工程師開發了一種受自然界啟發的新掃描技術，該技術可以檢測石油和天然氣管道中的腐蝕金屬。

通過模仿蝙蝠如何使用不同波長的超聲波來檢測物體，尋找并避開掠食者，工程師開發了一種新系統，該系統結合了兩種不同類型的輻射，快速中子和伽馬射線，以檢測腐蝕-管道泄漏的主要原因。

數千公里的管道用于在全球范圍內遠距離輸送石油和天然氣，泄漏是每年造成數百萬美元損失的主要問題，并且有可能導致事故和傷害以及嚴重的環境破壞中國建材網cnprofit.com。

通常，用超聲波或電磁技術測量輸油管道中的腐蝕。然而，這些對于地下管道或覆蓋有混凝土或塑料絕緣層的管道是不實際的。

由蘭開斯特大學，國家物理實驗室的工程師和技術公司Hybrid Instruments Ltd開發的新系統，利用了隔離的快中子和伽馬射線的反射信號，即“反向散射”。

中子和伽馬射線具有有用的互補特性。中子主要與塑料等低密度材料發生相互作用。另外，快速中子具有高穿透力，因此適合探測厚材料。伽瑪射線主要與金屬相互作用，但并不總是能夠穿透非常厚的高密度材料。

兩種輻射類型會產生不同的電子信號。這意味著研究人員可以使用一種名為“混合場分析儀”的新型檢測設備同時保留兩種輻射的數據，該設備先前由蘭開斯特大學和混合儀器有限公司開發。

該系統產生一個鉛筆狀的中子和伽馬射線探測光束，該光束指向被檢查的鋼段。

該團隊在實驗室中對不同厚度的碳鋼樣品實時測試了這兩種成像技術。

研究人員能夠看到鋼厚度的差異。當用混凝土或塑料復制絕緣層時，傳感器也起作用，表明鋼中的缺陷以及腐蝕和銹蝕會產生反向散射的可能性。

這些結果表明，如果在真實的管道上使用，那么在油氣能夠逸出之前，潛在的問題就可以更容易地被發現和解決。

蘭開斯特大學的該項目博士研究員Mauro Licata說：“中子和伽馬射線的組合光束平行反射回一系列探測器，可以全面，快速地顯示鋼的內部結構?！?/p>

“該系統的工作原理與蝙蝠產生的chi類似。這些chi是不同超聲波波長的疊加，并會反射回蝙蝠的耳朵。此外，它還強調了結合多種反射傳感技術來檢測問題的好處，例如腐蝕，我們的工作進一步說明了從自然世界中發展而來的系統中汲取靈感并模仿這些系統所具有的巨大潛力?！?/p>

“實時隔離從鋼表面反向散射的中子和伽馬射線，類似于蝙蝠的大腦隔離反向散射超聲，從而避免與它們自己的chi混淆的方式，可以幫助我們更快，更有效地隔離管壁中的缺陷，蘭開斯特大學和混合儀器有限公司的馬爾科姆·喬伊斯教授說?！?/p>

這是NPL世界領先的中子設施被用于創新科學并產生積極影響的一個很好的例子，”國家物理實驗室的尼爾·羅伯茨說。

目的是通過將檢測器系統從外部指向管道的某些部分來進一步開發和使用該系統來檢測故障。但是，研究人員說，在中子探測器領域還需要進行更多的研究，以使系統更快。

研究人員認為，該技術還可以用于其他應用，例如檢查橋梁等結構的完整性。