众所周知，X射线可用于拍摄人体医学影像、直观诊断病情。在材料学、化学、生命科学等领域，科学家们也希望有一种工具，能像X射线一样拍摄到各种材料的微观结构。
中子的发现及应用是20世纪最重要的科技成就之一。由于中子不带电、穿透性强，能分辨轻元素、同位素和近邻元素，具有非破坏性，这些特性使得中子散射成为研究物质微观结构和动力学性质的理想探针之一，用来研究诸如DNA、蛋白质、航空航天材料、新型储氢材料、锂电池、新型超导体、太阳能电池薄膜、软物质、高性能金属玻璃等内部的微观结构，为解决新能源、新材料等诸多领域的微观机理及关键技术应用难点提供了强有力的支持。
中国东莞散裂中子源（CSNS）是继英国的ISIS、美国的SNS和日本的J-PARC之后世界上第四个脉冲式散裂中子源，拥有“超级显微镜”美称，对我国探索前沿科学问题、攻克产业关键核心技术、解决“卡脖子”问题等具有重要意义，可谓“国之重器”。
日前CSNS周健荣副研究员、杨建清博士及其团队在NIMA（Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A:Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. Volume 1000, 1June 2021, 165222）发表了一篇有关新型中子成像探测器的高质量论文，内容摘要如下：
中国散裂中子源（CSNS）工作在脉冲模式下，具有较高的中子通量。这为利用飞行时间（TOF）方法进行能量分辨中子成像提供了机会。CSNS正在搭建一个能量分辨中子成像（ERNI）设备，但是探测器的重大挑战仍然存在，因为它同时需要小于100微米的空间分辨率和微秒级的时间分辨率。
该研究构建了一个基于快速光学相机的能量分辨中子成像探测器原型，即TPX3Cam相机与图像增强器耦合。为了评价其性能，在CSNS的BL20上进行了一系列的原理验证实验，测量了空间分辨率和中子波谱，并对钢样品按不同波长分片进行中子成像和布拉格边缘成像。
采用重心算法，中子成像的空间分辨率为57微米，时间分辨率为微秒级，所测波谱与束监测器所测波谱一致。此外，可以选择任意波长对给定物体进行中子成像，探测器可以用于布拉格边缘成像。结果表明，该探测器具有良好的性能，能够满足CSNS对ERNI探测器的要求。
原文介绍链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168900221002060
随着各类大型光源的建设与更新，科研人员对高速、高灵敏的单粒子（如光子、电子、离子和中子等）探测器的需求日益增长。由荷兰ASI推出的一种带时间分辨的新型像素化探测器TPX3Cam，在不同领域均具有独特的应用优势，如在质谱成像、速度成像(VMI)、符合动量成像(CMI) 、量子光学、荧光/磷光寿命成像、原子探针等领域实验中，人们往往采用传统的CCD、CMOS相机，而由于这些探测器的限制，如低帧速、高噪音、无时间分辨能力等，有时很难满足特定实验的需要，缺乏灵活性。再比如上述中子成像实验中，传统方式是“CCD+闪烁体”，当采用TPX3Cam相机取代CCD，除了能够高分辨率成像的同时，亦可获取中子TOF/能量谱。TPX3Cam相机具有传统相机无法比拟的优势；借助新颖的探测技术，将必然给科研人员带来新的机遇。
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