Нейтронный кристаллический спектрометр

СООЗ СОВЕТ СООИАЛИСТ РЕСПУБЛИК 51).5 С 01 Т 3/00 1/ ОсудАРстВенный НОмитО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРи Гннт сссР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ 25 гапсе 1.аЬогаго 1 ге 1.еопсц 1 рещедя Ехрег 1 пепгацх,учки м и е е ох оматических неитро(56) СгепоЬ 1 е Ггапсе Бецггоп геяеагсЬ Еас 111 г 1 ея аг аале 111 Ь 18 Ь Г 1 цх геас - аког. 1985.Вас 1 ау РВг 111 оп 1 п Е1982.(54) НЕЙТРОННЫЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЕКТРОИЕТР(57) Изобретение относится к нейтронной физике и может быть использовано для измерения энергетического спектра медленных нейтронов. 1 ель изобретения - повышение информативности из. мерений за счет увеличения использования спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов. Спектрометрсодержит моиохроматор, расположенныймежду нейтроноводами.понохроматор имеет защиту, состоящую из подвижюй инеподвижной частей. Подвижная частьзащиты выполнена гибкой в виде цепи,состоящей иэ однотипных ведомых и ведущих звеньев. Звенья размещены в на.правляющей, имеющей прямолинейные идугообразные участки, Ведущее звеноимеет отверстие для пропуска пучканейтронов из монохроматора на узелобразца, который кинематически связан с анализатором и электродом, Этопозволяет отбирать из нейтроновода о р д еннои длины волны и производить энергетический анализ нейтронов, неупругорассеянных в образце. 2 ил.Изобретение относится к нейтрон-ной Физике и может быть использовано для измерения энергетического спектра и медленных нейгроновЦель изобретения - увеличение информативности измерений за счет увепичения использования участка спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов. 10На Фиг.1 схематически представЛен нейтронный кристаллический спектрометр; на Фиг.2 - пример выполнения гибкой части защиты с ведущими и соседними звеньями. 15Спектрометр содержит монохроматор 1, размещенный между нейтроноводами 2. г 1 онохроматор вместе с частью нейтройовода помещен в защиту 3. Средняя Часть защиты цепная. Она состоит иэ звеньев 4 и 5. Каждое звено состоит Из пяти пластин - три из стали и две из борированного полиэтилена, Звено 5 - ведущее. Оно имеет отверстие 6 для пропуска пучка, кинематически . 25 связано узлом образца 7 и монохрома- тором. Звенья имеют форму цилиндров с цилиндрическими выборками 8 и плоскими срезами 9, Звенья соединены между собой двумя пластинами 10, жестко Закрепленными на одном и шарнирно на Другом, что позволяет цепи изгибаться, но исключает свободное вращение и трение звеньев между собой. Узел Образца 7 находится на постоянном расстоянии от монохроматора и кинематически связан с ним, анализатор 11 находится на постоянном расстоянии от узла образца 7, детектор 12 находится на постоянном расстоянии от анали затора 11 и кинематически связан с . ним. Все оси вращения элементов спекгрометра параллельны. Спектрометр работает следующим образом,На осях монохроматора 1 и анализатора 11 устанавливаются кристаллы,йозволяюшие отбирать из нейтронов внейтроноводе пучок монохроматических50,Нейтронов определенной длины волны ийроизводить энергетический анализ нейтронов, неупруго рассеяных узлом образца 7. При установке на оси монохроматора 1 идеальных кристаллов типа55пиролитического графита отражаетсятолько малая часть нейтронов, а остальйые практически без рассеяния проходят по следующему нейтроноводу 2 и могут использоваться на следующих установках.Прибор работает с переменной длиной волны монохроматических нейтронов, монохроматор 1 имеет воэможностьповорачиваться, при этом углуповорота монохроматора должен соответство.вать поворот узла образца 7 вокругоси монохроматора на угол 9 = 2 Ч"Полный угол 9 (Фиг.1) является ограничением углового интервала, допускаемого конструкцией. Для эксперимента желательно иметь угол В вплоть допрямого эа исключением участков, лежащих на прямом пучке,При повороте прибора вокруг осимонохроматора ведущее звено 5 защиты3, связанное с осью образец-монохроматор, также поворачивается и передает движение (тянет, толкает) всемостальным звеньям. Звенья движутсяв направляющей (не показано) состоящей из прямолинейных и дугообразнойчастей, закрепленной в неподвижной части защиты, расположенной вдоль нейтроноводов и обходящей узел,монохро. -матора,При повороте узла образца вокругоси монохроматора сам узел образца,а также элементы, находящиеся междузащитой и узлом образца, поворачиваются по дуге вокруг и вместе с подвижной частью защиты в диапазоне углов,ограниченном конструктивными возможностями узла перемещения от и до неподвижной части защиты, непосредственно примыкающей к нейтроноводу. Защитарасположена не по касательной к узлумонохроматора, а огибает его, тем самым освобождает место для элементов,спектрометра. Подвижная защита сделана гибкой - цепной, состоящей из отдельных звеньев, при движении обходящей узел монохроматора, Динамика рассеивающей системы описывается двумяпараметрами: передача импульса нейтрона в акте рассеяния и передачаэнергии.