Нейтронный кристаллический спектрометр

 

Изобретение относится к нейтронной физике и может быть использовано для измерения энергетического спектра медленных нейтронов. Цель изобретения - повышение информативности измерений за счет увеличения использования спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов. Спектрометр содержит монохроматр, расположенный между нейтроноводами. Монохроматор имеет защиту, состоящую из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть защиты выполнена гибкой в виде цепи, состоящей из однотипных ведомых и ведущих звена. Звенья размещены в направляющей, имеющей прямолинейные и дугообразные участки. Ведущее звено имеет отверстие для пропуска пучка нейтронов из монохроматора на узел образца, который кинематически связан с анализатором и электродом. Это позволяет отбирать из нейтроновода пучки монохроматических нейтронов определенной длины волны и производить энергетический анализ нейтронов, неупругорассеянных в образце. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК

38 А1 (19) (И) (S1)S G 01 Т 3/00 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4632095/40-25 (22) 25.11.88 (46) 23.06.90. Вюл. Ф 23 (72) И.В.Наумов (53) 539.1,074.8(088,8) (56) Grenoble France Neutron research

facilities at the ill high flux reac—

tor ° 1985.

Saclay France Laboratoire Leon

Brillonin Equipenmnts Experirnentaux, 1982. (54) НЕЙТРОННЫЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ

СПЕКТРОИЕТР (57) Изобретение относится к нейтронной физике и может быть использовано для измерения энергетического спектра медленных нейтронов. Цель изобретения — повышение ННАорМаТНННосТН измерений за счет увеличения испольэования спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов. Спектрометр содержит монохроматор, расположенный между нейтроноводаии.Ионохроматор имеет защиту, состоящую из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть защиты выполнена гибкой в виде цепи, состоящей иэ однотипных ведомых и ведущих звеньев. Звенья размещены в направляющей, имеющей прямолинейные и дугообразные участки, Ведущее звено имеет отверстие для пропуска пучка нейтронов иэ монохроматора на узел образца, который кинематически связан с анализатором и электродом. Это позволяет отбирать из нейтроновода пучки монохроматических нейтронов определенной длины волны и производить энергетический анализ нейтронов, неупругорассеянных в образце. 2

1573438

Изобретение относится к нейтронной физике и может быть использовано для измерения энергетического спектра и медленных нейгронов °

Цель изобретения — увеличение информативности измерений за счет уве пичения использования участка спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов. 10

На фиг. i схематически представлен нейтронный кристаллический спектрометр; на фиг.2 — пример выполнения

Гибкой части защиты с ведущими и соседними звеньями. 15

Спектрометр содержит монохроматор

1, размещенный между нейтроноводами 2.

Конохроматор вместе с частью нейтройовода помещен в защиту 3. Средняя

4асть защиты цепная. Она состоит иэ звеньев 4 и 5. Каждое звено состоит из пяти пластин — три из стали и две из борированного полиэтилена. Звено

5 — ведущее. Оно имеет отверстие 6 для пропуска пучка, кинематически . 25 связано узлом образца 7 и монохроматором. Звенья имеют форму цилиндров

С цилиндрическими выборками 8 и плоскими срезами 9. Звенья соединены между собой двумя пластинами 10, жестко закрепленными на одном и шарнирно на другом, что позволяет цепи изгибаться, но исключает свободное вращение и трение звеньев между собой. Узел

Образца 7 находится на постоянном рас-35 стоянии от монохроматора и кинематически связан с ним, анализатор 11 находится на постоянном расстоянии от узла образца 7, детектор 12 находится на постоянном расстоянии от анали- 40 затора 11 и кинематически связан с . ним. Все оси вращения элементов спекгрометра параллельны.

Спектрометр работает следующим об- 45 разом.

На осях монохроматора 1 и анализа. тора 11 устанавливаются кристаллы, йозволяюшие отбирать из нейтронов в нейтроноводе пучок монохроматических

50 ,нейтронов определенной длины волны и йроизводить энергетический анализ нейтронов, неупруго рассеяных узлом образца 7. При установке на оси монохроматора 1 идеальных кристаллов типа

55 пиролитического графита отражается только малая часть нейтронов, а осталь йые практически без рассеяния проходят по следующему нейтроноводу 2 и могут использоваться на следующих установках.

Прибор работает с переменной длиной волны монохроматических нейтронов, монохроматор 1 имеет воэможность поворачиваться, при этом углу поворота монохроматора должен соответствовать поворот узла образца 7 вокруг оси монохроматора на угол 9 = 2 (Полный угол g (фиг.1) является ограничением углового интервала, допускаемого конструкцией. Для эксперимента желательно иметь угол 9 вплоть до прямого эа исключением участков, лежащих на прямом пучке.

При повороте прибора вокруг оси монохроматора ведущее звено 5 защиты

3, связанное с осью образец-монохроматор, также поворачивается и передает движение (тянет, толкает) всем остальным звеньям. Звенья движутся в направляющей (не показано) состоящей из прямолинейных и дугообразной частей, закрепленной в неподвижной части защиты, расположенной вдоль нейтроноводов и обходящей узел.монохроматора.

