Нейтронография

Материал из m-protect.ru

Текущая версия

Нейтронография (от нейтрон и …графия) — метод изучения строения молекул, кристаллов и жидкостей с помощью рассеяния нейтронов. Сведения об атомной и магнитной структуре кристаллов получают из экспериментов по дифракции нейтронов, о тепловых колебаниях атомов в молекулах и кристаллах — из экспериментов по рассеянию нейтронов, при котором нейтроны обмениваются энергией с изучаемым объектом (рассеяние в этом случае называется неупругим). Первые работы в области нейтронографии принадлежат в основном Энрико Ферми (1946—48); главные принципы нейтронографии были впервые изложены в 1948 в обзоре американских учёных Э. Уоллана и К. Шалла.

Нейтронографический эксперимент осуществляется на пучках нейтронов, выпускаемых из ядерных реакторов (предполагается использование для целей Нейтронография ускорителей электронов со специальными мишенями).

Нейтронографическая аппаратура (дифрактометры, нейтронные спектрометры разных типов и т.д.) размещается в непосредственной близости от реактора на пути нейтронных пучков. Плотность потока нейтронов в пучках самых мощных реакторов на несколько порядков меньше плотности потока квантов рентгеновской трубки, поэтому нейтронографическая аппаратура, нейтронографический эксперимент сложны; по этой же причине используемые в Нейтронография образцы существенно крупнее, чем в рентгенографии. Эксперименты могут проводиться в широком интервале температур (от 1 до 1500 К и выше), давлений, магнитных полей и др.

Нейтронография применяется для исследования структурных, динамич. и магн. свойств практически всех известных форм конденсиров. сред от простых кристаллов и жидкостей до биол. макромолекул. Нейтронография позволяет изучать микроструктуру сплавов, фазовые переходы и др.

Рассеяние нейтронов веществом принято классифицировать по следующим признакам: а) по изменению энергии нейтрона при рассеянии (упругое, неупругое рассеяния); б) по характеру взаимодействия нейтрона с рассеивающим центром (ядерное, магнитное рассеяния); в) по степени когерентности волн де Бройля, рассеянных от множества центров, образующих изучаемое вещество. В общем случае интенсивность суммарной рассеянной волны (достаточно малым объёмом вещества) можно представить в виде двух слагаемых, первое из которых пропорционально числу рассеивающих центров N (некогерентная составляющая), второе — N2 (когерентная составляющая). Когерентная составляющая рассеяния является структурно-чувствительной, некогерентная составляющая отражает взаимодействие нейтрона с отдельными рассеивающими центрами и поэтому даёт информацию только о динамических свойствах отдельных атомов или молекул.