中性子スーパーミラー

中性子スーパーミラーは、中性子ビームを反射するために使用される高度に研磨された層状の材料です。スーパーミラーは、層の厚さが異なる多層中性子反射体の特殊なケースです。 ^[1]

最初の中性子スーパーミラーの概念は、X線を使った以前の研究に触発されて 、フェレンツ・メゼイ^{[2]によって提案されました。}

スーパーミラーは、ニッケルやチタンなどのコントラストの強い物質を滑らかな基板上に交互に積層して作られます。高屈折率材料 (ニッケルなど) の単層は、臨界角 までの小さな斜入射角で全外部反射を示します。天然同位体存在比を持つニッケルの場合、度で はおよそ で、 はオングストローム単位での中性子の波長です。 ${\displaystyle \theta _{c}}$${\displaystyle \theta _{c}}$${\displaystyle 0.1\cdot \lambda }$${\displaystyle \lambda}$

より大きな有効臨界角を持つミラーは、積層された多層膜から発生する回折（非ゼロ損失）を利用することで作ることができます。^[3] 全反射の臨界角（度）はおよそ となり、ここで は天然ニッケルに対する「m値」です。1 ～3 の範囲の値が一般的ですが、高発散の特定の領域（たとえば、光源、チョッパー、または実験領域の近くで集束光学系を使用するなど）では、m=6 が容易に利用できます。 ${\displaystyle 0.1\cdot \lambda \cdot m}$${\displaystyle m}$${\displaystyle m}$

ニッケルは正の散乱断面積を持ち、チタンは負の散乱断面積を持ち、両元素とも吸収断面積が小さいため、Ni-Tiは中性子を扱う最も効率的な技術となっている。必要なNi-Ti層の数は2～4層の範囲で急速に増加し、コストに影響する。これは中性子計測機器設計の経済戦略に大きく影響する。^[4]${\displaystyle \propto m^{z}}$${\displaystyle z}$

ハンガリーの発明