Un superespejo de neutrones es un material en capas muy pulido que se utiliza para reflejar los haces de neutrones. Los superespejos son un caso especial de reflectores de neutrones multicapa con diferentes espesores de capa. [1]
El primer concepto de superespejo de neutrones fue propuesto por Mezei, [2] inspirado en trabajos anteriores con rayos X.
Los superespejos se producen depositando capas alternas de sustancias fuertemente contrastantes, como níquel y titanio , sobre un sustrato liso. Una sola capa de material de alto índice de refracción (por ejemplo, níquel ) exhibe una reflexión externa total en pequeños ángulos de raspado hasta un ángulo crítico. Para níquel con abundancias isotópicas naturales, en grados es aproximadamente dónde es la longitud de onda del neutrón en unidades Angstrom.
Se puede hacer un espejo con un ángulo crítico efectivo más grande aprovechando la difracción (con pérdidas distintas de cero) que se produce a partir de multicapas apiladas. [3] El ángulo crítico de reflexión total, en grados, se vuelve aproximadamente, dónde es el "valor m" relativo al níquel natural. los valores en el rango de 1-3 son comunes, en áreas específicas de alta divergencia (por ejemplo, usando ópticas de enfoque cerca de la fuente, helicópteros o áreas experimentales) m = 6 está disponible fácilmente.
El níquel tiene una sección transversal de dispersión positiva y el titanio tiene una sección transversal de dispersión negativa, y en ambos elementos la sección transversal de absorción es pequeña, lo que hace que el Ni-Ti sea la tecnología más eficiente con neutrones. El número de capas de Ni-Ti necesarias aumenta rápidamente a medida que, con en el rango 2-4, lo que afecta el costo. Esto tiene una gran influencia en la estrategia económica del diseño de instrumentos de neutrones. [4]
Referencias
- ^ Chupp, T. "Óptica de neutrones y polarización" (PDF) . Consultado el 16 de abril de 2019 .
- ^ Mezei, F. (1976). "Nuevos dispositivos de neutrones polarizados: superespejo y amplificador de componente de espín". Communications on Physics (Londres) . 1 (3): 81–85.
- ^ Hayter, JB; Mook, HA (1989). "Diseño discreto de múltiples capas de película fina para superespejos de rayos X y neutrones". J. Appl. Cryst . 22 : 35–41. doi : 10.1107 / S0021889888010003 .
- ^ Bentley, PM (2020). "Optimización de costes de la suite de instrumentos en un megaproyecto de ciencia" . Revista de comunicaciones de física . 4 (4): 045014. doi : 10.1088 / 2399-6528 / ab8a06 .