حيود النيوترونات

الموسوعة الحرة

حيود النيوترونات أو تشتت النيوترونات المرن هو تطبيق لتشتت النيوترونات لتحديد البنية الذرية و/أو المغناطيسية للمادة. توضع العينة المراد فحصها في حزمة من النيوترونات الحرارية أو الباردة للحصول على نمط حيود يوفر معلومات عن بنية المادة. تشبه هذه التقنية حيود الأشعة السينية ، ولكن نظرًا لاختلاف خصائص تشتت النيوترونات والأشعة السينية ، فإنها توفر معلومات تكميلية: فالأشعة السينية مناسبة للتحليل السطحي، والأشعة السينية القوية من إشعاع السنكروترون مناسبة للأعماق الضحلة أو العينات الرقيقة، بينما النيوترونات ذات العمق الاختراقي العالي مناسبة للعينات الكبيرة. [ 1 ]

تاريخ

اكتشاف النيوترون

في عام ١٩٢١، قدّم الكيميائي والفيزيائي الأمريكي ويليام د. هاركنز مصطلح " النيوترون " أثناء دراسته لبنية الذرة والتفاعلات النووية . واقترح وجود جسيم متعادل داخل نواة الذرة ، على الرغم من عدم وجود دليل تجريبي على ذلك في ذلك الوقت. [ ٢ ] في عام ١٩٣٢، قدّم الفيزيائي البريطاني جيمس تشادويك برهانًا تجريبيًا على وجود النيوترون. أكّد اكتشافه وجود هذا الجسيم دون الذري المتعادل ، مما أهّله لنيل جائزة نوبل في الفيزياء عام ١٩٣٥. تأثر بحث تشادويك بأعمال سابقة لإيرين وفريدريك جوليو-كوري ، اللذين رصدا إشعاعًا متعادلًا غير مُفسّر ، لكنهما لم يتعرّفا عليه كجسيم مستقل. [ ٣ ] النيوترونات هي جسيمات دون ذرية موجودة في نواة الذرة، ولها كتلة أكبر من البروتونات، لكن شحنتها الكهربائية الصافية تساوي صفرًا.

في ثلاثينيات القرن العشرين، قدم إنريكو فيرمي وزملاؤه مساهمات نظرية أرست أسس تشتت النيوترونات . وقد طور فيرمي إطارًا لفهم كيفية تفاعل النيوترونات مع نوى الذرات. [ 4 ]

أعمال حيود مبكرة

رُصد حيود النيوترونات لأول مرة عام 1936 [ 5 ] على يد مجموعتين، فون هالبان وبريسويرك [ 6 ] وميتشل وباورز [ 7 ] . وفي عام 1944، أدرك إرنست أو. وولان ، الذي اكتسب خبرة في تشتت الأشعة السينية من أطروحته للدكتوراه [ 8 ] تحت إشراف آرثر كومبتون ، إمكانية تطبيق النيوترونات الحرارية المنبعثة من مفاعل X-10 النووي الذي بدأ تشغيله حديثًا في علم البلورات . وانضم إليه كليفورد جي. شول، فطوروا [ 9 ] حيود النيوترونات طوال أربعينيات القرن العشرين.

أُجريت تجارب حيود النيوترونات عام 1945 على يد إرنست أو. وولان باستخدام مفاعل الجرافيت في أوك ريدج . وانضم إليه بعد ذلك بفترة وجيزة (يونيو 1946) [ 10 ] كليفورد شول ، ووضع الاثنان معًا المبادئ الأساسية لهذه التقنية، وطبّقاها بنجاح على العديد من المواد المختلفة، متناولين مشاكل مثل بنية الجليد والترتيبات المجهرية للعزوم المغناطيسية في المواد. تقديراً لهذا الإنجاز، مُنح شول نصف جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1994. (توفي وولان عام 1984). (أما النصف الآخر من جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1994 فقد مُنح لبيرت بروكهاوس لتطويره تقنية التشتت غير المرن في منشأة تشوك ريفر التابعة لشركة الطاقة الذرية الفرنسية . وشمل ذلك أيضًا اختراع مطياف المحاور الثلاثة).

الخمسينيات والستينيات

ظهر تطوير مصادر النيوترونات مثل المفاعلات النووية ومصادر التفتت النووي . وقد أتاح ذلك إنتاج حزم نيوترونية عالية الكثافة ، مما مكّن من إجراء تجارب تشتت متقدمة. ومن الجدير بالذكر أن مفاعل النظائر عالي التدفق (HFIR) في أوك ريدج ومعهد لاو-لانجفين (ILL) في غرونوبل، فرنسا، برزا كمؤسستين رئيسيتين لدراسات تشتت النيوترونات. [ 11 ]

1970-1980

شهدت هذه الفترة تطورات كبيرة في تقنيات تشتت النيوترونات من خلال تطوير تقنيات لاستكشاف جوانب مختلفة من علم المواد: البنية والسلوك. [ 12 ]

تشتت النيوترونات بزاوية صغيرة (SANS): يُستخدم لدراسة الخصائص البنيوية واسعة النطاق في المواد. وقد ساهمت أعمال غلاتر وكراتكي أيضًا في تطوير هذه الطريقة، على الرغم من أنها طُوّرت في الأساس للأشعة السينية . [ 12 ]

تشتت النيوترونات غير المرن (INS): يوفر رؤى ثاقبة حول العملية الديناميكية على المستوى المجهري. ويستخدم بشكل رئيسي لدراسة الحركات الذرية والجزيئية. [ 12 ]

في عام 1949، أجرى إرنست وولان وكليفورد شول تجارب باستخدام مطياف نيوتروني مزدوج البلورة موضوع على الجانب الجنوبي من مفاعل الجرافيت التابع لمختبر أوك ريدج الوطني لجمع البيانات.

1990-حتى الآن

تركز التطورات الحديثة على تحسين المصادر، باستخدام كواشف متطورة وتقنيات حسابية محسّنة. وقد طُوّرت مصادر التفتت في مصدر النيوترونات بالتفتت (SNS) في الولايات المتحدة ومصدر النيوترونات والميونات ISIS في المملكة المتحدة، والتي يمكنها توليد حزم نيوترونية نابضة لإجراء تجارب زمن الطيران . كما طُوّرت تقنيات تصوير النيوترونات وقياس انعكاسها ، وهي أدوات فعّالة لتحليل الأسطح والواجهات وبنية الأغشية الرقيقة، مما يوفر رؤى قيّمة حول خصائص المواد.

