О Центре

Центр коллективного пользования «Нейтронные исследования конденсированных сред» (ЦКП НИКС) создан на базе реактора ВВР-М (ФГБУ «ПИЯФ» НИЦ КИ). Сотрудниками ЦКП НИКС накоплен большой и разнообразный, включающий в себя как исследования фундаментальных магнитных и структурных свойств вещества, так материаловедческие исследования.
ЦКП НИКС ПИЯФ НИЦ КИ имеет уникальную для России приборную базу нейтронных установок на реакторе ВВР-М и экспериментальные возможности проведения исследований конденсированных сред различными методами нейтронного рассеяния. Все нейтронные установки ЦКП НИКС созданы его сотрудниками на основании многолетнего опыта работы с рассеянием нейтронов.

Подробнее...

RvPN, канал №3

Ответственный:
н.с.

Забенкин Владимир Николаевич

zabenkin@pnpi.spb.ru

+7 8137146715

к. ф.-м. н., в.н.с.

 Гордеев Геннадий Петрович

 

 

вед. инженер

Диденко Геннадий Петрович

 

 

Область использования

               Рефлектометр является единственным в России такого типа прибором. Он позволяет исследовать структуру как свободной поверхности жидкости, так и интерфейса, а также  физико-химических и биологических процессов, проходящих как на свободной поверхности, так и на границах раздела фаз в разного рода жидких  системах, контактирующих с твердым телом, газом или с другой жидкостью. К числу таких систем относятся органические и неорганические однокомпонентные жидкости; растворы; суспензии и коллоидные растворы наночастиц, представляющих разные материалы; жидкие кристаллы; жидкие многослойки и т.д.

Описание прибора

Для работы рефлектометра “Реверанс” необходим наклонный пучок нейтронов с длиной волны λ = 6 Å. Поэтому было спроектировано внутриканальное устройство вывода пучка нейтронов, состоящее из 2х коллиматоров. Пучок таких нейтронов получается отражением от набора зеркал на Siподложке (фильтр). Размеры этих зеркала 10×16 мм2. Набор (фильтр) помещается на выходе первого коллиматора. Для избежания отражений под малыми углами этот косой канал-коллиматор делается многощелевым.


 

a)

 

 

б)

 

 

 

 

Рисунок 6. Сечение коллиматора: а) входное окно; б) выходное окно.

Рисунок 7. Рефлектометр поляризованных нейтронов
с вертикальной плоскостью рассеяния

1 биологическая защита, 2 узел вывода монохроматического нейтронного пучка, 3 нейтронный пучок,  4 щелевые устройства, 5 поляризатор, 6 флипперы, 7 образец для исследований, 8 подвижный стол для образца, 9 анализатор, 10 двухкоординатный детектор, 11 защита детектора, 12 подвижные платформы, 13 основание.

 

               Косой расходящийся канал имеется и после фильтра. При общей длине устройства ~3500 мм угловой захват равен~ 30, т.е. на выходе канала можно сканировать по высоте щелью для получения наклонного пучка в пределах ±1.5° углов падения на поверхность или интерфейс образца.


Таблица 5. Параметры прибора

Характеристика

Значение

Монохроматор

кристаллический (пиролитический графит, фторфлогопит)

Длина волны

  λ > 0,55  нм–1

Плоскость рассеяния

вертикальная

Наклон пучка

–1.5o ¸ +1.5o

Расстояние монохроматор-образец

4,5  м

Расстояние образец-детектор

2,5 м

Вектор рассеяния

 q < 0.3 нм–1

Разрешение по переданному импульсу

5·10–4 нм–1

Разрешение по углы

10"

Диапазон измеряемых масштабов

1 ¸ 150 нм

Таблица 6. Параметры детектора

Детектор

а) 1D (20 счетчиков СНМ-50)
б) 2D (190 мм × 190 мм)

Оборудование для образца

антивибрационное устройство,
камера с термостабилизацией

Поляризатор

2 суперзеркала

Анализатор

35 суперзеркал (веером)

 а)б)

в)

Рис. 3. Результаты моделирования выходного устройства рефлектометра “Реверанс”
 а) горизонтальная расходимость пучка; б) вертикальная расходимость пучка;
в) спектр нейтронов в пучке.

Особенности

               Возможность изучения свободной поверхности жидкости и границы раздела ее с другими веществами при неподвижном образце.

Дополнительное оборудование

1.     Многосчетчиковая система.

2.     Вакуумная система (для вакуумирования тракта).

3.     Визуализация пучка с помощью лазера.

4.     Электронный прерыватель поляризованного пучка.

Перспективы развития

               Предполагается оснащение рефлектометра 3D нейтронным поляриметром.

Публикации

1. Раджабов А.К., Гордеев Г.П., Аксельрод Л.А., Лазебник И.М., Забенкин В.Н.,Рефлектометр для исследования поверхности жидких систем, Кристаллография, т.52, №3, 2007,  стр. 585-589.