Нейтронный времяпролетный рефлектометр-малоугловой спектрометр "Горизонт" с вертикальной плоскостью рассеяния на источнике ИН-06 ИЯИ РАН

• Автор: Литвин, Василий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Основы методов нейтронной рефлектометрии и малоуглового рассеяния нейтронов

1.1. Принципы нейтронной рефлектометрии

1.2. Принципы малоуглового рассеяния нейтронов

1.3. Нейтронные рефлектометры

1.4. Малоугловые спектрометры

Глава 2. Описание установки Горизонт

2.1. Импульсный источник нейтронов ИН-06

2.2. Конструкция нейтронного рефлектометра «Горизонт»

Глава 3. Моделирование оптической схемы и испытания установки «Горизонт»

3.1. Модельный расчет спектра нейтронов
3.2. Рабочий диапазон переданного импульса нейтронов
3.3. Расчет выведения нейтронов из пучка за счет рассеяния и поглощения атомами воздуха на участке образец-детектор
3.4. Разрешение установки
3.4.1. Оценка длительности нейтронного импульса
3.4.2. Расчет расходимости падающего на образец пучка
3.5. Выбор оптимальной геометрии измерения в режиме малоуглового
спектрометра
3.6. Измерения в режиме рефлектометра
3.7. Использование отклоняющего суперзеркала в режиме рефлектометра
3.8. Интенсивность пучка нейтронов на образце
3.9. Результаты испытания установки
3.10. Обсуждение результатов
Глава 4. Двухкоординатные позиционно-чувствительные детекторы нейтронов
4.1.Существующие позиционно-чувствительные детекторы нейтронов
4.1.1. Многопроволочные пропорциональные камеры
4.1.2. Детекторы на основе сцинтилляторов
4.2. Разработка позиционно-чувствительных детекторов нейтронов на основе
сцинтилляторов
4.2.1. Исследования сцинтилляторов для позиционно-чувствительных
детекторов нейтронов
4.2.2. Разработка сцинтилляционного позиционно-чувствительного детектора нейтронов с использованием спектросмещающих волокон и лавинных

фотодиодов
4.2.3. Результаты испытаний прототипа детектора
4.3. Многопроволочная пропорциональная камера
4.3.1. Принцип действия детектора
4.3.2. Конструкция детектора
4.3.3. Моделирование детектора
4.3.4. Испытания детектора
Глава 5. Возможность применения сплава 40ХНЮ для изготовления элементов
нейтронографических установок
5.1. Импульсный источник нейтронов «РАДЭКС»
5.2. Исследование структуры сплава 40ХНЮ методом нейтронной дифракции
на источнике нейтронов «РАДЭКС»
Исследование надатомной структуры сплава 40ХНЮ методом малоуглового рассеяния нейтронов
5.3. Обсуждение результатов
Заключение
Список литературы
Приложения

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
МУРН — малоугловое рассеяние нейтронов
ПЧД — позиционно-чувствительный детектор (нейтронов)
АЦП — аналого-цифровой преобразователь
ЗЦП — зарядо-цифровой преобразователь (зарядочувствительный АЦП) ВЦП — время-цифровой преобразователь ПУ — предусилитель
ЛФД — лавинный фотодиод (многопиксельный)
НИс — единица твердости по шкале Роквелла
ОЦК — объемноцентрированная кристаллическая решетка
ГЦК — гранецентрированная кристаллическая решетка

Зеркальный нейтроновод. Для увеличения потока тепловых нейтронов на образце в канале биологической защиты источника установлен зеркальный нейтроновод. На рис. 2.4 приведено поперечное сечение нейтроновода. Канал нейтроновода выполнен из многослойных №МоЛл суперзеркал с т=2 (т. е. критический угол отражения нейтронов в 2 раза больше чем у природного никеля), его длина 7 м, ширина 70 мм , высота 12 мм. Нейтроновод изогнут в вертикальной плоскости (радиус кривизны 520 м) и наклонен по ходу пучка вниз на 48 мм, что позволяет избавиться от эпитепловых и быстрых нейтронов и, таким образом, улучшить фоновые условия в экспериментальной зоне. Нейтроновод состоит из кожуха, который на роликах закатывается в канал защиты источника. Внутри кожуха на опорных винтах установлены 14 секций суперзеркал, каждая секция состоит из двух широких и двух узких стеклянных пластин, склеенных в форме параллелепипеда. На пластины напылены 300 чередующихся слоев №Мо и Тц толщиной 5 нм (верхняя и боковые стенки) и толстый слой никеля — на нижние стенки. С помощью опорных винтов была произведена юстировка зеркал. Каждая секция наклонена вниз на 3' относительно предыдущей, обеспечивая таким образом изогнутость канала. В кожух через специальные окна были засыпаны полиэтиленовые гранулы, которые рассеивают нейтроны, не попавшие в зеркальный канал. Торцы нейтроновода закрыты крышками с алюминиевыми окнами толщиной 1 мм напротив зеркального канала. Кожух нейтроновода вакуумируется, чтобы избежать рассеяния в воздухе. Кожух нейтроновода окружен 20-ю шайбами из борированного полиэтилена толщиной 5 см, соответствующими диаметру канала защиты. Часть нейтроновода длиной 1,7 м выходит в экспериментальную зону и опирается на специальную опору.