Эксперименттің геометриясы.

Металдар мен қорытпалардың құрылымын зерттеуде нейтрондарды (немесе толқындық қасиеті болатын басқа да микробөлшектерді) пайдалану мүмкін болуы үшін олардың толқын ұзындығы жазық аралық қашықтықпен шамалас болуы керек. Қозғалыстағы микробөлшектерге сәйкес келетін толқын ұзындығы де- Броль қатынасымен анықталатыны белгілі

мұндағы h- Планк тұрақтысы, m мен - микробөлшектің массасы мен жылдамдығы.

0 және 100⁰С жылулық тепе-тендікте болатын нейтрондардың жылдамдығына сәйкес келетін толқын ұзындықтары 1,55 пен 1,33 Н⁰-ге ге тең. Мұндай нейтрондар баяулатушы атомдарымен (графит немесе ауыр су) көптеген соқтығылысу есебінен реакторда тежеледі әрі реактор температурасында жылулық тепе-тендік келуге тырысады. (D₂ г/см³ егер 25⁰С t_пл =3.813⁰C, t_км =101,43⁰С, H₂O: D₂O=6800:1)

Жылулық нейтрондар ағынының үздіксіз жылдамдықтар спектрі, демек үздіксіз толқын ұзындығының спектрі болады.

46 – сурет

Сондықтан бір толқын ұзындықты нейтрондар шоғырын алу үшін монахроматар қолданылады. Монохроматтар ретінде Be, Pь,CaF₂, NaCb, ZiF, Ge-дің монокристалдын қолданады. Ең жоғарғы жарық күшіне берилийден жасалған монохроматтар ие болады. Рентген сәулесінен шоғыры мен нейтрондар шоғырын монохроматтауда едәуір айырмашылық бар екенін айта кету қажет. Рентген сәулесі жағдайында шағылған шоғырды бір ғана сызық немесе рентген спектрінің жақын дублеті (мысалы К ₁₁₂) болады.

Монохроматтар тек осы сызықты рентген спектрінен бөліп алады. Нейтрондар шоғыры жағдайында ешқандай сызықтық спектр жоқ, монохроматтар жайғана толқын ұзындығының белдеуін кесіп тастайды (47-сурет). Бұл белдеудің ені едәуір дәрежеде коллиматордан шығатын шоғырдың горизонталь жазықтықта жайылуымен анықталады.

47 – сурет

Нейтрондар шоғырының спектральдық ені _п рентген сәулелерінініе қарағанда анағұрлым үлкен (0,05А⁰-ге жетеді). Бұл болса тордың периодын нейтронографиялық жолмен дәл анықтауға мүмкіндік бермейді ( 0,1А⁰).

Үлгіге түсетін бөлшектердің санымен көрсетілген нейтрондар шоғырының интенсивтілігінен бірнеше дәрежеде төмен. Сондықтан нейтронографиялық өлшеулер ұзақ. әдетте нейтрондарды тіркеу есептегішпен іске асырылады, дегенмен соңғы уақытта фитографиялық әдісте қолданылатын болды.

Үлгіден шашыраған нейтрондарды тіркеу үшін айтарлықтай молшердегі 13¹⁰ изотопты бар фторлы бормен ВF₃ толтырылған есептегіштер қолданылады. В¹⁰ изотопының атомы баяу (жай) нейтрондарды қосып алып одан кейін -ыдырауға қабілетті:

В¹⁰+n Li ⁷+

-бөлшек электрлік разрядка келтіретін иондану туғызады.

Есептігіштердің ұзындығы 50-60 см-ге дейін болады, ал диаметрі 5см шамасында. Нейтрондарды пайдаланғанда алынатын дифракйиялық бейне 48-суретте рентген сәулесінің дифракциялық бейнесімен салыстырыла келтірілген.

48 – сурет

Нейтронограмманы 0 ден 45⁰ бұрыш аралығында түсіру ең қолайлы шарттардың өзіне де 12 сағаттан кем емес уақыт алады.

Нейтронограф дифрактометр принципі бойынша жасалады, одан тек өлшемдері мен салмағы бойынша ғана айырылады (48сурет).

Нейтрондардан қорғану бор және қорғасыны бар парафин қабаттарымен қамтамасыз етіледі. Нейтрон шоғырының интенсивтілігін арттыру үшін көлденен қимасы үлкен шоғыр және өлшемі үлкен үлгі алынуы қажет. Нейторндардың ену тереңдігінің үлкендігі салдрынан зертелмекші үлгінің қалыңдығы ең болмағанда біренше мм-ді құрау керек. Реактордың тұрақты жұмыс істемеуі салдарынан нейтрон шоғырының интенсивтілігі өзгеріп отырады. Сондықтан интенсивтілікті алғашқы шоғырдың үлесі түрінде өлшеу керек. Ол үшін алғашқы шоғырдың жолына оның интенсивтілігін өлшейтін есептегіш-монитор қойылады.