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Parmi les méthodes qui bénéficient notamment d'une augmentation locale du flux figurent les méthodes de diffusion de neutrons pour l'examen de petits échantillons, comme dans les cellules haute pression, qui nécessitent une petite source, comme en tomographie, ou qui nécessitent une haute résolution spatiale, comme analyse par activation neutronique.

Les faisceaux de neutrons transportés dans des guides de neutrons sont normalement quasi-parallèles et ont une grande section transversale de plusieurs cm². La meilleure façon de focaliser de tels faisceaux est d'utiliser des semi-lentilles de focalisation, comme celles utilisées en optique à rayons X. Selon leurs paramètres géométriques, ces semi-lentilles peuvent focaliser un large faisceau de neutrons sur une petite tache focale < 1 mm et obtenir ainsi un gain d'intensité d'un à deux ordres de grandeur au foyer.

Le grand avantage des lentilles capillaires est leur courte longueur qui permet leur utilisation flexible. Différentes tailles de foyers et longueurs focales peuvent être obtenues en changeant d'objectif, tandis que des alternatives comme la focalisation des guides de neutrons mesurent plusieurs mètres de long et sont donc assez rigides.

Jusqu'à présent, les lentilles capillaires étaient principalement utilisées avec des sources de rayons X. Les neutrons, tout comme les photons, montrent l'effet de la réflexion totale à la surface d'un solide. L'angle critique pour l'incidence rasante de la réflexion totale Θcat est de plusieurs mrad et se situe dans la même gamme pour les rayons X et les rayonnements neutroniques. Cela dépend de la longueur d'onde , et sa valeur pour les neutrons et les différents types de verre est :

Θc[mrad] ≈ λ[Å]

Ce fait permet l'utilisation de l'optique capillaire en verre pour les neutrons. Contrairement à l'optique à rayons X, cependant, il est important que le verre contienne du bore, ce qui provoque l'absorption des neutrons qui pénètrent dans le verre de sorte que seuls les neutrons focalisés soient transmis.

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