Settore difesa
preventivo , sia istruttorio / investigativo , inteso quest ’ ultimo come accertamento e ricostruzione dinamica degli eventi di non conformità o deviazione dei materiali . Per il settore della Difesa , le tecniche di particolare e pratico interesse sono le seguenti : diffrazione neutronica per la determinazione delle tensioni residue interne e subsuperficie ; diffusione neutronica a piccoli angoli per la nano ( micro ) caratterizzazione strutturale ; radiografia neutronica e tomografia neutronica ; prompt gamma activation analysis ( o analisi per attivazione neutronica ). Si pensi , per esempio , alle necessità che emergono in campo militare ai vari livelli : preventivo progettuale e successivo collaudo di mezzi quali elicotteri , mezzi blindati , imbarcazioni , armi ed equipaggiamenti eccetera , di grande manutenzione di mezzi e materiali militari ; istruttorio e investigativo d ’ accertamento delle non conformità e / o delle cause di eventi imprevisti .
Introduzione I neutroni sono particelle elementari di dimensioni subatomiche , praticamente prive di cariche elettriche . Hanno una massa di poco superiore a quella dei protoni e con questi costituiscono il nucleo atomico , da cui sono emessi nel corso di diverse reazioni nucleari . Tali particelle furono individuate durante sperimentazioni condotte nel 1930 a Charlottenburg in Germania , ma solo nel
Figura 1 : particolare interno fascio tubiero di reattore nucleare di ricerca
1932 si giunse per la prima volta alla loro corretta interpretazione , primariamente a opera dello scienziato J . Chadwick a Cambridge . I possibili tipi di interazione dei neutroni dipendono dalla loro energia iniziale , per cui si contemplano differenti classi a partire dall ’ energia più bassa coinvolta : neutroni termici , lenti , veloci e infine neutroni ad alta energia . In seguito all ’ interazione , si può creare una serie di processi nucleari dipendenti da questa energia iniziale . I neutroni sono prodotti da sorgenti continue ( reattori nucleari ) o pulsate ( acceleratori ). In figura 1 è rappresentato l ’ interno di un reattore nucleare di ricerca col proprio fascio tubiero . Nei reattori i neutroni sono prodotti dalla reazione di fissione di nuclei pesanti quali l ’ uranio 235 ( vale a dire , l ’ isotopo dell ’ uranio con numero di massa pari a 235 ), o il plutonio 239 . I neutroni , inizialmente caratterizzati da elevatissima energia iniziale ( neutroni veloci ), sono poi rallentati tramite appositi moderatori - materiali a basso numero atomico - sino a energie termiche ottimali , divenendo neutroni termici che sono quindi sottoposti a collisioni che li rallentano ulteriormente per condurli in equilibrio termico con la materia circostante . Speciali tubi guida hanno il compito di trasferire i neutroni prodotti dall ’ interno del nocciolo del reattore ai diversi strumenti di ricerca , come diffrattometri e spettrometri . La caratteristica di assenza d ’ interazione elettrica con gli elettroni e i nuclei nella materia conferisce ai neutroni l ’ esclusivo vantaggio di potere esplorare i materiali in profondità . I neutroni , al contrario dei raggi X che pur offrendo un ’ eccellente risoluzione hanno il limite d ’ essere facilmente assorbiti dai materiali riuscendo così a penetrarne solo strati superficiali , permeano infatti diversi centimetri del materiale sottoposto all ’ esame , vale a dire sino a circa 1-2 cm riguardo agli acciai e circa 5-6 cm riguardo all ’ alluminio e alle sue leghe , possedendo un coefficiente di assorbimento lineare circa 1.000 volte inferiore rispetto ai raggi X . Le tecniche neutroniche , non distruttive e non invasive , costituiscono un efficace apporto per la soluzione di numerosi quesiti e problemi di carattere industriale , anche
Figura 2 : TR prodotte da saldatura ( a ) contrazione longitudinale ; b ) contrazione trasversale ; c ) cordone saldatura ; d ) tensioni ) [ 5 ]
210 Ottobre 2024 www . techmec . it