Diffrazione neutronica: differenze tra le versioni

Versione delle 16:47, 7 feb 2014

Versione delle 15:53, 5 ott 2014

Riga 4:

Questa tecnica richiede una sorgente di neutroni, che in genere sono prodotti da un [[reattore nucleare a fissione]] o da una sorgente a [[Spallazione nucleare|spallazione]]. Presso un reattore per ricerca sono necessari anche altri componenti, come [[monocromatori]] a cristallo e filtri per selezionare neutroni della lunghezza d'onda voluta. Le sorgenti a spallazione non hanno bisogno di monocromatori, dato che usano la tecnica del tempo di volo per selezionare i neutroni in funzione dell'energia (i neutroni più veloci hanno più energia).

In genere la misura viene eseguita col metodo delle polveri, che richiede solo un campione costituito da polveri microcristalline. Per misure su cristallo singolo occorrono cristalli molto più grandi di quelli che si usano in [[cristallografia a raggi X]]; si usano comunemente cristalli di circa 1 mm³.<ref name=Pic07>{{Cita|Pic07 ||Piccoli et al. 2007 |harv=s|Pic07 }}</ref>

La tecnica della diffrazione neutronica ha vari vantaggi, tra i quali: sensibilità per atomi leggeri, capacità di distinguere isotopi, assenza di danni da radiazione. Lo svantaggio principale della tecnica è il bisogno di un reattore nucleare. Inoltre, per studi su cristallo singolo occorrono cristalli piuttosto grandi, che sono spesso difficili da ottenere.<ref name=Pic07/>

Riga 16:

== Dispersione magnetica ==

I neutroni sono scarichi ma possiedono uno spin, e quindi interagiscono con momenti magnetici, compresi quelli dovuti alla nuvola elettronica che circonda l'atomo. La diffrazione neutronica può quindi dare informazioni sulla struttura magnetica microscopica di un materiale.<ref>{{Cita|Izy91 ||Izyumov et al. 1991 |harv=s|Izy91 }}</ref>

La dispersione magnetica richiede un fattore di forma atomica dato che la nuvola elettronica attorno all'atomo è molto più grande del minuscolo nucleo. L'intensità del contributo magnetico ai picchi di diffrazione diminuirà pertanto spostandosi verso alti angoli.

Riga 23:

La diffrazione neutronica può essere usata per determinare il fattore di struttura di [[gas]], [[liquidi]] o [[Solido amorfo|solidi amorfi]]. La maggior parte degli esperimenti sono però effettuati per chiarire la struttura di solidi cristallini; per questo motivo la diffrazione neutronica è una tecnica importante in [[cristallografia]].

La diffrazione neutronica è strettamente correlata alla diffrazione dei raggi X su polveri.<ref>{{Cita|Dav02 ||David et al. 2002 |harv=s|Dav02 }}</ref> Di fatto misure su cristallo singolo sono meno comuni, dato che le attuali sorgenti di neutroni richiedono campioni relativamente grandi, e per la maggior parte dei materiali è difficile o impossibile ottenere cristalli singoli di dimensioni adeguate. In futuro la situazione potrebbe cambiare. Tipicamente si acquisisce un diffrattogramma 1D su polveri e lo si elabora affinando la struttura con il metodo di Rietveld. Questo metodo è stato sviluppato in origine da [[Hugo Rietveld]] per la diffrazione neutronica (1969),<ref>{{Cita|Rie69 ||Rietveld 1969 |harv=s|Rie69 }}</ref> e solo in seguito è stato utilizzato per la diffrazione dei raggi X (1977).

