Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

neutronspredning

Oprindelig forfatter HBMoel Seneste forfatter Redaktionen

Neutronspredning. Principskitse af et treaksespektrometer. Monokromatorkrystallen (1. akse) udvælger neutroner med den ønskede energi fra det spektrum af neutroner, der udtages fra reaktorkernen gennem en strålingskanal. Hele den efterfølgende del med prøve, analysator og detektor kan dreje omkring 1. akse. De monokromatiske neutroner spredes fra prøven, der ønskes undersøgt (2. akse). De spredte neutroners energi bestemmes ved diffraktion i analysatorkrystallen, der kan dreje omkring prøven. Analysatoren danner 3. akse, hvorom detektoren kan drejes.

Neutronspredning. Principskitse af et treaksespektrometer. Monokromatorkrystallen (1. akse) udvælger neutroner med den ønskede energi fra det spektrum af neutroner, der udtages fra reaktorkernen gennem en strålingskanal. Hele den efterfølgende del med prøve, analysator og detektor kan dreje omkring 1. akse. De monokromatiske neutroner spredes fra prøven, der ønskes undersøgt (2. akse). De spredte neutroners energi bestemmes ved diffraktion i analysatorkrystallen, der kan dreje omkring prøven. Analysatoren danner 3. akse, hvorom detektoren kan drejes.

neutronspredning, eksperimentel teknik til bestemmelse af krystalstrukturer og magnetiske strukturer af faste stoffer (elastisk neutronspredning, se neutrondiffraktion) og til undersøgelse af kræfterne mellem atomerne i et fast stof og i magnetiske materialer (uelastisk neutronspredning).

Ved uelastisk neutronspredning udveksler neutronerne energi med krystallens gitter af atomer eller system af magnetiske momenter, hvorved der anslås hhv. vibrationer i krystalgitteret (fononer) eller præcessioner af atomernes magnetiske momenter (magnoner). Frekvenserne af disse excitationer er bestemt af hhv. de kræfter, der holder atomerne sammen i faste stoffer, og de magnetiske kræfter, der skaber magnetisme. Disse kræfter kan studeres ved måling af det uelastiske spredningsmønster, der fremkommer, når neutroner rammer et fast stof.

Til eksperimenterne kræves en kraftig stråle af neutroner med bølgelængde og energi sammenlignelige med hhv. afstanden mellem atomerne i krystalgitteret og energien af de excitationer, der anslås (fononer eller magnoner). Neutronkilder med disse egenskaber blev til rådighed for fysikerne efter fremkomsten i 1960'erne af forsøgsreaktorer med høj tæthed af termiske (lavenergetiske) neutroner i reaktorkernen, og uelastisk neutronspredning er siden udviklet til en enestående teknik til undersøgelser af faste stoffers struktur og dynamik.

Annonce

I praksis udtages en stråle af neutroner fra reaktorkernen gennem et forsøgsrør. Udvælgelse af neutroner med den ønskede energi og bestemmelse af de spredte neutroners energi sker enten ved diffraktion i krystaller med kendt gitterplanafstand (se monokromator) eller ved den såkaldte time-of-flight-metode, der udnytter, at neutronens energi bestemmer den tid, det tager den at bevæge sig en given afstand.

I takt med konstruktionen af neutronkilder med højere og højere neutronintensitet og udviklingen af teknikken i øvrigt er anvendelsen af neutronspredning udbredt fra at være fysikernes værktøj til forståelse af fundamentale problemer som faseovergange, kvantevæsker og spontan orden til også at være en enestående eksperimentel teknik til undersøgelser på mikroskopisk niveau af teknisk vigtige materialer som plastic, proteiner, polymerer, flydende krystaller, keramik, magneter og superledere.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Hans Bjerrum Møller: neutronspredning i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 14. december 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=131373