Nötron aynası bor karbürden destek alıyor – Fizik Dünyası

İsveç'teki araştırmacılar tarafından çok katmanlı nötron aynalarının üretilmesi için yeni bir yaklaşım geliştirildi. Aynalarının demir ve silikon katmanlarına bor karbür eklenerek, Anton Zubayer Linköping Üniversitesi'ndeki ve meslektaşları, özellikle yüksek saçılma açılarında, gelen nötron ışınlarını daha yansıtıcı ve polarize eden bir cihaz geliştirdiler.

Nötron bilimi, yavaş hareket eden nötron ışınlarını örneklerden saçmayı içerir. Bu tür nötronlar, katı, sıvı ve gazlardaki atomlar arasındaki ayrımla aynı düzeyde de Broglie dalga boylarına sahiptir. Bu, nötron ışınlarının kırınımının bir numunenin atomik yapısını belirlemek için kullanılabileceği anlamına gelir. Nötronlar atomlarla kinetik enerji alışverişinde bulunabiliyor, böylece maddenin kafes titreşimleri gibi dinamik özelliklerini de araştırabiliyorlar. Nötronların ayrıca manyetik momentleri vardır, böylece numunelerin manyetik özelliklerini ölçebilirler.

Bazı manyetik nötron saçılma deneyleri, manyetik olarak polarize edilmiş ışınlar gerektirir, ancak bu tür ışınların oluşturulması zor olabilir.

Zubayer, "Polarize edici nötron optikleri, nötron saçılma tesisleri için önemli bir parçadır" diye açıklıyor. "Yeni cihaz türleri daha fazla verimlilik ve yeni özellikler gerektirdiğinden önem kazanıyor."

Zayıf arayüzler

Nötron ışınları, bir alt tabaka üzerine alternatif demir ve silikon katmanlarının biriktirilmesiyle yapılan aynalar kullanılarak polarize edilebilir. Yaygın kullanımlarına rağmen, bu nötron aynalarının, demir ve silikon katmanları arasında atomik olarak keskin arayüzler oluşturmanın zorluğuyla ilişkili sınırlamaları vardır. Bunun yerine arayüzler istenmeyen demir silisit bileşikleri içerir.

Bu pürüzlü arayüzler, daha yüksek saçılma açılarında aynaların nötronları yansıtma ve polarize etme konusunda çok etkili olmadığı anlamına gelir. Aynaların güçlü dış manyetik alanlara maruz bırakılmasıyla bu durumun üstesinden gelinebilir; ancak bu alanlar aynı zamanda incelenen numuneleri de etkileyebileceğinden, aynaların numunelerden biraz uzağa yerleştirilmesi gerekir ve bu, deney sonuçlarının kalitesini azaltabilir.

Şimdi, Zubayer ve meslektaşları nötron aynalarının imalatında, demir ve silikon katmanlarına izotopla zenginleştirilmiş bor karbürün eklenmesini içeren yeni bir yaklaşım benimsediler. Bor karbür, boron-11 ile zenginleştirilmiştir; boron-10'dan farklı olarak iyi bir nötron emici değildir. Bileşik, katmanları biriktirmek için kullanılan magnetron püskürtme yoluyla biriktirilen malzemelerin stabilitesini artırır.

Nötron aynasının katmanlarını oluşturduktan sonra Zubayer ve meslektaşları, X-ışını kırınımı ve elektron mikroskobu dahil olmak üzere birçok farklı görüntüleme tekniği kullanarak atomik yapısını belirlediler.

Daha ince ve daha keskin

Umdukları gibi, yeni aynaları demir ve silikon katmanları arasında çok daha keskin arayüzler ve daha az demir silisit içeriyordu. Bu, katmanların eskisinden daha ince yapılmasına olanak tanıyarak aynanın çok daha yansıtıcı olmasını ve yüksek saçılma açılarında nötron ışınlarına karşı polarize olmasını sağladı. Ayrıca kirişler içinde daha az dağınık saçılmaya da yol açtı.

Bu geliştirilmiş performansla Zubayer'in ekibinin artık istenen polarizasyonu elde etmek için harici bir manyetik alan kullanmasına gerek kalmadı. Sonuç olarak aynaları, ölçümleri etkilemeden numunelere daha yakın yerleştirilebilir.

Zubayer, "Işın hattı için daha yüksek yansıtma, daha iyi polarizasyon, daha az arka plan gürültüsü elde ettik ve cihazın çevresinde büyük mıknatıslara olan ihtiyacı ortadan kaldırdık" diye açıklıyor. "Dolayısıyla, yaklaşımımızı kullanan bu tür optikler, yeni verimlilik ve olasılıkların kilidini açarak daha iyi, daha hızlı, daha güvenilir ve hatta belki de yeni deney türlerine yol açabilir."

Bu gelişmelerle araştırmacılar, deneylerde kullanılan polarize nötron akışının yanı sıra daha yüksek enerjili nötronların kullanımını da artırabilirler. Ekip, yeni yaklaşımlarının fizik, kimya, biyoloji ve tıp gibi alanlarda yeni deneysel keşiflerin önünü açabileceğini umuyor.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Bilim Gelişmeler.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/neutron-mirror-gets-a-boost-from-boron-carbide/