Mesure de la viscosité de matériaux opaques
par radiographie neutronique

Principe de la méthode

La principale interaction des neutrons avec la matière est nucléaire. Les propriétés des faisceaux de neutrons sont donc radicalement différentes de celles des ondes électromagnétiques. Notamment la plupart des matériaux sont très transparents pour les neutrons ; seuls un petit nombre les absorbe ou les diffuse fortement.

Ainsi en faisant une neutrono-radioscopie d’une bille absorbante qu’on laisse tomber dans un liquide opaque à la lumière, on pourra déterminer la vitesse limite de chute de la bille et en déduire la viscosité du matériau.

• Beaucoup de matériaux opaques à la lumière sont transparents aux neutrons.
• Faible absorption du faisceau de neutrons : passage à travers les parois de nombreux dispositifs, température, études sous pression, déformation

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Mesure de la viscosité dans des laves.

Pour les géophysiciens et sans doute aussi les responsables de la sécurité civile, il est très important de connaître la viscosité des laves. Pour l’instant ce domaine reste très mal connu à cause de la difficulté des mesures. En utilisant la neutronographie, le LLB a mis au point une nouvelle technique de mesure. Elle a été validée par comparaison avec des mesures classiques faites sur un mélange de silicates transparents, porté à l’état liquide.

Le canal guide à neutrons G4 du réacteur Orphée fournit un flux intense de neutrons sur une section de 25 mm x 150 mm.

Le four présenté ici atteint 1000°C, sous vide. Un autre four permettra de faire des mesures à l’air ou sous atmosphère contrôlée.

Fig 2 Le faisceau de neutrons arrive par le canal à droite de la figure sur le four (à gauche). Les images vidéo sont obtenues au moyen d’un convertisseur neutron -> lumière (extrême-gauche) et enregistrées au moyen d’une caméra CCD.