مقارنة بين تشتت النيوترونات، وحيود الأشعة السينية، وتشتت الإلكترونات

ميزةحيود النيوتروناتحيود الأشعة السينيةتشتت الإلكترون
مبدأيتفاعل مع النوى الذرية والعزوم المغناطيسية مما يتيح التشتت النووي والمغناطيسي [ 13 ]يتشتت الإلكترونات من سحابة الإلكترونات، مما يسمح بفحص كثافة الإلكترونات. [ 14 ] [ 15 ]يتشتت بفعل الجهد الكهروستاتيكي مما يسمح بفحص كثافة الإلكترون. [ 16 ]
عمق الاختراقعالية (مناسبة لدراسة المواد السائبة لأن النيوترونات تخترق بعمق) [ 13 ]متوسط ​​(اختراق جيد ولكن أيضًا امتصاص بواسطة العناصر الثقيلة) [ 14 ] [ 15 ]منخفض (مناسب لدراسات السطح نظرًا لامتصاص الإلكترونات بقوة) أو عميق جدًا، اعتمادًا على الطاقة. [ 16 ]
الحساسية للعناصر الضوئيةعالي (حساس للغاية للعناصر الأخف مثل الهيدروجين أو الليثيوم) [ 13 ]منخفض (حساسية ضعيفة للعناصر الأخف وزنا) [ 14 ] [ 15 ]عالي (يمكنه اكتشاف العناصر الأخف). [ 16 ]
الدراسات المغناطيسيةممتاز (يمكنه فحص البنية المغناطيسية وديناميكيات الدوران) [ 13 ]محدود (يتطلب تقنيات متخصصة مثل التشتت المغناطيسي الرنيني) [ 14 ] [ 15 ]يوفر معلومات محلية [ 16 ]
دقةعالية (تعتمد على التقنيات والأدوات) [ 13 ]عالية (يمكن أن تؤدي إلى تحديد مواقع دقيقة للغاية لبنية البلورة) [ 14 ] [ 15 ]عالية جدًا (يمكن تحقيق دقة عالية) [ 17 ]
بيئة العينةفعال (يستخدم لدراسة العينات في بيئات مختلفة) [ 13 ]فعالمحدود (يتطلب فراغًا وعينات رقيقة) [ 17 ]
التطبيقاتبنية المواد وخواصها المغناطيسية. [ 13 ]بنية المواد، انظر حيود الأشعة السينية [ 14 ] [ 15 ]يُستخدم للمواد السائبة والأسطح والعيوب، انظر حيود الإلكترون .

مبدأ

العمليات

يتم إنتاج النيوترونات من خلال ثلاث عمليات رئيسية: الانشطار، والتفتت، والتفاعلات النووية منخفضة الطاقة.

الانشطار

في مفاعلات الأبحاث، يحدث الانشطار عندما تمتص نواة قابلة للانشطار، مثل اليورانيوم-235 ( 235U )، نيوترونًا، ثم تنقسم إلى جزأين أصغر. تُطلق هذه العملية طاقةً بالإضافة إلى نيوترونات إضافية. في المتوسط، ينتج عن كل عملية انشطار حوالي 2.5 نيوترون. بينما يلزم نيوترون واحد للحفاظ على التفاعل المتسلسل ، يمكن استخدام النيوترونات الفائضة في تطبيقات تجريبية متنوعة. [ 18 ]

التفتت

في مصادر التفتت النووي، تقذف البروتونات عالية الطاقة (في حدود 1 جيجا إلكترون فولت) هدفًا من معدن ثقيل (مثل اليورانيوم (U)، أو التنجستن (W)، أو التنتالوم (Ta)، أو الرصاص (Pb)، أو الزئبق (Hg)). يؤدي هذا التفاعل إلى انبعاث النيوترونات من النوى. ينتج عن تفاعلات البروتونات ما بين 10 إلى 30 نيوترونًا لكل حدث، يُعرف معظمها باسم "نيوترونات التبخر" (~2 ميجا إلكترون فولت)، بينما تُعرف نسبة أقل باسم "نيوترونات الشلال" التي تصل طاقتها إلى نطاق الجيجا إلكترون فولت. على الرغم من أن التفتت النووي تقنية فعالة للغاية لإنتاج النيوترونات، إلا أنها تُنتج جسيمات عالية الطاقة، مما يستلزم استخدام دروع واقية لضمان السلامة. [ 19 ]

ثلاث عمليات أساسية رئيسية لتوليد النيوترونات لتجارب التشتت: الانشطار النووي (أعلى)، والتفتت (وسط)، والتفاعل منخفض الطاقة (أسفل) [ 20 ]

التفاعلات النووية منخفضة الطاقة

تُعدّ التفاعلات النووية منخفضة الطاقة أساس إنتاج النيوترونات في المصادر المُشغّلة بالمُسرّعات. وتُختار المواد المستهدفة بناءً على مستويات الطاقة؛ إذ يُمكن استخدام معادن أخفّ مثل الليثيوم (Li) والبريليوم (Be) لتحقيق أقصى معدل تفاعل ممكن عند طاقة أقل من 30  ميغا إلكترون فولت، بينما تُوفّر عناصر أثقل مثل التنجستن (W) والكربون (C) أداءً أفضل عند طاقة أعلى من 312  ميغا إلكترون فولت. وقد نضجت هذه المصادر المُدمجة للنيوترونات المُشغّلة بالمُسرّعات (CANS) وأصبحت الآن تقترب من أداء مصادر الانشطار والتفتت النووي. [ 21 ]

علاقة دي برولي

يعتمد تشتت النيوترونات على الطبيعة المزدوجة للنيوترونات، فهي موجة وجسيم. تربط علاقة دي برولي الطول الموجي ( λ ) للنيوترون بطاقته ( E ) [ 19 ]λ=ح/ص=ح/مv{\displaystyle \lambda =h/p=h/mv} حيث h هو ثابت بلانك، و p هو زخم النيوترون، و m هي كتلة النيوترون، و v هي سرعة النيوترون.

التشتت

يُستخدم تشتت النيوترونات للكشف عن المسافة بين الذرات ودراسة ديناميكيات المواد. وهو يعتمد على مبدأين رئيسيين: التشتت المرن والتشتت غير المرن .

يُتيح التشتت المرن فهمًا أعمق للخصائص البنيوية للمواد من خلال دراسة زوايا تشتت النيوترونات. ويُوفر نمط التشتت الناتج معلوماتٍ حول البنية الذرية للبلورات والسوائل والمواد غير المتبلورة. [ 13 ]

يركز التشتت غير المرن على ديناميكيات المواد من خلال دراسة تغيرات طاقة النيوترونات وزخمها أثناء التفاعلات. وهو أمر أساسي لدراسة الفونونات والماغنونات وغيرها من الإثارات في المواد الصلبة. [ 22 ]

