Cтраница 1
Амплитуда рассеяния нейтронов ( в отличие от рентгеновских лучей) не зависит систематически от атомного номера элемента. [1]
Зависимость амплитуды рассеяния нейтрона от ориентации спина ядра и от изотопного состава приводит к тому, что кристалл отражает нейтроны в различных направлениях, а не только в тех, которые разрешены условием (10.18) Брэгга - Вульфа. [2]
Она решает поставленную задачу: по амплитудам рассеяния нейтронов на свободных ядрах ( предполагающимся известными) ею определяется сечение рассеяния на молекуле с учетом собственного движения ядер и с учетом интерференционных эффектов от рассеяния на различных ядрах. [3]
Величина хг может быть связана с амплитудой рассеяния нейтронов изолированными ядрами. [4]
Величина аг может быть связана с амплитудой рассеяния нейтронов изолированными ядрами. [5]
В этих условиях амплитуда рассеяния заряженных частиц только фазой отличается от амплитуды рассеяния нейтронов. [6]
С помощью нейтронографии можно изучать магнитную структуру кристаллов, что обусловлено зависимостью амплитуды рассеяния нейтронов от величины и ориентации магнитного момента диполя. [7]
В самой ядерной физике нейтронография используется для определения знаков и абсолютных значений когерентных амплитуд рассеяния нейтронов на различных ядрах. В физике твердого тела и смежных с ней областях нейтронография используется для получения информации о структуре кристаллов. [8]
Эта форма матричного элемента связана с использованием ряда приближений, одним из которых является относительная малость изменения амплитуды рассеяния нейтронов на протонах в рассматриваемой области энергий, а другим-приближенная изотропия рассеяния нейтронов на протонах в системе центра масс этих двух частиц. [9]
Нейтронография применяется для структурных исследований с целью определения положения легких атомов, в частности атомов водорода; при исследовании сплавов, состоящих из атомов с близкими атомными номерами ( например Fe-Co), а следовательно, и с близкими амплитудами рассеяния рентгеновских лучей, но с заметно отличающимися амплитудами рассеяния нейтронов; при исследовании магнитных веществ, так как последние способны давать дополнительное рассеяние нейтронов вследствие наличия магнитных моментов у атомов. [10]
Как уже указывалось, рассеяние нейтронов происходит на ядрах атомов. В отличие от атомных амплитуд для рентгеновых лучей и электронов, всегда положительных, амплитуды рассеяния нейтронов ядрами имеют как положительные, так и отрицательные значения. Ядра являются практически точками для длин волн около 1 А, поэтому / не уменьшаются с увеличением 5 [ ср. Результирующий спад рассеяния обусловлен только тепловым движением ядер. Отличительным свойством рассеяния нейтронов является чувствительность его к изотопическому составу, так как различные изотопы одного и того же элемента имеют разные амплитуды рассеяния. [11]
Это учитывается при постановке и проведении структурных исследований. Существенно, что амплитуды рассеяния рентгеновского излучения и электронов одинаковы для всех изотопов данного элемента, тогда как амплитуды рассеяния нейтронов / п для разных изотопов различны. Благодаря этому медленные нейтроны служат исключительно удобным средством изучения структуры твердых тел и жидкостей, содержащих атомы с очень близкими или достаточно далекими порядковыми номерами; они практически незаменимы в структурных исследованиях водородсодержащих соединений, позволяя фиксировать положения атомов водорода и длину водородных связей. [12]
Не очень большие различия в абсолютных значениях амплитуд позволяют проводить с помощью дифракции нейтронов определения структур с атомами, сильно различающимися по атомным номерам, например исследовать строение гидридов или карбидов тяжелых металлов, определять положение атомов водорода в соединениях тяжелых элементов. Другое применение дифракции нейтронов - это исследование соединений из атомов с близкими атомными номерами ( например, сплав CoNi с Z соответственно 27 и 28), которые практически неразличимы в рентгеновском или электронографическом эксперименте, но имеют разные амплитуды рассеяния нейтронов. Нейтронографически можно отличить, следовательно, случаи, когда указанные атомы в сплаве статистически замещают друг друга или когда они упорядочение размещены по различным положениям. Наконец, нужно упомянуть и о так называемом магнитном рассеянии нейтронов, вызываемом атомами, электронная оболочка которых имеет магнитный момент. С помощью магнитного рассеяния исследуется ориентировка моментов в ферро - и антиферромагнитных материалах. [13]
В нейтронографичсском анализе для исследования веществ используются монохроматические пучки медленных нейтронов. Специфика использования нейтронографии для структурных и других исследований веществ обусловлена следующими осббенчостями рассеяния нейтронов в кристаллической решетке по сравнению с рентгеновскими лучами: нейтроны рассеиваются ядрами атомов, а рентгеновские лучи в основном электронами; рассеяние нейтронов не зависит от угла ( направления) падения пучка, тогда как рассеяние рентгеновских лучей от него зависит; амплитуда рассеяния нейтронов не монотонно зависит от атомного номера элемента, а в случае рентгеновских лучей функция атомного рассеяния растет с ростом атомного номера; нейтроны обладают магнитным моментом; нейтроны глубоко проникают в массу исследуемого образца и слабо поглощаются веществом. [14]
Рассеяние нейтронов происходит в поле ядерных сил и в меньшей степени в магнитном поле электронных оболочек. Синтез Фурье, выполненный с использованием структурных факторов нейтронного рассеяния, воспроизводит картину распределения ядер в объекте. Амплитуды рассеяния нейтронов на различных ядрах находятся в сложной зависимости от природы последних, но меняются в сравнительно узких пределах. Ни один из исследованных элементов не имеет амплитуды, которая превосходила бы амплитуду водорода более чем в четыре раза. [15]