KWS-1

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Die KWS-1 ist mit ihrem 10 % Wellenlängen-Selektor auf hochauflösende Messungen spezialisert [1]. Diese Eigenschaft ist besonders interessant für hoch geordnete oder stark monodisperse Proben. Mit dem geplanten Chopper wird die Wellenlängenunschärfe noch weiter auf ca. 1 % reduziert werden können. Ein wissenschaftlicher Hintergrund für die Ausstattung der KWS-1 zielt auf dünne magnetische Filme ab. Magnetische Systeme können mit der vollen Polarisationsanalyse studiert werden, die dann aus Polarisation des Eingangsstrahls und Polarisationsanalyse der gestreuten Neutronen besteht. Vor der Kollimation ist ein Polarisator mit 3 Kavitäten platziert, die jeweils einen V-förmigen Superspiegel beinhalten. Die volle Wellenlängenbreite von 4.5 bis 20 Å kann mit mindestens 90 % (typischer 95 %) Polarisation bedient werden. Ein Radiofrequenz-Spin-Flipper kann die Polarisation umkehren. Die Analyse wird mit ³He-Zellen umgesetzt, die an die Wellenlänge und Streuwinkel angepasst werden. Horizontale und vertikale Magneten werden bereitgestellt, um das Magnetfeld an der Probe zu variieren. Dünne Filme können gut unter streifendem Einfall studiert werden – diese Methode heißt auf englisch “Grazing Incidence Small Angle Neutron Scattering” (GISANS). Der neu installierte Hexapod erlaubt die Positionierung mit der Genauigkeit von 0.01 mm und 0.01 °.

Geht es um hohe Auflösung, ist die KWS-1 die erste Wahl zur Untersuchung von weicher Materie. Biologische Proben lassen sich durch den maximalen Streuwinkel von Q = 0.5 Å^-1, ermöglicht durch die Detektorentfernung von 1 m, hervorragend handhaben.

Neutronenlinsen aus MgF₂ ermöglichen eine Erhöhung der Intensität oder die Verbesserung der Auflösung. Verwendet werden sie bei großen Proben, denn mit ihnen bleibt auch im Hochintensitätsmodus die Auflösung im klassischen Kleinwinkelstreubereich. Die so verstärkte Intensität erlaubt Echtzeitmessungen im Bereich von 1/10 s (typischerweise 1 s).

Der Chopper erlaubt es gleichzeitig, periodische Dynamiken in der Probe im Bereich von ms zu studieren. Der sogenannte TISANE Modus bindet die Chopperfrequenz sowohl an die Probenanregungsfrequenz als auch an die Detektoraufnahmefrequenz. Die präzise Analyse der Flugzeiten erlaubt es, eine höhere Zeitgenauigkeit als mit stroboskopischen Methoden zu erzielen.

[1] Feoktystov, A. et al., J. Appl. Cryst. 48 (2015), 61-70