تفاعل النيوترون مع المادة

تتفاعل الأشعة السينية مع المادة من خلال التفاعل الكهروستاتيكي عبر تفاعلها مع السحابة الإلكترونية للذرات، مما يحد من استخدامها نظرًا لإمكانية تشتتها بقوة بفعل الإلكترونات. أما النيوترونات، فرغم كونها متعادلة، إلا أنها تتفاعل مع المادة بشكل أساسي عبر القوة النووية القوية قصيرة المدى مع نوى الذرات. ونظرًا لأن النوى أصغر بكثير من السحابة الإلكترونية، فإن معظم المواد شفافة للنيوترونات وتسمح باختراق أعمق. ويُوصَف التفاعل بين النيوترونات والنوى بواسطة جهد فيرمي الزائف ، أي أن النيوترونات أعلى بكثير من عتبة كتلة الميزون ، وبالتالي يمكن التعامل معها بفعالية كجسيمات نقطية مشتتة . وبينما تميل معظم العناصر إلى امتصاص النيوترونات بشكل ضعيف، فإن بعضها، مثل الكادميوم (Cd) والغادولينيوم (Gd) والهيليوم ( 3He ) والليثيوم ( 6Li ) والبورون ( 10B )، تُظهر امتصاصًا قويًا للنيوترونات نتيجة لتأثيرات الرنين النووي. تزداد احتمالية الامتصاص مع زيادة طول موجة النيوترون ( σ a ∝ λ )، مما يعني أن النيوترونات الأبطأ تُمتص بسهولة أكبر من النيوترونات الأسرع. [ 23 ] [ 24 ]

متطلبات الأجهزة والعينات

تتطلب هذه التقنية مصدرًا للنيوترونات. تُنتَج النيوترونات عادةً في مفاعل نووي أو مصدر تفتيت نووي . في مفاعل الأبحاث ، يلزم وجود مكونات أخرى، بما في ذلك مُوحِّد اللون البلوري (في حالة النيوترونات الحرارية)، بالإضافة إلى مرشحات لاختيار الطول الموجي المطلوب للنيوترون. قد تكون بعض أجزاء الجهاز قابلة للتحريك. بالنسبة للنيوترونات ذات الأطوال الموجية الطويلة، لا يمكن استخدام البلورات، وتُستخدَم بدلاً منها محززات حيود كمكونات بصرية حيودية. [ 25 ] في مصدر التفتيت النووي، تُستخدم تقنية زمن الطيران لفرز طاقات النيوترونات الساقطة (النيوترونات ذات الطاقة الأعلى أسرع)، لذا لا حاجة إلى مُوحِّد اللون، بل إلى سلسلة من عناصر الفتحة المتزامنة لتصفية نبضات النيوترونات ذات الطول الموجي المطلوب.

تُجرى هذه التقنية عادةً باستخدام حيود المساحيق ، والذي لا يتطلب سوى مسحوق متعدد البلورات. كما يُمكن استخدام حيود البلورات الأحادية ، ولكن يجب أن تكون البلورات أكبر بكثير من تلك المستخدمة في علم البلورات بالأشعة السينية للبلورات الأحادية . ومن الشائع استخدام بلورات يبلغ حجمها حوالي 1  مم³ . [ 26 ]

وتتطلب هذه التقنية أيضاً جهازاً يمكنه اكتشاف النيوترونات بعد تشتتها.

باختصار، يتمثل العيب الرئيسي لتقنية حيود النيوترونات في الحاجة إلى مفاعل نووي. أما بالنسبة لدراسة البلورات الأحادية، فتتطلب هذه التقنية بلورات كبيرة نسبيًا، والتي عادةً ما يكون إنماؤها صعبًا. وتتعدد مزايا هذه التقنية، منها الحساسية للذرات الخفيفة، والقدرة على تمييز النظائر، وانعدام الضرر الإشعاعي، [ 26 ] وعمق اختراق يصل إلى عدة سنتيمترات. [ 1 ]

تشتت النوى

مثل جميع الجسيمات الكمومية ، يمكن للنيوترونات أن تُظهر ظواهر موجية ترتبط عادةً بالضوء أو الصوت. يُعدّ الحيود إحدى هذه الظواهر؛ إذ يحدث عندما تصطدم الموجات بعوائق يكون حجمها مُقاربًا لطول الموجة . إذا كان طول موجة الجسيم الكمومي قصيرًا بما يكفي، يُمكن للذرات أو أنويتها أن تعمل كعوائق حيود. عندما يتم إبطاء حزمة من النيوترونات المنبعثة من مفاعل واختيارها بشكل صحيح بناءً على سرعتها، فإن طول موجتها يقع بالقرب من أنغستروم واحد .تبلغ المسافة النموذجية بين الذرات في المواد الصلبة 0.1 نانومتر  . ويمكن استخدام هذا الشعاع لإجراء تجربة حيود. فعند سقوطه على عينة بلورية، يتشتت الشعاع ضمن عدد محدود من الزوايا المحددة بدقة، وفقًا لقانون براغ نفسه الذي يصف حيود الأشعة السينية.

تتفاعل النيوترونات والأشعة السينية مع المادة بطرق مختلفة. تتفاعل الأشعة السينية بشكل أساسي مع السحابة الإلكترونية المحيطة بكل ذرة، ولذلك يكون تأثيرها على شدة حيود الأشعة السينية أكبر في الذرات ذات العدد الذري (Z) الأكبر . من ناحية أخرى، تتفاعل النيوترونات مباشرة مع نواة الذرة، ويختلف تأثيرها على شدة الحيود باختلاف النظير ؛ فعلى سبيل المثال، يختلف تأثير الهيدروجين العادي والديوتيريوم. كما أن الذرات الخفيفة (ذات العدد الذري المنخفض) تُسهم غالبًا بشكل كبير في شدة الحيود، حتى في وجود ذرات ذات عدد ذري ​​كبير . يختلف طول التشتت من نظير لآخر، وليس خطيًا مع العدد الذري. يُشتت عنصر مثل الفاناديوم الأشعة السينية بقوة، لكن نواته لا تُشتت النيوترونات تقريبًا، ولهذا السبب يُستخدم غالبًا كمادة حاوية. يتأثر حيود النيوترونات غير المغناطيسي بشكل مباشر بمواقع نوى الذرات.

نوى الذرات، التي تتشتت منها النيوترونات، متناهية الصغر. علاوة على ذلك، لا حاجة لعامل شكل ذري لوصف شكل السحابة الإلكترونية للذرة، كما أن قدرة تشتت الذرة لا تتناقص مع زاوية التشتت كما هو الحال في الأشعة السينية. لذلك، يمكن أن تُظهر مخططات حيود النيوترونات قمم حيود قوية وواضحة حتى عند الزوايا العالية، خاصةً إذا أُجريت التجربة في درجات حرارة منخفضة. العديد من مصادر النيوترونات مُجهزة بأنظمة تبريد بالهيليوم السائل تسمح بجمع البيانات عند درجات حرارة تصل إلى 4.2  كلفن. المعلومات فائقة الدقة عند الزوايا العالية (أي عالية الدقة ) تعني إمكانية تحديد مواقع الذرات في البنية بدقة عالية. من ناحية أخرى، تعاني خرائط فورييه (وإلى حد أقل خرائط فورييه التفاضلية ) المُستمدة من بيانات النيوترونات من أخطاء في إنهاء السلسلة، وأحيانًا تكون هذه الأخطاء كبيرة لدرجة تجعل النتائج عديمة المعنى.

