Ответственные за установку

Горемычкин Евгений Анатольевич
Россия, Московская обл., г.Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
тел. +7 (49621) 6-54-86
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Худоба Дорота Марта
Россия, Московская обл., г.Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
тел. +7 (49621) 6-50-96
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Основные направления исследований

1. Молекулярная динамика водород содержащих соединений, включая фармакологические вещества;
2. Атомная динамика и структура конденсированного состояния, в частности, изучение веществ с фазовым полиморфизмом;
3. Исследование магнитной и атомной динамики сильно коррелированных систем.

Общий вид установки

Окружение образца

Описание установки

Спектрометр НЕРА предназначен для измерения спектров элементарных возбуждений в конденсированных средах, которые дают важную информацию о межатомных взаимодействиях на микроскопическом уровне, что позволяет максимально корректно определить физическую модель атомной/магнитной динамики/структуры исследуемого вещества, с использованием современных феноменологических и ab initio моделей, а также квантово-химических расчетов.

В экспериментах по неупругому рассеянию нейтронов (НРН) измеряется изменение энергии и переданного импульса нейтроном в процессе его взаимодействия с объектом исследования.

Спектрометр НЕРА является инструментом в обратной геометрии и ниже приведено описание его составных частей и их функциональное назначения. После формирования нейтронного импульса в активной зоне реактора, нейтроны проходят через замедлитель, в котором происходит их конвертация (замедление) из быстрых в тепловые. Для подавления фона быстрых нейтронов (не все быстрые нейтроны замедляются до тепловых) и сателлитного пика, на расстоянии 5.5 м расположен прерыватель. Вслед за ним расположен сплиттер, который расщепляет начальный пучок тепловых нейтронов на три. Это позволяет иметь три независимых инструмента на одном канале и соответственно проводить одновременно три эксперимента различного типа. Далее пучок проходит через лямда-чоппер, позволяющий вырезать нужную часть спектра падающих нейтронов. Нейтроны посредством зеркального нейтроновода в вакуумном кожухе доставляются к узлу образца спектрометра. Нейтроновод состоит из двух частей: первая часть - 75 м прямой с постоянным сечением пучка 16х5 см и вторая часть - 25 м вертикально сходящийся с входным сечением 16х5 см и с выходным сечением 5х5 см.. После рассеяния на образце, находящегося в криостате (это позволяет менять температуру образца в широком диапазоне от 5 до 300), нейтроны проходят через анализатор энергии, который состоит из охлажденного бериллиевого фильтра и кристалла анализатора из высоко ориентированного пиролитического графита и таким образам пропуская на детектор нейтроны имеющие конечную энергию 4.65мэВ. Поскольку НЕРА спектрометр в обратной геометрии где образец облучается белым пучком нейтронов, установка детекторов без анализатора энергии позволяет проводить измерения дифракции нейтронов. При этом на НЕРА имеются два типа дифракционных детекторов: с коллимацией (высокие разрешение) и без коллимации (высокая интенсивность). Это дает возможность одновременно с неупругим рассеянием анализировать фазовое состояния вещества. 

Таким образом, спектрометр НЕРА дает возможность одновременно измерять два типа спектров: неупругие (динамика исследуемого вещества) и дифракционные (структура). Это позволяет использовать его для изучения широкого круга материалов, от молекулярных кристаллов, гормонов и биологически активных субстанций, до сегнетоэлектриков, электрохимически активных веществ и фуллеренов.

Детальное описание спектрометра НЕРА приведено в [1].

Основные характеристики

Нейтроновод		Зеркало, вакуум
Поперечный размер нейтроновода		Вход 50×160 мм2 Выход 50×50 мм2
Поток тепловых нейтронов на образце		4.6×106 н/см2/с
Диапазон длин волн		0.8-7.0 Å
Диапазон углов рассеяния		10о-170о
Диапазон переданных энергий (I NS)		1-160 мэВ
Телесный угол в экспериментах по неупругому рассеянию		~ 0.2 ср
Расстояние замедлитель-образец		109.5 м
Расстояние образец-детектор		0.815 m (INS с Be-фильтром)
		1.015 m (INS с монокристаллом)
		1.415 m (нейтронная дифракция)
Разрешение
Неупругое рассеяние		См. Рис. 4
Нейтронная дифракция		Dd/d=0.4% для l>1 Å

Окружение образца

Гелиевый рефрижератор замкнутого цикла (4-300 К). Камера высокого давления до 10 кБар

Публикации

1. Natkaniec, D. Chudoba, Ł. Hetmańczyk, V.Yu. Kazimirov, J. Krawczyk, I.L. Sashin and S. Zalewski ‘Parameters of the NERA spectrometer for cold and thermal moderators of the IBR-2 pulsed reactor’ Journal of Physics: Conference Series 554 (2014) 012002
2. Z. Malkin, E. A. Goremychkin, K. Siemensmeyer et al, ‘Crystal-field potential and short-range order effects in inelastic neutron scattering, magnetization, and heat capacity of the cage-glass compound HoB₁₂’ PHYSICAL REVIEW B104,134436(2021)
3. Hetmanczyk L., Goremychkin E.A., Waliszewski J., Vener M.V., Lipkowski P., Tolstoy P.M., Filarowski A. ‘Spectroscopic Identification of Hydrogen Bond Vibrations and Quasi-Isostructural Polymorphism in N-Salicylideneaniline’ MOLECULES 26 (16), 5043, (2021)