Исследовательский нейтронный реактор ИР-8
Станция нейтронной порошковой дифракции ДИСК
|
|
Станция размещена на шестом горизонтальном экспериментальном канале (ГЭК 6) реактора ИР-8. Источником нейтронов является активная зона реактора.
На станции реализован метод дифракции нейтронов для исследования атомной и магнитной структур порошковых материалов в экстремальных условиях.
Используемый метод дифракции нейтронов, основан на упругом рассеянии нейтронов.
Возможно проведение измерений:
в диапазоне температур: 4 – 300 К и 300 - 1000 К;
при изменении давления от атмосферного до 20 кБар. |
Возможно проведение нейтронографического структурного анализа.
Станция создана в НИЦ "Курчатовский институт".
1. Экспериментальные методики
1.1. Метод дифракции нейтронов
Метод основан на упругом рассеянии нейтронов. Пучок нейтронов, падая из горизонтального канала, монохроматизируется в двойном монохроматоре с помощью монокристаллов Zn мозаичностью примерно 30', ориентированных по плоскости (002). Затем, пройдя коллиматоры и монитор, монохроматизированный пучок нейтронов через сходящийся ограничитель (выходное отверстие 10x50 мм2) падает на образец, установленный на юстировочном столике. Рассеянные образцом нейтроны регистрируются кольцеобразной регистрирующей системой, рабочий диапазон углов ± 1° < 2Θ < ± 157°. В регистрирующей системе 224 сцинциляторных счетчика скомпонованы в 32 секции, по 7 в каждой. Каждому счетчику соответствует свой коллиматор, направленный на центр юстировочного столика. В процессе измерения секции совершают полный оборот, при этом счёт под одним и тем же углом разных счетчиков суммируется. Главной особенностью дифрактометра является высокая светосила, достигаемая с помощью суперпозиционного метода регистрации.
1.2. Нейтронографический структурный анализ
Рассеяние на ядрах:
1. Является изотропным в отличие от рентгеновского.
2. Позволяет локализовать легкие атомы (углерод, кислород, водород) в матрице тяжелых. Так как водород дает сильный фон некогерентного рассеяния, то для структурных исследований следует замещать его дейтерием.
3. Позволяет различить элементы, близко расположенные в периодической системе. Для многих сплавов, например, Fe-Co и Ni-Mn, средние по изотопам амплитуды рассеяния существенно отличаются, поэтому сверхструктурные линии на нейтронограмме будут весьма заметны по сравнению с рентгенограммой.
Магнитное рассеяние:
Взаимодействие между магнитным моментом нейтрона и магнитными моментами атома позволяет получать информацию о магнитной структуре кристалла.
2. Окружение образца
1. Высокотемпературная печь позволяет выполнять нагрев образца от комнатной температуры до 1000К;
2. Криостат предназначен для проведения экспериментов при низких до 7К температурах, порошковых образцов при атмосферном давлении и под высоким давлением (до 6 кБар) в сапфировых наковальнях ячеек высокого давления.
3. Образцы
Порошковые материалы объем 0,3 см3 и более.
4. Основные параметры станции
|