التشتت المغناطيسي

على الرغم من أن النيوترونات غير مشحونة، إلا أنها تحمل عزمًا مغناطيسيًا ، وبالتالي تتفاعل مع العزوم المغناطيسية، بما في ذلك تلك الناشئة عن السحابة الإلكترونية المحيطة بالذرة. ولذلك، يمكن لحيود النيوترونات أن يكشف عن البنية المغناطيسية المجهرية للمادة. [ 27 ]

يتطلب التشتت المغناطيسي وجود عامل شكل ذري ، إذ ينتج عن سحابة إلكترونية أكبر بكثير تحيط بالنواة الصغيرة. ولذلك، تتناقص شدة المساهمة المغناطيسية في قمم الحيود كلما زادت الزاوية.

الاستخدامات

يمكن استخدام حيود النيوترونات لتحديد عامل البنية الساكنة للغازات أو السوائل أو المواد الصلبة غير المتبلورة . ومع ذلك، فإن معظم التجارب تهدف إلى دراسة بنية المواد الصلبة المتبلورة، مما يجعل حيود النيوترونات أداة مهمة في علم البلورات .

يُعد حيود النيوترونات وثيق الصلة بحيود مسحوق الأشعة السينية . [ 28 ] في الواقع، يُستخدم إصدار البلورة الأحادية من هذه التقنية بشكل أقل شيوعًا لأن مصادر النيوترونات المتاحة حاليًا تتطلب عينات كبيرة نسبيًا، ويصعب أو يستحيل الحصول على بلورات أحادية كبيرة لمعظم المواد. مع ذلك، قد تُغير التطورات المستقبلية هذا الوضع. ولأن البيانات عادةً ما تكون عبارة عن مخطط حيود مسحوق أحادي البعد، فإنها تُعالج عادةً باستخدام تنقيح ريتفيلد . في الواقع، يعود أصل هذا الأخير إلى حيود النيوترونات (في بيتن بهولندا) وتم توسيعه لاحقًا ليشمل حيود الأشعة السينية.

من التطبيقات العملية لتشتت/حيود النيوترونات المرنة قياس ثابت الشبكة البلورية للمعادن والمواد البلورية الأخرى بدقة عالية. وباستخدام جهاز تحديد المواقع الدقيق، يمكن استخلاص خريطة لثابت الشبكة البلورية عبر المعدن، والتي يمكن تحويلها بسهولة إلى مجال الإجهاد الواقع على المادة. [ 1 ] وقد استُخدمت هذه التقنية لتحليل الإجهادات في مكونات الطيران والفضاء والسيارات ، على سبيل المثال لا الحصر. كما يسمح عمق الاختراق العالي بقياس الإجهادات المتبقية في المكونات الضخمة مثل أعمدة المرفق والمكابس والقضبان والتروس. وقد أدت هذه التقنية إلى تطوير أجهزة قياس حيود الإجهاد المتخصصة، مثل جهاز ENGIN-X في مصدر النيوترونات ISIS .

يمكن أيضًا استخدام حيود النيوترونات لإعطاء نظرة ثاقبة على البنية ثلاثية الأبعاد لأي مادة تحيد النيوترونات. [ 29 ] [ 30 ]

ومن الاستخدامات الأخرى تحديد عدد الذوبان لأزواج الأيونات في محاليل الإلكتروليتات.

استُخدم تأثير التشتت المغناطيسي منذ ابتكار تقنية حيود النيوترونات لتحديد العزوم المغناطيسية في المواد، ودراسة اتجاه وبنية ثنائيات الأقطاب المغناطيسية. وكان من أوائل تطبيقات حيود النيوترونات دراسة اتجاهات ثنائيات الأقطاب المغناطيسية في أكاسيد المعادن الانتقالية المضادة للمغناطيسية ، مثل أكاسيد المنغنيز والحديد والنيكل والكوبالت. وقد أثبتت هذه التجارب، التي أجراها كليفورد شول لأول مرة، وجود الترتيب المضاد للمغناطيسية لثنائيات الأقطاب المغناطيسية في بنية المادة. [ 31 ] ولا يزال حيود النيوترونات يُستخدم لتوصيف المواد المغناطيسية المطورة حديثًا.

الهيدروجين، التشتت الصفري، وتغير التباين

يمكن استخدام حيود النيوترونات لتحديد بنية المواد ذات العدد الذري المنخفض، مثل البروتينات والمواد الفعالة سطحياً، بسهولة أكبر بكثير وبتدفق أقل مقارنةً بمصدر إشعاع السنكروترون. ويعود ذلك إلى أن بعض المواد ذات العدد الذري المنخفض تتمتع بمقطع عرضي أكبر لتفاعل النيوترونات مقارنةً بالمواد ذات الوزن الذري الأعلى.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لحيود النيوترونات على حيود الأشعة السينية في أن الأخير أقل حساسية لوجود الهيدروجين (H) في البنية، بينما تُعد نوى 1H و 2 H (أي الديوتيريوم ، D) مشتتات قوية للنيوترونات. وتعني قدرة التشتت الأكبر للبروتونات والديوترونات أنه يمكن تحديد موقع الهيدروجين في البلورة وحركاته الحرارية بدقة أكبر باستخدام حيود النيوترونات. وقد تم تقييم بنى معقدات هيدريد الفلزات ، مثل Mg₂FeH₆ ، باستخدام حيود النيوترونات. [ 32 ]

يبلغ طول تشتت النيوترونات b<sub> H</sub> = −3.7406(11) fm [ 33 ] و b<sub> D</sub> = 6.671(4) fm [ 33 ] للهيدروجين والديوتيريوم على التوالي، وهما متعاكسان في الإشارة، مما يسمح للتقنية بالتمييز بينهما. في الواقع، توجد نسبة نظائر محددة يُلغي عندها تأثير العنصر، ويُسمى هذا التشتت الصفري.

من غير المرغوب فيه العمل مع تركيز عالٍ نسبيًا من الهيدروجين في العينة. إذ تحتوي شدة التشتت بواسطة نوى الهيدروجين على مكون غير مرن كبير، مما يُنشئ خلفية متصلة واسعة النطاق، مستقلة تقريبًا عن زاوية التشتت. ويتكون النمط المرن عادةً من انعكاسات براغ حادة إذا كانت العينة بلورية، والتي تميل إلى الاختفاء في الخلفية غير المرنة. ويزداد هذا الأمر خطورةً عند استخدام هذه التقنية لدراسة بنية السوائل. ومع ذلك، من خلال تحضير عينات بنسب نظائر مختلفة، يُمكن تغيير تباين التشتت بما يكفي لإبراز عنصر واحد في بنية معقدة. يُمكن تغيير العناصر الأخرى، لكن ذلك عادةً ما يكون مكلفًا للغاية. يُعد الهيدروجين غير مكلف وذو أهمية خاصة، لأنه يلعب دورًا بالغ الأهمية في البنى البيوكيميائية، ويصعب دراسته بنيويًا بطرق أخرى.

