X線検査に対する中性子イメージングの優位性

1.高密度金属に対する優れた透過性

中性子は、原子番号に対して直線的に減衰が増加するわけではないので、X線がほぼ透過できない物質でも透過できる場合がある。

例えば、高密度のニッケル基超合金では、X線はわずか数センチの厚さで完全に吸収されるが、

熱中性子はかなり厚みのある材料でも透過でき、測定可能な信号が得られる。

この高い透過性により、タービンブレード、熱交換器、燃焼器など厚肉の積層造形（AM）部品を、

破壊的な切断や過度に高エネルギーのX線を用いずに検査することができる。

2.軽元素に対する高い感度

AMプロセスやその後処理においては、水素、リチウム、炭素、ホウ素などの軽元素が重要な役割を果たすが、

中性子はこれらの元素に対して特に高い感度を示す。粉末中の水分や内部に残った潤滑油、洗浄溶剤などに由来する残留水素は、

脆化や腐食の原因となる。中性子ラジオグラフィを使用することで、水素を含む相、内部冷却流路への水の浸入、

あるいは金属とポリマーのハイブリッド構造へのポリマーの浸入を可視化することができる。

積層造形で製造される冷却流路、ラティス構造、複合AM部品は、流体経路や軽元素含有の検証が必要となるが、

中性子イメージングの感度の高さは、こうした評価に特に有用である。

3.マルチマテリアル構造に対するコントラスト

減衰が原子番号に従い単調に増加するX線とは異なり、中性子の減衰は周期表全体にわたり不規則に変化する。

そのため、中性子イメージングでは、X線に対して類似した減衰特性を持つ元素同士であっても識別することができる。

例えば、チタンとアルミニウムは、X線画像では同様のコントラストを示すことがあるのに対し、

中性子画像では明らかに異なるコントラストを示す。この特性を利用すれば、マルチマテリアルAM構造、異種金属接合部、

埋め込みセンサーなどにおいて元素または相の識別が可能になる。

4.X線やCTを補完する役割

実運用上、中性子イメージングはX線検査に取って代わるものではなく、それを補完する検査手法である。

両者を組み合わせることで、AM部品内部の重元素と軽元素の分布を包括的に把握することができるからだ。

例えば、両手法を併用した検査では、X線CTで金属ポロシティや寸法精度を評価する一方、

中性子CTで水分浸入、残留バインダー（結合剤）、水素関連の欠陥を特定することができる。

この相乗的アプローチにより、欠陥検出能力と信頼性検証能力を全体的に強化できる。

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