Næste generations ambolte til Paris-Edinburgh-cellen

Et af målene med opgave 7.3 i SINE2020's arbejdsmiljøprøve for miljø er at udvikle bedre højtryksceller til neutronspredning. En celle, der sædvanligvis bruges til at sætte en prøve under højt tryk, er Paris-Edinburgh (PE) pressen, der udøver trykket med ambolter på et prøvehold i pakninger. Imidlertid, det eksisterende udstyr producerer en vigtig neutronbaggrund, som forhindrer måling af små signaler eller små prøver. Amboltene er også ret dyre og kan generelt kun bruges tre gange.

Et team på ILL:Thomas Hansen, Eddy Lelièvre-Berna, James Maurice og Claude Payre, sammen med Stefan Klotz, en ekspert i PE -pressen fra IMPMC (Sorbonne University), først udført indledende undersøgelser af en velkendt referenceprøve på ILL's D20 diffraktometer under begyndelsen af ​​SINE2020-projektet. Resultaterne afslørede, at et bedre signal til baggrundsforhold kan opnås ved:

• (a) i betragtning af det materiale, amboltene er lavet af og
• (b) reducering af den usammenhængende spredning forårsaget af pakningen.

I øjeblikket, Europæiske anlæg anvender ambolter fremstillet af neutronabsorberende cBN. Ved det højeste pres, ambolterne skjuler den vedlagte prøve i "tykke" TiZr -pakninger, der producerer uønsket usammenhængende neutronspredning.

Så teamet besluttede at udskifte cBN-materialet med et stærkere materiale, der er gennemsigtigt for neutroner:sintrede diamantambolte fremstillet med et SiC-bindemiddel. De gjorde også TiZr -pakningerne tyndere med 0,2 mm for at reducere mængden af ​​uønsket materiale i neutronstrålen. Yderligere trin omfattede optimering af ambolternes form til et reduceret prøvevolumen (fra 50 mm3 ned til 30 mm3) og forbedring af neutronstrålens fokusering på prøven ved hjælp af kollimatorer.

Ved test på D20, disse tilpasninger fører til det samme signal til baggrundsforhold for meget mindre prøver og opnåede en 30 procent højere trykbelastningseffektivitet. Ved sammenligneligt påført tryk, disse nye "SINE" ambolter giver også en øget levetid, som muligvis vil sænke driftsomkostningerne.