Первые нейтронные измерения на рефлектометрах ТНР и NERO-2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе кратко описаны основные узлы нейтронных рефлектометров ТНР и NERO-2, установленных в зале горизонтальных экспериментальных каналов нового высокопоточного исследовательского реактора “ПИК” (НИЦ “Курчатовский институт” — ПИЯФ) в рамках программы по вводу в эксплуатацию первых пяти станций приборной базы этого реактора. Нейтронные рефлектометры ТНР и NERO-2 предназначены для проведения исследований магнитных и немагнитных многослойных наносистем, включая аттестацию нейтронно-оптических элементов для нейтронных станций. На ТНР реализована возможность работы в режимах (модах) измерений с “белыми” неполяризованным/поляризованным пучками и с монохроматическими неполяризованным/поляризованным пучками нейтронов (длины волн 0.09–0.50 нм). NERO-2 — рефлектометр высокого разрешения с фиксированной длиной волны излучения и возможностью работы как с неполяризованным, так и с поляризованным монохроматическим пучком нейтронов. В работе обсуждены результаты первых измерений нейтронно-оптических образцов на стеклянных подложках, проведенных на рефлектометрах ТНР и NERO-2 при запуске реактора “ПИК” на мощности 7 МВт. На ТНР выполняли измерения с суперзеркалом, представляющим собой апериодическую многослойную наносистему из 171 пары чередующихся слоев Ni и Ti (m = 2.5). На NERO-2 использовали зеркальный монохроматор, представляющий собой периодическую многослойную наносистему из 60 пар чередующихся слоев NiMo и Ti толщиной 60 Å каждый.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. В. Дьячков

Национальный исследовательский центр “Курчатовский Институт” — Петербургский институт ядерной физики

Автор, ответственный за переписку.
Email: dyachkov_mv@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300

В. А. Матвеев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский Институт” — Петербургский институт ядерной физики

Email: matveev_va@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300

В. Г. Сыромятников

Национальный исследовательский центр “Курчатовский Институт” — Петербургский институт ядерной физики; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: syromyatnikov_vg@pnpi.nrcki.ru

Faculty of Physics

Россия, Гатчина, 188300; Санкт-Петербург, 198504

В. В. Тарнавич

Национальный исследовательский центр “Курчатовский Институт” — Петербургский институт ядерной физики

Email: dyachkov_mv@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300

В. А. Ульянов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский Институт” — Петербургский институт ядерной физики

Email: dyachkov_mv@pnpi.nrcki.ru
Россия, Гатчина, 188300

Список литературы

  1. Боднарчук В.И., Булкин А.П., Кравцов Е.А., Плешанов Н.К., Сыромятников В.Г., Ульянов В.А. // Кристаллография. 2022. Т. 67. № 1. С. 57. https://www.doi.org/10.31857/S0023476122010040
  2. Penfold J., Thomas R.K. // J. Phys.: Condensed Matter. 1990. V. 2. P. 1369.
  3. Никитенко Ю.В., Сыромятников В.Г. Рефлектометрия поляризованных нейтронов. М.: Физматлит, 2013. 224 с.
  4. Fitzsimmons M.R., Shuller I.K. // J. Magn. Magn. Mater. 2014. V. 350. P. 199. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2013.09.028
  5. Zabel H., Theis-Bröhl K., Toperverg B.P. // The Hand-book of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, V. 3: Novel Techniques / Ed. Kronmüller H., Parkin S.P.S. N.Y.: Wiley, 2007. P. 1237. https://doi.org/10.1002/9780470022184.hmm303
  6. Felcher G.P. Neutron reflection as a probe of surface magnetism. // Phys. Rev. B. 1981. V. 24. P. 1595. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.24.1595
  7. Campbell R.A., Wacklin H.P., Sutton I., Cubitt R., Fragneto G. // Eur. Phys. J. Plus. 2011. V. 126. P. 107. https://www.doi.org/10.1140/epjp/i2011-11107-8
  8. Aksenov V.L., Jernenkov K.N., Kozhevnikov S.V., Lauter H., Lauter-Pasyuk V., Nikitenko Yu.V., Petrenko A.V. // JINR Comm. 2004. http://www1.jinr.ru/Preprints/2004/047(D13-2004-47) e.pdf
  9. Авдеев М.В., Боднарчук В.И., Петренко В.И., Гапон И.В., Томчук А.В., Нагорный А.В., Ульянов В.А., Булавин Л.А., Аксенов В.Л. // Кристаллография. 2017. Т. 62. № 6. С. 1014. https://doi.org/10.7868/S0023476117060029
  10. Aksenov V.L., Korneev D.A., Chernenko L.P. The time-of-flight four-beam neutron reflectometer REFLEX at the high flux pulsed reactor IBR-2: some polarized neutron reflectometry applications. // Proc. SPIE “Neutron Optical Device and Applications”. 1992. V. 1738. P. 335. https://doi.org/10.1117/12.130643
  11. Li X., Huang Ch., Wang Y., Chen B., Sun G., Liu Y., Gong J., Kang W., Liu H. // Eur. Phys. J. Plus. 2016. V. 131. P. 407. https://doi.org/10.1140/epjp/i2016-16407-9
  12. Mattauch S., Koutsioubas A., Pütter S. // J. Large-Scale Research Facilities. 2015. V. 1. P. A8. https://www.doi.org/10.17815/jlsrf-1-29
  13. Bottyán L., Merkel D.G., Nagy B., Füzi J., Sajti Sz., Deák L., Endrőczi G., Petrenko A.V., Major J. // Rev. Sci. Instrum. 2013. V. 84. P. 015112. https://www.doi.org/10.1063/1.4770129
  14. Devishvili A., Zhernenkov K., Dennison A.J.C., Toperverg B.P., Wolff M., Hjörvarsson B., Zabel H. // Rev. Sci. Instrum. 2023. V. 84. P. 025112.
  15. Saerbeck Th., Cubitt R., Wildes A., Manzin G., Andersen K.H., Gutfreund Ph. // J. Appl. Cryst. 2018. V. 51. P. 249. https://doi.org/10.1107/S160057671800239X
  16. Clemens D., Gross P., Keller P., Schlumpf N., Koennecke M. // Physica B. 2000. V. 276–278. P. 140.
  17. Syromyatnikov V.G., Pleshanov N.K., Pusenkov V.M., Schebetov A.F., Ul’yanov V.A., Kasman Ya.A., Khakhalin S.I., Kolkhidashvilli M.R., Slyusar V.N., Sumbatyan A.A. Four-modes neutron reflectometer NR-4M. // Preprint PNPI. Gatchina. 2005. № 2619. 47 P.
  18. Mezei F. // Comm. Phys. 1976. V. 1. P. 81.
  19. Böni P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2008. V. 586. Iss. 1. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/J.NIMA.2007.11.059
  20. Grigoriev S.V., Runov V.V., Okorokov A.I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1997. V. 384. Iss. 2–3. P. 451.
  21. Solina D., Lott D., Tietze U., Frank O., Leiner V., Schreyer A. // Physica B. 2006. V. 385–386. P. 1167. https://www.doi.org/10.1016/j.physb.2006.05.401.
  22. Schebetov A. // Neutron News. 1998. V. 9. Iss. 3. P. 35. https://www.doi.org/10.1080/10448639808233462
  23. Chetverikov Y.O., Bykov A.A., Krotov A.V., Mistonov A.A., Murashev M.M., Smirnov I.V., Tarnavich V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2023. V. 1055. P. 168406. https://doi.org/10.1016/j.nima.2023.168406
  24. Xie L., Chen X., Fang L., Sun G., Xie Ch., Chen B., Li H., Ulyanov V.A., Solovei V.А., Kolkhidashvili M.R., Bulkin A.P., Kalinin S.I., Wang Y., Wang X. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2019. V. 915. P. 31. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2018.10.002
  25. Schebetov A.F., Metelev S.V., Peskov B.G., Pleshanov N.K., Pusenkov V.M., Syromyatnikov V.G., Ul’yanov V.A., Kraan W.H., de Vroege C.F., Rekveldt M.Th. // Physica B. 2003. V. 335. P. 223. https://doi.org/10.1016/S0921-4526(03)00242-4

