بخشی از مقاله
چکیده:
سامانه ای از آینه ولتر نوع اول به منظور همگراسازی نوترون های سرد، طراحی و با استفاده از کد MCNPX شبیه سازی شده است. این سامانه از جفت کردن آینه های بیضیگون و هذلولوی تشکیل شده است. هندسه آینه ها را به گونه ای تغییر داده ایم که بهترین قدرت همگراسازی را به دست آوریم. جواب های مان با نتایج تجربی سامانه ساخته شده مشابهی در انستیتو فناوری ماساچوست همخوانی خوبی دارد.
مقدمه :
پراکندگی نوترون های سرد یکی از مهم ترین روشها برای مطالعه ساختار مواد از اندازه اتمی تا مقیاس بزرگ است. چشمه های نوعی نوترون در قیاس با منابع پرتو ایکس، معمولا سطح مقطع برهمکنش کمتری با نمونه دارند و به همین دلیل آزمایش های پراکندگی نوترون معمولا گران و فرآیندی زمانبر است. با این وجود، پراکندگی نوترون تنها زمانیکه روشهای دیگر مناسب نیستند، لاجرم بهکار میرود. با وجود این مشکلات، روشهایی توسعه یافتهاند که سبب همگراسازی و افزایش شار باریکه نوترون روی نمونه میشوند.
در سال 1952، ولتر به توصیف مزایای استفاده از آینهها برای بازتاب پرتوهای ایکس پرداخت .[1] روش مشابهی برای متمرکز کردن نوترون های سرد با استفاده از آینه های بیضیگون- هذلولوی شکل هم کانون، توسعه یافته است. .[2-4] اپتیک ولتر میتواند به عنوان یک لنز برای متمرکز کردن پرتو یا تصویر شی به کار رود. این نوع اپتیک برای تصویربرداری و پراکندگی نوترون با زاویه کوچک کاربردی است.
شکل - 1 - برشی از هندسه سامانه آینه ولتر نوع اول را نشان میدهد. پرتوها پیش از رسیدن به کانون از هر دو آینه بازتاب می شوند. پرتوهایی که دوبار بازتاب شدهاند به کانون میرسند و پرتوهایی که نمیتوانند آینه اول را قطع کنند توسط یک متوقف کننده پرتو، در جلو آینه، متوقف میشوند .[1] چشمه در مبدا و منطبق با نقطه کانونی سمت چپ بیضی است.
محل تشکیل تصویر، منطبق با نقطه کانونی سمت چپ هذلولی است. آینهها خط پررنگ، پرتو به صورت پیکان و خط چین، محور اپتیکی سامانه است. 1 و 2 زاویه بین پرتو و محور نوری، زاویه بین پرتو و آینهها و E و H زاویه مماس بر آینهها در نقطه تقاطع و محور نوری است. به منظور تطابق با سامانه مشابه که در انستیتو فناوری ماساچوست ساخته شده، fs فاصله بین چشمه تا تقاطع به اندازه 2/56m و fi فاصله بین تقاطع تا تصویر، به اندازه 0/64m در نظر گرفته شده است .
خایکویچ در MIT چهار آینه تودرتو ولتر نوع اول از جنس نیکل ساخت و نشان داد که برای کانونی کردن نوترون و ت شکیل ت صویر با و ضوح بالا، به کاربرد می رود .[2] تودرتو بودن چند آینه هم محور یکی درون دیگری، به صورت مشابه برای پرتوهای ایکس، باعث افزایش بهرهوری جمع آوری نوترون می شود. تصویر شکل - 2 - ، سامانه متشکل از چهار جفت آینه بیضگون-هذلولوی شکل تودرتو از جنس نیکل را نشان میدهد. دادههای مورد نیاز، در جدول - 1 - آورده شدهاند. قطر هر آینه به گونهای است که سایهای روی آینه بزرگتر ایجاد نکند.
