امکان به‌کارگیری تکنیک پرتونگاری نوترونی دیجیتال بلادرنگ جهت مطالعه تبخیر آب در مواد متخلخل

مطالعه فرایند جذب و تبخیر سیالات در محیط‌های متخلخل در علومی هم‌چون زمین‌شناسی، عمران، محیط زیست و ... از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای بررسی فرایندهای مذکور، پرتونگاری نوترونی است. با توجه به سطح ‌مقطع بالای برهم‌کنش نوترون‌های حرارتی با هیدروژن، بررسی فرایند جذب و تبخیر سیالات حاوی هیدروژن هم‌چون آب، نفت و ... در داخل مواد متخلخل با حساسیت بالایی امکان‌پذیر می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از تکنیک پرتونگاری نوترونی دیجیتالی بلادرنگ به بررسی روند تبخیر آب از داخل یک نمونه متخلخل ساختمانی در دمای c‌°‌10 محیط آزمایشگاه پرداخته شده است. بدین‌ منظور یک قطعه آجر ساختمانی به مدت 24 ساعت در آب غوطه‌ور گردید و سپس در مقابل باریکه نوترونی قرار داده شد. در طول 145 دقیقه زمان فعالیت رآکتور، 30 تصویر با فواصل زمانی 5 دقیقه از نمونه مرطوب ثبت گردید. تصاویر به‌دست آمده نشان داد که با استفاده از تکنیک به‌کار گرفته شده، تغییر توزیع و مقدار حجمی آب در داخل نمونه به ‌خوبی قابل مشاهده است. هم‌چنین نتایج نشان داد که نسبت حجمی آب موجود در نمونه با آهنگ 410×3.94 درصد بر ثانیه در دمای محیط آزمایشگاه تبخیر می‌گردد.

Possibility of using real time digital neutron radiography to study the evaporation of water in porous materials

The study of the process of absorption and evaporation of fluids in porous media is of particular importance in sciences such as geology, civil engineering, environment, etc. Neutron radiography is one of the most precise methods for investigation of the mentioned processes. Due to the high crosssection of the interaction of thermal neutrons with hydrogen, precise investigation of absorption and evaporation of fluids containing hydrogen, such as water, oil, etc., is possible. In the present work, using the realtime neutron radiography technique, the vaporization of water from a porous building sample at 10 °C in the laboratory was investigated. For this purpose, a building brick was immersed into water for 24 hours, and then was placed in front of the neutron beam. During 145 minutes of reactor operation, 30 images were recorded with a 5 minutes interval from the wet sample. The obtained images showed that using the utilized technique, the distribution variations and volumetric water content inside the sample are well visible. Also, the results indicated that the volumetric water content in the sample was evaporated with a rate of 3.94×104 percent per seconds in the laboratory environment.