Многофункциональный нейтронный спектрометр для импульсного источника нейтронов ИЯИ РАН

С.П. Кузнецов1), А.Д. Перекрестенко2)

    1. Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
    2. Институт ядерных исследований РАН

Разработан и осуществляется проект многофункционального нейтронного спектрометра (МНС), предназначенного для одновременного исследования структурных и динамических параметров вещества находящегося в конденсированном состоянии. В блок-схему МНС входят дифрактометры высокого разрешения и высокой интенсивности включая дифрактометр малоуглового рассеяния, спектрометры квазиупругого и неупругого рассеяния нейтронов, а также блок образца, позволяющий проводить измерения с образцами находящимися как внутри различных технологических объемов, так и в свободном состоянии. Сочетание спектрометрических и дифрактометрических блоков на одном пучке диктуется с одной стороны очевидными преимуществами одновременного определения как структурных, так и динамических параметров вещества, особенно вблизи точек фазовых переходов, в процессе синтеза или деформации, с другой – ограниченным количеством измерительных каналов на нейтронном источнике ИЯИ. Пролетная база источник-образец (L1 = 20м) была выбрана с учетом оптимального соотношения пролетных баз источник-образец и образец детектор (L2) в дифрактометре малоуглового рассеяния и при ширине вспышки 100мкс позволяет получить разрешение по переданному импульсу D Q/Q=0,3% и чувствительность по переданной энергии D Е = 50мкэВ в блоках высокого разрешения с использованием геометрии обратного рассеяния. Высокая светосила дифракционных блоков достигается за счет применения позиционно-чувствительных детекторов (ПЧД). Использование большого количества светосильных элементов эксплуатируемых одновременно накладывает ограничения на геометрию размещения блоков. Предлагаемая схема спектрометра, на наш взгляд, является сбалансированной с точки зрения светосилы, разрешения и фоновых условий и согласованной с геометрией физ-зала нейтронного источника. К 2005 году создан и установлен на нейтронном источнике вакуумируемый зеркальный нейтроновод прямоугольного сечения из нержавеющей стали длиной 12 метров. Нейтроновод предназначен для транспортировки нейтронов от источника до образца, уменьшения поглощения и рассеяния нейтронов в воздухе и увеличения доли длинноволновых нейтронов в спектре. Изготовлены также блок образца и блок дифрактометра обратного рассеяния.

Кузнецов Сергей Павлович, ведущий научный сотрудник Нейтронно-физического отдела Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, к.ф.-м.н.

Тел. 1326674, ckuz@sci.lebedev.ry