Квазиупругое рассеяние нейтронов как уникальная методика изучения процессов диффузии в твердых телах и жидкостях / Quasielastic Neutron Scattering as a Unique Method for the Study of Diffusion Processes is Solids and Liquids

Белушкин А.В. / Belushkin, A.V.
Институт ядерных исследований, Дубна; Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»; Казанский федеральный университет / Joint Institute for Nuclear Research; Kurchatov Institute National Research Centre; Kazan Federal University
Выпуск в базе РИНЦ
Белушкин А.В. Квазиупругое рассеяние нейтронов как уникальная методика изучения процессов диффузии в твердых телах и жидкостях // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 28–36. DOI: 10.25210/jfop-2203-028036

Belushkin, A.V. Quasielastic Neutron Scattering as a Unique Method for the Study of Diffusion Processes is Solids and Liquids // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 28–36. DOI: 10.25210/jfop-2203-028036


Аннотация: Запуск уникального высокопоточного реактора ПИК в Петербургском институте ядерной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» требует создания на его базе комплекса высокотехнологичных экспериментальных станций, которые позволят в полной мере использовать его научный потенциал. Одним из типов таких станций могли бы стать спектрометры квазиупругого рассеяния нейтронов для изучения процессов диффузии в твердых телах и жидкостях. В данной работе рассмотрены современные научные проблемы в данной области и современные спектрометры для таких исследований.

Abstract: The start-up of the high flux neutron reactor source PIK at Petersburg Nuclear Physics Institute of NRC “Kurchatov institute” requires a creation on its base a set of advanced experimental stations to fully exploit its scientific potential. One type of these stations could be a quasielastic neutron scattering spectrometers for the investigations of diffusion processes in solids and liquids. Present work outlines the modern research activities in this field as well as existing advanced spectrometers.

Ключевые слова: диффузия атомов и молекул, нейтронные спектрометры, neutron scattering, diffusion of atoms and molecules, диффузия атомов и молекул


Литература / References
  1. Белушкин А. В. Сравнение возможностей методов неупругого рассеяния синхротронного излучения и нейтронов для исследований атомной, молекулярной и магнитной динамики в конденсированных средах // Кристаллография. 2022. Т. 67. № 1. С. 41-57.
  2. Vural, D., Xiaohu, Hu et al. Quasielastic Neutron Scattering in Biology: Theory and Applications // Biochimica et Biophysica Acta. 2017. Vol. 1861. P. 3638-3650. DOI: 10.1016/j.Bbagen.2016.06.015
  3. Ashkar, R., Bilheux, H.Z., Bordallo, H. et al. Neutron Scattering in the Biological Sciences: Progress and Prospects // Acta Cryst. 2018. Vol. D74. P. 1129-1168. DOI: 10.1107/S2059798318017503
  4. Combet, S. An Introduction to Neutrons for Biology // EPJ Web of Conferences. 2020. Vol. 236. P. 01001-01018. DOI: 10.1051/Epjconf/202023601001
  5. Yamada, T., Seto, H. Quasi-Elastic Neutron Scattering Studies on Hydration Water in Phospholipid Membranes // Frontiers in Chemistry. 2020. Vol. 8. P. 1-5. DOI: 10.3389/Fchem.2020.00008
  6. Shou, K., Sarter, M., and de Souza, N.R. Effect of Red Blood Cell Shape Changes on Haemoglobin Interactions and Dynamics: a Neutron Scattering Study // R. Soc. Open Sci. 2020. Vol. 7. P. 201507-201526. DOI: 10.1098/Rsos.201507
  7. Bicout, D. J., Cisse, A., Matsuo, T., and Peters, J. The Dynamical Matryoshka Model: 1. Incoherent Neutron Scattering Functions for Lipid Dynamics in Bilayers // BBa — Biomembranes. 2022. Vol. 1864. P. 183944-183963. DOI: 10.1016/j.Bbamem.2022.183944
  8. Martins, M.L., Bordallo, H.N., and Mamontov, E. Water Dynamics in Cancer Cells: Lessons From Quasielastic Neutron Scattering // Medicina. 2022. Vol. 58. P. 654-670. DOI: 10.3390/Medicina58050654
  9. Bee, M. Quasi-Elastic Neutron Scattering Principles and Application in Solid State Chemistry. Bristol, 1988. 444 p.
  10. Hempelmann, R. Quasi-Elastic Neutron Scattering and Solid State Diffusion, Oxford Series on Neutron Scattering in Condensed Matter 13. Clarendon Press, Oxford, 2000. 320 p.
  11. Telling, M.T.F. Quasi-Elastic Neutron Scattering — a Tool for the Study of Biological Molecules and Processes // in: Dynamics of Biological Macromolecules by Neutron Scattering. 2011. P. 4-21. DOI: 10.2174/978160805219611101010004
  12. Berrod, Q., Lagrené, K., Ollivier, J., and Zanotti, J.-M. Inelastic and Quasi-Elastic Neutron Scattering. Application to Soft-Matter // EPJ Web of Conferences. 2018. Vol. 188. P. 05001-05036. DOI: 10.1051/Epjconf/201818805001
  13. Belushkin, A.V., Carlile, C.J., and Shuvalov, L.A. The Diffusion of Protons in the Superionic Conductor CsHSO4 by Quasielastic Neutron Scattering // Journal of Physics: Condensed Matter. 1992. Vol. 4. P. 389-398. DOI: 10.1088/0953-8984/4/2/008
  14. Blinc, R., and Baranov, A.I. Spin-Lattice Relaxation and Self-Diffusion Study of the Protonic Superionic Conductors CsHSeO4 and CsHSO4 // Physica Status Solidi. B. 1984. Vol. 123. Iss. 1. P. K83-K87. DOI:
  15. Wasicki, J.W., Kozak, A., Pajak, Z., Czarnecki, P., Belushkin, A.V., and Adams, M.A. Neutron, Nuclear Magnetic Resonance, and Dielectric Study of Ion Motion in Pyridinium Hexafluorophosphate //j. Chem. Phys. 1996. Vol. 105. Iss. 21. P. 9470-9477. DOI: 10.1063/1.472808
  16. Mitra, S., Mukhopadhyay, R. Molecular Dynamics Using Quasielastic Neutron Scattering Technique // CURRENT SCIENCE. 2003. Vol. 84. Iss. 5. P. 633-662.