Нейтронография

(от нейтрон и греч. Graphd-пишу, описываю), совокупность методов исследования строения в-ва, основанных на изучении рассеяния в-вом в конденсир. Состоянии тепловых нейтронов (энергия <0,5 эВ). Сведения об атомной и магн. Структуре кристаллов получают из экспериментов по упругому рассеянию (дифракции) нейтронов (структурная и магнитная Н.). О коллективных тепловых колебаниях атомов (динамике решетки)-по неупругому рассеянию, когда нейтроны обмениваются энергией с изучаемым объектом (нейтронная спектроскопия. Этот метод не всегда относят к Н.). Источником нейтронов служат гл. Обр. Ядерные реакторы. Полихроматич. Пучки нейтронов подвергают монохрома-тизации с помощью кристалла-монохроматора. Нейтроно-графич. Аппаратура размещается в непосредств.

Близости от реактора. Плотность монохроматич. Потока нейтронов относительно невысока (по сравнению с потоком квантов из рентгеновской трубки), поэтому нейтронографич. Приборы громоздки, а используемые образцы относительно большого размера (монокристаллы объемом >. 1 мм 3, поликристаллы >. 1 см 3). Интенсивность максимумов дифракц. Картины измеряют с помощью дифрактометров, управляемых ЭВМ. Все шире в Н. Используют импульсные источники нейтронов. В этом случае интенсивности дифракц. Максимумов устанавливают по времени пролета нейтронами определенного расстояния (от источника до детектора). Нейтронографич. Исследования можно проводить при разл. Т-рах (от 1 до >. 1500 К) и давлениях, а также в магн. Поле. С т р у к т у р н а я Н.

Основана на дифракции нейтронов при их рассеянии атомными ядрами. Амплитуда рассеяния нейтронов (в отличие от рентгеновских лучей) не зависит систематически от атомного номера элемента. Поэтому по сравнению с рентгеновским структурным анализом структурная Н. Дает возможность надежнее и точнее определить координаты атомов Н. И др. Легких элементов в присут. Тяжелых и различать атомы с близкими атомными номерами (напр., Fe, Co и Мn в сплавах и хим. Соед.) или даже изотопы одного элемента (чаще всего Н и D). В м а г н и т н о й Н. Используют взаимод. Магн. Моментов нейтрона и атома. Это позволяет установить наличие и тип магн. Структуры (т. Е. Упорядоченную ориентацию магн. Моментов атомов относительно друг друга и кристаллогра-фич.

Осей), величину магн. Момента атома, т-ру и характер магн. Переходов, распределение спиновой электронной плотности в кристалле и т. Д. Методами н е й т р о н н о й с п е к т р о с к о п и и измеряют на поликристаллич. Образцах спектр тепловых колебаний атомов (фононный спектр), а на монокристаллах с линейными размерами ок. 1см-т. Наз. Дисперсионные кривые, определяющие мн. Физ. Св-ва кристаллов. Нек-рые сведения можно получить также о диффузии атомов, об их подвижности и временах релаксации, влиянии примесей на матрицу и т. Д., причем исследуют не только кристаллы, но и твердые аморфные в-ва и жидкости. Нейтронная спектроскопия, в отличие от оптической, позволяет проводить исследования при низких частотах (до 20 см -1), причем в спектре проявляются все колебания (отсутствуют правила отбора).

Нейтронографич. Методы все шире используют при исследовании текстуры в-ва, т. К. Высокая проникающая способность нейтронов позволяет получить более полные сведения об анизотропии св-в образцов, чем рентгенография. Надмолекулярную структуру белков и полимерных материалов исследуют по малоугловому рассеянию нейтронов. При этом устанавливают момент инерции, форму и размеры частиц. Первые работы в области Н. (1946-48) принадлежат гл. Обр. Э. Ферми. Осн. Принципы Н. Впервые изложили амер. Ученые Э. Уоллан и К. Шалл в 1948. Лит. Нейтроны и твердое тело, т. 1-Нозик Ю.3., Озеров Р. П., Хенниг К., Структурная нейтронография, М., 1979. Т. 2- Изюмов Ю. А., Найш В. Е., Озеров Р. П., Нейтронография магнетиков, М., 1981. Т. 3-Изюмов Ю. А., Черноплеков Н.

А., Нейтронная спектроскопия, М., 1983. Р. П. Озеров.