التطبيقات

دراسة مواد تخزين الهيدروجين

نظرًا لحساسية حيود النيوترونات العالية للعناصر الخفيفة كالهيدروجين ، يُمكن استخدامه للكشف عنه. كما يُمكن أن يُسهم في تحديد البنية البلورية ومواقع ارتباط الهيدروجين داخل هيدريدات المعادن ، وهي فئة من المواد ذات أهمية في تطبيقات تخزين الهيدروجين. ويعكس ترتيب ذرات الهيدروجين في الشبكة البلورية سعة التخزين وحركية المادة. [ 34 ]

تحديد البنية المغناطيسية

يُعد حيود النيوترونات تقنيةً مفيدةً لتحديد البنى المغناطيسية في المواد، إذ تتفاعل النيوترونات مع العزوم المغناطيسية. ويمكن استخدامه لتحديد البنية المضادة للمغناطيسية لأكسيد المنغنيز (MnO). كما تُستخدم دراسات حيود النيوترونات لقياس العزم المغناطيسي. وتُظهر دراسة التوجيه كيف يُمكن لحيود النيوترونات الكشف عن المحاذاة الدقيقة للعزم المغناطيسي في المواد، وهو أمرٌ أكثر صعوبةً باستخدام الأشعة السينية. [ 35 ]

التحول الطوري في المواد الكهروإجهادية

استُخدم حيود النيوترونات على نطاق واسع لفهم التحولات الطورية في المواد، بما في ذلك المواد الكهروإجهادية ، والتي تُظهر تغير البنية البلورية مع تغير درجة الحرارة أو الضغط . ويمكن استخدامه لدراسة التحول الطوري الكهروإجهادي في تيتانات الرصاص (PbTiO₃ ) . كما يمكن استخدامه لتحليل الإزاحات الذرية والتشوهات الشبكية المقابلة لها. [ 36 ]

تحليل الإجهاد المتبقي في المواد الهندسية

يمكن استخدام حيود النيوترونات كتقنية للتقييم غير المتلف للإجهادات المتبقية في المواد الهندسية، بما في ذلك المعادن والسبائك . كما يُستخدم لقياس الإجهادات المتبقية في المواد الهندسية. [ 37 ]

بطاريات الليثيوم أيون

يُعد حيود النيوترونات مفيدًا بشكل خاص لدراسة مواد بطاريات الليثيوم أيون ، لأن ذرات الليثيوم شبه معتمة للأشعة السينية. ويمكن استخدامه أيضًا لدراسة التطور البنيوي لمواد الكاثود في بطاريات الليثيوم أيون خلال دورات الشحن والتفريغ. [ 38 ]

الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية

لعب حيود النيوترونات دورًا هامًا في الكشف عن البنية البلورية والمغناطيسية في الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية . وقد أُجريت دراسة حيود النيوترونات للترتيب المغناطيسي في الموصل الفائق ذي درجة الحرارة العالية YBa₂Cu₃O₆₊ₓ . وقد كشف عمل كل فريق من هذه الفرق العلمية، إلى جانب فرق أخرى حول العالم ، عن أصول العلاقة بين الترتيب المغناطيسي والموصلية الفائقة ، مما قدم رؤى بالغة الأهمية حول آلية الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية . [ 39 ]

السلوك الميكانيكي للسبائك

سهّلت التطورات في حيود النيوترونات إجراء دراسات موضعية للتشوه الميكانيكي للسبائك تحت تأثير الأحمال، مما أتاح رصد آليات التشوه . ويمكن دراسة سلوك تشوه سبائك التيتانيوم تحت الأحمال الميكانيكية باستخدام حيود النيوترونات الموضعي. وتتيح هذه التقنية مراقبة إجهادات الشبكة البلورية وتحولات الطور في الوقت الحقيقي طوال عملية التشوه. [ 40 ]

كشف حيود النيوترونات، المستخدم جنبًا إلى جنب مع عمليات المحاكاة الجزيئية، أن مجال استشعار الجهد لقناة الأيونات (الجزيء الأحمر والأصفر والأزرق في المركز) يعطل غشاء الخلية ذو الطبقتين الذي يحيط به (الأسطح الصفراء)، مما يتسبب في ترقق الغشاء قليلاً.

حيود النيوترونات لقنوات الأيونات

يمكن استخدام حيود النيوترونات لدراسة قنوات الأيونات، مما يُبرز كيفية تفاعل النيوترونات مع التراكيب البيولوجية للكشف عن التفاصيل الذرية. يتميز حيود النيوترونات بحساسيته العالية للعناصر الخفيفة كالهيدروجين، مما يجعله مثاليًا لرسم خرائط جزيئات الماء، ومواقع الأيونات، والروابط الهيدروجينية داخل القناة. ومن خلال تحليل أنماط تشتت النيوترونات، يستطيع الباحثون تحديد مواقع ارتباط الأيونات، وبنى التميؤ، والتغيرات التركيبية الضرورية لنقل الأيونات وانتقائيتها.

التطورات الحالية في حيود النيوترونات

التطورات في أبحاث حيود النيوترونات

لقد حقق حيود النيوترونات تقدماً ملحوظاً، لا سيما في مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL)، الذي يُشغّل مجموعة من 12 جهاز حيود - سبعة منها في مصدر النيوترونات بالتفتيت (SNS) وخمسة في مفاعل النظائر عالي التدفق (HFIR). صُممت هذه الأجهزة لتطبيقات مختلفة، وهي مُصنفة إلى ثلاث فئات: حيود المساحيق ، وحيود البلورات الأحادية، وتقنيات الحيود المتقدمة.

لتعزيز أبحاث حيود النيوترونات، يقوم مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL) بتنفيذ العديد من المشاريع الرئيسية:

  • توسيع محطة الهدف الأولى لـ SNS: يتم تركيب خطوط شعاعية جديدة مجهزة بأحدث الأدوات لتوسيع نطاق التحقيقات العلمية.
  • تحديث طاقة البروتون: تهدف هذه المبادرة إلى مضاعفة طاقة البروتون المستخدمة في إنتاج النيوترونات، مما سيعزز كفاءة البحث، ويسمح بدراسة عينات أصغر وأكثر تعقيدًا، ويدعم التطوير النهائي لمصدر نيوترونات من الجيل التالي في SNS.
  • تطوير محطة الهدف الثانية SNS: يجري إنشاء منشأة جديدة لإيواء 22 خطًا شعاعيًا، مما يجعلها مصدرًا رائدًا لأبحاث النيوترونات الباردة، وهو أمر بالغ الأهمية لدراسة المواد اللينة والأنظمة البيولوجية والمواد الكمومية.
  • التحسينات في HFIR: تشمل الترقيات المخطط لها تحسين قاعة توجيه النيوترونات الباردة لتحسين القدرات التجريبية، وتوسيع إنتاج النظائر (بما في ذلك البلوتونيوم-238 لاستكشاف الفضاء)، وتعزيز أداء الأجهزة الحالية.