Достаточно широкий диапазон варьирования параметра передачи импульсанейтрона, как непременное условие эксперимента по неупругому рассеянию ив связи с этим возможность получениямаксимума информации, может быть обеспечен лишь с помощью непрерывного изменения в значительных пределах волновых векторов и угла рассеяния. Область изменения величин волнового век 15734 тора К определяется диапазоном варьиОрования углов поворота 26 кристалламонохроматора. Диапазон его изменения ограничивается площадью, отведенной для размещения прибора, геометрическими размерами спектрометра и, соответственно,конструкцией. Широкий диапазон углов поворота монохроматора позволяет получить увеличенный набор длин волн монохроматических пучков с возможностью выбора условий для наиболее светосилового эксперимента и эксперимента с наилучшим разрешением, которые, как правило, определяются граничными условиями рабочего диапазона, при этом поскольку расстояние от монохроматора до образца обеспечивается при таком консруктивном выполнении защиты минимальным, то ин тенсивность пучка выше по сравнению с известными техническими решениями,Узел монохроматора включает механизм деления, обеспечивающий условия отражения кристалла-монохроматора 25 (=6 ),оптику для визуального контроля за положением кристалламонохроматора, юстировочный стол с приспособлением для вертикальной фокусировки нейтронного пучка и выведения кристалла в отражающее положение и шибер с приводом для перекрытия пучка монохроматических нЕйтронов при работе операторов на спектрометре.Нейтроновод не перекрывается, так как ча нем есть и другие приборы.Наружный диаметр узла монохрома- тора в проекте 700 мм. Угол поворота образца относительно монохроматора 36-144, В известном спектрометре угол 40 - 140 при диаметре упрощенного узла монохроматора 100-120 мм. Толщина защиты 250 мм. Неподвижная защита из тяжелого бетона, подвижная состоит из 150 мм железа и из 100 мм 4 борированного полиэтилена. Расстояние от оси монохроматора до образца 1500 мм. Средний радиус подвижной защиты 5 СЭ мм. Узел образца имеет ди - аметр 400 мм. Между подвижной защитой и узлом образца расположены соллеровский коллиматор длиной 200 мм, селектор с длиной рабочей части 375 мм,38 6монитор и ограничительные щели общей толщиной 40 мм.Неподвижная защита изготавливается из стальных блоков с заполняемым бетоном. Подвижная - сборная из пяти пластин. Наружные и средний - стальные, промежуточные - иэ борированного полиэтилена. Крепление производится на центральном, стальном. Каждое звено имеет опорные роликии роллк ведущий их по направляющей.Использование схемы защиты известного спектрометра в предлагаемом приборе позволяет работать в диапазоне 60 - 120 в лучшея случае. В приборе для снижения фона за счет исключения отражений более высоких порядков между подвижной защитой и образцом установлен селектор. Постановка селектора при схеме известного спектрометра вообще невозможна.Таким образом, предлагаемый нейтронный кристаллический спектрометр позволяет повысить информативность измерений за счет увеличения углового диапазона.формула изобретенияНейтронный кристаллический спектрометр, содержащий монохроматор, расположенный между нейтроноводами, защиту монохроматора, состоящую иэ подвижной и неподвижной частей, узел образца, анализатор и детектор, установленные с возможностью вращения вокруг параллельных осей, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности измерений за счет увеличения использования участка спектра длин волн монохроматических пучков нейтронов, подвижная часть защиты монохроматора выполнена гибкой в виде цепи, состоящей из ряда однотипных ведомых и ведущего звеньев, звенья размещены в направляющей, имеющей прямолинейные и дугообразный участки, при этом ведущее звено подвижной цепи размещено на дугообразном участке окружности с центром на оси монохроматора, кинематически связано с узлом образца и монохроматором и имеет отверстие для нейтронного пучка.1573438 Составитель С.Кондратенкоактор Н.Яцола Техред Л,Сердюкова КоРРектоР С1 Девкун 354 Подписное Т оизводственна-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Государственного комитета 113035, Москва, изобретениям и открьггиям прн ГКНТ ССС5, Раушская наб, д. 4/5