Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Jean-Pierre COTTON : Docteur ès sciences - Physicien au laboratoire Léon-Brillouin (CEA-CNRS) - Commissariat à l'énergie atomique (CE Saclay)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le neutron est une particule neutre qui, ignorant les cortèges électroniques des atomes, interagit avec leur noyau et leur moment magnétique. La diffusion des neutrons est utilisée pour déterminer la structure statique et dynamique de la matière condensée de façon très analogue aux techniques de diffusion et de diffraction de lumière et de rayons X. Les temps de mesures sont d’ailleurs analogues (de 10 min à 10 h). Comme les sources de neutrons sont difficiles d’accès, cette technique est réservée aux expériences où elle est indispensable, c’est-à-dire, essentiellement :
-
pour situer la position dans l’espace et dans le temps des atomes d’hydrogène, surtout au sein de systèmes comprenant des atomes lourds ;
-
lorsque le contraste entre les noyaux permet seul l’expérience ou que la substitution isotopique est utilisée comme méthode de marquage ;
-
pour déterminer la structure spatio-temporelle des moments magnétiques d’un échantillon ;
-
pour déterminer les courbes de dispersion de phonons ou de magnons ;
-
lorsque l’opacité de l’échantillon ne permet pas son étude en diffusion de lumière ou que l’expérience nécessite une épaisseur d'échantillon trop importante pour utiliser la diffraction de rayons X.
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Applications principales2. Appareillage
En France (1996) les spectromètres ont pour caractéristique commune d’utiliser les neutrons délivrés par les réacteurs nucléaires de recherche [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14] dont la liste se trouve en . Le principe de fonctionnement de la plupart d’entre eux et leurs performances sont décrits maintenant.
D’un canal percé dans la protection biologique d’un réacteur ou d’une source à spallation sort un faisceau de neutrons dont la distribution en flux par unité de longueur d’onde dΦ / d λ est maxwellienne (figure 2).
La première opération consiste à prélever dans ce faisceau une distribution étroite de longueur d'onde (partie hachurée en figure 2) centrée sur la longueur d’onde λ0 choisie en fonction de la mesure à réaliser. Cette sélection est souvent effectuée par un monocristal servant de monochromateur. Il suffit d’ajuster l’angle θB entre le faisceau et une famille de plans réticulaires du cristal de telle sorte que la loi de Bragg soit satisfaite :
avec :
- d :
- équidistance de ces plans réticulaires
Le reste de l’appareillage [5, 6, 7, 8, 9] diffère suivant l’objet de la mesure : lorsque l’on s’intéresse aux structures, c’est-à-dire aux positions relatives moyennes des atomes du système, on utilisera un diffractomètre destiné aux études statiques...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FERMI (E.) - Nuclear Physics - (Physique Nucléaire). 246 p., 1949, University of Chicago Press.
-
(2) - SQUIRES (G.L.) - Introduction to the theory of thermal neutron scattering. - (Introduction à la théorie de la diffusion des neutrons ther-miques). 260 p., 1978, Cambridge Univ. Press.
-
(3) - EGELSTAFF (P.A.) - Thermal neutron scattering. - (Diffusion des neutrons thermiques). 523 p., 1965, Academic Press.
-
(4) - BYRNE (J.) - Neutron, nuclei and matter : an exploration of the physics of slow neutrons - (Neutron, noyau et matière : une exploration de la physique des neutrons lents) 760 p., 1993, Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia.
-
(5) - a. Neutron scattering : - (Diffusion de neutrons) (K. Sköld et D.L. Price Eds) Vol. 23 de la série Methods of Experimental Physics, 1986, Academic Press. Vol. A 557 p., Vol. B 590 p, Vol. C 489 p. b. Cours Hercules - Neutron and synchrotron radiation for condensed matter studies, J. Baruchel, J.L. Hodeau, M.S. Lehmann, J.R. Regnard, C. Schlenker Eds, Springer-Verlag...
1 Sources de neutrons implantées en Europe
La documentation la plus complète concernant les sources de neutrons mondiales, leurs spectromètres et quelques sujets traités se trouve dans les numéros de la revue « Neutron News » (Gordon and Breach Sc. Pub.), 1er numéro en 1990.
Cette liste comprend le nom des réacteurs, celui des laboratoires chargés de l'exploitation des faisceaux de neutrons et les organismes de recherche dont ils dépendent.
HAUT DE PAGE
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BENSC, Berlin, Berlin Neutron Scattering Center, Glienickerstr. 100, D-14109 Berlin (Wannsee), Germany. www.hmi.de/bensc
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BNC, Budapest, Budapest Neutron Centre, Research Institute for Solid State Physics of the Hungarian Academy of Sciences, H-1525 Budapest, P.O. Box 49, Hungary. www.iki.kfki.hu/nuclear/bnc/foindex1.html
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ILL, Grenoble, Institut Max von Laue − Paul Langevin, Large Scale Structures Group (LSS) BP 156, F-38042 Grenoble Cedex 9, France. www.ill.fr
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GKSS, Geesthacht, Forschungszentrum Geesthacht, Postfach 1160, D-21494 Geesthacht, Germany. www. gkss.de
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KFA, Jülich, Forschungszentrum Jülich, Institut für Festkörperforschung, D-52425 Jülich, Germany. www.neutronscattering.de
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LLB, Saclay, Laboratoire Léon Brillouin, Centre d'études nucléaires...
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