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема нейтронного рефлектометра ТНР: 1 — внутриканальный коллиматор в защите реактора “ПИК”; 2 — защита отклоняющего (фильтрующего) пучок зеркала; 3, 10, 14 — дистанционно управляемые диафрагмы; 4 — лазерный юстировочный модуль; 5 — отклоняющее (фильтрующее) пучок зеркало; 6 — монитор нейтронного пучка; 7 — защита прерывателя нейтронного пучка; 8 — прерыватель нейтронного пучка; 9 — заслонка пучка; 11 — нейтронно-оптический формирователь пучка; 12 — магнитная система для создания ведущего магнитного поля; 13 — радиочастотный модуль для изменения спина частиц; 15 — узел с образцом; 16 — вакуумный тракт; 17 — базисная немагнитная приборная платформа; 18 — дистанционно управляемая диафрагма; 19 — детектор в блоке защиты; 20 — виброустойчивый приборный стапель; 21 — стапель для персонала; 22 — шкаф с электроникой; 23 — управляющий компьютер; 24 — рабочий стол; 25 — вакуумный насос.

Скачать (191KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Нейтронные спектры прямого пучка, вышедшего из внутриканального коллиматора (1) и отраженного от отклоняющего зеркала (2), при экспозиции 600 с.

Скачать (142KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектр прямого пучка юстировочной моды F при экспозиции 600 с.

Скачать (56KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Профиль прямого пучка юстировочной моды F при экспозиции 3 с.

Скачать (60KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кривая зависимости коэффициента отражения R образца суперзеркала Ni/Ti (m = 2.5) от нормальной компоненты переданного импульса Qz.

Скачать (80KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Cхема рефлектометра поляризованных нейтронов NERO-2: 1 — коллиматор в защите реактора; 2 — фокусирующий монохроматор; 3 — защита монохроматора с фоновым коллиматором; 4 — заслонка пучка; 5 — коллимирующая диафрагма; 6 — нейтронно-оптический формирователь пучка; 7, 10 — дистанционно управляемые диафрагмы; 8 — радиочастотный модуль для изменения спина частиц; 9 — рама рефлектометра; 11 — виброустойчивый стапель; 12 — узел c образцом; 13 — стапель персонала; 14 — диафрагма детектора; 15 — детектор в защите; 16 — управляющий компьютер; 17 — стойки с электроникой.

Скачать (170KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость коэффициента отражения рентгеновского излучения RX-ray образца NiMo/Ti от величины переданного импульса Q. Точками отмечены экспериментальные данные, сплошной кривой — результат аппроксимации.

Скачать (73KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость коэффициента отражения нейтронов R образца NiMo/Ti от величины переданного импульса Q. Точками отмечены экспериментальные данные, сплошной кривой — результат аппроксимации.

Скачать (73KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».