1.3. Guides en Cuivre. Collimation sur MESS.

 

Des guides en cuivre focalisants ont été installés en Avril 97 dans la première aire de précession du spin-écho MESS. Le but de cette opération est d'augmenter l'intensité de neutrons du faisceau incident en augmentant la divergence angulaire.

Les guides en cuivre.

L'ensemble des guides est constitué de 3 éléments de longueur respective 0.5, 1.6 et 2.0 m focalisant dans le plan vertical. Les dimensions des guides sont à l'entrée de 30*50mm2 et à la sortie de 30*30mm2. Le dépôt est du cuivre isotopique 65, élément non magnétique, dont l'angle critique de réflexion qc vaut 5.9 Å-1 , valeur comparable à celle du Nickel ordinaire.

Ces trois éléments de guide ont été alignés sur le faisceau direct et fixés à l'aide d'étriers sur une poutre. Les deux premiers éléments de 0.5 et 1.6m constituent le guide 1, l'élément de 2m, le guide 2. Grâce à un système externe de vérins, il est possible d'escamoter ces guides du faisceau de neutrons, afin de changer facilement la divergence angulaire du faisceau.

 

Collimation. Augmentation de l'intensité diffusée.

Des mesures d'intensités diffusées ont été faites entre 5 et 10Å avec et sans guide sur plusieurs échantillons (graphite, mélange tensioactif polymère et solution de polystyrene).

Avec un guide, le rapport de l'intensité diffusée par rapport à celle obtenue sans guide varie de 1.5 à 2.2 entre 5 et 10Å. Cette augmentation n'est pas accompagnée d'un élargissement des pics de Bragg ni de remontée aux petits angles sur les courbes diffusées par les échantillons étudiés.

Avec deux guides, l'augmentation de l'intensité diffusée est nettement plus grande, un facteur 3 à 7. Un élargissement de la largeur à mi-hauteur des pics de Bragg est alors observé d'environ 15%. Par contre, aucune remontée aux petits angles particulière n'est observée même à 10Å.

Effet des guides sur la résolution à 6Å.

A 6Å, nous avons mesuré l'effet des guides sur la résolution en temps du spectromètre. Aux petits temps (courant de précession <25Ampères, 3ns), les courbes avec et sans guide sont superposables. Aux temps de Fourier plus grands, la résolution de l'appareil avec guide décroît dramatiquement. En effet, 80% du signal polarisé a été perdu aux temps de Fourier les plus longs (courant de précession de 140A) lorsque les deux guides sont mis sur le trajet du faisceau de neutrons. Avec un seul guide, seulement 60% de la polarisation est perdue à 140A. Cette diminution importante de la réponse du spectromètre à 6Å vient de l'inhomogénéité du champ vu par les neutrons de grande divergence angulaire qui ont été ramené dans le signal diffusé par les guides en cuivre. Cet effet est particulièrement sensible lors des mesures à très haute résolution.

Conclusions. Quand utiliser les guides ?

Les gains d'intensité obtenus en utilisant des guides en cuivre sont donc en partie perdus lorsque l'on effectue les mesures d'amplitude d'écho. A 6Å, l'introduction d'un guide apporte une augmentation appréciable de l'intensité diffusée (globalement +30%). Avec les deux guides, cette augmentation est nettement plus grande (globalement +140%) mais réservée à des temps de Fourier inférieurs à 10ns (champ de précession maximum 80A).

 

 

Figure. Guide en cuivre focalisant lors de son installation dans les solénoïdes de précession de MESS.