Нейтронные методы исследования надмолекулярной структуры вещества : Рефлектометрия, цифровая радиография и томография

• Автор: Микеров, Виталий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕЙТРОННОЙ
РЕФЛЕКТОМЕТРИИ
1.1. Общие замечания
1.2. Коэффициент отражения в отсутствии шероховатостей
1.3. Коэффициент отражения для шероховатой поверхности
1.4. Выводы
Цитируемая литература к главе I
ГЛАВА И. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕЙТРОННОЙ
РАДИОГРАФИИ И ТОМОГРАФИИ
2.1. Общие замечания
2.2. Принцип и особенности нейтронной радиографии
2.3. Проекционные изображения и преобразование Радона
2.4. Метод фильтруемых обратных проекций
2.5. Метод максимума функции правдоподобия
2.6. Проверка совместимости томографических данных
2.7. Выводы
Цитируемая литература к главе II
ГЛАВА III. НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС
3.1. Общие замечания
3.2. Рефлектометр холодных нейтронов
3.3. Калибровка метода нейтронной рефлектометрии
3.4. Дифрактометр нейтронный многофункциональный ДНМ-1
3.4.1. Общее устройство установки
3.4.2. Спектральные и другие характеристики
3.4.3. Система управления, сбора и обработки информации
3.5. Двухкоординатные нейтронные детекторы
3.5.1. Пропорциональная камера на линиях задержки 6
3.5.2. Детекторы на основе приборов с зарядовой связью

3.6. Выводы
Цитируемая литература к главе III
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ
4.1. Общие замечания
4.2. Отражение нейтронов от многослойных структур
4.3. Многослойные монохроматоры
4.4. Структурные свойства и термостабильность системы Ве-Ті
4.5. Нейтронный интерферометр типа Фабри-Перо
4.6. Многослойные системы на основе снльнопоглощающих веществ
4.7. Концентратор тепловых нейтронов
4.8. Выводы
Цитируемая литература к главе IV
ГЛАВА V. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА
5.1. Общие замечания
5.2. Диаграмма рассеяния и определение спектра шероховатостей поверхности
5.3. Изучение магнитного рассеяния нейтронов. Наблюдение Эффекта Ионеды 118 для магнитного рассеяния
5.4. Эффект интерференции рассеянного нейтронного излучения
5.5. Выводы
Цитируемая литература к главе V
ГЛАВА VI. ЦИФРОВАЯ РАДИОГРАФИЯ И ТОМОГРАФИЯ
6.1. Общие замечания
6.2. Характеристики нейтронных изображений и их связь с параметрами 132 ПЗС - детектора
6.3. Эффективность и пространственное разрешение
6.3.1. Детекторы тепловых нейтронов
6.3.2. Детекторы быстрых нейтронов
6.4. Радиография и томография в тепловых нейтронах
6.5. Радиография в быстрых нейтронах
6.5.1. Природа и влияние фоновых излучений
6.5.2. Апробация на источниках различного типа
6.6. Особенности томографии в быстрых нейтронах
6.7. Перспективы развития систем визуализации нейтронных полей

6.8. Выводы
Цитируемая литература к главе VI
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

где G - это полное сечение (см“), равное сумме сечений захвата и рассеяния Оа + crs), a Nj - концентрация ядер i-ro химического элемента ослабляющего материала.
Причину широкого использования тепловых нейтронов можно понять из рис.2.2, графически изображающего различие ослабляющих способностей для рентгеновского излучения и тепловых нейтронов в функции от атомного номера вещества. Из рисунка видно, что:
• ослабление нейтронного излучения в отличие от рентгеновского излучения не зависит от атомного номера вещества и меняется в широком диапазоне;
• тепловые нейтроны имеют значительно большее ослабление, чем рентгеновские лучи, в материалах с малым атомным номером и некоторых сильно поглощающих тепловые нейтроны материалах (В, Li, Cd, Gd и др.), и наоборот, тепловые нейтроны легко пропускаются большинством материалов с большим атомным номером.
Быстрые нейтроны характеризуются сравнительно малым сечением взаимодействия этих нейтронов с веществом (рис. 2.3). Поэтому они обладают высокой по сравнению с тепловыми нейтронами, а также рентгеновским и гамма излучениями, проникающей способностью. Особенностью получения проекционных радиографических изображений в быстрых нейтронах является то, что быстрые нейтроны выбывают из пучка за счет рассеяния. При этом рассеянные нейтроны могут вносить существенный вклад в сигнал детектора [27, 30, 32] и приводить к ошибке в измерении среднего по спектру значения коэффициента линейного ослабления быстрых нейтронов в образце.
На практике приходится также учитывать, что при прохождении и тепловых, и быстрых нейтронов через образец их спектр модифицируется в соответствии с энергетической зависимостью сечения взаимодействия. Это приводит к зависимости измеренной величины (усреднение по траектории в образце) от толщины образца.
Пространственное разрешение, получаемое в радиографическом изображении, определяется рядом факторов:
• угловой расходимостью первичного нейтронного пучка,
• размером образца вдоль оси пучка,
• расстоянием между детектором и образцом,
• пространственным разрешением детектора.