Diffrazione D2O

Enrico J. BaldassarriDanilo BurattiniDaniela Delfi

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Dip. SAIFET - Università Politecnica delle Marche

Dip. Fisica - Università degli Studi di Parma

Significato e Finalità

• Uso dei neutroni come sonda microscopica di indagine

•Studio di un liquido con un diffrattometro da polveri

•Determinazione del fattore di struttura di D2O

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• La quantità fisica importante in esperimenti di diffrazione è S(Q)

•L’intensità direttamente misurata risente di: background, attenuazione, scattering multiplo, efficienza e risoluzione FINITA dello strumento

•Vanno ottimizzati il contenitore, il campione, e vengono predisposte varie misure (campione nel contenitore, contenitore vuoto e criostato vuoto)

Il campione:D2O

• rallenta e rende "termici" i neutroni veloci emessi al momento della fissione (capacità moderante)

• moderatore minore rispetto ad acqua leggera

• non assorbe neutroni termici

Diffrattometro a 2 assi “D1A”

•Sfrutta variazione in angolo di scattering ad Eincidente=cost

• Intensità diffratta viene misurata al variare dell’angolo di scattering 2

•I conteggi ai vari angoli (registrati a parità di intervallo di monitor) sono immagazzinati in file “grezzi” (raw) nella forma [2, counts]

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Caratteristiche “D1A”

Monochromator

30 Ge crystals, 30 mm high

take-off angle 122°

Ge [hkl] wavelengths λ/Å

115 1.911 (optimum λ)

beam size at sample 20 x 30 mm< SUP > 2 < SUP >

flux at sample 2 x 106 n cm-2s-1

Resolution

2θ FWHM

angular ranges 6° < 2θ < 160°

Detectors

25 3He counters at 5 atm

efficiency 90 % at 1.5 Å

collimator transmission 96 %

background without sample 0.04 Hz

Il Campione

• Cella Vanadio con testa di acciaio • T=300K

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Criostato vuoto

i÷f I (counts)

122 ÷127.8 0.2 200000

128 ÷133.8 0.2 200000

134 ÷139.8 0.2 200000

140 ÷145.8 0.2 200000

146 ÷151.8 0.2 200000

152 ÷157.8 0.2 200000

Cella Vanadio vuotai÷f I (counts)

122 ÷127.9 0.5 500000

128 ÷139 0.5 500000

134 ÷139.9 0.5 500000

140 ÷145.9 0.5 500000

146 ÷151.9 0.5 500000

152 ÷157.9 0.5 500000

Cella Vanadio con Campione

i÷f I (counts)

122 ÷127.9 0.5 1000000

128 ÷139 0.5 1000000

134 ÷139.9 0.5 1000000

140 ÷145.9 0.5 1000000

146 ÷151.9 0.5 1000000

152 ÷157.9 0.5 1000000

Fattore di struttura acqua pesante

Riassumendo

• Preparazione del Campione,nel contenitore di vanadio• Rilevazione del segnale di criostato vuoto e di cella vuota• Correzione dei dati• Valutazione del Fattore di struttura

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Conclusioni

• E’ possibile effettuare una scansione in Q e valutare il fattore di struttura S(Q)

• Fattore di struttura determinato (!!!) è analogo a quanto atteso per l’acqua pesante• 2 picchi in Q20(nm-1) e Q38(nm-1) • Rapporto tra le intensità dei picchi 2

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Grazie dell’attenzione!

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