КУРЧАТОВСКИЙ  КОМПЛЕКС  СИНХРОТРОННО-НЕЙТРОННЫХ  ИССЛЕДОВАНИЙ

 

 

 

 

 

 

Исследовательский нейтронный реактор ИР-8

Станция исследований структуры монокристаллов МОНД

 


Станция размещена на канале ГЭК 4 реактора ИР-8. Источником нейтронного потока для станции является активная зона реактора.

 

На станции реализован метод монокристальной нейтронной дифрактометрии на базе пятикружного дифрактометра с полным ч-кольцом, позволяющий получить основные характеристики структуры монокристалла.

 

Станция создана в НИЦ "Курчатовский институт".

 

 

 

 

1. Экспериментальные методики

 

Метод монокристальной нейтронной дифрактометрии позволяет определить следующие характеристики структуры монокристалла:

  • Пространственная симметрия
  • Параметры элементарной ячейки
  • Координаты атомов
  • Тепловые параметры атомов
  • Факторы заполнения позиций
  • Микроструктурные характеристики

Характерный размер монокристаллов для структурных исследований – 5-25мм3

 

Нейтроны рассеиваются на ядрах атомов, при этом рассеивающая способность различных элементов несистематическим образом зависит от порядкового номера  элемента в периодической системе.

Это дает следующие преимущества:

  • Изучение атомной структуры соединений лёгких элементов с тяжёлыми. Что делает метод монокристальной дифракции оптимальным для локализации водорода. Однако стоит учитывать, что из-за возникновения фона некогерентного рассеяния, для повышения качества эксперимента водород следует замещать дейтерием.
  • Исследование соединений элементов с близкими порядковыми номерами в периодической системе.

 

Другие задачи, которые позволяет решить нейтронный монокристальный дифрактометр:

  • Определение текстуры материалов, путем построения полюсных фигур. Причем метод рассеяния нейтронов имеет преимущества перед рентгенографическим из-за большой проникающей способности и связанной с этим возможностью измерения в большом диапазоне толщины исследуемых образцов.
  • Определение магнитной структуры монокристаллов. Наличие у нейтронов магнитного момента приводит к тому, что наряду с рассеянием нейтрона на атомных ядрах происходит так же магнитное рассеяние, обусловленное взаимодействием магнитного момента нейтрона с магнитными моментами атомов.

 

Особенностью конструкции дифрактометра является пятая ось, позволяющая осуществлять наклон эйлерова кольца (ось α), т.е. изменять эффективную толщину образца.
Такая модификация была внесена в конструкцию классического четырехкружного дифрактометра для наблюдения динамических эффектов в образце, таких как маятниковые полосы.

 

2. Образцы

 

Для структурных исследований характерный размер монокристаллов: 5 – 25 мм3

 

3. Основные параметры станции