Компактная стеклянная капиллярная оптика для нейтронных пучков
К методам, которые выигрывают, в частности, от локального увеличения потока, относятся методы рассеяния нейтронов для исследования небольших образцов, как в ячейках высокого давления, для которых требуется небольшой источник, как в томографии или спектрометрии, или для которых требуется высокое пространственное разрешение, как активация нейтронов. анализ.
Пучки нейтронов, транспортируемые в нейтронопроводах, обычно квазипараллельны и имеют большую площадь поперечного сечения в несколько см². Лучше всего сфокусировать такие лучи с помощью фокусирующих полулинз, используемых в рентгеновской оптике. По своим геометрическим параметрам эти полулинзы могут фокусировать широкий нейтронный пучок в маленькое фокусное пятно <1 мм и, таким образом, добиваться увеличения интенсивности на один-два порядка в фокусном пятне.
Большим преимуществом капиллярных линз является их небольшая длина, что позволяет гибко использовать их. Различные размеры фокусного пятна и фокусные расстояния могут быть получены путем смены линз, в то время как альтернативы, такие как фокусирующие нейтроноводы, имеют длину многих метров и, следовательно, довольно негибкие.
До сих пор капиллярные линзы использовались в основном с источниками рентгеновского излучения. Нейтроны, как и фотоны, демонстрируют эффект полного отражения от поверхности твердого тела. Критический угол полного отражения Θcat скользящего падения составляет несколько мрад и находится в том же диапазоне для рентгеновского и нейтронного излучения. Он зависит от длины волны λ, и его значение для нейтронов и различных типов стекла составляет:
Θ c [мрад] ≈ λ [Å]
Это позволяет использовать для нейтронов стеклянную капиллярную оптику. Однако, в отличие от рентгеновской оптики, важно, чтобы стекло содержало бор, в результате чего нейтроны, попадающие в стекло, поглощались, так что передавались только сфокусированные нейтроны.