При повороте узла образца вокруг оси монохроматора сам узел образца, а также элементы, находящиеся между защитой и узлом образца, поворачиваются по дуге вокруг и вместе с подвижной частью защиты в диапазоне углов, ограниченном конструктивными возможностями узла перемещения от и до неподвижной части защиты, непосредственно примыкающей к нейтроноводу.. Защита расположена не по касательной к узлу монохроматора, а огибает его, тем самым освобождает место для элементов . спектрометра. Подвижная защита сделана гибкой — цепной, состоящей из отдельных звеньев, при движении обходящей узел монохроматора. Динамика рассеивающей системы описывается двумя параметрами: передача импульса нейтрона в акте рассеяния и передача энергии.

Достаточно широкий диапазон варьирования параметра передачи импульса нейтрона, как непременное условие эксперимента по неупругому рассеянию и в связи с этим возможность получения максимума информации, может быть обеспечен лишь с помощью непрерывного изменения в значительных пределах волновых векторов и угла рассеяния. Область изменения величин волнового векЬ 15734 тора К определяется диапазоном варьи0 рования углов поворота 2 8 кристалламонохроматора. Диапазон его изменения ограничивается площадью, отведенной для размещения прибора, геометрическими размерами спектрометра и, соответственно,конструкцией. Широкий диапазон углов поворота монохроматора позволяет получить увеличенный набор длин волн монохроматических пучков с возможностью выбора условий для наиболее светосилового эксперимента и эксперимента с наилучшим разрешением, которые, как правило, определяются граничными условиями рабочего диапазона, при этом поскольку расстояние от монохроматора до образца обеспечивается при таком консруктивном выполнении защиты минимальным, то ин- 20 тенсивность пучка выше по сравнению с известными техническими решениями.

Узел монохроматора включает механизм деления, обеспечивающий условия отражения кристалла-монохроматора 25 (Ч" = - 6 ), оптику для визуального контроля за положением кристалламонохроматора, юстировочный стол с приспособлением для вертикальной фокусировки нейтронного пучка и выведения кристалла в отражающее положение и шибер с приводом для перекрытия пучка монохроматических нЕйтронов при работе операторов на спектрометре.Нейтроновод не перекрывается, так как ча нем есть и другие приборы.

Наружный диаметр узла монохрома- тора в проекте 700 мм. Угол поворота образца относительно монохроматора

36-144, В известном спектрометре угол 40 — 140 при диаметре упрощенного узла монохроматора 100-120 мм.

Толщина защиты 250 мм. Неподвижная защита из тяжелого бетона, подвижная состоит из 150 мм железа и из 100 мм 4 борированного полиэтилена. Расстояние от оси монохроматора до образца 1500 мм. Средний радиус подвижной защиты 500 мм. Узел образца имеет ди— аметр 400 мм. Между подвижной защитой и узлом образца расположены соллеровский коллиматор длиной 200 мм, селектор с длиной рабочей части 375 мм, 38 6 монитор и ограничительные щели общей толщиной 40 мм.

Неподвижная защита изготавливается из стальных блоков с заполняемым бетоном. Подвижная — сборная из пяти пластин. Наружные и средний — стальные, промежуточные — иэ борированного полиэтилена. Крепление производится на центральном, стальном. Каждое звено имеет опорные ролики и роллк ведущий их по направляющей.

Использование схемы защиты известного спектрометра в предлагаемом приборе позволяет работать в диапазоне

60 — 120 в лучшея случае. В приборе для снижения фона за счет исключения отражений более высоких порядков между подвижной защитой и образцом усВ тановлен селектор. Постановка селектора при схеме известного спектрометра вообще невозможна.

Таким образом, предлагаемый нейтронный кристаллический спектрометр позволяет повысить информативность измерений за счет увеличения углового диапазона.

Формула изобретения

Нейтронный кристаллический спектрометр, содержащий монохроматор, расположенный между нейтроноводами, защиту монохроматора, состоящую иэ подвижной и неподвижной частей, узел образца, анализатор и детектор, установленные с возможностью вращения вокруг параллельных осей, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения информативности измерений за счет увеличения использования участка спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов, подвижная часть защиты монохроматора выполнена гибкой в виде цепи, состоящей из ряда однотипных ведомых и ведущего звеньев, звенья размещены в направляющей, имеющей прямолинейные и дугообразный участки, при этом ведущее звено подвижной цепи размещено на дугообразном участке окружности с центром на оси монохроматора, кинематически связано с узлом образца и монохроматором и имеет отверстие для нейтронного пучка.f573438

Составитель С.Кондратенко

Техред Л.Сердюкова КоРРектоР С. Ыевкун

Редактор Н.Яцола

Заказ f642

Тираж 354

Подписное

ВЯКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, f0t