neutronspridning

Neutronspridning är en forskningsmetod där neutroner används för att undersöka materiens struktur och dynamik. Neutroner produceras i kärnkraftverk eller spallationsanläggningar och har våglängder runt 1 Å, vilket gör dem särskilt lämpliga för att studera atomernas arrangemang. Neutronernas magnetiska moment ger också känslighet för magnetiska ordningar, och vätehaltiga ämnen ger ofta starka signaler.

Elastisk spridning används för att få information om rumslig ordning: mönster i spridningsintensitet avslöjar strukturfaktorer och kristallplan. Inelastisk spridning mäter energiöverföring mellan neutronen och materialets excitationslägen och används för att studera dynamik, såsom phonons och magnons. Kvasi-elastisk spridning beskriver små energiförändringar kopplade till diffusion och långsamma rörelser i materian.

Tekniker och utrustning: time-of-flight (TOF) och vinkelbaserade instrument används för att bestämma både energi och spridningsvinklar, medan triple-axis-spektrometrar fokuserar på specifika övergångar. Neutronkällor ger kontinuerliga eller pulserade flöden, och detektorernas signaler omvandlas till information om struktur- och dynamiska strukturfaktorer.

Användningsområden inkluderar strukturbestämning av kristaller, polymerer, glas och biologiska molekyler, samt studier av väteplacering, diffusion och magnetism. Fördelarna jämfört med röntgenstrålning är särskild känslighet för lätta element, magnetiska kontraster och djup penetration, medan begränsningar innebygger krav på specialanläggningar och komplex dataanalys.