Неупругое рассеяние нейтронов

СПЕКТРОСКОПИЯ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ [c.8]

Понижение диэлектрической проницаемости граничных слоев воды следует также из молекулярно-динамических оценок изменений вращательной подвижности диполей воды [4] п подтверждается исследованиями структуры воды в тонких прослойках методом неупругого рассеяния нейтронов и ЯМР. Так, для дисперсий кремнезема времена релаксации молекул воды в граничном слое 1 нм в 5—10 раз превышают объемные значения [39]. Методом электронного спинового резонанса показано, что подвижность спиновой метки снижается с уменьшением радиуса пор силикагеля от 5 до 2 нм [40]. [c.14]

Для измерения микроскопического коэффициента самодиффузии в некоторых работах [622, 623] использовали метод неупругого рассеяния нейтронов (НРН). Время наблюдения для данного метода составляет 10 с. Полученные с помощью ЯМР и НРН величины Dos для граничной воды приблизительно на порядок ниже величин Dop для объемной воды [620]. [c.240]

Рис. 39.1. Зависимость сечения неупругого рассеяния нейтронов СТ (п,/г ) для различных ядер

Квазиупругое рассеяние связано с эффектом отдачи рассеивающих ядер, наличием в жидкости низкоэнергетических диффузионных движений. Строго говоря, оно является неупругим рассеянием, но только с малыми передачами энергии. При переходе от жидкости к кристаллу квазиупругое рассеяние трансформируется в чисто упругое. Неупругое рассеяние нейтронов связано с обменом энергией между нейтронами и атомами или молекулами, совершающими колебания и заторможенные вращения и трансляции. По сравнению с диффузионным колебательное движение характеризуется более высокой энергией. [c.66]

Таким образом, энергетический спектр неупруго рассеянных нейтронов непосредственно отражает специфику ближнего порядка в жидкостях и аморфных телах, наличие в них коллективных движений, аналогичных движению фононов в кристаллах. [c.188]

Наиболее короткими являются времена релаксации, связанные с упругой деформацией в воде. Время релаксации диэлектрической дисперсии приблизительно на порядок больше времени упругой деформации. Процесс диэлектрической дисперсии связан с переориентацией частиц в электрическом поле и требует для своего осуществления освобождения их от водородных связей. С освобождением от связей с ближайшими соседями связан и процесс самодиффузии молекул. По-видимому, эти процессы надо характеризовать другим микроскопическим временем Тг- Это время измеряется в экспериментах по неупругому рассеянию нейтронов. Время Тн о- н- ч-Он" характеризует процесс диссоциации молекулы на ионы и является характеристикой межмолекулярного взаимодействия в воде, обусловленного переходами протонов от молекулы к молекуле. [c.128]

В табл. II приведены результаты расчета потенциалов деформационного взаимодействия примесных атомов замещения в ОЦК решетке а Fe, в табл. III — результаты расчета потенциалов взаимодействия атомов углерода, находящихся в октаэдрических междоузлиях aFe. Расчет проводился на ЭВМ Минск-32. Значения постоянных квазиупругих сил aFe, определенных методом неупругого рассеяния нейтронов, были взяты из работы [253]. Для постоянных упругости aFe были выбраны значения [254] [c.336]

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ МЕТОДАМИ ДИФРАКЦИИ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ И НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ [c.184]

Цель данного обзора - обсуждение результатов изучения воды и ионных растворов, полученных методом дифракции рентгеновских лучей и относительно новым спектроскопическим методом неупругого рассеяния нейтронов (НРН). Недавние исследования, проведенные методом дифракции рентгеновских лучей, дали информацию относительно расстояний между ближайшими и более удаленными молекулами воды и координации пар типа вода—вода, ион—вода и ион-ион в растворе. Полученные данные позволяют также оценить радиус корреляции, среднее число соседних молекул в каждом типе и средние амплитуды колебаний. Результаты таких измерений можно использовать либо для построения моделей, либо для проверки имеющихся моделей, если они являются достаточно совершенными и позволяют количественно предсказать структурные характеристики. К сожалению, как отмечается в работе [5], рентгеновские исследования жидкостей дают информацию только о вероятности нахождения ряда атомных пар данного типа на некотором расстоянии от какого-либо атома. Эта информация является одномерной, тогда как представляющие интерес структуры являются трехмерными, и, следовательно, соответствие модели рентгеновским данным является необходимым, но недостаточным условием. [c.205]

