Neutrondiffrakció

Neutrondiffrakció, også kjent som nøytrondiffraksjon, er en vitenskapelig teknikk som brukes til å studere materialers atomære og magnetiske struktur. Teknikken utnytter den bølge-lignende naturen til nøytroner og deres interaksjon med atomkjerner og magnetiske momenter. Når en stråle av nøytroner passerer gjennom et krystallinsk materiale, spres nøytronene i bestemte retninger på grunn av interferensmønstre som dannes av atomene i materialet. Dette spredningsmønsteret er unikt for strukturen til materialet og kan analyseres for å bestemme plasseringen av atomer, bindingslengder og vinkler.

I motsetning til røntgenstråler, som primært samhandler med elektronene rundt atomkjernene, samhandler nøytroner direkte med atomkjernene. Dette gjør nøytrondiffraksjon spesielt nyttig for å studere materialer som inneholder lettstoffer som hydrogen, da disse har svake røntgensignaler. Videre er nøytroner nøytrale partikler, noe som betyr at de kan trenge dypt inn i materialer, noe som gjør det mulig å undersøke strukturer i bulkmaterialer og gjennom beholdere. Nøytroner har også et magnetisk moment, som gjør nøytrondiffraksjon til en kraftig teknikk for å studere magnetiske strukturer i materialer, inkludert hvordan atomenes magnetiske momenter er orientert.

Fasiliteter som bruker nøytrondiffraksjon inkluderer store forskningsreaktorer og spallationskilder, som produserer de nødvendige intense nøytronstrålene. Dataene som samles inn fra nøytrondiffraksjonseksperimenter blir bearbeidet ved hjelp av spesialisert programvare for å rekonstruere materialets struktur. Teknikken har et bredt spekter av anvendelser innen materialvitenskap, fysikk, kjemi, biologi og geologi, og bidrar til forståelsen av alt fra legemidler og polymerer til superledende materialer og magnetiske nanostrukturer.