Американські фізики створили нейтронний мікроскоп
Групі фахівців із Массачусетського технологічного інституту, Центру космічних польотів Маршалла та Національної лабораторії Оук-Рідж, США, вдалося створити систему фокусування нейтронного випромінювання.
Фізики розробили спеціальні дзеркала, що дозволили значно зменшити розмір установок для нейтронографіческіх досліджень. Подробиці з посиланням на статтю дослідників в журналі Nature Communications наводяться на офіційному сайті MIT.
В основі розробки вчених лежить дзеркало у вигляді циліндра. Вісь циліндра збігається з прямою, що з'єднує об'єкт, що цікавить з джерелом випромінювання. У центрі отвір дзеркала перекрито непрозорим для нейтронів екраном, так що частинки потрапляють всередину циліндра тільки по краях, рухаючись під невеликим кутом до його поверхні. Так як відбивна здатність всіх матеріалів зростає в міру того, як зменшується кут падіння, пропускає нейтрони речовина стає дзеркалом. Цей же принцип раніше застосовували для створення рентгенівських дзеркал, і у нього є два аналога серед макроскопічних об'єктів. Здатність звичайного скла відбивати світло зростає, якщо дивитися на нього під кутом, а ймовірність снаряду пробити броню зменшується, якщо зіткнення відбувається під малим кутом до поверхні.
Дослідники стверджують, що в порівнянні з існуючими установками (які працюють за принципом камери-обскури, пропускаючи нейтрони через маленький отвір) їх пристрій забезпечує п'ятдесятикратний приріст в ефективності, так як потік частинок через нове дзеркало набагато більше. За рахунок цього можна або підвищити якість формованого зображення, або зробити нейтронний мікроскоп компактніше і зменшити його вартість.
Нейтрони не мають електричного заряду і тому поглинаються тільки при безпосередньому зіткненні з атомним ядром. Електромагнітне випромінювання, у свою чергу, взаємодіє з атомними оболонками, а зарядженим частинкам досить пройти повз ядра на деякій відстані. Нейтрони добре просвічують багато непрозорі для рентгенівських променів матеріали і з цієї причини широко використовуються як в наукових дослідженнях, так і в технічних цілях, наприклад для контролю стану стінок свердловин. Однак та ж висока проникаюча здатність ускладнює управління нейтронними пучками.
Для проведення технічних досліджень з використанням нейтронів розроблені компактні генератори нейтронів, а для завдань, що вимагають потужного потоку частинок, будуються спеціалізовані ядерні реактори. Один з найбільших джерел подібного роду, дослідницький реактор ПІК, в даний час добудовується в Петербурзькому інституті ядерної фізики. Фізичний пуск ПІК був здійснений в 2011 році, але вивести установку на необхідну потужність поки що не вдається.