من المتوقع أن تُحسّن هذه التطورات بشكلٍ كبير تقنيات حيود النيوترونات، مما يسمح بتحليل أكثر دقة وتفصيلاً لبنية المواد. ومن خلال توسيع نطاق القدرات البحثية وزيادة كفاءة إنتاج النيوترونات، ستدعم هذه التطورات طيفاً واسعاً من المجالات العلمية، بدءاً من علم المواد وصولاً إلى أبحاث الطاقة والفيزياء الكمية . [ 41 ]

تتطور تقنية حيود النيوترونات بسرعة، مع التركيز على تحسين شدة الحزمة وكفاءة الأجهزة. صُممت الأجهزة الحديثة لإنتاج حزم أصغر وأكثر كثافة، مما يُمكّن من إجراء دراسات عالية الدقة على عينات أصغر، وهو أمر مفيد بشكل خاص لأبحاث المواد الجديدة. يجري تطوير كواشف متقدمة، مثل البدائل القائمة على البورون للهيليوم-3 ، لمعالجة نقص المواد، بينما يُحسّن التحكم المُحسّن في دوران النيوترونات دراسة الخصائص المغناطيسية والبنيوية. تعمل التطورات الحاسوبية، بما في ذلك عمليات المحاكاة والأجهزة الافتراضية، على تحسين مصادر النيوترونات ، وتبسيط تصميم التجارب، ودمج التعلم الآلي لتحليل البيانات. تُعزز أنظمة تعدد الإرسال والاستحواذ القائمة على الأحداث جمع البيانات من خلال التقاط مجموعات بيانات متعددة في وقت واحد. بالإضافة إلى ذلك، تعمل مصادر التفتت من الجيل التالي، مثل مصدر التفتت الأوروبي (ESS) ومحطة الهدف الثانية في أوك ريدج (STS)، على زيادة كفاءة إنتاج النيوترونات. وأخيرًا، يُحسّن ظهور التجارب التي يتم التحكم فيها عن بُعد والأتمتة من إمكانية الوصول والدقة في أبحاث حيود النيوترونات. [ 42 ]

