Uma boa relação sinal-fundo é essencial para um resultado bem-sucedido de um experimento de nêutrons. Infelizmente, alguns equipamentos de ambiente de amostra comumente usados ​​produzem sinais indesejados que ocultam aqueles vindos das amostras que estão sendo investigadas.

Eddy Lelièvre-Berna, E. Bourgat-Lami, J. Gonthier, Y. Memphis. E. Suard e X. Tonon no ILL, R. Down at ISIS, Victor Laliena da ICMA na Espanha e Lambert van Eijck da TU Delft na Holanda, analisaram especificamente três dos ambientes de amostra mais usados ​​- latas de amostra, criostatos e criostáticas - para ver se esses sinais indesejados podem ser reduzidos.

Latas de amostra

Esses recipientes são usados ​​para estudar amostras de pó em temperaturas muito baixas. Tipicamente, eles são feitos de alumínio ou vanádio e a equipe investigou materiais de matriz nula que reduzem o comprimento de espalhamento coerente a zero. Os materiais investigados foram a liga de titânio TiZr e uma liga de vanádio contendo cerca de 6% de níquel. Quando testado no PEARL em TU Delft, ambos reduziram o fundo em comparação com a lata de amostra padrão. O vanádio de matriz nula, que reduziu o fundo em 33%, agora está sendo usado por equipes de instrumentos no ILL.

Criostatos

A cauda de um criostato padrão usado no modo tempo de vôo foi redesenhada em torno da folha de óxido de gadolínio, absorvendo nêutrons não direcionados ao detector. A câmara de 3 camadas na qual a amostra e a folha de gadolínio são resfriadas agora é muito fina e feita de uma forte liga de alumínio. Esses componentes reduzem o número de nêutrons que não se espalham na direção do detector e, portanto, não contribuem para o ruído de fundo. Com este desenvolvimento, as medições de comparação mostraram que a relação sinal-fundo em baixas energias melhorou até um fator de 3.

Em paralelo, o trocador de calor no criostato também foi modificado para acelerar o resfriamento e o aquecimento por um fator de 3, o que economizará tempo durante os experimentos e reduzirá as perdas de tempo do feixe.

Criofurnaces

Criostatos são criostatos que podem funcionar acima da temperatura ambiente até cerca de 350 ° C. Uma nova cauda para criofurnaces usados ​​em difratômetros de pó e líquido, conhecido por relações sinal-fundo fracas, foi redesenhado usando um tubo de vanádio muito mais fino soldado a dois trocadores de calor. O tubo mais fino é preso entre dois trocadores de calor para acelerar as mudanças de temperatura e diminuir os grandes gradientes de temperatura na posição da amostra. Após problemas iniciais com o processo de brasagem, o novo equipamento pode ser testado no D2B no ILL.

A nova cauda reduziu o fundo pela metade. Os tempos de resfriamento e aquecimento também foram significativamente melhorados. Agora, 3 criosmóveis no ILL foram atualizados.