1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 7, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 7, стр. 84-92

Установка малоуглового рассеяния нейтронов для компактного нейтронного источника DARIA

К. А. Павлов a, b, *, Н. А. Коваленко a, b, Л. А. Азарова a, b, Е. А. Кравцов c, Т. В. Кулевой d, С. В. Григорьев a, b, **

a Научный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова
188300 Ленинградская область, Гатчина, Россия

b Санкт-Петербургский государственный университет
198504 Санкт-Петербург, Россия

c Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН
620108 Екатеринбург, Россия

d Научный исследовательский центр “Курчатовский институт”
123182 Москва, Россия

* E-mail: fairy.neutrons@yandex.ru
** E-mail: Grigoryev_SV@pnpi.nrcki.ru

Поступила в редакцию 29.12.2022
После доработки 22.02.2023
Принята к публикации 22.02.2023

Аннотация

Рассмотрены аспекты экспериментальной реализации метода малоуглового рассеяния нейтронов (МУРН) на нейтронном источнике компактного типа. Сформулировано научное обоснование востребованности установки этого типа. Предложена схема реализации метода МУРН на импульсном источнике нейтронов, обеспечивающая высокую эффективность использования нейтронного пучка за счет ограничения рабочего диапазона длин волн и, как следствие, максимального увеличения частоты и средней по времени мощности/интенсивности источника. Описаны физические параметры ключевых элементов установки, таких как холодный замедлитель нейтронов, каскад прерывателей пучка, коллимационная система, узел образца и широкоапертурный позиционно-чувствительный детектор. Показано, что метод малоуглового рассеяния может быть реализован на импульсном нейтронном источнике университетского типа.

Ключевые слова: малоугловое рассеяние нейтронов, компактный нейтронный источник, времяпролетная техника измерений, моделирование методом Монте-Карло.

Список литературы

  1. Свергун Д.И., Фейгин Л.А. // Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука, 1986. С. 280.

  2. Yoonessi M., Gaier J.R. // ACS Nano. 2010. V. 4. № 12. P. 7211. https://doi.org/10.1021/nn1019626

  3. Grigoriev S.V., Maleyev S.V., Okorokov A.I., Chetverikov Y.O., Georgii R., Böni P., Lamago D., Eckerlebe H., Pranzas K. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. № 13. P. 134420. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.134420

  4. Bianchi A.D., Kenzelmann M., DeBeer-Schmitt L., White J.S., Forgan E.M., Mesot J., Zolliker M., Kohlbrecher J., Movshovich R., Bauer E.D., Sarrao J.L., Fisk Z., Petrović C., Eskildsen M.R. // Science. 2008. V. 319. № 5860. P. 177. https://doi.org/10.1126/science.1150600

  5. Iashina E.G., Varfolomeeva E.Yu., Pantina R.A., Bairamukov V.Yu., Kovalev R.A., Fedorova N.D., Pipich V., Radulescu A., Grigoriev S.V. // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. P. 064409. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.104.064409

  6. Grigoriev S.V., Iashina E.G., Wu B., Pipich V., Lang Ch., Radulescu A., Bairamukov V.Yu., Filatov M.V., Pantina R.A., Varfolomeeva E.Yu. // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. P. 044404. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.104.044404

  7. Hardacre C., Holbrey J.D., Mullan C.L., Youngs T.G., Bowron D.T. // J. Chem. Phys. 2010. V. 133. № 7. P. 074510. https://doi.org/10.1063/1.3473825

  8. Cheng G., Varanasi P., Li C., Liu H., Melnichenko Y.B., Simmons B.A., Kent M.S., Singh S. // Biomacromolecules. 2011. V. 12 № 4. P. 933. https://doi.org/10.1021/bm101240z

  9. Gröger G., Meyer-Zaika W., Böttcher C., Gröhn F., Ruthard C., Schmuck C. // J. Am. Chem. Society. 2011. V. 133 № 23. P. 8961. https://doi.org/10.1021/ja200941a

  10. Chiappisi L., Prévost S., Grillo I., Gradzielski M. // Langmuir. 2014. V. 30. № 7. P. 1778. https://doi.org/10.1021/la404718e