تُساهم التطورات الحديثة في حيود النيوترونات في تحسين دقة البيانات، وتوسيع نطاق تطبيقات البحث البنيوي، وتطوير المنهجيات التجريبية. وينصبّ التركيز الرئيسي على تحسين تصوير ذرات الهيدروجين في الجزيئات الحيوية الكبيرة ، وهو أمر بالغ الأهمية لدراسة النشاط الإنزيمي والروابط الهيدروجينية . وقد أدى التوسع في استخدام أجهزة قياس الحيود المتخصصة إلى زيادة إمكانية الوصول إليها في علم الأحياء البنيوي، مع تحسين تقنيات مثل أحادية اللون ، وشبه لاوي، وطرق زمن الطيران لزيادة الكفاءة. كما تُسهم الابتكارات في تحضير العينات، ولا سيما ديوترة البروتينات، في تقليل الضوضاء الخلفية وتقليل الحاجة إلى البلورات الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك، تُساعد الأدوات الحسابية ، بما في ذلك النمذجة الكيميائية الكمية، في تفسير التفاعلات الجزيئية المعقدة. وتُعزز مصادر النيوترونات المُحسّنة، مثل مرافق التفتت، إلى جانب أجهزة الكشف المتقدمة، دقة القياس والوضوح البنيوي. وتُرسّخ هذه التطورات مكانة حيود النيوترونات كتقنية أساسية لاستكشاف البنية الجزيئية للأنظمة البيولوجية. [ 43 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 قياس الإجهاد المتبقي في المواد باستخدام النيوترونات ، الوكالة الدولية للطاقة الذرية ، 2003
  2. ↑ هاركنز، ويليام د. (1917). "تطور العناصر واستقرار الذرات المعقدة: نظام دوري جديد يُظهر العلاقة بين وفرة العناصر وبنية نوى الذرات" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 39 (5): 856-879 . doi : 10.1021/ja02250a002 . ISSN 0002-7863 . 
  3. ↑ تشادويك، ج. (1932). "وجود النيوترون" . وقائع الجمعية الملكية في لندن. السلسلة أ، التي تحتوي على أوراق ذات طابع رياضي وفيزيائي . 136 (830): 692-708 . Bibcode : 1932RSPSA.136..692C . doi : 10.1098/rspa.1932.0112 . ISSN 0950-1207 . 
  4. ↑ أمالدي، إي.؛ فيرمي، إي. (15 نوفمبر 1936). "حول امتصاص وانتشار النيوترونات البطيئة" . مجلة Physical Review . 50 (10): 899-928 . Bibcode : 1936PhRv...50..899A . doi : 10.1103/PhysRev.50.899 . ISSN 0031-899X . 
  5. ↑ ماسون، تي إي؛ غاون، تي جيه؛ ناغلر، إس إي؛ نيستور، إم بي؛ كاربنتر، جيه إم (2013-01-01). " التطور المبكر لحيود النيوترونات: العلم في أجنحة مشروع مانهاتن" . مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم أ: أسس علم البلورات . 69 (1): 37-44 . doi : 10.1107/S0108767312036021 . ISSN 0108-7673 . PMC 3526866. PMID 23250059 .   
  6. ^ ح ، فون حلبان (1936). "تجربة تجريبية لحيود النيوترونات" . أكاد. الخيال العلمي. باريس . 203 : 73- 75.
  7. ↑ ميتشل، دانا ب.؛ باورز، فيليب ن. (1936-09-01). "انعكاس براغ للنيوترونات البطيئة" . مجلة Physical Review . 50 (5): 486-487 . Bibcode : 1936PhRv...50..486M . doi : 10.1103/PhysRev.50.486.2 .
  8. ↑ سنيل، أ.هـ؛ ويلكنسون، م.ك؛ كوهلر، و.س (1984). "إرنست عمر وولان" . فيزياء اليوم . 37 (11): 120. رمز Bibcode : 1984PhT....37k.120S . doi : 10.1063/1.2915947 .
  9. ↑ شول، سي جي (1997). "التطور المبكر لتشتت النيوترونات" (ملف PDF) . في إكسبونغ، ​​جي (محرر). محاضرات نوبل، الفيزياء 1991-1995 . دار النشر العالمية العلمية . الصفحات 145-154 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19-05-2017. 
  10. ↑ شول، كليفورد ج. (1995-10-01). "التطور المبكر لتشتت النيوترونات". مراجعات الفيزياء الحديثة . 67 (4). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 753-757 . Bibcode : 1995RvMP...67..753S . doi : 10.1103/revmodphys.67.753 . ISSN 0034-6861 . 
  11. ↑ هيليويل، جون (2012). "حياتي في حيود الأشعة السينية: مراجعة سيرية ذاتية لجورج إي. بيكون" . مراجعات علم البلورات . 18 (2): 97-180 . Bibcode : 2012CryRv..18...97H . doi : 10.1080/0889311X.2012.666976 . ISSN 0889-311X . 
  12. 1 2 3 لوفيسي، ستيفن و. (2003). نظرية تشتت النيوترونات من المادة المكثفة. 2: تأثيرات الاستقطاب والتشتت المغناطيسي . سلسلة دولية من الدراسات في الفيزياء (طبعة مُعاد طباعتها ). أكسفورد: مطبعة كلارندون. ISBN  978-0-19-852029-0.
  13. 1 2 3 4 5 6 7 8 بيكون، جورج إي. (1975). حيود النيوترونات . دراسات في فيزياء وكيمياء المواد ( الطبعة الثالثة). أكسفورد: مطبعة كلارندون. ISBN  978-0-19-851353-7.
  14. 1 2 3 4 5 6 كوليتي، ب.د.؛ ستوك، ستيوارت ر. (2001). أساسيات حيود الأشعة السينية ( الطبعة الثالثة). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: برنتيس هول. ISBN  978-0-201-61091-8.
  15. 1 2 3 4 5 6 أوتييه، أندريه (2004). النظرية الديناميكية لانعراج الأشعة السينية . سلسلة دراسات الاتحاد الدولي لعلم البلورات ( طبعة منقحة). أكسفورد؛ نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN  978-0-19-852892-0.
  16. 1 2 3 4 كولي، جيه إم (1995). فيزياء الحيود . مكتبة نورث هولاند الشخصية (الطبعة الثالثة المنقحة). نيويورك: إلسيفير. ISBN  0-444-82218-6.
  17. 1 2 سكوايرز، جوردون ليزلي. مقدمة لنظرية تشتت النيوترونات الحرارية .
  18. ↑ ليمبو، ماري فرانسيس (2006). الهندسة النووية . روتليدج. ص 15. ISBN  9780429224515.
  19. 1 2 كاربنتر، جون م. (2015). عناصر تشتت النيوترونات البطيئة: الأساسيات والتقنيات والتطبيقات . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-1-139-02931-5.
  20. ^ درونسكوفسكي ، ريتشارد. بروكل، توماس. كولمان، هولجر. أفديف، مكسيم؛ هوبين، أندرياس. ميفن، مارتن. هوفمان، مايكل. كامياما، تاكاشي؛ زوبل، ميريام؛ شويكا، فيرنر؛ هيرمان، رافائيل P.؛ سانو فوروكاوا ، أسامي (25/06/2024). "حيود النيوترونات: التمهيدي" . Zeitschrift für Kristallographie - المواد البلورية . 239 ( 5– 6): 139– 166. دوى : 10.1515/zkri-2024-0001 . ISSN 2194-4946 . 
  21. ↑ أشقر، رنا؛ بيلو، حسينة ز.؛ بوردالو، هيليوسا؛ بريبر، روبرت؛ كالاواي، ديفيد جيه إي؛ تشنغ، شياولين؛ تشو، شيانغ تشيانغ؛ كورتيس، جوزيف إي.؛ دادمون، مارك؛ فينيمور، بول؛ فوشمان، ديفيد؛ غابل، فرانك؛ غوبتا، كوشول؛ هيربيرلي، فريدريك؛ هاينريش، فرانك (2018-12-01). "تشتت النيوترونات في العلوم البيولوجية: التقدم والآفاق" . مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم د: البيولوجيا التركيبية . 74 (12): 1129-1168 . doi : 10.1107/S2059798318017503 . hdl : 2381/45684 . ISSN 2059-7983 . PMID 30605130 .  
  22. ↑ "مقدمة في نظرية تشتت النيوترونات الحرارية؛ منشورات دوفر". منشورات دوفر .
  23. ↑ باكنال، ديفيد (2012). "مقدمة في نظرية تشتت النيوترونات الحرارية، الطبعة الثالثة، بقلم جي إل سكوايرز: النطاق: كتاب مدرسي. المستوى: باحثون في بداية مسيرتهم المهنية، باحثون، متخصصون، علماء" . الفيزياء المعاصرة . 53 (6): 544-545 . Bibcode : 2012ConPh..53..544B . doi : 10.1080/00107514.2012.745613 . ISSN 0010-7514 . 
