NeutronovÝ Rozptyl.

Jiří Kulda

Institut Laue-Langevin, BP 156, 38042 Grenoble Cedex, France

Většina difrakčních technik známých z rentgenové strukturní analýzy má své přímé analogie v oblasti neutronového rozptylu, které poskytují např. unikátní informace o magnetických strukturách, umožňují současné určení polohy lehkých a těžkých atomů či využití selektivní deuterace k variaci kontrastu při studiu velkých biologických objektů. Stejně důležitá je i neutronové spektroskopie, která poskytuje obraz dynamického chování atomů a molekul v energetické škále 10^-8 až 10⁰ eV.

Účelem této přednášky je poskytnout přehled o základních vlastnostech neutronů, o mechanismech jejich interakce s látkami a o základech nejdůležitějších experimentálních technik - difrakci na prášcích a na monokrystalech a studiu elementárních excitací v monokrystalech. Na tuto úvodní informaci naváží specializované přednášky z oblastí hrajících nejvýznamnější úlohy v kontextu české komunity: studium magnetických struktur, aplikace difrakce neutronů v materiálovém výzkumu a maloúhlový rozptyl.

Část I. Základy experimentální metodiky

Základní vlastnosti neutronů – hmotnost, náboj, magnetický moment, poločas rozpadu, interakce s kondenzovanými látkami, jaderný a magnetický rozptyl, absorpce, index lomu, totální odraz

Zdroje neutronů - štěpení a spalace těžkých atomů, jaderné reaktory s vysokým tokem (ILL Grenoble, LLB Saclay, FRM-II Mnichov), urychlovačové zdroje (ISIS, projekty SNS, ESS, AUSTRON)

Neutronová optika - krystalové monochromátory a analyzátory, zrcadla, neutronovody, stínění

Detekce neutronů - plynové proporcionální trubice, scintilátory, polohově citlivé detektory, registrační folie

Experimenty za extrémních podmínek - nízké a vysoké teploty, vysoké tlaky, magnetická pole

Část II. Příklady aplikací

Difrakce na prášcích - difraktometry s vysokým rozlišením (upřesňování poloh lehkých atomů), difraktometry s vysokou rychlostí sběru dat (kinetické experimenty, textury)

Difrakce na monokrystalech - čtyřkruhový difraktometr s polohově citlivým detektorem, Laueho metoda s registrační fólií

Nepružný rozptyl - tříosý spektrometr, metody založené na měření doby průletu, excitace v mřížkových a magnetických podsystémech, polarizační analýza

Závěr - dostup k neutronovým zdrojům, národní a mezinárodní laboratoře, konference a školy