中子衍射

　　晶體樣品在中子束照射下所產生的衍射效應。用於測定晶體結構中氫原子的位置和辨認原子序數相近的原子。由於晶體產生衍射要求所用射線的波長與晶體內原子的排列間隔具有相同的數量級，中子衍射需用能量約為0.025電子伏、波長接近1埃的熱中子源，而高通量的熱中子隻有反應堆能夠產生，所以中子衍射研究是隨著核反應爐的建立(1945)而發展起來的。

　　從衍射原理和實驗方法看，中子衍射與X射線衍射很相似，但也存在若幹顯著的不同。首先，前者沒有特特征譜線，而後者一般需用特征譜線。從反應堆出來的中子束經單色器單色化後強度顯著變弱，所以作衍射實驗用的晶體需要大些，一般要求達5×5×5毫米³。其次，原子對中子的散射與對X射線的散射也顯著不同，原子對中子的散射主要依靠原子核，其原子散射因子f_N由原子核決定，與原子序數沒有確定的關系；而且對於同一種元素的各種同位素，由於核大小和結構的不同，f_N的數值也不同，甚至符號也可能不同。因此，中子衍射用於測定晶體結構中氫原子的位置，具有獨特的優越性。在X射線衍射中，氫原子的貢獻很小，所以用X射線衍射難以準確地定出H原子的位置；而在中子衍射中氫原子的貢獻大小與其他原子相近，因而其位置可以較準確地測定。與此相似，有些由原子序數相近的原子所組成的合金和化合物，如鐵鈷合金、銅鋅合金等，X射線衍射難以辨認出其中的原子，中子衍射卻沒有這一困難。

　　

參考書目

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