1 – Замедлитель
2 – Фурье прерыватель
3 – Зеркальный нейтроновод
4 – Детекторы обратного рассеяния
5 – Образец
6 – 90°-детектор
7 – ПЧД-детектор
8 – 10 – Накопление и обработка информации

11 - Фоновый прерыватель (в кольцевом коридоре)

 

Ответственные за установку:

Сумников Сергей Викторович
тел. +7 (49621) 62-132
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Состав группы

 

Основные направления исследований:

1. Прецизионный анализ кристаллической структуры поликристаллов;
2. Анализ формы дифракционных пиков от монокристаллов с Δd/d ≈ 0.001;
3. Анализ микроструктуры кристаллических материалов.
4. Анализ магнитного упорядочения в поликристаллах.

 

Постер

 

Описание дифрактометра

 

В кольцевом коридоре реактора ИБР-2 расположен дисковый прерыватель, предназначенный для уменьшения фона рецикличных нейтронов. Фурье-прерыватель, модулирующий интенсивность первичного пучка с частотой до ~102.4 кГц, расположен на расстоянии около 8.5 м от замедлителя. Пучок на образце формируется зеркальным фокусирующим нейтроноводом с входным окном 15 x 200 мм², выходным окном 15 x 100 мм². Вокруг позиции образца на фиксированных расстояниях и углах рассеяния расположены детекторы. 

От основных детекторов при 2θ=152° и 2θ=90° сигналы подаются на корреляционную электронику, позволяющую получать спектры высокого разрешения. Позиционно-чувствительный детектор, расположенный при 2θ=30°, предназначен для регистрации дифракционных пиков от больших d_hkl.

ФДВР создавался коллаборацией ОИЯИ-ПИЯФ РАН и VTT (Финляндия) с учетом опыта работы первого Фурье-дифрактометра СФИНКС на стационарном реакторе ВВР-М в Гатчине. В начале 1992 г. был сформирован нейтронный пучок и в июне 1992 г. проведено измерение первых дифракционных спектров высокого разрешения.

 Рис.1. Группа ФДВР (1996 год). Слева на право: В.Г. Симкин, Н.Р. Шамсудинов, А.М. Балагуров, В.Ю. Памякушин, Ю.В. Таран, В.Б. Злоказов.

Рис.2. Подготовка нейтронного эксперимента на ФДВР. 

 

 

Рис.3. Высокотемпературная вакуумная печь на ФДВР

 

 

Рис.4. Зеркальный изогнутый нейтроновод.

 

 

Рис.5. Старая модель фурье-прерывателя. Проверяет исправность В.Г. Симкин (2008 г.).

 

Рис. 6 Фурье прерыватель (2016 г.)

Рис. 7 Сравнение нейтронограмм от порошка YBa2(Cu,Fe)3O6.3, полученных в режиме высокого разрешения на ФДВР (a), и в режиме обычного разрешения, используемого на дифрактометрах ИБР-2 (b).

 

Рис.8. Двухкоординатный спектр ((La,Pr)_0.3Ca_0.7MnO₃), измеренный на ФДВР с помощью ПЧД детектора при Т = 10 К. По горизонтальной оси – временные каналы анализатора (ширина канала 64 мкс), по вертикальной - угловые группы.

 

Основные характеристики

 

Neutron beam cross-section at sample position	15 × 100 mm
Moderator - sample distance	~ 29.6 m
Chopper - sample distance	21.14 m
Fourier-chopper (disk-type)	Al-alloy
- outer diameter	540 mm
- slit width, number of slits	0.7 mm, 1024
- max speed of rotation	6000 rpm
- max modulation frequency	102.4 kHz
- effective pulse width	≈ 10 µs
Main detectors at 2θ = 90° and 2θ = 152°	6Li, time-focusing
Detector for large dhkl	3He, PSD, Δx ≈ 1.8 mmм, 2θ ≈ 30°
Aperture of the main detectors:	0.16 sr (2θ = 152°), 0.04 sr (2θ = 90°)
Wavelength range	0.9 - 8 Å
dhkl range;
- high resolution	0.7 - 4 Å
- medium resolution	1 - 16 Å
Neutron flux at sample position	~1.3*107 n/cm2/s
Standard sample volume	~ 1 cm3
Resolution (Δd/d) for 2θ = 152°, d = 2 Å	~ 0.001

 

Типичные спектры

 

Рис. 1. Спектр стандарта Al₂O₃ измеренного при скорости Фурье прерывателя 4000 об/мин и ширине временного канала 4 мкс.

 

Окружение образца

 

Для создания условий на образце имеется следующее оборудование:

1) Воздушная печь (от КТ до 500 °С);

2) Вакуумная печь (от КТ до 1300 °С);

3) Гелиевый рефрижератор замкнутого цикла (от КТ до 2.4 К);
4) Гелиевый рефрижератор замкнутого цикла с возможностью нагрева (от 500 °С до 8 К);
5) Электромагнит (до 0.95 Тл) ( необходимо уточнить у ответственного за установку);
6) Гониометр GKS-100;

7) Гальваностат-потенциостат: 0-10V, 0-15А.

 

Возможность подготовки проб в  инертной атмосфере (аргон, гелий). 
Возможность проведения  рентгено-фазового анализа , если необходимо. 

 

Публикации

1)  A. Balagurov, D. Balagurov, I.Bobrikov, A. Bogdzel, V. Drozdov, A. Kirilov, V. Kruglov , S. Kulikov, S. Murashkevich,V. Prikhodko, V. Shvetsov, V. Simkin, A. Sirotin, N. Zernin, V. Zhuravlev, High-resolution neutron Fourier diffractometer at the IBR-2 pulsed reactor: A new concept, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 436 (2018) 263-271 

 

2) Balagurov, A. M., Bobrikov, I. A., Bokuchava, G. D., Zhuravlev, V. V.& Simkin, V. G. Correlation Fourier Diffractometry: 20 Years of Experience at the IBR-2 Reactor (2015). Phys. Part. Nucl. 46, 249–276. [pdf]

3) A.M. Balagurov "High-resolution Fourier diffraction at the IBR-2 reactor" (2005) Neutron News 16, 8-12. [pdf]

 

Шаблоны для обработки спектров и инструментальные файлы (Instrumental resolution file - IRF)