Neutronidiffraktiossa

Neutronidiffraktiossa on kokeellinen tekniikka, jota käytetään materiaalien atomirakenteen ja magneettisen rakenteen tutkimiseen. Menetelmä perustuu neutronien sirontaan materiaalin atomiytimistä ja magneettisista momenteista. Kun neutronisuihku kohtaa materiaalin, neutronit vuorovaikuttavat sen kanssa ja siroavat eri suunnissa. Sirontakulmasta ja sirontaintensiteetistä riippuen voidaan päätellä materiaalin atomien sijainti ja järjestäytyminen, sekä mahdolliset magneettiset momentit.

Neutronidiffraktion etuna muihin diffraktiomenetelmiin, kuten röntgendiffraktioon, verrattuna on neutronien kyky läpäistä paksuja materiaaleja ja herkkyys kevyille atomeille, kuten vedylle. Neutronit eivät myöskään varaa materiaalia, mikä tekee menetelmästä sopivan herkkien näytteiden tutkimiseen. Neutronit ovat neutraaleja hiukkasia, joten ne vuorovaikuttavat ytimen kanssa ydinvoimien välityksellä. Lisäksi neutronit itsessään ovat magneettisia, mikä mahdollistaa magneettisen rakenteen tutkimisen.

Neutronidiffraktiota käytetään laajasti eri tieteenaloilla, kuten materiaalitieteessä, fysiikassa, kemiassa, biologiassa ja geologiassa. Sillä tutkitaan esimerkiksi metallien, keramiikan, polymeerien, proteiinien ja mineraalien rakenteita. Menetelmää voidaan hyödyntää myös esimerkiksi materiaalien rasitustilojen tai faasimuutosten tutkimisessa. Tutkimuksessa tarvitaan yleensä suurienergiainen neutronilähde, kuten ydinreaktori tai hiukkaskiihdytin, ja monimutkainen detektorijärjestelmä sirontakuvioiden mittaamiseksi.