06/C325

Transmisión de neutrones fríos a través de materiales cristalinos texturados.
Cold-neutron transmission through polycrystalline textured materials.

Director: SANTISTEBAN, Javier Roberto
Correo Electrónico: J.R.Santisteban@cab.cnea.gov.ar

Integrantes: TARTAGLIONE, Aureliano; TORRES, Lourdes; BLOSTEIN, Juan Jerónimo; RAMIREZ, Sandra; CAPARARO, Luis Jorge; SCHNEEBELI, Máximo; D´AVANZO, Pablo; MANCILLA, Alberto.

Resumen Técnico: La comprensión de los procesos físicos de interacción de neutrones con la materia, juega un papel fundamental en la industria nuclear. Su estudio experimental cuenta con una amplia gama de técnicas de dispersión de neutrones, que constituyen poderosas herramientas en diversos campos de la investigación científica. En particular, el uso de haces de neutrones fríos con longitudes de onda entre 5 y 30 Å ha recibido un gran ímpetu en los últimos años. Esto se debe a que estas longitudes de onda permiten investigar estructuras cada vez más grandes y complejas, típicas de sistemas orgánicos o productos nanotecnológicos. Entre las técnicas neutrónicas, el análisis espectroscópico de los neutrones transmitidos por una muestra ha tenido un amplio rango de aplicaciones dentro de la física y la ingeniería nuclear. En particular, los neutrones fríos pueden ser reflejados en forma elástica por los planos atómicos de los materiales cristalinos. La proporción de neutrones que son reflejados depende de la estructura cristalina y la microestructura del material, lo que origina fuertes variaciones en el espectro de neutrones transmitido a lo largo de diferentes direcciones de un objeto. Desde hace más de 30 años se encuentra en el Centro Atómico Bariloche (CAB) el Grupo de Neutrones y Reactores, el único laboratorio de Latinoamérica especializado en técnicas neutrónicas. La principal herramienta experimental del grupo es una fuente pulsada de neutrones basada en un acelerador lineal de electrones (LINAC) de 25 MeV. Sus integrantes son investigadores activos especializados en el desarrollo de técnicas e instrumentos que involucran el uso de haces de neutrones. El objeto de esta propuesta es la construcción y puesta en operación de una fuente fría de neutrones, y su empleo en el estudio y la aplicación de fenómenos de transmisión de neutrones en el rango subtérmico de energías. Más exactamente, nos abocaremos al estudio experimental y teórico de la transmisión de neutrones en materiales texturados, una promisoria técnica para la caracterización no destructiva de la microestructura de materiales estructurales. Dentro del ámbito experimental, esta propuesta requerirá la construcción de una fuente fría de neutrones para el acelerador lineal de CAB; y la modernización de la línea de experimentos de transmisión asociada, a fin de optimizarla para neutrones dentro de este rango de energías.

Summary: Here, we propose to perform a spectroscopic analysis of the neutron transmission of a variety of polycristalline materials within the subthermal (i.e., cold) energy range. Subthermal neutrons can be elastically reflected by the crystal planes. The number of reflected neutrons depends on the crystalline structure, the plane orientation, and on the microstructure of the material. This results in large variations in intensity between the neutron spectra transmitted along different directions. This phenomenon can be exploited for non-destructive characterization of the texture of the material. Regarding the experimental facilities, this proposal involves the construction of a cold neutron source for the 25 MeV LINAC of the Centro Atomico Bariloche. Cold neutron beams have energies between 0.1 and 5 meV (i.e., wavelengths between 5 and 30 Å). Besides this, we need to modernize the neutron transmission beamline, in order to optimize its resolution for the neutron pulses within this new energy range. The Neutron Physics Group of Centro Atómico Bariloche has a long track record of research within the basic understanding of the moderation process, as well as in the practical design of cold moderators.