нейтронография

НЕЙТРОНОГРАФИЯ - совокупность методов исследования структуры и свойств вещества с помощью рассеяния нейтронов низких энергий ( <= 1 эВ). Длина волны де Бройля медленных нейтронов соизмерима с межатомными расстояниями в конденсир. средах, что позволяет изучать взаимное расположение атомов (см. Нейтронография структурная ).Масса и кинетич. энергия нейтрона соизмеримы с массой атома и энергией межатомных взаимодействий в веществе, что позволяет с помощью неупругого рассеяния нейтронов исследовать динамич. свойства отд. атомов и молекул в среде. Магн. момент нейтрона взаимодействует с магн. моментами атомов, что позволяет по интенсивности и поляризации магн. рассеяния определять величины магн. моментов атомов, их взаимное расположение и ориентацию, динамич. свойства (см. Магнитная нейтронография ).H. применяется для исследования структурных, динамич. и магн. свойств практически всех известных форм конденсир. состояния вещества, от простых жидкостей и кристаллов до биологических макромолекул.

Рассеяние нейтронов веществом принято классифицировать по след. признакам: по изменению энергии нейтрона при рассеянии (упругое, неупругое); по характеру взаимодействия, ответственного за рассеяние (ядерное, магнитное); по степени когерентности нейтронных волн, рассеянных от множества центров, образующих изучаемое вещество. В общем случае интенсивность нейтронной волны, рассеянной малым объёмом вещества, можно представить в виде двух слагаемых, первое из к-рых пропорц. числу рассеивающих центров N (некогерентная составляющая), второе - N² (когерентная составляющая). Когерентная составляющая проявляется в виде пиков на нейтронограмме, некогерентная определяет фон. Некогерентная составляющая нечувствительна к структуре вещества, отражает взаимодействие нейтрона с отд. рассеивающими центрами (дефектами, примесями) и даёт информацию только о динамич. свойствах отд. рассеивателей (атомных ядер, магн. моментов, молекул). Когерентная составляющая является структурно-чувствительной и позволяет получать информацию о структуре вещества, коллективных динамич. свойствах.

Отличия H. от методов, использующих рассеяние др. частиц (электронографии, рентгеновского структурного анализа, рассеяния света), связаны со свойствами нейтрона: отсутствием электрич. заряда, наличием массы покоя и взаимодействием с веществом только посредством ядерных и магн. сил, а также с высокой проникающей способностью нейтрона, возможностью обмениваться со средой значит. частью кинетич. энергии, изотропией амплитуды ядерного рассеяния и её нерегулярной зависимостью от массового числа А и заряда Z ядра. H. является единственным методом, пригодным для исследования нек-рых свойств конденсированных сред, и часто применяется в физике твёрдого тела, жидкостей, физической химии, молекулярной биологии и др.

Нейтронографич. исследования проводятся в научных центрах, располагающих мощными нейтронными источниками - исследовательскими ядерными реакторами или ускорителями частиц с мишенью, производящей нейтроны. В СССР такими центрами являются ИАЭ, ОИЯИ (Дубна), ЛИЯФ (Гатчина) и др. Осн. зарубежные центры - Ин-т Лауэ - Ланжевена (Гренобль, Франция), Брукхейвенская нац. лаборатория (Нью-Йорк, США), лаборатория Резерфорда-Аплтон (Великобритания) и др.

Лит. см. при ст. Нейтронография структурная.

A. M. Балагуров, Ю. M. Останевич.

   <<      Предметный указатель      >>