Analyse af plast og maling med røntgen- og neutronstråling - Gennemgang af målemetoder

Der findes mange forskellige neutron-målemetoder som kan anvendes afhængigt af, hvad man ønsker at undersøge.

Imaging

Imaging benyttes til at tage billeder af det indre af jeres prøve, meget på samme måde som man tager røntgenbilleder af fx en menneskearm. Men hvor røntgen har nemt ved at se tunge grundstoffer og svært ved at se lette, kan man med neutroner se især brint meget tydeligt og se forskel på isotoper. På den måde kan man fx se på plastkomponenter eller organiske gasser og væsker inde i metal-omslutninger, og man kan se tydelig forskel på fx metangas eller et plastikrør, hvis den ene er deutereret. Til gengæld er det svært at få opløsningen finere end ca. 6 µm. Med røntgen er det til gengæld muligt at komme ned på ca. 5 nm på de mest fintfølende instrumenter.

Både med røntgen og neutroner kan man tage 2D-billeder og benytte tomografi til at skabe en 3D-model af prøven. Det er desuden muligt at benytte avancerede teknikker som fasekontrast og dark field imaging. Ved brug af begge metoder er der mulighed for at lære endnu mere om systemets sammensætning.

Neutron Aktivering

Denne teknik er velegnet til at måle koncentrationer af grundstoffer og isotoper i en prøve. Metoden afhænger meget af hvilke grundstoffer der er tale om, nogle som fx Carbon kan knap nok måles mens andre som fx Hydrogen kan måles ned til nogle få ppm og enkelte som fx Cadmium kan måles i koncentrationer helt ned til nanogram. Metoden er relativt billig, ikke destruktiv og kan måle mange grundstoffer på en gang. Man kan nemt måle på et lille udsnit af flere kilo tunge prøver uden først at skulle skære dem i stykker. Kontakt of for at høre nærmere om mulighederne for at måle de grundstoffer i er interesserede i.

Diffraktion

Diffraktion er især velegnet til at se på krystallinske strukturer og hvordan de ændre sig. Man kan fx også se størrelse på 2-100 nm store krystaller og orientering af krystalstrukturer samt om strukturen er blevet deformeret. Det kan man fx bruge til at bestemme krystalstrukturer, måle spændinger i krystallinsk plastik, følge med i hvordan indtrængende væsker ændrer materialers struktur eller se efter magnetiske domæner.

Småvinkelspredning

Med småvinkelspredning er det muligt at se typiske størrelser, former og orienteringer af strukturer med størrelser mellem 5 nm og 100 µm. Man kan fx se orientering af polymere i plast, hvis nogle af disse er deutererede, størrelse og form på huller i plasten, størrelse og form af fibre eller urenheder i plast.

Reflektometri

Med reflektometri kan man studere tynde lag, fx overflader og belægninger af maling. Man kan fx se efter hvor tykke og uniforme tynde lag er og hvor veldefineret en grænseflade de har med deres underlag. Da neutroner kan gennemtrænge materialer, er det endda muligt at studere disse inde i en prøve – fx et beskyttende lag inde i et kammer eller en tynd hinde af lim mellem to elementer.

Kvasielastisk spredning

Kvasielastisk spredning kan benyttes til at måle diffusionskoefficienter i en prøve. Dette kan både benyttes til at bestemme diffusionskoefficienter og til at måle om der er materialer, som diffunderer i en prøve.
 
Hvis du er i tvivl om en eller flere metoder er relevant for dit problem, så tag en uforpligtende diskussion med os om mulighederne.