Diffrazione D2O Enrico J. Baldassarri Danilo Burattini Daniela Delfi Dip. SAIFET - Università Politecnica delle Marche Dip. Fisica - Università degli Studi di Parma 1

Significato e Finalità • Uso dei neutroni come sonda microscopica di indagine •Studio di un liquido con un diffrattometro da polveri •Determinazione del fattore di struttura di D2O

• La quantità fisica importante in esperimenti di diffrazione è S(Q) •L’intensità direttamente misurata risente di: background, attenuazione, scattering multiplo, efficienza e risoluzione FINITA dello strumento •Vanno ottimizzati il contenitore, il campione, e vengono predisposte varie misure (campione nel contenitore, contenitore vuoto e criostato vuoto) 3

Il campione:D2O rallenta e rende "termici" i neutroni veloci emessi al momento della fissione (capacità moderante) moderatore minore rispetto ad acqua leggera non assorbe neutroni termici

Diffrattometro a 2 assi “D1A” •Sfrutta variazione in angolo di scattering ad Eincidente=cost • Intensità diffratta viene misurata al variare dell’angolo di scattering 2 •I conteggi ai vari angoli (registrati a parità di intervallo di monitor) sono immagazzinati in file “grezzi” (raw) nella forma [2, counts] 5

Caratteristiche “D1A” Monochromator 30 Ge crystals, 30 mm high take-off angle 122° Ge [hkl] wavelengths λ/Å 115 1.911 (optimum λ) beam size at sample 20 x 30 mm< SUP > 2 < SUP > flux at sample 2 x 106 n cm-2s-1 Resolution 2θ FWHM angular ranges 6° < 2θ < 160° Detectors 25 3He counters at 5 atm efficiency 90 % at 1.5 Å collimator transmission 96 % background without sample 0.04 Hz

Il Campione • Cella Vanadio con testa di acciaio T=300K

Criostato vuoto i÷f  I (counts) 122 ÷127.8 0.2 200000 128 ÷133.8 134 ÷139.8 140 ÷145.8 146 ÷151.8 152 ÷157.8 9

Cella Vanadio vuota i÷f  I (counts) 122 ÷127.9 0.5 500000 128 ÷139 134 ÷139.9 140 ÷145.9 146 ÷151.9 152 ÷157.9

Cella Vanadio con Campione i÷f  I (counts) 122 ÷127.9 0.5 1000000 128 ÷139 134 ÷139.9 140 ÷145.9 146 ÷151.9 152 ÷157.9

Fattore di struttura acqua pesante

Riassumendo • Preparazione del Campione, nel contenitore di vanadio • Rilevazione del segnale di criostato vuoto e di cella vuota • Correzione dei dati • Valutazione del Fattore di struttura 11

Conclusioni • E’ possibile effettuare una scansione in Q e valutare il fattore di struttura S(Q) • Fattore di struttura determinato (!!!) è analogo a quanto atteso per l’acqua pesante 2 picchi in Q20(nm-1) e Q38(nm-1) Rapporto tra le intensità dei picchi 2 12

Grazie dell’attenzione! 13