Des chercheurs du RIKEN Center for Advanced Photonics (RAP) ont utilisé une méthode, utilisant la source de neutrons compacte RANS, pour mesurer de manière non destructive la teneur en sel des structures telles que les ponts, tunnel, et des routes surélevées, qui peuvent souffrir de dégradation due à l'exposition au sel de l'eau de mer et d'autres sources.
L'effondrement d'un pont en août à Gênes, Italie, entraînant la mort de 37 personnes, a mis en évidence le danger posé par le vieillissement des infrastructures. Japon, comme beaucoup de pays, fait face à des problèmes majeurs, car bon nombre de ses ponts et tunnels ont été construits pendant la forte croissance économique des années 1960 et 1970 et souffrent maintenant de dégradation. Cependant, les inspections prennent du temps. Par exemple, mesurer la teneur en sel des structures en ciment se fait généralement en forant une carotte, une action qui prend du temps et peut légèrement endommager la structure.
Le groupe de recherche a décidé de rechercher une meilleure façon d'effectuer des inspections, à l'aide d'un faisceau de neutrons - un appareil qui émet des neutrons de haute énergie dans un faisceau - émis par une source de neutrons compacte qu'ils avaient développée. Les neutrons sont une nouvelle façon passionnante d'imager les structures, car ils peuvent pénétrer assez loin dans les matériaux métalliques grâce au fait qu'ils n'interagissent pas via la force électromagnétique, et ne sont donc pas affectés par la charge électrique. Ils interagissent occasionnellement avec les noyaux des matériaux qu'ils pénètrent, conduisant à la libération de rayons gamma qui peuvent être détectés.
Pour cette expérience, le groupe a utilisé sa source de neutrons compacte, qui génère des neutrons en bombardant une cible de béryllium avec des protons. Ils ont utilisé le faisceau pour irradier une série de blocs de béton avec du sel pressé entre eux, avec des rayons gamma « prompts » – des rayons gamma qui sont émis immédiatement après l'irradiation par des neutrons – étant mesurés par des détecteurs au germanium à haute résolution. Les rayons gamma rapides sont émis par les atomes dans les blocs de béton, et différents éléments peuvent être détectés en regardant l'énergie des rayons gamma. Par exemple, les pics d'énergie des rayons gamma émis par le chlore - un composant du sel - sont de 517 kiloélectrons-volts, 786 kiloélectrons volts, 788 kiloélectrons volts, 1165 kiloélectrons volts, etc.
En faisant cela, les chercheurs ont pu démontrer la présence de sel même lorsqu'il était entouré de 12 à 18 centimètres de béton. Chaque mesure a duré environ 10 minutes.
Selon Yoshie Otake, qui a dirigé l'étude, "C'est très excitant, parce que le Japon souffre d'une grave dégradation des infrastructures, et il est impossible de prédire quand un accident majeur se produira. Notre étude de faisabilité a montré que les faisceaux de neutrons peuvent en effet être utilisés pour mesurer si la teneur en sel d'une structure en béton se situe dans les limites légales fixées par le gouvernement. Notre prochain défi est de construire une source de neutrons compacte suffisamment petite pour être facilement transportée vers diverses infrastructures pour effectuer des mesures. détenu par la Society of Materials Science, Japon.
