SU735101A1 - Кристалл-монохроматор тепловых нейтронов - Google Patents

Description

ные решетки, незначительно отличаютс 

о

друг от друга (-5,65 А дл  германи  и

О

- 5,45 А дл  кремни ), что позвол ет регулировать структурное совершество твердого раствора изменением концентрации кремни  и его распределени  по кристаллу.

Однако заметны изменени  в структуре кристаллов твердого раствора Ge-Si, т. е. возникновение блоков мозаики, по вл етс  лишь при минимальной концентрации кремни  на одной из отражаюш,их поверхностей 2,5 ат. %. Существование градиента концентрации кремни  по толщине кристалла приводит к увеличению напр жени  в решетке германи  и изменению посто нной кристаллической решетки вдоль направлени  градиента концентрации кремни .

При концентрации кремни  на отражающей поверхности выше 8 ат. % не удалось вырастить монокристалл твердого раствора. Получающиес  поликристаллы . непригодны дл  использовани  в качестве кристаллов-монохроматоров тепловых нейтронов , так как дают рассе ние, характерное дл  ди|фракции тепловых.нейтронов,на поликристалле . Увеличение градиента концентрации кремни  свыше 9,5 ат. %/см также приводит к тому, что выращекный кристалл имеет сильно разориентированную ноликристаллическую структуру и непригоден к использованию в качестве кристалла-монохроматора тепловых нейтронов. При градиенте же концентрации кремни  меньше 3 ат. %/см крива  качани  кристалловмонохроматоров имеет малую полуширину, и следовательно, низкий интегральный коэффициент отражени  тепловых нейтронов даже на кристаллах с минимальным содержанием кремни  на одной из отражающих поверхностей до 8 ат. %.

На фиг. I приведены кривые качани  дл  прототипа (а) и дл  за вл емого .кристалла-монохроматора (б); на фиг. 2 - схемка устройства, по сн юща  его работу.

Интегральный коэффициент отражени  твпл01вых мейтронов на иривой 6 больше, чем на кривой а за счет увеличени  пикового коэффициента отражени  тепловых нейтронов в 2-2,5 раза при сохранении -используемой обычно полуширины кривой качани  в диапазоне 10-18.

Кристалл-монохроматор представл ет собой монокристалл на основе германи  со средним градиентом концентрации кремни  3,0-9,5 ат. %/см и с концентрацией

кремни  на одной из отражающих поверхностей 2,5-8,0 ат. %.

При попадании пучка тепловых нейтронов (фиг. 2) из активной зоны реактора 1 на кристалл-монохроматор 2 происходит дифракци  нейтронной волны на кристаллемонохроматоре , в результате чего нейтроны, падающие под углом Брэгга ОБ, соответствующим уравнению:

2d sin О Б

где d - посто нна  рещетки кристалламонохроматора;

Я- - длина волны тепловых нейтронов; п - пор док отражени . Происходит моиохроматизаци  «белого пучка тепловых нейтронов, идущего из реактора. Полученный монохроматический

п)чок тепловых нейтронов направл етс  на исследуемый объект 3. В зависимости от конкретной физической задачи могут измер тьс  параметры рассе ни  тепловых нейтронов на объекте 3 с помощью детектора

тепловых нейтронов 4.

В вьшолнеином HaiMH .кристалле-моиохроматоре тепловых нейтронов на основе германи  средний градиент концентрации кремни  составл ет 5 ат. %/см при концентрации кремни  на отражающей поверхности 3 ат. %.

Предлагаемый кристалл-монохроматор тепловых нейтронов позвол ет увеличить интегральный коэффициент отражени  тепловых нейтронов по сравнению с прототипом почти в 3 раза (фиг. 1) при сохранении высокой монохроматичности дифрагированного пучка тепловых нейтронов при полуширине кривой качани  10-12 угловых .мин. Измерени  бьши п;р01ведвны на двукристальном спектрометре, в котором первый кристалл - идеально соверщеиный Ge монохроматор, а второй - исследуемый,

о

Длина волны нейтронов Л 1,52 А.

Claims (1)

1. Формула изобретеци 

   Кристалл-монохроматор тепловых нейтронов на основе германи  с нарущенной кристаллической решеткой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  интегрального значени  коэффициента отражени  тепловых нейтронов, он выполнен со средним градиентом концентрации кремни  3,0-9,5 ат. %/см и с концентрацией кремни  на одной изотражающих поверхностей 2,5-8,0 ат. %.

   -20-15-10-5 В 5 to ,52025

   а