Для неупругого рассеяния нейтронов энергия падающих нейтронов по порядку величины выбирается равной энергии молекулярных колебаний, а длина волны — сравнимой с межатомными расстояниями. Таким образом, нетрудно наблюдать небольшой перенос энергии и количества движения, характерный для межмолекулярных колебаний с модой ниже 900 см-> и диффузионного движения. Поскольку рассеяние нейтронов определяется короткодействующим нейтронно-ядерным, а не электромагнитным взаимодействием, интенсивности наблюдаемых колебаний не зависят от величины дипольных моментов молекул, их поляризуемости или оптических правил отбора. Таким образом, рассеяние нейтронов является чувствительным ко всем видам движения независимо от их импульса [c.208]

На рис. 9.6,6 приведен спектр неупругого рассеяния нейтронов под углом 90° в воде при комнатной температуре. Максимум около 5,2 МэВ представляет собой энергетический спектр падающего нейтронного пучка, монохроматизированного поликристаллическим бериллием. Максимумы при энергиях 66 26 13 10 МэВ соответствуют различным типам квантовых движений молекул в воде. Максимум при 66 МэВ можно приписать заторможенным вращениям молекул Н2О, а максиму мы при 13 и 10 МэВ — максимальной частоте заторможенных транс ляций, аналогичных акустическим колебаниям кристаллической ре шетки льда. Внутримолекулярные колебания молекулы Н2О с энерги ями примерно 200 и 400 МэВ в данном эксперименте не проявились В случае тяжелой воды максимумы в энергетическом спектре рассеян ных нейтронов обнаружены при 52 20 14 и 10 МэВ. Более низкое зна [c.235]

В. Неупругое рассеяние нейтронов [c.230]

В. Обзор исследований по неупругому рассеянию нейтронов в ионных растворах [c.265]

Представлены сечения неупругого рассеяния нейтронов, отвечающие случаям, при которых нейтрон с начальной энергией Е имеет после рассеяния энергию меньшую, чем граничная энергия Е р [7]. Обозначения Е Е -р — минимальный сброс энергии сп. дел. — спектр деления. [c.887]

Более подробный теоретический анализ частот внешних молекулярных колебаний в кристаллах проведен в обзорах [87— 90] и в монографии [47]. Экспериментальные значе]1ия таких частот при нулевом значении волнового вектора получают из ИК-спектров и спектров комбинационного рассеяния. Гораздо более полную информацию—картину дисперсионных поверхностей (или кривых) при всевозможных значениях ц н функцию распределения частот (плотность фононных состояний)—дают фононные спектры неупругого рассеяния нейтронов на монокристаллах. Сведения об основах и современном состоянии этого бурно развивающегося метода исследования можно найти в обзорах [91, 92], в сборнике [93], в сборнике трудов симпозиума, происходившего в 1977 г. в Вене [94]. В обзоре [95] описаны экснерименты по рассеянию нейтронов, выполненные при высоких давлениях (до 10" МПа). Наряду с этим дисперсионные поверхности и функции распределения частот удается [c.162]

Следует отметить, что в решении проблемы ангармонизма значительную роль должны сыграть исследования неупругого рассеяния нейтронов на кристаллах, находящихся в условиях повышенного давления. Такие работы уже проводятся [148— 150] и, по-видимому, в ближайшем будущем приобретут широкий размах. [c.168]

