Поляризующее зеркало Советский патент 1975 года по МПК G01T1/32 

1

Изобретение относится к нейтронной физике и может найти применение при получении высокополяризованных пучков медленных иейтронов.

Известны поляризующие зеркала, работающие по принципу полного отражения нейтронов от поверхности намагниченного ферромагнетика, и представляющие собой, например, полированные ферромагнитные пластины. Однако эти зеркала отличаются необходимостью создания больших магнитных полей для намагничивания пластин до насыщения и трудностью высококачественной полировки ферромагнетика. Недостаточное качество полировки приводит к уменьщению коэффициента отражения нейтронов и ущирению отраженного нейтронного пучка.

Известны также зеркала, состоящие из тонкого слоя (порядка 0,1-0,3 мк) ферромагнетика, нанесенного на стеклянную подложку. Однако .стекло является материалом легко поддающимся полировке, а тонкое ферромагнитное покрытие быстро намагничивается и практически сохраняет качество полированной поверхности подложки. При использовании такого зеркала невозможно получить высокую степень поляризации из-за частичного отражения нейтронов от границы ромагнетик - стекло.

9

Цель предлагаемого изобретения - повышение степени поляризации нейтронов при отражении от зеркала с подлол 1кой из отражающего материала.

Для этого между подложкой и ферромагнитным слоем введен топкий промежуточный слой из материала с отрицательной амплитудой когерентного рассеяния и с большим сечепием поглощения иейтронов, например, сплав титана с гадолнпнсм.

На чертеже показано предлагаемое зеркало. .

Поляризующее зеркало состоит из толстой стеклянпой подложки 1, промежуточного слоя 2 и ферромагнитного слоя 3. При падении неполяризованного нучка медленных нейтронов па поверхность зеркала происходит отражение нейтронов в пределах критического угла

20

0,4/ - (аз±/з

где А - длина волны падающих нейтронов; ,V - число атомов в единице объема; аз - амплитуда ядерного когерентного рассеяния ферромагнетика; &з - амплитуда магпитного рассеяния; знаки «+ и «- относятся к ориентации спина нейтронов соответственно

по н против магнитного поля Я.

При выполнении условия отраженный пучок будет полностью поляризован

вдоль поля Я. Нейтроны с отрицательной поляризацией проходят через ферромагнитный слой 3 и попадают в промежуточный слой 2, который обладает большим сечением поглощения нейтронов, в результате чего нейтроны не доходят до отражающей подложки 1. Для обеспечения прохождения нейтронов в слой 2 без отражения от границы слоев 3 и 2 должно быть выполнено условие Оз-&з.й2, где Сд - амплитуда когерентного рассеяния слоя 2.

Такое зеркало изготавливают методикой вакуумного напыления двух слоев па полированную стеклянную подложку толщиной 6 мм, шириной 50 мм и длииой 200 мм.

Сначала наносят слой 2 из сплава Ti4-|-20 вес. % Cd толщиной 1 мк. Титан обладает отрицательной амплитудой когерентного рассеяния, а гадолиний имеет большое сечение поглощениямедленныхнейтронов

(Ю барн). Измерения показывают, что отражающая способность такого слоя (в отсутствии ферромагнитного покрытия) для

О

нейтронов с Р.«4А меньше 0,5%, что позволяет получить поляризующую способность зеркала около 99%. Затем на слой 2 наносят ферромагнитный слой 3 из железа, обогащенного на 80% изотопом Fe (для выполнения условия ). Толщина слоя 3 примерно 0,2 мк.

Экспериментально полученная средняя по спектру поляризация нейтронного пучка с

о

граничной длиной волны Лгр 4А, отраженного от такого зеркала, составляла 97% при

э. При этом уширения пучка при отражении практически не наблюдается.

Предмет изобретения

Поляризующее зеркало, содержащее подложку из отражающего материала, например

стекла, и тонкий ферромагнитный слой, нанесенный на подложку, отличающееся тем, что, с целью повыщения поляризующей способности зеркала, между подложкой и ферромагнитным слоем введен тонкий промежуточный слой из материала с отрицательной амплитудой когерентного рассеяния и с большим сечением поглощения нейтронов, например, сплава титана с галолинием.