现代社会大量材料的运用不仅推动着人类社会的发展,也对材料中缺陷的检测提出了紧迫的要求。材料中缺陷的存在会造成材料的性能下降,影响材料的使用寿命,降低其使用安全性;在使用中由缺陷发展而成的断裂会造成整个部件崩溃以致发生严重事故。所以在材料制品组装使用之前以及工作一段时间后,对其进行缺陷检测是不可忽略的一步。　　无损检测技术是对材料实施一种无破坏或不影响其使用性能的检测,通过检测材料内部或表面的缺陷来判断材料的性能。中子照相是无损检测方法的一种,与X射线等传统的射线照相检测技术相比,中子照相对轻元素的敏感性和高穿透性使其拥有独特的优势。中子照相技术在国际上已经过多年的发展,在材料无损检测方面也有许多应用。国内一些单位曾经进行过中子照相的研究,但该技术在国内尚未得到广泛应用。北京大学重离子物理研究所近年来开展了低注量率小型中子源中子照相研究,并在2012年建成了RFQ加速器中子源中子照相系统。基于以上条件我们研究了中子照相对典型缺陷的检出能力,以进一步了解中子照相对材料检测的适用性。　　本论文提出了中子照相对材料中典型缺陷检出能力的研究方法,并以碳基复合材料为例,通过模拟和实验验证了该方法的可靠性。该研究方法选择空隙和孔洞缺陷作为典型研究对象,综合考虑了成像系统几何和成像参数,将准直比、点扩散函数、转换屏响应等因素引入理论计算,并通过统计噪声来判断检出能力的高低。该方法具有可扩展性和适用性,能够预测不同缺陷的检出情况;对实验结果作预判,估计得到期望检测结果所需要的实验条件。检出能力的提高可以通过增加曝光量,降低本底噪声,减少散射,提高准直比等来实现。基于碳基材料的实验研究中,通过降低本底噪声,增加累积中子注量,提高准直比来提高缺陷检出能力;在准直比50,累积中子注量8.5×107/cm2时从30mm厚度的样品中检出了0.5mm直径孔,与计算结果相符。　　同时,可以考虑提高缺陷本身引起的相对灰度变化来提高检出能力。从材料本身考虑,可使用标记照相提高缺陷引起的相对灰度变化。针对镍基合金中可能存在的铝基残芯脱除不彻底的问题,采用钆掺杂热中子标记照相的方式提高了镍合金中残芯检出的灵敏度。通过2％的氧化钆掺杂,可以使残芯的检出灵敏度提高到mg量级,扩展了热中子照相的应用范围。　　从中子源考虑,可使用不同能区中子照相来提高缺陷引起的相对灰度变化。针对热中子照相穿透能力不足和MeV能区快中子照相分辨率低的不足,本文提出了百keV能区中子照相方法。该方法能够作为热中子照相的补充,穿透性强于热中子,在分辨率上与热中子照相接近,达到0.5mm,优于MeV能区快中子照相;且由于百keV能区中子与常见物质作用截面差别不大,使其能对某些热中子弱吸收材料,如铝等形成较高的衬度,提高检出能力。　　本工作提出的中子照相对典型缺陷检出能力的研究方法合理有效,可以对中子照相无损检测技术提供帮助,节约实验时间,预估检测条件;而对照相技术的改进,扩展了中子照相的应用范围,提高了对特殊样品的检出能力。以上工作为中子照相的实际应用打下基础,有益于推进中子照相在国内的发展。