Délka rozptylu neutronů - Neutron scattering length - Wikipedia

Neutron může procházet jádrem s pravděpodobností určenou vzdáleností jaderné interakce, nebo může být absorbován nebo podroben rozptylu, který může být buď koherentní nebo nekoherentní.[1] Účinky interference v koherentním rozptylu lze vypočítat pomocí koherentního délka rozptylu neutronů, které jsou úměrné amplitudě sférických rozptýlených vln podle Huygens – Fresnelova teorie. Tato délka rozptylu se liší podle izotopu (a podle prvku jako váženého aritmetického průměru nad základními izotopy) způsobem, který se jeví jako náhodný, zatímco délka rozptylu rentgenového záření je pouze produktem protonové číslo a Thomsonova rozptylová délka, tedy monotónně roste s atomovým číslem.[1][2]

Délka rozptylu může být buď pozitivní, nebo negativní. Průřez rozptylu se rovná čtverci rozptylové délky vynásobenému 4π,[3] tj oblast kruhu s poloměrem dvojnásobkem rozptylové délky. V některých případech, stejně jako u titanu a niklu, je možné smíchat izotopy prvku, jehož délky mají protilehlé znaky, čímž se získá čistá délka rozptylu nula, v takovém případě koherentní k rozptylu vůbec nedojde, zatímco u vanadu již opačné znaky dvou přirozeně se vyskytujících izotopových dvou konfigurací spinů téměř ruší. Neutrony však v těchto materiálech stále projdou silným nekoherentním rozptylem.[1]

Mezi délkou rozptylu je velký rozdíl protium (-0,374) a deuterium (0,667). Používáním těžká voda jako rozpouštědlo a / nebo selektivní deuterace zkoušené molekuly (výměna přirozeně se vyskytujícího protia za deuterium) lze tento rozdíl využít k zobrazení konfigurace vodíku v organické hmotě, což je u rentgenových paprsků téměř nemožné kvůli jejich malé citlivosti jediný elektron vodíku.[4] Na druhou stranu studie rozptylu neutronů vzorků obsahujících vodík často trpí silným nekoherentním rozptylem přírodního vodíku.

živelprotonyizotopdélka rozptylu neutronů
bcoh (fm )		koherentní
průřez
σcoh (stodola )		nesouvislý
průřez
σvč (stodola)		vstřebávání
průřez
σA (stodola)
Vodík12.82[2][5]-3.74[1][2][5][6]1.758[1]79.7,[6] 80.27[1]0.33,[6] 0.383[1]
Vodík126.67[1][2][5][6]5.592[1]2.0,[6] 2.05[1]0.0005[1][6]
Bor5přírodní5.30[1]3.54[1]1.70[1]767.0[1]
Uhlík6126.65[1][2][5][6]5.550[1]0.0,[6] 0.001[1]0.0035,[6] 0.004[1]
Dusík7149.36,[1] 9.40,[2] 9.4[5][6]11.01[1]0.3,[6] 0.5[1]1.9[1][6]
Kyslík8165.80,[2] 5.8[1][5][6]4.232[1]0.0,[6] 0.000[1]0.00019,[6] 0.0002[1]
Hliník13přírodní3.45,[1] 3.5[6]1.495[1]0.0,[6] 0.008[1]0.23,[6] 0.231[1]
Křemík14přírodní4.2[6][7]0.0[6]0.17[6]
Fosfor15305.10[2]
Síra16322.80,[2] 2.8[5]
Titan22přírodní-3.44,[1] -3.4[6][7]1.485[1]2.87,[1] 3.0[6]6.09,[1] 6.1[6]
Vanadium23přírodní-0.38[1]0.018[1]5.07[1]5.08[1]
Chrom24přírodní3.64[1]1.66[1]1.83[1]3.05[1]
Mangan2555 (přírodní)-3.73[1]1.75[1]0.4[1]13.3[1]
Žehlička26přírodní9.45,[1] 9.5[6]11.22[1]0.4[1][6]2.56,[1] 2.6[6]
Nikl28přírodní10.3[1]13.3[1]5.2[1]4.49[1]
Měď29přírodní7.72[1]7.485[1]0.55[1]3.78[1]
Zirkonium40přírodní7.16,[1] 0.72[6]6.44[1]0.02,[1] 0.3[6]0.18,[6] 0.185[1]
Niob4193 (přírodní)7.054[1]6.253[1]0.0024[1]1.15[1]
Molybden42přírodní6.72[1]5.67[1]0.04[1]2.48[1]
Kadmium48přírodní4.87[1]3.04[1]3.46[1]2520[1]
Cín50přírodní6.23[1]4.87[1]0.022[1]0.626[1]
Cer58přírodní4.8[6]0.0[6]0.63[6]
Gadolinium64přírodní6.5[1]29.3[1]151[1]49700[1]
Tantal73přírodní6.91[1]6.00[1]0.01[1]20.6[1]
Wolfram74přírodní4.86[1]2.97[1]1.63[1]18.3[1]
Zlato791977.60[2]
Vést82přírodní9.41[1]11.115[1]0.003[1]0.171[1]
Thorium90232 (přírodní)9.8[6]0.00[6]7.4[6]
Uran92přírodní8.42[1][6]8.903[1]0.00,[6] 0.005[1]7.5,[6] 7.57[1]