Предпринимались также успешные попытки определения среднеквадратичных смещений атомов и молекул из экспериментов по неупругому рассеянию нейтронов. Так, в работе [170] внутримолекулярные смещения атомов в гексаметилен-тетрамине были найдены из КР- и ИК-спектров, а смещения, [c.171]

По характеру взаимодействия нейтронов с ядрами атомов реакции делятся на две группы. Первую составляют реакции, которые более чувствительны к нейтронам низкой энергии радиационного захвата п, у) и реакция деления п, /). Во вторую входят реакции, которые происходят при энергии нейтронов, превышающей пороговое значение. Основными пороговыми реакциями являются реакции расщепления ядра с вылетом заряженных частиц (п, р), п, а) неупругого рассеяния нейтронов (л, п ) эмиссии нейтронов п, 2п) и реакции деления (п, /). Реакции второй группы обычно происходят с поглощением энергии [c.80]

Рис. 30.9 Спектр спиновых волн в МпРг пря Т =- 4,2°К [311. Дисперсионные кривые определены из неупругого рассеяния нейтронов для ДВУХ направлений волнового вектора я — [001] и О —[100].

Плоские графитовые монохроматоры применяются для исследований дифракционного и неупругого рассеяний нейтронов. При этом обеспечивается дифрация нейтронов в диапазоне длин волн 0,2-0,5 нм [7-6], что позволяет исследовать магнитные структуры, фононы в твердых телах, фазовые переходы и биологические системы. [c.458]

В процессе деления основная часть нейтронов образуется за очень короткий промежуток времени (Ю сек) — это так называемые мгновенные нейтроны, и только 0,767о всех нейтронов образуется с запаздыванием — это так называемые запаздывающие нейтроны. Высвободившиеся нейтроны обладают высокой скоростью, а при их прохождении через какое-либо вещество происходят частично упругие и частично неупругие столкновения с ядрами атомов этого вещества. При упругих столкновениях нейтроны сообщают ядрам кинетическую энергию, теряя при этом скорость. Этот процесс получил название упругого рассеяния. При неупругих столкновениях нейтроны поглощаются, причем ядра становятся более возбужденными. Свою энергию возбуждения ядро может отдать снова полностью или частично, высвобождая при этом захваченный ранее нейтрон неупругое рассеяние) нейтрон может образоваться также в результате распада, или деления. Как уже отмечалось, многочисленные столкновения замедляют быстрые нейтроны до скорости тепловых нейтронов. Время замедления, зависящее от замедлителя, составляет примерно 10 сек. Вероятности рассеяния, поглощения и деления определяются соответствующими эффективными сечениями. [c.551]

В ГДР запатентованы устройство измерения зольности угля на конвейере по неупругому рассеянию нейтронов способ определения зольности активацией источниками f и Ra — Ве и регистрацией спектра 7-излучения. В ЧСФР запатентовано устройство для непрерывного измерения зольности угля с загрузочной воронкой, измерительным сосудом и нейтронными зондами над поверхностью. [c.39]

Представления, связанные с В. в. и поворотной изомерией молекул, применяют в теории строения как низкомол., так и высокомол. соединений. Разработаны методы и схемы конформационных расчетов достаточно сложных молекулярных систем на основе мех. моделей, получили также развитие полуэмпирич и неэмпирич. квантовомех. расчеты потенциальных ф-ций В. в. молекул. Для изучения явлений В в. и поворотной изомерии молекул используют методы спектроскопии ИК, комбинац. рассеяния, микроволновой, УФ, ЯМР, ЭПР, а также методы газовой электронографии, поглощения ультразвука, некогерентного, неупругого рассеяния нейтронов, измерения дипольных моментов, диэлектрич. потерь и др. [c.393]

