4) Etudes par diffraction raction
de neutrons (9)
Les exp�riences de
diffraction des neutrons dans l'eau lourde (D20) dans une �chelle de
temp�ratures allant de 380 � 500�C et de pressions allant de 200 � 900 bars,
permettent la connaissance du facteur de structure statique et de la fonction
de corr�lation intermol�culaire. Ces
notions apportent des renseignements sur la structure de l'eau � l'�tat
supercritique. Ainsi, les r�sultats
exp�rimentaux sont compar�s avec d'autres r�sultats exp�rimentaux et avec des
simulations mol�culaires informatiques utilisant le potentiel appel� SPC/E
(extended simple point charge). Ces
r�sultats m�nent � la conclusion que le r�seau de liaisons hydrog�ne est encore
pr�sent dans l'eau � l'�tat supercritique, r�sultats particuli�rement en accord
avec les simulations mol�culaires.
a) G�n�ralit�s
La m�thode de diffraction de
neutrons intervient lorsque les m�thodes de diffraction de rayons X et
d'�lectrons deviennent inefficaces. En
effet, pour ces deux derni�res, l'intensit� de la dispersion d�pend des num�ros
atomiques des atomes dispers�s. Ainsi,
les positions d'atomes d'hydrog�ne sont moins bien d�finies que celles d'atomes
plus lourds, et cela peut m�me �tre le cas d'atomes tels que le carbone ou
l'oxyg�ne. C'est ainsi que la diffraction
de neutrons devient utile. Les
intensit�s de dispersion des neutrons ne sont reli�es d'aucune fa�on aux
num�ros atomiques et ne sont pas les m�mes pour les diff�rents isotopes du m�me
�l�ment, la dispersion des atomes lourds n'est donc pas plus importante que
celle des atomes plus l�gers. En
particulier, la dispersion par le deut�rium est semblable � celle par les
atomes lourds typiques, et c'est pourquoi
la diffraction de neutrons a
une grande importance dans les �tudes des liaisons
hydrog�ne et des ligands
hybrides dans les complexes des m�taux de transition. D'autres caract�ristiques importantes de la diffraction de
neutrons sont que les facteurs de dispersion sont constants, et ne diminuent
pas avec l'angle de diffraction, les neutrons sont tr�s p�n�trants mais les densit�s de flux pour les neutrons � vitesse
convenable sont faibles, et
les exp�riences peuvent seulement �tre r�alis�es en phases condens�es et non
gazeuses. De plus, les sources de
neutrons ne sont pas extr�mement courantes : il faut g�n�ralement un r�acteur
nucl�aire afin de produire un faisceau de neutrons.
b) Instrumentation
En g�n�ral, la diffraction
de neutrons est r�alis�e sur des diffractom�tres semblables � ceux utilis�s
pour la diffraction de rayons X. Mais les sources sont de natures tr�s diff�rentes.
Les mesures de dispersion
des neutrons de l'eau lourde, ont �t� r�alis�es sur le spectrom�tre 7C2 du
r�acteur Orph�e du laboratoire L�on Brillouin � Saclay (France).
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