  11. Sanson C., Diou O., Thevenot J., Ibarboure E., Soum A., Brûlet A., Miraux S., Thiaudière E., Tan S., Brisson A., Dupuis V., Sandre O., Lecommandoux S. // ACS Nano. 2011. V. 5. № 2. P. 1122. https://doi.org/10.1021/nn102762f

  12. Hu X., Gong H., Liu H., Wang X., Wang W., Liao M., Li Z., Ma K., Li P., Rogers S., Schweins R., Liu X., Padia F., Bell G., Lu J.R. // J. Coll. Int. Sc. 2022. V. 618. P. 78. Doi S0021979722003812

  13. Prause A., Hechenbichler M., von Lospichl B., Feoktystov A., Schweins R., Mahmoudi N., Laschewsky A., Gradzielski M. // Macromolecules. 2022. V. 55. P. 5849. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c00878

  14. Misuraca L., Caliò A., Grillo I., Grélard A., Oger P., Peters J., Demé B. // Langmuir. 2020. V. 3. P. 13516.https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c02258

  15. Heidari A. // Integr. Mol. Med. 2018. V. 5. P. 1.

  16. Len A., Bajnok K., Füzi J. // Handbook of Cultural Heritage Analysis. Cham: Springer International Publishing. 2022. P. 189. https://doi.org/10.1007/978-3-030-60016-7_8

  17. Krycka K.L., Booth R.A., Hogg C.R., Ijiri Y., Borchers J.A., Chen W., Watson S.M., Laver M., Gentile T.R., Dedon L.R., Harris S., Rhyne J.J., Majetich S.A. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. 20. P. 207203. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.207203

  18. Куклин А.И., Иваньков А.И., Рогачев А.В., Соловьев Д.В., Исламов А.Х., Ской В.В., Ковалев Ю.С., Власов А.В., Рижиков Ю.Л., Соловьев А.Г., Горделий В.И. // Кристаллография. 2021. Т. 66. № 2. С. 230. https://doi.org/10.31857/S0023476121020089

  19. Авдеев М.В., Еремин Р.А., Боднарчук В.И., Гапон И.В., Петренко В.И., Эрхан Р.В., Чураков А.В., Козленко Д.П. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 7. С. 5. https://doi.org/10.7868/S0207352818070016

  20. Ковальчук М.В., Воронин В.В., Григорьев С.В., Серебров А.П. // Кристаллография. 2021. Т. 66. № 2. С. 191. https://doi.org/10.31857/S0023476121020065

  21. Carpenter J.M. // Nature Rev. Phys. 2019. V. 1. № 3. P. 177. https://doi.org/10.1038/s42254-019-0024-8

  22. Ott F. Compact Neutron Sources for Neutron Scattering: Doctoral Dissertation. CEA Paris Saclay, 2018.

  23. Павлов К.А., Коник П.И., Коваленко Н.А., Кулевой Т.В., Серебренников Д.А., Субботина В.В., Павлова А.Е., Григорьев С.В. // Кристаллография. 2022. Т. 67. № 1. С. 5.https://doi.org/10.31857/S002347612201009X

  24. Zaccai G., Jacrot B. // Ann. Rev. Biophys. Bioeng. 1983. V. 12. № 1. P. 139. https://doi.org/10.1146/annurev.bb.12.060183.001035

  25. Mildner D.T., Carpenter J.M. // J. App. Crystallogr. 1984. V. 17. № 4. P. 249. https://doi.org/10.1107/S0021889884011468

  26. Cranberg L., Levin J.S. // Phys. Rev. 1956. V. 103. Iss. 2. P. 343. https://doi.org/10.1103/PhysRev.103.343

  27. Lindroos M., Bousson S., Calaga R. et al. // Nucl. Instrum. Metods Phys. Res. B. 2011. V. 269. Iss. 24. P. 3258. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.04.012

  28. Григорьев С.В., Пшеничный К.А., Барабан И.А., Родионова В.В., Чичай К.А., Хайнеманн А. // Письма в ЖЭТФ. 2019. Т. 110. № 12. С. 799. https://doi.org/10.1134/S0370274X19240068

  29. Subbotina V.V., Pavlov K.A., Kovalenko N.A., Konik P.I., Voronin V.V., Grigoriev S.V. // Nucl. Instrum. Metods Phys. Res. A. 2021. V. 1008. P. 165462. https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.165462

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал