中子吸收校正与平均路径长度计算在强吸收样品中的创新应用：基于NIST多轴晶体谱仪的多样品任意形状研究

来自NIST的研究人员针对强关联材料研究中冷中子能谱数据建模的挑战，开发了基于Wuensch & Prewitt有限体积算法的吸收校正方法。该研究通过三维二次曲面定义样品边界，实现了不规则形状CeRhIn5单晶的中子非弹性散射测量校正，并扩展应用于多样品共轴体系，为高吸收材料的实验设计与数据修正提供了新工具。

　　

冷中子技术的最新进展为研究强关联材料(strongly correlated materials)提供了所需的高能量分辨率，但随之而来的是对高吸收材料中子能谱数据的精确建模需求。这些吸收效应往往同时受角度取向和中子波长(wavelength)的显著影响。

研究团队深入研究了Wuensch & Prewitt于1965年提出的有限体积算法(finite-volume algorithm)，该算法通过数值积分透射函数(transmission function)，利用三维二次曲面(quadratic surfaces)精确定义样品边界。特别值得注意的是，该方法还能计算平均路径长度(mean path length)，为二次消光(second-extinction)计算提供关键参数。

在实际应用层面，科学家们将该算法成功运用于NIST多轴晶体谱仪(Multi-Axis Crystal Spectrometer, MACS)上获得的非常规形状CeRhIn₅单晶的中子非弹性散射(neutron inelastic scattering)数据校正。更令人振奋的是，算法功能已扩展至多个共轴样品(coaligned samples)的吸收校正，有效解决了角度依赖性吸收(angle-dependent absorption)的难题。这项技术突破不仅实现了实验数据的精准修正，更为未来实验规划提供了可靠的理论工具。