成像技術受材料限制較大，有些材料對X射線不敏感，可能在X射線下呈現“透明、隱形”的狀態。日本大阪大學的研究人員發現了一種利用激光形成高密度中子，從而對多種材料成像的方法，這一方法或許讓更多的目標物體“無所遁形”。
在精確的時間點獲得某過程的快照對于許多領域都很重要，包括生物學、材料科學和工程學。向目標物質發射中子束是獲取信息的一種重要方式，然而這往往需要核反應堆和專業設施。如今，大阪大學的研究人員在《 Applied Physics Express》上公開了他們的研究，稱他們發現了一種同時產生中子和X光的激光驅動方法。
研究不同的結構時，在不破壞目標系統的前提下獲取所需信息非常必要。其中一種方法是將光、電離輻射或粒子對準目標材料，然后觀察他們之間的相互作用。中子(尤其是低能中子)則是其中的優秀粒子，因為它們很可能與包括氫在內的不同原子核相互作用。然而，產生中子可并不容易，需要專業的設施。
使用激光產生中子如今備受青睞，因為激光結構緊湊，可以短時間內爆發種子，并且可以同時產生x光。大阪的研究人員開發了一種激光驅動的中子源，它只有指尖那么大，并且可以在極短的時間內產生大量的快中子。中子隨后在減速劑的作用下減速，從而使自身達到最適合成像的狀態和水平。
現有的放射生物學研究表明，癌變組織通常由有氧型和乏氧型兩類細胞組成，其中有氧癌細胞易被放射線殺死，但乏氧癌細胞卻對常規放療所用的X 射線、伽瑪射線以及電子束不敏感，耐受性強，不易殺死，這也就是常規放療后癌癥容易復發的主要原因。但奇特的是，這種乏氧癌細胞對中子射線卻特別敏感。經中子射線照射后，腫瘤(尤其是腦瘤)部位乏氧細胞的復活率幾乎為零，術后癌癥復發率極低，這就是中子治癌的獨特優勢。
研究通訊作者Akifumi副教授解釋道：“我們能夠產生高密度中子——比在一些恒星中發現的還要高，這意味著我們可以非常快速地獲得所需的信息，x光也是同時產生的，因此該系統可以同時提供兩種互補技術。”與此同時，中子是通過激光器的開關控制的，這使得該系統更安全。
研究人員利用他們的技術表明，碳化硼可通過中子探測到，而用x光則無法成像。此外，他們以非破壞性的方式檢查了典型電池中的有害物質，并能夠使用中子檢測鎘的存在。
Yogo副教授說：“我們能夠用該方法實現的快速中子爆發為瞬間過程成像，甚至可以觀察到發動機中的燃油噴射和快速噴氣式飛機中的氣泡破裂等現象，這將為許多行業的研究提供更多可能。”這一技術或許也可為大阪大學一直參與的日本新一代抗癌技術——硼中子俘獲療法提供更多信息。
原文來源：Single shot radiography by a bright source of laser-driven thermal neutrons and x-rays，Applied Physics Express，DOI: https://doi.org/10.35848/1882-0786/ac2212，部分信息來源于INC國際神經科學
