Установка малоуглового рассеяния нейтронов для компактного нейтронного источника DARIA

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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.

Об авторах

К. А. Павлов

Научный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Петербургский институт ядерной физики
им. Б.П. Константинова; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: fairy.neutrons@yandex.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина; Россия, 198504, Санкт-Петербург

Н. А. Коваленко

Научный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Петербургский институт ядерной физики
им. Б.П. Константинова; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: Grigoryev_SV@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина; Россия, 198504, Санкт-Петербург

Л. А. Азарова

Научный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Петербургский институт ядерной физики
им. Б.П. Константинова; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: Grigoryev_SV@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина; Россия, 198504, Санкт-Петербург

Е. А. Кравцов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: Grigoryev_SV@pnpi.nrcki.ru
Россия, 620108, Екатеринбург

Т. В. Кулевой

Научный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: Grigoryev_SV@pnpi.nrcki.ru
Россия, 123182, Москва

С. В. Григорьев

Научный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Петербургский институт ядерной физики
им. Б.П. Константинова; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Grigoryev_SV@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина; Россия, 198504, Санкт-Петербург

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 файлы


© К.А. Павлов, Н.А. Коваленко, Л.А. Азарова, Е.А. Кравцов, Т.В. Кулевой, С.В. Григорьев, 2023