УНИВЕРСАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРОВ Советский патент 1974 года по МПК G01N23/00 

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью отраженного нейтронного излучения. Изобретение представляет собой установку для нейтронной снектроскопии.

Известны установки для нейтронной спектроскопии, в которых монохроматизация первичного пучка нейтронов производится кристалл-монохроматором, а изменение длины волны падающего пучка производится поворотом кристалл-монохроматора вокруг оси, перпендикулярной плоскости рассеяния. При этом механический прерыватель, образец и счетчики детектора находятся на одной линии и вся эта система должна наклоняться в соответствии с поворотом крнсталл-монохроматора.

Педостаток таких установок - очень малый угол рассеяния пучка нейтронов на образце, который воспринимается счетчиками детектора.

Исследование под различными углами, определяющими направление, в таких установках возможно производить лищь последовательно (дискретно). Для этого всю систему «механический прерыватель - образец - счетчики приходится качать вокруг кристалл-монохроматора. А также для накопления информации требуется весьма больщое время.

Предлагаемая установка значительно расширяет возможностн проведения поисковых работ в различных нанравлениях и увеличивает общий объем, полноценность и скорость накопления информации. Кроме того, расщиряет воспринимаемый угол рассеяния и обеспечивает вакуум на пути первичного пучка для уменьшения фона и повышения качества измерений.

Цель достигается тем, что система счетчиков детектора остается неподвижной, счетчики расноложены по дуге сектора с центральным углом, близким к 180°. Условие падения пучка нейтронов на образец при поворотах

кристалл-монохроматора обеспечивается специальным устройством. Изобретение поясняется чертежом. Основанием установки является горизонтальная камера-труба 1 с водяной рубашкой,

защищающей детектор от фона. Внутреняя полость камеры - вакуумная и имеет для входа и выхода нейтронов две алюминиевые диафрагмы 2 и 3. Иа выходе из канала реактора первичный пучок нейтронов проходит через

фильтр 4, охлаждаемый азотом. Внутри камеры на пути первичного пучка нейтронов находится кристалл-монохроматор 5, осуществляющий монохроматизацню первичного пучка. Кристалл-монохроматор молсет перемепучка и при этом синхронно поворачиваться так, что отраженный моноэнергетический пучок нейтронов всегда направляется через диафрагму 6 и механический прерыватель 7 на неподвижный образец 8. Перемещение кристалл-монохроматора внутри камеры и синхронное поворачивание при этом. осунд,ествляется за счет того, что кристалл-монохроматор установлен на поворотной оси зубчатого сектора, который жестко связан с осью поворота кристалл-монохроматора и сцеплен с зубчатой рейкой-щупом, которая при движении скользит по ленте, имеющей профиль, выполненный по закону:

д/г 3 PJ: (45°- - arctg - 360 V2 Д/.

где ДЛе - ордината перемещения щупа,

Di - делительный диаметр зубчатого

сектора, В - расстояние от центра кристалл-монохроматора до образца, AL - абсцисса перемещения щупа.

Одновременно с поворотом кристалл-монохроматора разворачивается вокруг образца и механический прерыватель, причем выходное и входное окна в его корпусе находятся па оси отраженного моноэнергетического пучка. Расположение механического прерывателя перед образцом обеспечивает возможность регистрирования как больщого числа спектров во многих направлениях, так и одного спектра в пределах больщого угла. Образец находится в вакуумной камере на специальном держателе, связанном с приводом, при помощи которого образец можно дистанционно поворачивать периодически или непрерывно вокруг собственной оси на заданный угол.

Энергия, нейтронов, рассеянных образцом, определяется по времени пролета заданной базы от образца до счетчиков детектора 9, расположенных один за другим по дуге сектора цилиндра, который образован двумя вертикальными защитными блоками 10. Центр дуги, на которой расположены счетчики, совпадает с осью образца, а центральный угол этой дуги близок к 180°. Для уменьщения фона счетчики сверху закрыты блоками 11.

Предмет изобретения

1. Универсальная установка для измерения спектров неупругого рассеяния нейтронов в конденсированных средах, состоящая из кристалл-монохроматора, фильтра, механического прерывателя, счетчиков детектора и системы радиационной защиты, отличающаяся тем, что, с целью расщирения воспринимаемого угла рассеяния и обеспечения вакуума на путн первичного пучка для уменьщения

фона и повыщения качества измерений, система счетчиков детектора с радиационной защитой вынолнена неподвижной и снабжена устройством в виде каретки с ходовым винтом, а кристалл-монохроматор установлен на поворотной оси зубчатого сектора, который жестко связан с осью поворота кристалл-монохроматора и сцеплен с зубчатой рейкой-щупом, скользящей при движении каретки по профилированной ленте.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью сохранения условия падения отраженного пучка нейтронов на исследуемый образец, кристалл-монохроматор выполнен перемещающимся вдоль оси пучка и одновременно поворачивающимся так, что отраженный от него пучок нейтронов всегда падает на исследуемый образец.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяс я тем, что, с целью увеличения объема накопляемой информации, счетчики детектора расположены по дуге с радиусом, равным величине пролетной базы.

Реантор