Una applicazione pratica della diffrazione neutronica è la misura accurata della [[costante di reticolo]] di metalli e altri materiali cristallini. Usando un microposizionatore accuratamente allineato si può ricavare una mappa della costante di reticolo all'interno del metallo. Questa mappa si può poi convertire nel campo di [[tensione interna]] (stress) relativo al materiale. Dati di questo tipo sono stati usati ad esempio per analizzare la tensione interna di componenti per l'[[industria automobilistica]] e l'[[ingegneria aerospaziale]]. Sono stati inoltre sviluppati diffrattometri specifici per misure di tensione interna, come la strumentazione [[ENGIN-X]]<ref>{{cita web |autore= |anno= |url= http://www.isis.stfc.ac.uk/instruments/engin-x/ |titolo= Engin-X |opera= |editore= |accesso= 1º dicembre 2013 |cid= }}</ref> operativa presso la sorgente di neutroni [[ISIS]].<ref>{{cita web |autore= |anno= |url= http://www.isis.stfc.ac.uk/ |titolo= ISIS |opera= |editore= |accesso= 1º dicembre 2013 |cid= }}</ref>

La diffrazione neutronica può anche fornire informazioni sulla struttura tridimensionale di qualsiasi materiale disperdente.<ref>{{Cita|Oje07 ||Ojeda-May et al. 2007 |harv=s|Oje07 }}</ref><ref>{{Cita|Pag10 ||Page et al. 2010 |harv=s|Pag10 }}</ref>

== Cenni storici ==

Riga 37:

== Bibliografia ==

* {{Cita libro|autore = |coautori = |curatore =W. I. F. David, K. Shankland, L.B. McCusker, Ch. Baerlocher |altri = |titolo = Structure Determination from Powder Diffraction Data |editore = Oxford University Press |città = |anno = 2002 |ed = |lingua =inglese |url = |pagine = |volume = |capitolo = |url_capitolo = |isbn = 978-0198500919 |doi =0-19-850091-9 |cid =Dav02 |citazione = }}

* {{Cita libro|autore = Yu. A. Izyumov, V. E. Naish, R. P. Ozerov |coautori = |curatore = |altri = |titolo = Neutron Diffraction of Magnetic Materials |editore = Consultants Bureau |città = New York |anno = 1991 |ed = |lingua =inglese |url = |pagine = |volume = |capitolo = |url_capitolo = |isbn = 978-0-306-11030-6 |doi = |cid = Izy91|citazione = }}

* {{cita pubblicazione |quotes = |autore = P. Ojeda-May, M. Terrones, H. Terrones, D. Hoffman, T. Proffen, A. Cheetham, |coautori = |data = |anno = 2007 |mese = |titolo = Determination of chiralities of single-walled carbon nanotubes by neutron powder diffraction technique |rivista = Diamond and Related Materials |volume = 16 |numero = 3 |pagine = 473–476 |doi = 10.1016/j.diamond.2006.09.019 |id = |url = |accesso = 1º dicembre 2013 |abstract = |cid = Oje07}}

* {{cita pubblicazione |quotes = |autore = K. Page, T. Proffen, M. Niederberger e R. Seshadri |coautori = |data = |anno = 2010 |mese = |titolo = Probing Local Dipoles and Ligand Structure in BaTiO₃ Nanoparticles |rivista = Chem. Mater.|volume = 22 |numero = 15 |pagine =4386–4391 |doi = 10.1021/cm100440p |id = |url = |accesso = 1º dicembre 2013 |abstract = |cid = Pag10}}

* {{cita pubblicazione |quotes = |autore = P. M. B. Piccoli, T. F. Koetzle, A. J. Schultz |coautori = |data = |anno = 2007 |mese = |titolo = Single Crystal Neutron Diffraction for the Inorganic Chemist—A Practical Guide |rivista = Comments on Inorganic Chemistry |volume = 28 |numero = |pagine = 3-38 |doi = 10.1080/02603590701394741 |id = |url = |accesso = 1º dicembre 2013 |abstract = |cid = Pic07}}

* {{cita pubblicazione |quotes = |autore = H. M. Rietveld |coautori = |data = |anno = 1969 |mese = |titolo = A profile refinement method for nuclear and magnetic structures |rivista = J. Appl. Cryst. |volume = 2 |numero = |pagine = 65-71 |doi = 10.1107/S0021889869006558 |id = |url = |accesso = 1º dicembre 2013 |abstract = |cid = Rie69}}

{{Portale|chimica}}