Нейтронный дифрактометр

 

Изобретение относится к устройствам , предназначенным для исследования структуры веществ в конденсированном состоянии с помощью дифракции медленных нейтронов. Цель изобретения - увеличение скорости измерения путем повышения светосилы, снижение величины фона н обеспечение возможности работы устройства с образцами малого объема. Эта цель достигается тем, что система детектирог; вания выполнена в виде замкнутых кольцевых детекторов, расположенных перпендикулярно направлению нейтронного потока на одинаковом расстоянии друг от друга. Детекторы установлены с возможностью поступательного перемещения вдоль пучка иейтронов и поворота вокруг него. Расстояние между детекторами кратно шагу перемещения. 2 3.п. ф-лы, 3 ил. i (Я 4ib

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) <584 6 01 N2Э 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3938989/31-25 (22) 08.08.85 (46) 28.02.87. Бюл. У 8 (72) В. А. Соменков, В. П. Глазков, В. О. Иишенский, И. В, Наумов, 10. И. Станкевич и О. Ul. Шильштейн (53) 620.18(088.8) (56) О. F. Eder, В. Kunsch, G, P, Westphal. А newtron Diffractometer using Position-Sensitive ВРЭ

Counters Nuclear Instruments and

Nethnds

141 (1977) У I, 2, р. 533-538.

Глазков В. П,, Головин А, E. и др. Суперпозиционный метод регистрации картины дифракции нейтронов.—

Приборы и техника эксперимента, 1974, 9 3, с. 47"49. (54) НЕЙТРОННЫЙ ДИФРАКТОМЕТР (57) Изобретение относится к устройствам, предназначенным для исследования структуры веществ в конденсированном состоянии с помощью дифракции медленных нейтронов. Цель изобретения — увеличение скорости измерения путем повышения светосилы, снижение величины фона и обеспечение возможности работы устройства с образцами малого объема. Эта цель достигается тем, что система детектиро-.. вания выполнена в виде замкнутых кольцевых детекторов, расположенных перпендикулярно направлению нейтронного потока на одинаковом расстоянии друг от друга. Детекторы установлены с возможностью поступательного пере" мещения вдоль пучка нейтронов и поворота вокруг него. Расстояние между детекторами кратно шагу перемещения.

2 з.п. ф-лы, Э ил.

Нейтронный дифрактометр работает следующим образом.

Поток 2 тепловых монохроматических нейтронов, проходя через конусный коллиматор 3, попадает на образец 4, расположенный вдоль распространения нейтронного пучка соосно ему.

Нейтроны, отраженные по брегговским конусам рассеяния, регистрируются кольцевыми детекторами 8, каждый из которых дает информацию о суммарном отражении на конусе с определенным углом 2 6 рассеяния, Затем модуль

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для исследований в области физики твердого тела ядернофизическими методами, в частности для изучения структуры веществ в кон- 5 денсированном состоянии с помощью дифракции медленных нейтронов.

Цель изобретения — увеличение скорости измерений путем повышения светосилы, снижение уровня фона и обес- !О печение возможности работы с образцами малого объема.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез нейтронного дифрактометра; на фиг, 2 — устройство поворотных коллиматоров, на фиг. 3 — схема системы детектирования.

Нейтронный дифрактометр содержит (фиг ° 1) трубу 1, коллимирующую нейтронный поток 2, конический коллима- 20 тор 3, установленный на трубе 1 с помощью разъемного соединения, держатель образца 4, блок 5 юстировки образца и приспособление 6 для крепления блока и держателя, детектирующую систему 7, включающую набор кольцевых детекторов 8, каждый из которых состоит из отдельных счетчиков 9 (фиг. 3). Детектирующая система изготовлена в виде подвижного мо— дуля, установлена на оси нейтрального пучка и окружена нейтронной заши— той, состоящей из неподвижной 10 и подвижной 11 частей. Перемещение детектирующей системы обеспечивается 35 приводом 12 с помощью винта 13 °

