Um dos objetivos da Tarefa 7.3 do pacote de trabalho Sample Environment do SINE2020 é desenvolver melhores células de alta pressão para espalhamento de nêutrons. Uma célula comumente usada para colocar uma amostra sob alta pressão é a prensa Paris-Edimburgo (PE), que exerce a pressão com bigornas em um retentor de amostra em gaxetas. Contudo, o equipamento existente produz um importante fundo de nêutrons que impede a medição de pequenos sinais ou pequenas amostras. As bigornas também são bastante caras e geralmente só podem ser usadas três vezes.

Uma equipe do ILL:Thomas Hansen, Eddy Lelièvre-Berna, James Maurice e Claude Payre, junto com Stefan Klotz, um especialista em imprensa PE da IMPMC (Sorbonne University), Em primeiro lugar, realizou investigações iniciais em uma amostra de referência bem conhecida no difratômetro D20 do ILL durante o início do projeto SINE2020. Os resultados revelaram que uma melhor relação sinal / fundo pode ser obtida por:

• (a) considerando o material de que as bigornas são feitas e
• (b) reduzir o espalhamento incoerente causado pela gaxeta.

Atualmente, As instalações europeias usam bigornas feitas de cBN que absorve nêutrons. Nas pressões mais altas, as bigornas escondem a amostra fechada em gaxetas "espessas" de TiZr, produzindo um espalhamento incoerente de nêutrons indesejado.

Portanto, a equipe decidiu substituir o material cBN por um material mais forte e transparente aos nêutrons:bigornas de diamante sinterizado feitas com aglutinante de SiC. Eles também tornaram as gaxetas de TiZr mais finas em 0,2 mm para reduzir a quantidade de material indesejado no feixe de nêutrons. Outras etapas incluíram otimizar a forma das bigornas para um volume de amostra reduzido (de 50 mm3 para 30 mm3) e melhorar o foco do feixe de nêutrons na amostra usando colimadores.

Quando testado em D20, essas adaptações levam ao mesmo sinal para a razão de fundo para amostras muito menores e alcançam uma eficiência de carga de pressão 30 por cento maior. Em pressões aplicadas comparáveis, essas novas bigornas “SINE” também apresentam um aumento da vida útil, o que possivelmente diminuirá os custos operacionais.