由德国慕尼黑工业大学(TUM)和瑞士保罗·谢勒研究所(PSI)联合建造的多用途中子测量仪器ODIN,近日完成了仪器安全准备审查(iSRR),正式具备中子探测能力。ODIN是欧洲散裂中子源(ESS)的四台仪器之一,其名称意为"中子光学与层析成像"。

ODIN的工作原理与医院X射线成像设备类似,但使用的是中子而非X射线。中子能够以X射线无法实现的方式穿透材料,揭示有关结构和功能的互补信息。ODIN的独特之处在于,它利用ESS的脉冲中子束,不仅能检测中子被样品吸收的位置,还能确定吸收的原因,例如由温度变化或材料内部相变引起。
该仪器可承载大型物体,包括维京头盔甚至发动机,不仅能拍摄二维图像,还可生成三维重建模型,通过类似医学CT扫描的断层扫描技术观察物体内部结构。ODIN还将配备一个与中子束垂直照射样品的X射线源,使科学家能在单次实验中结合两种方法,更全面地了解所研究材料。仪器科学家罗宾·沃拉切克表示,团队在利用ODIN技术结合新型模型鉴定材料内部痕量氢方面已取得重大进展,这对研究导致钢结构提前塌陷的氢脆现象具有重要意义。
ODIN将支持古生物学、机械工程、化学工程、生物医学、食品科学和植物生理学等多个领域的研究。目前已有行业合作伙伴与ODIN团队接洽,探讨利用该仪器辅助学术研究。ODIN研究员斯特法诺斯·阿萨纳西奥普洛斯表示,在获得中子束之前,团队已可利用X射线源进行调试、操作培训甚至开展初步科学研究。
ODIN团队表示,下一步将与首批科研用户建立合作,对仪器进行基准测试以验证数据可靠性,随后着手开展新课题研究。团队还计划开发人工智能算法改进基于ODIN断层扫描数据的3D重建效果,并提升3D图像质量以实现对更快速过程的实时研究。