NT setup at the NIPS facility of the Budapest Research Reactor. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2008;278:713-718.
- R. Schulze, L. Szentmiklósi, P. Kudejova, L. Canella, Z. Kis, T. Belgya, J. Jolie, M. Ebert, T. Materna, K. T. Biró, Zs. Hajnal and the ANCIENT CHARM collaboration: The ANCIENT CHARM project at FRM II: three-dimensional elemental mapping by Prompt Gamma Activation Imaging and Neutron Tomography, J. Anal. At. Spectrom. 28(9) 1508-1512 (2013)
- L. Szentmiklósi, Z. Kis, T. Belgya, A.N. Berlizov: On the Design and Installation of a Compton Suppressed HPGe Spectrometer at the Budapest Neutron-Induced Prompt gamma Spectroscopy (NIPS) facility, J Radioanal Nucl Chem. 298 (3) (2013), 1605-1611
- Z. Kis, L. Szentmiklósi, T. Belgya, NIPS-NORMA station – a combined facility for nondestructive element analysis and neutron imaging at the Budapest Neutron Centre, Nucl. Instr. Meth. A 779 (2015) 116-123
- L. Szentmiklósi, Z. Kis, Characterizing nuclear forensic samples within lead containers by neutron-tomography–driven prompt gamma activation imaging (PGAI-NT), Anal. Methods, 2015 7 3157-3163
- Chapters 6, 11 and 14 in N. Kardjilov, G. Festa (eds.), Neutron Scattering Applications and Techniques, DOI 10.1007/978-3-319-33163-8 Springer (2017) ISBN 978-3-319-33161-4
- Z. Kis, L. Szentmiklósi, T. Belgya, M. Balaskó, L.Z Horváth, B. Maróti, Neutron based imaging and element-mapping at the Budapest Neutron Centre, Physics Procedia 69 (2015) 40–47
- Kis, Z., T. Belgya, and L. Szentmiklosi, Monte Carlo simulations towards semi-quantitative prompt gamma activation imaging. Nucl Instr. and Method, 2011. 638(1) 143-146