  24. ^ ديانوكس، AJ، أد. (2003). كتيب بيانات النيوترون (2 ed.). معهد لاو لانجفين فيلادلفيا، بنسلفانيا: المدينة القديمة. رقم ISBN  978-0-9704143-7-3.
  25. ↑ هادن، الحوسين؛ إيسو، يوكو؛ كومي، أتسوكي؛ أوميموتو، كويتشي؛ جينكي، توبياس؛ فالي، مارتن؛ كليب، يورغن؛ توميتا، ياسوو (24-05-2022). "شبكات مركبة من جسيمات نانوية وبوليمر قائمة على الماس النانوي مع تعديل كبير للغاية لمعامل انكسار النيوترونات" . في: ماكلويد، روبرت ر؛ توميتا، ياسوو؛ شيريدان، جون ت؛ باسكوال فيلالوبوس، إنماكولادا (محررون). المواد الحساسة للضوء وتطبيقاتها II . المجلد 12151. SPIE. الصفحات 70-76 . Bibcode : 2022SPIE12151E..09H . doi : 10.1117/12.2623661 . ISBN   9781510651784. S2CID 249056691 . 
  26. 1 2 باولا إم بي بيكولي، توماس إف كوتزل، آرثر جيه شولتز "حيود النيوترونات في البلورات الأحادية للكيميائي غير العضوي - دليل عملي" تعليقات على الكيمياء غير العضوية 2007، المجلد 28، 3-38. doi : 10.1080/02603590701394741
  27. ↑ حيود النيوترونات للمواد المغناطيسية / يو. أ. إيزيوموف، في. إي. نايش، و ر. ب. أوزيروف؛ ترجمة من الروسية: يواكيم بوشنر. نيويورك: مكتب الاستشارات، ١٩٩١. ISBN 0-306-11030-X
  28. ↑ حيود مسحوق النيوترونات، بقلم ريتشارد إم. إيبيرسون وويليام آي إف ديفيد، الفصل 5 من كتاب "تحديد البنية من بيانات حيود المسحوق"، سلسلة دراسات الاتحاد الدولي لعلم البلورات، منشورات أكسفورد العلمية 2002، رقم ISBN 0-19-850091-2
  29. ↑ أوجيدا-ماي، ب.؛ تيرونيس، م.؛ تيرونيس، هـ.؛ هوفمان، د.؛ وآخرون (2007)، "تحديد الكيرالية لأنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار بتقنية حيود مسحوق النيوترونات"، الماس والمواد ذات الصلة ، 16 (3): 473-476 ، Bibcode : 2007DRM....16..473O ، doi : 10.1016/j.diamond.2006.09.019 
  30. ↑ بيج، ك.؛ بروفن، ت.؛ نيدربيرغر، م.؛ سيشادري، ر. (2010)، "استكشاف ثنائيات الأقطاب المحلية وبنية الربيطة في جسيمات BaTiO3 النانوية"، كيمياء المواد ، 22 (15): 4386-4391 ، doi : 10.1021/cm100440p
  31. ↑ شول، سي جي؛ ستراوزر، دبليو إيه؛ وولان، إي أو (15 يوليو 1951). "حيود النيوترونات بواسطة المواد البارامغناطيسية والمضادة للمغناطيسية". مجلة Physical Review ، 83 (2). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 333-345 . Bibcode : 1951PhRv...83..333S . doi : 10.1103/physrev.83.333 . ISSN 0031-899X . 
  32. ↑ روبرت باو، ماري هـ. درابنيس، "بنى هيدريدات المعادن الانتقالية المحددة بواسطة حيود النيوترونات"، مجلة إنورجانيكا تشيميكا أكتا، 1997، المجلد 259، الصفحات 27-50. doi : 10.1016/S0020-1693(97)89125-6
  33. 1 2 سيرز، في إف (1992)، "أطوال تشتت النيوترونات والمقاطع العرضية"، أخبار النيوترونات ، 3 (3): 26-37 ، doi : 10.1080/10448639208218770
  34. ^ رافنسبيك، دورث ب. فيلتشوك، ياروسلاف؛ سيرني، رادوفان؛ جنسن، توربين ر. (2010). "طرق حيود المسحوق لدراسات مواد تخزين الطاقة المعتمدة على البوروهيدريد" . Zeitschrift für Kristallographie . 225 (12): 557– 569. بيب كود : 2010ZK....225..557R . دوى : 10.1524/zkri.2010.1357 . اتش دي ال : 2078.1/70808 . ISSN 0044-2968 . 
  35. ↑ لاينز، م. إي.؛ جونز، إ. د. (1965). "المغناطيسية المضادة في الشبكة المكعبة ذات المراكز الوجهية. الجزء الثاني: الخصائص المغناطيسية لأكسيد المنغنيز" . مجلة Physical Review . 139 (4A): A1313– A1327. Bibcode : 1965PhRv..139.1313L . doi : 10.1103/PhysRev.139.A1313 . ISSN 0031-899X . 
  36. ↑ جوريو، أ.؛ كورات، ر.؛ مايلز، د.أ.أ.؛ ماكنتاير، ج.ج.؛ ألكساندروفا، إ.ب.؛ كيات، ج.م.؛ سان غريغوار، ب. (2000). "التحول الطوري المرن الحديدي في Cs3Bi2I9: دراسة حيود النيوترونات" . مجلة Physical Review B. 61 ( 6): 3857–3862 . doi : 10.1103/PhysRevB.61.3857 . ISSN 0163-1829 . 
  37. ↑ جاكوب، أناييس؛ أوليفيرا، جيفرسون؛ مهمانباراست، علي؛ حسين زاده، فروغ؛ كيليهر، جو؛ بيرتو، فيليبو (2018). "قياسات الإجهاد المتبقي في لحامات الركائز الأحادية لتوربينات الرياح البحرية باستخدام تقنية حيود النيوترونات وطريقة الكفاف" . ميكانيكا الكسر النظرية والتطبيقية . 96 : 418-427 . doi : 10.1016/j.tafmec.2018.06.001 . hdl : 11250/2578469 .
  38. ^ زيشه، رالف ف. كاردجيلوف، نيكولاي؛ كوكلمان، وينفريد؛ بريت ، دان جيه إل. شيرينغ، بول ر. (2022). "التصوير النيوتروني لبطاريات الليثيوم" . جول . 6 (1): 35– 52. بيب كود : 2022جول...6...35Z . دوى : 10.1016/j.joule.2021.12.007 .
  39. ↑ مودينباف، أ.ر.؛ كوكس، د.إ.؛ فينينغ، س.ب.؛ سيغري، س.و. (1984). "دراسة حيود النيوترونات لمركب Er₂Fe₃Si₅ ذي الترتيب المغناطيسي" . مجلة Physical Review B. 29 ( 1): 271–277 . doi : 10.1103/PhysRevB.29.271 . ISSN 0163-1829 . 
  40. ↑ صن، سي.؛ براون، دي دبليو؛ كلاوسن، بي.؛ فولي، دي سي؛ يو، كي واي؛ تشين، واي.؛ مالوي، إس إيه؛ هارتويغ، كي تي؛ وانغ، إتش.؛ تشانغ، إكس. (2014). "دراسة حيود النيوترونات في الموقع لآليات التشوه المعتمدة على درجة الحرارة لسبائك الحديد-الكروم-النيكل الأوستنيتية فائقة النعومة الحبيبات" . المجلة الدولية لللدونة . 53 : 125-134 . doi : 10.1016/j.ijplas.2013.07.007 .
  41. ↑ "مستقبل تشتت النيوترونات في مختبر أوك ريدج الوطني: ثلاثة مرافق رائدة عالميًا لتشتت النيوترونات من أجل علوم المواد الرائدة" .
  42. ↑ إيلرز، جورج؛ كرو، موريس ل.؛ دياوارا، يعقوب؛ غالماير، فرانز إكس.؛ جينغ، شياوسونغ؛ غرانروث، غاريت إي.؛ غريغوري، ريموند د.؛ إسلام، فهيمة ف.؛ كنودسون، روبرت أو.؛ ​​لي، فانكانغ؛ لويد، ماثيو س.؛ فاكاليوك، بوغدان (2022). "الاتجاهات الحديثة في تقنيات أجهزة تشتت النيوترونات" . مجلة الأدوات . 6 (3): 22. doi : 10.3390/instruments6030022 . ISSN 2410-390X . 
  43. ^ كونو، فومياكي. كوريهارا، كازو؛ تامادا ، تارو (2022). "الوضع الحالي لعلم البلورات النيوترونية في البيولوجيا الهيكلية" . الفيزياء الحيوية وعلم الفيزيولوجيا . 19 إي190009. دوى : 10.2142/biophysico.bppb-v19.0009 . ردمك 2189-4779 . بمك 9135615 . بميد 35666700 .   

للمزيد من القراءة

  • لوفيسي، إس دبليو (1984). نظرية تشتت النيوترونات من المادة المكثفة؛ المجلد 1: تشتت النيوترونات . أكسفورد: مطبعة كلارندون . ISBN 0-19-852015-8.
  • لوفيسي، إس دبليو (1984). نظرية تشتت النيوترونات من المادة المكثفة؛ المجلد 2: المادة المكثفة . أكسفورد: مطبعة كلارندون. ISBN 0-19-852017-4.
  • سكوايرز، جي إل (1996). مقدمة في نظرية تشتت النيوترونات الحرارية (  الطبعة الثانية). مينولا، نيويورك: منشورات دوفر. رقم ISBN 0-486-69447-X.
  • يونغ، ر. أ.، محرر. (1993). طريقة ريتفيلد . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد والاتحاد الدولي لعلم البلورات. ISBN 0-19-855577-6.