Каждый счетчик (фиг. 2) имеет собственный коллиматор 14, одетый на него и ориентированный на держатель образца 4 устройством, состоящим из 40 ползунка 15 с кулисой 16, Коллиматор жестко закреплен на кулисе 16. Ролики (шестерни) 17 обеспечивают центрирование и перемещение детектирующей системы 7 в защите 10 ° 45

94 ? (фиг. 1) смещается на шаг и кольцевые детекторы дают информацию об отражении под углами последующих конусов °

Через ш шагов первый кольцевой детектор займет положение второго, второй — третьего и т.д. Расстояние ТТ между кольцевыми детекторами в модуле (фиг ° 2) кратно шагу перемещения модуля, Разность характеристик счетчиков, составляющих кольцевой детектор, не имеет значения, так как снимается суммарный сигнал от счетчиков, а ошибки, вносимые разностью характеристик отдельных кольцевых детекторов и усилителей, исключаются, так как информация о каждом угле отражения есть сумма показаний всех кольцевых детекторов. Количество счетчиков в кольцевом детекторе, количество детекторов в модуле и рабочий интервал углов выбираются из конструктивных соображений. Предлагаемый нейтронный дифрактометр состоит, например, из восьми кольцевых детекторов, каждый иэ которых содержит !6 счетчиков, а рабочий интервал о углов рассеяния составляет 30-! 25

Устройство, ориентирующее коллиматор на образец и состоящее из ползунка 15 с кулисой 16, движется с половинной скоростью по сравнению с модулем или от самостоятельного привода, или от системы, соединенной с осями направляющих роликов (шестерен) 17, и поворачивает коллиматоры

14 кольцевых детекторов. Для обеспечения постоянного ориентирования коллиматора на образец необходимо выполнение следующего условия: осевая линия ползунка, на котором подвижно установлены кулисы с коллиматором, должна быть средней линией треугольника, вершинами которого являются центр образца и центры двух детекторов, а основание совпадает с направлением движения детекторов, Коллиматор 3 крепится к трубе 1 с помощью разъемного соединения, на пример резьбового, для быстрой замены при смене образца. Нейтронный дифрактометр был опробован на модели, содержащей один кольцевой детектор радиусом 400 мм, содержащий 16 гелиевых счетчиков CHN-31, с углом рассеяния 45-135 при соответствующем перемещении, равном 800 мм. Выигрыш в скорости измерения (по сравнению с прототипом) составил пример12935 но порядок величины, причем была продемонстрирована возможность работы с образцами с минимальным объемом около О,1 мм, недоступным существующим установкам. С учетом числа п кольцевых детекторов общей выигрыш в светосиле возрастает в и раз, а минимальный объем исследуемых образцов дополнительно уменьшается.

10 изобретения

Формула

1. Нейтронный дифрактометр, содержащий входной коллиматор, держатель образца с блоками юстировки, 15 систему детектирования с коллиматорами, располОженйые по ходу пучка нейтронов и заключенные в блок нейтронной защиты, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения 20 скорости измерений путем повышения светосилы и обеспечения работы с обI

94 4 раэцами малого объема, система детектирования выполнена в виде n(n 1) соосных замкнутых кольцевых детекторов, расположенных соосно пучку нейтронов на одинаковом расстоянии друг от друга с возможностью поступательного перемещения вдоль нейтронного пучка, при этом входной коллиматор и держатель образца расположены на оси нейтронного пучка.

2. Дифрактометр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения уровня фона,- коллиматоры системы детектирования установлены с возможностью одновременного углового и линейного перемещений.

3, Дифрактометр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения работы с различными образцами и снижения уровня фона, входной коллиматор выполнен сменным и имеет форму конуса.

1293594

Составитель

Техред В.Кадар

Корректор С. Шекмар

Редактор А, Ренин

Заказ 378/47 Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13Q35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4