Etude par reflectivite de neutrons de multicouches metalliques nickel/titane pour miroirs de neutrons

par BENEDICTE BALLOT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de B. FARNOUX.

Soutenue en 1995

à Paris 11 .

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  • Résumé

    L'etude porte sur les multicouches nickel/titane, appelees supermiroirs, et utilisees dans les guides de neutrons. Elles permettent, par l'augmentation de la valeur de l'angle critique apparent de reflexion totale, d'accroitre la transmission des guides. Nous avons mis au point une nouvelle technique de caracterisation des supermiroirs: la multireflexion de neutrons. Elle permet d'obtenir rapidement une grande precision sur la mesure du plateau de reflexion totale et de son extension. Nous avons montre que l'addition d'azote dans le nickel permet d'augmenter la valeur de la densite de longueur de diffusion coherente par rapport au nickel pur, ce qui augmente le pouvoir reflecteur de ce materiau. L'addition de carbone dans le nickel diminue la taille des grains, contribuant ainsi a la diminution des rugosites d'interfaces. Afin d'estimer la duree de vie des guides, des echantillons de une, deux, quatre et vingt couches ont ete irradies par des neutrons thermiques et rapides, sous differentes fluences. Sur plusieurs echantillons, les effets suivants ont ete observes: endommagement de la couche de surface, restauration du nickel et evolution de la structure du titane. Cependant, les proprietes reflechissantes des supermiroirs ne sont pas diminuees sous irradiation. L'interpretation proposee pour expliquer l'evolution du titane est une transformation de la phase hexagonale compacte du titane pur, vers une phase tih de structure cubique a faces centrees de parametre a=4,38 angstroms. Cette interpretation explique la plupart des observations experimentales obtenues par reflectivite de neutrons, diffraction x, exafs, microscopie electronique en transmission haute resolution (modes image et diffraction). Certains resultats de cette etude ont ete utilises pour la realisation des deux premiers guides de neutrons en supermiroirs au laboratoire leon brillouin. Les resultats des mesures de flux montrent que l'utilisation des supermiroirs permet d'obtenir un gain d'un facteur deux par rapport au meme guide uniquement revetu de nickel

  • Titre traduit

    Neutron reflectivity study of nickel/titanium metallic multilayers applied to neutron mirrors


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  • Détails : 239 P.
  • Annexes : 124 REF.

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