Superespejo de neutrones

Un superespejo de neutrones es un material estratificado y muy pulido que se utiliza para reflejar haces de neutrones. Los superespejos son un caso especial de reflectores de neutrones multicapa con diferentes espesores de capa. ^[1]

El primer concepto de superespejo de neutrones fue propuesto por Ferenc Mezei  [hu] [ ^2], inspirado en trabajos anteriores con rayos X.

Los superespejos se producen depositando capas alternas de sustancias fuertemente contrastantes, como níquel y titanio , sobre un sustrato liso. Una sola capa de material de alto índice de refracción (por ejemplo, níquel ) exhibe reflexión externa total en pequeños ángulos rasantes hasta un ángulo crítico . Para el níquel con abundancias isotópicas naturales, en grados es aproximadamente donde es la longitud de onda del neutrón en unidades Angstrom. ${\displaystyle \theta _{c}}$ ${\displaystyle \theta _{c}}$ ${\displaystyle 0.1\cdot \lambda }$ ${\displaystyle \lambda }$

Se puede hacer un espejo con un ángulo crítico efectivo mayor aprovechando la difracción (con pérdidas distintas de cero) que se produce a partir de multicapas apiladas. ^[3] El ángulo crítico de reflexión total, en grados, se convierte aproximadamente en , donde es el "valor m" relativo al níquel natural. Los valores en el rango de 1 a 3 son comunes, en áreas específicas para alta divergencia (por ejemplo, utilizando ópticas de enfoque cerca de la fuente, choppers o áreas experimentales) m = 6 está fácilmente disponible. ${\displaystyle 0.1\cdot \lambda \cdot m}$ ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle m}$

El níquel tiene una sección transversal de dispersión positiva y el titanio tiene una sección transversal de dispersión negativa, y en ambos elementos la sección transversal de absorción es pequeña, lo que hace que el Ni-Ti sea la tecnología más eficiente con neutrones. La cantidad de capas de Ni-Ti necesarias aumenta rápidamente a medida que , con un rango de 2 a 4, lo que afecta el costo. Esto tiene una fuerte influencia en la estrategia económica del diseño de instrumentos de neutrones. ^[4] ${\displaystyle \propto m^{z}}$ ${\displaystyle z}$

Enlaces externos

Inventos húngaros

Referencias

1. Chupp, T. "Neutron Optics and Polarization" (PDF) . Consultado el 16 de abril de 2019 .
2. Mezei, F. (1976). "Nuevos dispositivos de neutrones polarizados: superespejo y amplificador de componentes de espín" (PDF) . Communications on Physics (Londres) . 1 (3): 81–85.
3. Hayter, JB; Mook, HA (1989). "Diseño multicapa discreto de película delgada para superespejos de rayos X y neutrones". Journal of Applied Crystallography . 22 (1): 35–41. Código Bibliográfico :1989JApCr..22...35H. doi :10.1107/S0021889888010003. S2CID  94163755.
4. Bentley, PM (2020). "Optimización de costes de conjuntos de instrumentos en un megaproyecto científico". Journal of Physics Communications . 4 (4): 045014. Bibcode :2020JPhCo...4d5014B. doi : 10.1088/2399-6528/ab8a06 .