Podrobnější údaje jsou k dispozici na webu NIST[8] a Atominstitut ve Vídni.[9]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r s t u proti w X y z aa ab ac inzerát ae af ag ah ai aj ak al dopoledne an ao ap vod ar tak jako na au av aw sekera ano az ba bb před naším letopočtem bd být bf bg bh bi bj bk bl bm bn bo bp bq br bs bt bu bv bw bx podle B z ca. cb cc CD ce srov srov ch ci cj ck tř cm cn co str CQ cr cs ct cu M.T. Hutchings; P.J. kohoutek; T.M. Holden; Torben Lorentzen (28. února 2005). Úvod do charakterizace zbytkového stresu pomocí neutronové difrakce. CRC Press. ISBN  9780203402818.
  2. ^ A b C d E F G h i j Dmitri I. Svergun; Michel H. J. Koch; Peter A. Timmins; Roland P. May (8. srpna 2013). Malý úhel rentgenového a neutronového rozptylu z řešení biologických makromolekul. OUP Oxford. ISBN  9780199639533.
  3. ^ Amparo Lopez-Rubio a Elliot Paul Gilbert (2009). „Neutronový rozptyl: přirozený nástroj pro vědu o potravinách a technologický výzkum“ (PDF). Trendy v potravinářské vědě a technologii: 1–11.
  4. ^ Fong Shu; Venki Ramakrishnan a Benno P. Schoenborn (2000). „Zvýšená viditelnost atomů vodíku neutronovou krystalografií na plně deuterovaném myoglobinu“. PNAS. 97 (8): 3872–3877. Bibcode:2000PNAS ... 97.3872S. doi:10.1073 / pnas.060024697. PMC  18109. PMID  10725379.
  5. ^ A b C d E F G Oliver C. Mullins; Eric Y. Sheu, eds. (11. listopadu 2013). Struktury a dynamika asfaltenů. Springer Science & Business Media. str. 161. ISBN  9781489916150.
  6. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r s t u proti w X y z aa ab ac inzerát ae af ag ah ai aj ak al dopoledne N.K. Kanellopoulos, ed. (26. září 2000). Nedávné pokroky v oddělování plynů mikroporézními keramickými membránami. ISBN  9780080540320.
  7. ^ A b F. Rodríguez-Reinoso; Jean Rouquerol; KK Unger; Kenneth S.W. Zpívat, eds. (26. srpna 1994). Charakterizace porézních pevných látek III. Elsevier. ISBN  9780080887371.
  8. ^ „Index of / resources / n-lengths / elements“.
  9. ^ „Délky rozptylu neutronů“.