Для отражения динамики атомов в К. с. в гармонич. приближении атомы изображают в виде тепловых эллипсоидов . к-рые имеют след. физ. смысл с фиксир. вероятностью р в любой момент времени атомное ядро находится внутри или иа пов-сти такого эллипсоида (рис. 1). Направление наиб, вытянутости эллипсоида соответствует направлению, в к-ром атом совершает максимальные по амплитуде колебания, направление наиб, сжатия соответствует минимальным по размаху колебаниям. Обычно производят нормировку на вероятность р = /г- При данной р размеры эллипсоидов зависят от т-ры. Чтобы количественно охарактеризовать форму и ориентацию атомных тепловых эллипсоидов, для каждого атома указывают 6 независимых компонентов симметричного тензора 2-го ранга, значения к-рых определяют по данным рентгеноструктурного исследования. Описанная дииамич. модель не дает сведений о мгновенной структуре кристалла и о последоват, смене мгновенных структур. Информацию такого рода можио получить из спектров неупругого рассеяния нейтронов. [c.532]

Фазовые переходы М. к.-плавление, возгонка, полиморфные переходы (см. Полиморфизм)-ироясхоаят, как правило, без разрушения отдельных молекул. М. к. являются частным случаем ван-дер-ваальсовых кристаллов, к к-рым относятся также цепочечные и слоистые кристаллы, где посредством ван-дер-ваальсовых сил соединены бесконечные цепи (напр., орг. полимеры) или слои (напр., графит). Структуру М. к., как и др. кристаллич. в-в, устанавливают с помощью рентгеновского структурного анализа, для изучения динамики молекул в М. к. используют колебат. спектроскопию и неупругое рассеяние нейтронов. [c.117]

На рис. 44 представлена зависимость среднеквадратичных амплитуд смещения протонов при двух температурах Г] = 25° и Г2=75°С для различных интервалов времени измерения полученная методом неупругого рассеяния нейтронов (Сака MOTO, 1962). Как видно, среднеквадратичная амплитуда сме щения протона перестает зависеть от Т для интервалов вре мени, меньших 10 сек, и стремится к постоянной величине [c.109]

Согласно Виньярд (1958) сечение неупругого рассеяния нейтронов может быть записано в виде [c.144]

Совершенствуется методика расчета фононного спектра. Поскольку такие расчеты сопряжены со значительными вычислительными трудностями и реализуются на пределе возможностей современных ЭВМ, большую роль здесь играет создание оптимальных программ. Одна из таких программ, применимая для кристаллов любой симметрии (как гомомолекулярных, так и ге-теромолекулярных) с любым числом молекул в ячейке, описана в работе [116]. Однако ограничение этой программы состоит в использовании приближения жестких молекул (или молекулярных ионов). Между тем многие авторы (например, [117, 118]) вновь отмечают, что влияние деформации молекулы на решеточные моды (даже для молекул, которые считаются наиболее жесткими) обычно заметно превышает погрешность регистрации спектра неупругого рассеяния нейтронов, и, следовательно, в динамических расчетах необходимо учитывать нежесткость молекул. В работе [119] описан способ вычисления частот для нежестких молекул, представляющий собой развитие той схемы, которую использовали Поли и Сивин [99]. В работе [120] сравниваются выражения частот, полученные с применением и без применения этого приближения. [c.164]

Водные растворы электролитов обладают целым рядом особых, уникальных свойств, выделяющих их из общего ряда жидких растворов. Основной причиной этого служит проявление структуры воды в специфике взаимодействия ио1 вода. Гидратация ионов может быть охарактеризована так называемыми эффектами гидратации. Их количественной мерой являются термодинамические характеристики, изотопные эффекты гидратации, химические сдвиги ЯМР, смещение полос поглощения в ИК-спектрах, изменение частот спин-рещеточной релаксации, изменение дифракционных картин рассеяния рентгеновских лучей и неупругого рассеяния нейтронов и др. При интерпретации указанных проявлений гидратации все большее место занимают структурные представления, поскольку они позволяют глубже оценить роль среды в ионных реакциях в растворах. [c.136]