Una buena relación señal-fondo es esencial para un resultado exitoso de un experimento de neutrones. Desafortunadamente, Algunos equipos de entorno de muestra de uso común producen señales no deseadas que ocultan las que provienen de las muestras que se están investigando.

Eddy Lelièvre-Berna, E. Bourgat-Lami, J. Gonthier, Y. Memphis. E. Suard y X. Tonon en ILL, R. Abajo en ISIS, Victor Laliena de ICMA en España y Lambert van Eijck de TU Delft en los Países Bajos, han examinado específicamente tres de los entornos de muestra más utilizados:latas de muestra, criostatos y hornos criogénicos:para ver si estas señales no deseadas pueden reducirse.

Latas de muestra

Estos contenedores se utilizan para estudiar muestras de polvo a muy bajas temperaturas. Típicamente, están hechos de aluminio o vanadio y el equipo ha investigado materiales de matriz nula que reducen la longitud de dispersión coherente a cero. Los materiales investigados fueron la aleación de titanio TiZr y una aleación de vanadio que contenía aproximadamente un 6% de níquel. Cuando se probó en PEARL en TU Delft, ambos redujeron el fondo en comparación con la lata de muestra estándar. El vanadio de matriz nula, que redujo el fondo en un 33%, ahora está siendo utilizado por equipos de instrumentos en ILL.

Criostatos

La cola de un criostato estándar utilizado en el modo de tiempo de vuelo se ha rediseñado alrededor de la lámina de óxido de gadolinio que absorbe los neutrones no dirigidos al detector. La cámara de 3 capas en la que se enfrían la muestra y la hoja de gadolinio es ahora muy delgada y está hecha de una aleación de aluminio resistente. Estos componentes reducen la cantidad de neutrones que no se dispersan en la dirección del detector y, por lo tanto, no contribuyen al ruido de fondo. Con este desarrollo, Las mediciones de comparación mostraron que la relación señal / fondo a bajas energías ha mejorado hasta un factor de 3.

En paralelo, el intercambiador de calor en el criostato también se modificó para acelerar el enfriamiento y el calentamiento en un factor de 3, lo que ahorrará tiempo durante los experimentos y reducirá las pérdidas de tiempo del haz.

Hornos criogénicos

Los criohornos son criostatos que pueden funcionar por encima de la temperatura ambiente hasta unos 350 ° C. Una nueva cola para los criohornos utilizados en difractómetros de polvo y líquido, conocido por las malas relaciones de señal a fondo, fue rediseñado utilizando un tubo de vanadio mucho más delgado soldado a dos intercambiadores de calor. El tubo más delgado está atrapado entre dos intercambiadores de calor para acelerar los cambios de temperatura y disminuir los grandes gradientes de temperatura en la posición de la muestra. Después de los problemas iniciales con el proceso de soldadura fuerte, el nuevo equipo podría probarse en D2B en ILL.

La nueva cola ha reducido el fondo a la mitad. Los tiempos de enfriamiento y calentamiento también se han mejorado significativamente. Ahora se han actualizado 3 criohornos en el ILL.