中子衍射

[拼音]：zhongzi yanshe

[外文]：neutron diffraction

晶体样品在中子束照射下所产生的衍射效应。用于测定晶体结构中氢原子的位置和辨认原子序数相近的原子。由于晶体产生衍射要求所用射线的波长与晶体内原子的排列间隔具有相同的数量级，中子衍射需用能量约为0.025电子伏、波长接近1埃的热中子源，而高通量的热中子只有反应堆能够产生，所以中子衍射研究是随着核反应堆的建立(1945)而发展起来的。

从衍射原理和实验方法看，中子衍射与X射线衍射很相似，但也存在若干显著的不同。首先，前者没有特征谱线，而后者一般需用特征谱线。从反应堆出来的中子束经单色器单色化后强度显著变弱，所以作衍射实验用的晶体需要大些，一般要求达5×5×5毫米3。其次，原子对中子的散射与对X射线的散射也显著不同，原子对中子的散射主要依靠原子核，其原子散射因子fN由原子核决定，与原子序数没有确定的关系；而且对于同一种元素的各种同位素，由于核大小和结构的不同，fN的数值也不同，甚至符号也可能不同。因此，中子衍射用于测定晶体结构中氢原子的位置，具有独特的优越性。在X射线衍射中，氢原子的贡献很小，所以用X射线衍射难以准确地定出H原子的位置;而在中子衍射中氢原子的贡献大小与其他原子相近，因而其位置可以较准确地测定。与此相似，有些由原子序数相近的原子所组成的合金和化合物，如铁钴合金、铜锌合金等，X射线衍射难以辨认出其中的原子，中子衍射却没有这一困难。

参考书目

G. E. Bacon， Neutron Diffraction， 3rd ed.，Clarendon Press， Oxford， 1975.