250 likes | 363 Views
Modern analitika neutronokkal. Makai Mihály egyetemi tanár, BME NTI, MTA Energiatudományi Kutatóközpont. Vázlat. Neutronkutatás hazán k ban Neutronok és az anyag A neutronok néhány méréstechnikai alkal-mazása (az aktivációs analízistől a radiográ-fiáig)
E N D
Modern analitika neutronokkal Makai Mihály egyetemi tanár, BME NTI, MTA Energiatudományi Kutatóközpont Makai: Modern analitika neutronokkal
Vázlat • Neutronkutatás hazánkban • Neutronok és az anyag • A neutronok néhány méréstechnikai alkal-mazása (az aktivációs analízistől a radiográ-fiáig) • A Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpont • A prompt gamma aktivációs analitika Makai: Modern analitika neutronokkal
1, Neutronkutatás hazánkban Makai: Modern analitika neutronokkal
A 10MW -s Budapesti Kutatóreaktor Makai: Modern analitika neutronokkal
Reaktor zóna Tang. channel Cold plug T ~ 20 K λmaximum flux = 4Å Radial channels T ~ 320 K λmax flux = 1.2Å Makai: Modern analitika neutronokkal
2, Anyag és neutron Makai: Modern analitika neutronokkal
A neutron A röntgensugár és a neutronok alkalmasak az anyag struktúrájának kutatására: • De Broglie hullámhosszuk az atomok közötti távolság nagyságrendjébe esik • a termikus neutronok energiája összemérhető a minta atomjainak mozgási energiájával. • A neutron speciális tulajdonságai az anyagkutatás szempontjából: • - Nagy behatolási mélység a mintába, • - Megfelelő hullámhossz/energia • Érzékeny az izotópokra, van spinje, van mágneses szórás • Nagyobb hullámhossz-jobban illeszkedik a nano objektumokhoz • Kisebb energia - jobb felbontás a finom kölcsönhatásokhoz Makai: Modern analitika neutronokkal
Az elsztikus szórás geometriája I (θ) Szórt nyaláb θ λ I0 • sample Beeső nyaláb q - hullámszám változás A szórásban átadott impulzust mérjük Makai: Modern analitika neutronokkal
A rugalmas szórás alapösszefüggései Differenciális hatáskeresztmetszet: Teljes hatáskeresztmetszet: Makai: Modern analitika neutronokkal
A hatáskeresztmetszet a szórt hullámok interferenciájának eredménye: b -- szórási hossz Struktúra faktor: Makai: Modern analitika neutronokkal
Milyen a struktúra? Kristályok:az atomok koordinátáit meg lehet adni Folyadék és gáz: Egy atom előfordulásának valószínűsége egy adott helyen adható meg g(r)páreloszlás függvény Makai: Modern analitika neutronokkal
Kisszögű szórás Olyan struktúrákban, ahol a szerkezet karakterisztikus mérete sokkal nagyobb, mint az atomok közti távolság, az atomok sűrűségeloszlását mérjük A szórási hossz sűrűsége: Ökölszabály: Makai: Modern analitika neutronokkal
A reaktor stacionárius állapotában A neutronok Maxwell-Boltzmann spektruma 300K és 30 K moderátorhőmérsékletnél Makai: Modern analitika neutronokkal
3, Alkalmazások Makai: Modern analitika neutronokkal
Méretskála: neutronokkal a 10-7m és 10-9m közötti tartomány vizsgálható Ebbe a méretskálába esnek pl. a kolloidok (vér, tej, sör, bor) Makai: Modern analitika neutronokkal
Modern szerkezetvizsgálatok • Tripsin nevű enzim szerkezete • Riboszómák szerkezete • Sejteket határoló lipidek szerkezete • Izommozgás megértése • Fehérjék működése Makai: Modern analitika neutronokkal
Katalizátorok Pd rács (barna), kerámiahordozón (szürke), a kipufogógázból megköt CO-t, NO-t, CH-t (zöld) Makai: Modern analitika neutronokkal
Neutronholográfia 12 Pb atom Cd rácsban Makai: Modern analitika neutronokkal
A Ferrari F1 versenyautó dugattyúja Anyaga: AlSi2CuNiMg SANS mérés Az izotróp szögeloszlás hőkezelési hibára utal Mérés 5 kritikus pontban Makai: Modern analitika neutronokkal
Neutronholográfia LiF kristályban a F atomok elhelyezkedése térben (a Li nem szór) MTEST reflektométer Makai: Modern analitika neutronokkal
Régészeti leletek vizsgálata (Holt-tengeri tekercsek, Seuzo-kincsek, amfórák, Régészeti leletek Neutronokkal lehet röntgenhez hasonló képet készíteni (szuperkritikus víz) Makai: Modern analitika neutronokkal
Looking inside objects with PGAI-NT Copper balls Natural Uranium oxide ... within a Pb container Aluminum cylinder Fe screw Prompt gamma spectra Neutron radiography
Köszönet A BNC csapatnak: Balaskó Mártonnak ,Baranyai Rózsának, Belgya Tamásnak, Bottyán Lászlónak és Rosta Lászlónak a képekért. Makai: Modern analitika neutronokkal