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...

 

VAP-3D, канал №14

 

Ответственный: 
с.н.с.

 Аксельрод Леонид Абрамович

Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

+7 813 71 46168

к. ф.-м. н., в.н.с.

н.с.

Гордеев Геннадий Петрович

Забенкин Владимир Николаевич

 

 

 

 

 

Область использования

 

               Нейтронный поляриметр позволяет отследить эволюцию вектора поляризации нейтронного пучка при прохождении через изучаемый образец. Прибор предназначен для исследования свойств магнитных неоднородностей, рассеивающих поляризованные нейтроны в пределах апертуры детектора. Свойства неоднородностей меняются под влиянием внешних параметров, под которыми в первую очередь подразумеваются напряженность магнитного поля, давление и температура. Получение информации о зависимости магнитных свойств материалов от этих параметров делает прибор уникальным при изучении магнитных фазовых переходов, пространственного распределения локальных намагниченностей (магнитной текстуры), критического состояния сверхпроводников (особенно, современных высокотемпературных сверхпроводников), мезоструктуру всевозможных ферроиков (магнетиков с тем или иным характером упорядочения моментов), природы гигантского магнито-сопротивления манганитов и других материалов. Сканируя образцы узкими нейтронными пучками, можно изучать локальные магнитные свойства материалов.

 

Описание прибора

               Пучок нейтронов реактора после грубого коллиматора (длинна 1 метр и окно 40х40 мм2)  монохроматизируется при отражении от плоскостей [1,1,1] кристалла германия с мозаичностью 20 минут. Монохроматический пучок с  поляризуется отражением от зеркала с магнитным  CoFe слоем и антипоглощающим подслоем  из TiZr.  Зеркало размещено между полюсниками магнита (поле 400 эрстед) и все это смонтировано в стальной трубе диаметром 100 мм, которая и выводит пучок из бетонной защиты.  Для регистрации нейтронов имеется три He3  - счетчика, один из которых (мониторный) расположен на выходе поляризатора, а два других в защите детектора.  Первый (основной счетчик) расположен на линии пучка, а второй в теле защиты в 10 см от линии пучка для регистрации фона.  Перед детектором  на юстировочном столе располагается многозеркальный анализатор – 26  зеркал с покрытием CoFe/TiZr, напыленным на стеклянные подложки толщиной 0,3 мм.(размер зеркал 50х200 мм2 ). Для реверсирования поляризации используется адиабатический флиппер. На всем тракте установки  организовано вертикальное ведущее поле величиной 10 эрстед.

 

Рисунок 18. Нейтронный поляриметр

1коллиматор, 2монохроматор-поляризатор, 3– узел векторного анализа, 4 – узел образца, 5– адиабатический флиппер (p/2, p), 6–многозеркальный анализатор, 7узел перемещения анализатора, 8 детектор.


 

Особенности прибора

               Отличительной особенностью данного прибора является наличие узла векторного анализа поляризации (Рисунок 19). Исследуемый образец помещается в «нулевое» магнитное поле обеспеченное трехслойным магнитным экраном (8). (Предусмотрена возможность автоматизированного перемещения образца поперек пучка внутри экрана.) Градиентная катушка (1) позволяет ввести пучок в узел без деполяризации. Поворот поляризации в пучке падающем на образец на любое желательное направление происходит в магнитных полях входного вращателя (2). Три взаимно-перпендикулярных прямоугольных соленоида вращателя  позволяют создать поле такого направления и такой величины, которые обеспечат поворот вектора поляризации на заданный угол. Таким образом, на образец может быть послан пучок с любым направлением поляризации. Аналогично устроенный выходной вращатель позволяет поочередно вывести на поле анализатора все  компоненты вектора поляризации в пучке после образца и измерить их.

 

 Рисунок 19. Узел векторного анализа

1,7 – градиентные  катушки; 2,5 – вращатели поляризации; 3,6 – магнитный экран для соленоидов;  8  – 2-х слойный  пермаллоевый магнитный экран.


Таблица 17. Параметры прибора

Монохроматор

 Кристалл германия

Длина волны

λ = 0,23  нм–1

Монохроматичность

/= 0,02

Плотность потока нейтронов на образце

4000 см-2сек-1

Размеры пучка на выходе поляризатора

3 х 30 мм2

Размеры пучка в устройстве векторного анализа

3 х 15  мм2

Поляризация пучка

0,95

Погрешность измерения компонент вектора поляризации

£ 0,01

Размерность измеряемой матрицы поляризаций

3 х 3

Размеры экранированного объема (узел образца)                      

5х25х25см3

Перемещение образца поперек пучка :
диапазон
минимальный шаг


40 мм
0,01 мм

Вращение узла образца вокруг вертикальной оси:
диапазон
минимальный шаг

 

10 град.
15 сек

Таблица 18. Параметры детектора

Детектор

 He3  счетчик СНМ-50

Оборудование для образца:

Криорефрижератор
Магнитные поля

 

температуры 10К ÷300К
до 20 эрстед

Поляризатор

CoFe-зеркало  (30х1000)мм2

Анализатор

26 CoFe-зеркал (50х200)мм2

 


 

Дополнительное оборудование

               Гелиевый  криорефрежиратор с диапазоном температур 20 ÷ 350 К.

Перспективы развития

               Предполагается оснастить нейтронный поляриметр 2D- детектором.

Публикации

  1. Axelrod L. A., Gordeev G. P., Lazebnik I. M., Lebedev V.T, Method of measurement of magnetic texture by polarized neutrons. Nucl.Instr.Meth. 164(1979) 521-524.
  2. Gordeev G. P., Axelrod L. A., Grigoriev S. V., Lazebnik I. M., Zabenkin V. N., Wagner V., Eckerlebe H., Mesostructure Parameters of the Dilute Alloy (Pd 0.984 Fe 0.016 ) 0.95 Mn 0.05, observed with Neutron Polarimetry, Physica B, 2004, v. 350, E95-E98
  3. Zabenkin V. N., Axelrod L. A., Gordeev G. P., Kraan W. H., Lazebnik I. M., Vorobiev A. A., Effect of Thermomagnetic Treatment on the magnetic State of a Ferrofluid: Polarized Neutron Study, Physica B, 2004, V. 350, E 211- E 215.
  4. Gordeev G. P., Zabenkin V. N., Axelrod L. A., Wagner V., Lazebnik I. M., Eckerlebe H., Investigation of Magnetic Mesostructure of (Pd 0.984 Fe 0.016 ) 0.95 Mn 0.05 Alloy by Polarized Neutrons, Physica B, 2007, v. 397, 33-35.

 

       5. Zabenkin V. N., Gordeev G. P., Axelrod L.A., Lazebnik I. M., Modification of Magnetic Flux Distribution trapped in YBaCuO Ceramics under External Field Rotation, Physica B, 2007, v. 397 .