看到内部法国替代能源和原子能委员会位于马尔库勒的 G2 反应堆已使用平底造影技术成像。(由 Procureur等人 提供，Sci. Adv 9 ，eabq8431 (2023))

来自法国的科学家使用 μ 子成像技术对核反应堆进行了 3D 重建。研究人员表示，这项技术是第一次以这种方式使用，可以扩展到对其他大型物体进行非破坏性成像。

介子是带电的亚原子粒子，比电子重约 200 倍。μ 子射线照相术(或 muography)分析宇宙射线中的μ子如何穿透物体并利用此信息生成二维图像。该技术类似于医学成像中使用的 X 射线照相术，其中宇宙射线辐射取代了人工产生的 X 射线，μ 子跟踪器取代了射线照相板。

根据它们的能量，μ 子可以穿过数米厚的岩石或其他材料，这使得它们非常适合对厚而大的结构进行成像。事实上，该技术在过去已成功用于制作核反应堆、金字塔和火山的二维图像。

确定局部密度

在他们的最新工作中，由巴黎萨克莱大学和法国替代能源与原子能委员会(CEA)的Sébastien Procureur领导的研究人员使用四架望远镜从不同角度观察了法国一座退役的核反应堆。然后，他们使用最初为医学应用开发的改进断层扫描重建算法，将不同的 2D 图像组合起来，以获得反应堆的 3D 结构。

Procureur 解释说：“每张图像都提供了物体密度的测量值，但在观察方向上进行了整合。” “通过移动望远镜，我们可以获得大量在不同方向上整合的密度，然后可以确定局部密度。”

该技术能够对核反应堆进行精确的 3D 重建。“与要成像的体积小得多且可用 2D 图像数量为数百甚至数千的医学成像相比，我们在我们的工作中表明，我们可以获得相对精确的对象的 3D 信息，即超过 30 米长，只有不到 30 张图像，”Procureur 说。

他补充说，虽然该技术永远无法解决此类结构中的小裂缝，但其他非侵入性方法仍然无法获得所获得的信息。μ介子技术可用于对运行中或退役阶段的反应堆进行成像。事实上，它可能有助于事故后检查，例如在福岛事故后进行的检查。

除了核反应堆之外，该方法还可以用于土壤研究、勘探矿山以定位矿石、土木工程和考古学。在Science Advances上报告他们工作的研究人员表示，他们现在正在分析另一个反应堆，以提高 3D 重建的准确性。“在优化测量方面还有很多工作要做，”Procureur 说。

该团队还希望致力于 μ 介子成像的其他应用。2015 年，研究人员提出了一项使用 μ 介子监测水塔水位的实验，几年后，一家公司要求他们将该技术应用于远程监测反应堆池中的水位。Procureur 说：“如果我们没有在 2015 年进行实验，公司甚至都不会知道这种技术的存在。” “我认为有必要继续进行那些乍一看似乎有些牵强的实验。”