КУРЧАТОВСКИЙ  КОМПЛЕКС  СИНХРОТРОННО-НЕЙТРОННЫХ  ИССЛЕДОВАНИЙ

 

 

 

 

 

 

Исследовательский нейтронный реактор ИР-8

Станция ультра-малоуглового рассеяния нейтронов СТОИК

 


На станции реализован метод ультрамалоуглового рассеяния нейтронов на основе трёхосного спектрометра в конфигурации двухкристального дифрактометра на совершенных кристаллах для исследования наноразмерных неоднородностей в конденсированном веществе.

Станция "СТОИК" создана в НИЦ "Курчатовский институт"

 

Станция "СТОИК": 1 – столик образца, 2 – столик кристалла-анализатора, 3 – защита детектора, 4 – нейтронная ловушка, 5 – консоль анализатора, 6 – консоль детектора, 7 – поворотная рама.

 

 

Оптическая схема станции "СТОИК":

1,3 – стальные коллиматоры, 2 – кристалл-монохроматор, 4 – образец, 5 – кристалл-анализатор, 6 – детектор, 7, 8 – коллиматоры из борированного полиэтилена, 9 – кварцевый фильтр, 10 – монитор пучка, 11 – нейтронная ловушка.

 

Диапазон углов рассеяния монохроматора (2θМ) от 15° до 45°, образца (2θО) от -90° до +90°, анализатора (2θА) от -90° до +90°. При расположении консоли анализатора вдоль падающего пучка прибор приобретает конфигурацию классического двухкристального дифрактометра, а угол рассеяния образца 2θО равен нулю.

 

1. Экспериментальные методики

 

1.1. Метод ультрамалоуглового рассеяния нейтронов

Метод основан на измерении интенсивности нейтронного пучка, последовательно отражённого от двух идентичных совершенных кристаллов в параллельной позиции. Первый кристалл является монохроматором, второй – анализатором, исследуемый образец помещается в пространство между монохроматором и анализатором. В отсутствие образца зависимость интенсивности нейтронного пучка, отражённого анализатором, от углового положения анализатора представляет собой узкий интенсивный пик, называемый инструментальной кривой. Во время эксперимента нейтроны, проходящие через образец, отклоняются на малый углы от первоначального направления распространения вследствие рассеяния на неоднородностях образца. Зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния измеряется путём регистрации интенсивности пучка, отражённого анализатором, при пошаговом изменении углового положения анализатора 0.

В результате измерений получается дискретный набор точек, связанный с идеальной кривой малоуглового рассеяния интегральным преобразованием, учитывающим приборные искажения. Устранение приборных искажений является первоочередной задачей при анализе данных малоуглового рассеяния. Особенностью двухкристального малоуглового прибора является возможность регистрации рассеянного излучения в ультрамалой окрестности нулевого угла рассеяния, благодаря которой метод получил своё название. Такое продвижение в область ультрамалых углов увеличило максимальный размер определяемых неоднородностей до величины порядка 20 мкм. Метод позволяет определить размеры и концентрацию неоднородностей в исследуемом материале.

 

2. Образцы

 

Пористые материалы, керамики, сплавы, ферромагнетики, композиты, коллоиды

 

3. Основные параметры станции