Bibliographie & annexes
Présentation
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 ;
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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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Appareillage1. Rappels théoriques
Ce sont les travaux de E. Fermi, C.G. Shull et N.B. Brockhouse [1, 2, 3] qui sont essentiellement à l’origine de la diffraction et de la spectrométrie des neutrons. Cette technique est devenue une méthode classique [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14] d’étude de la structure microscopique de la matière très analogue à celles, plus anciennes, de diffusion de lumière et de rayons X (cf. articles [67, 68] des Techniques de l’Ingénieur) dont elle complète bon nombre d’applications. Son originalité provient des propriétés des neutrons.
Un neutron est une particule dont la masse m = 1,675.10−27 kg est 1 836 fois celle de l’électron, dont la charge électrique est nulle et dont le spin σ est 1/2. L’énergie d'un neutron E est reliée à sa vitesse v par la relation
. À cette particule est associée une onde plane de vecteur d’onde
et de longueur d’onde λ. Le vecteur
a la direction du faisceau et a pour module
....
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Rappels théoriques
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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