MLZ ist eine Kooperation aus:

Technische Universität München> Technische Universität MünchenHelmholtz-Zentrum Hereon> Helmholtz-Zentrum Hereon
Forschungszentrum Jülich> Forschungszentrum Jülich

MLZ ist Mitglied in:

LENS> LENSERF-AISBL> ERF-AISBL

MLZ in den sozialen Medien:

Logo

MLZ

Lichtenbergstr.1
85748 Garching

KWS-2

Kleinwinkeldiffraktometer

Dieses Instrument ist auf kalte Neutronen fokussiert. Alle hier angegebenen Parameter beziehen sich auf die aktuelle Betriebsphase des FRM II. Bitte kontaktieren Sie für alle Detailfragen (Experimentdauer etc.) vorab das Instrumentteam!

Insrumentschema KWS-2 Insrumentschema KWS-2

KWS-2 [1] ist ein klassisches Kleinwinkelstreudiffraktometer, bei dem ein großer Q-Bereich zwischen 2.0 · 10-3 und 1.0 Å-1 durch das Lochkameraprinzip mit unterschiedlichen Neutronenwellenlängen und Detektionsabständen untersucht werden kann (siehe Galerie, Abb. 1,2). Das Instrument widmet sich der Untersuchung mesoskopischer Strukturen und struktureller Veränderungen aufgrund der schnellen kinetischen Prozesse in den Bereichen Weiche Materie, Chemie und Biologie [2].

Die Instrumentenauflösung wird durch den mechanischen Monochromator (Geschwindigkeitsselektor) entweder auf Δλ/λ = 10 % (in der nicht geneigten Konfiguration) oder Δλ/λ = 20 % (in der geneigten Konfiguration) festgelegt [3,4]. Die Auflösung kann durch den Einsatz des Haupt-Doppelscheiben-Choppers mit einstellbaren Öffnungfenstern weiter zwischen 2% und 10% eingestellt werden [5] (siehe Galerie, Abb. 2,3). Das neue Großflächendetektionssystem mit schneller Ausleseelektronik [6] erlaubt neue Wege zur Leistungssteigerung, hin zu hochintensiven/geringen Untergrundmessungen (bei Verwendung des sekundären Ein-Disk-Choppers) [7].

Schließlich bietet die Möglichkeit, den mechanischen Monochromator in einer geneigten Position in Bezug auf die Strahlachse zu verwenden (siehe Galerie, Abb. 4), die Verfügbarkeit von thermische Neutronen (λ = 2.8 Å) am Instrument. Der Neutronenfluss an der Probenposition (Abb. 5) variiert mit der Wellenlänge und der Wellenlängenauflösung, also mit der Einstellung des Geschwindigkeitsselektors, entsprechend. (siehe Galerie, Abb. 4-6)

[1] A. Radulescu, et al., J. Phys. Conf. Series 351, 012026 (2012)
[2] A. Radulescu et al., J. Vis. Exp. 118, e54639 (2016), KWS-2 Film
[3] A. Radulescu and A. Ioffe, Nucl. Inst. Meth.A, 586, 55 (2008)
[4] A. Radulescu, et al., Nucl.Inst. Meth.A 689, 1 (2012)
[5] A. Radulescu et al., J. Appl. Cryst. 48, 1860 (2015)
[6] J. Houston et al., J. Appl. Cryst. 51, 323 (2018)
[7] L. Balacescu et al., J. Appl. Cryst. 54, 1217 (2021)

Typische Anwendungen
  • Kolloide, Nanokomposite
  • Polymer-Mischungen, Diblock-Copolymeren
  • Mikroemulsionen, komplexe Flüssigkeiten, Mizellen
  • Membrane, Filme, in-situ Adsorption-Desorption/ Befeuchtung-Trocknungs-Phänomene
  • Scherungsbedingte Mizellen-Verformung, Gummi-Netzwerk-Verformung, Ordnung von Nanokompositen
  • Protein-Struktur und Faltung/ Entfaltung
  • In-situ-Kristallisation halbkristalline Polymer-Filme und Lösungen
  • Nanopartikel für die Verabreichung von Medikamenten
Probenumgebung
  • Anton-Paar Fluid Rheometer
  • Stopped-Flow-Gerät
  • Probenhalter: 9 horizontal x 3 vertikal (temperaturgeregelt) für Standard Hellma Küvetten 404,000-QX und 110-QX
  • Mehrfachpositionen (48)/ Mehrfachtemperaturen (6 gleichzeitig)/ Küvettenkarussell + Roboter (bald)
  • Öl-/ Wasser-Thermostate (typisch 10 … 100 °C)
  • 8-Positionen und 2 × 6 Positionen temperaturgeregelter (Peltier) Küvettenhalter (-40 °C … 150 °C)
  • Feuchte-Zelle, 5 % … 90 % bei 10 °C … 60 °C
  • Dehnapparatur (4 Geräte in einem gemeinsamen Aufbau) zur kontrollierten Dehnung im Strahl
Komplementäre in-situ-Techniken (optional bei Proben-Apertur, siehe Instrumentzeichnung)
  • FTIR-Spektroskopie
  • DLS und SLS
  • SEC-SANS (bald)
Technische Daten
Gesamtleistung
  • Q = 0.002… 1 Å-1 (siehe Galerie, Abb. 2)
  • Fluss
    • 8 · 106 n cm-2 s-1 for λ = 2.88 Å
    • 1.9 · 107 n cm-2 s-1 λ = 5.0 Å (siehe Galerie, Abb. 5,6)
Geschwindigkeitsselektor
  • Astrium, Δλ/λ = 20 % (geneigter Selektor), λ = 2.8… 7 Å (siehe Galerie, Abb. 4-6)
  • Δλ/λ = 10 % bei Bedarf
Auflösung Chopper (vor der Kollimation)
  • abstimmbare Δλ/λ: 20 %… 2.5 % (TOF-Analyse) (siehe Galerie, Abb. 3)
aktive Blenden
  • 2 m, 4 m, 8 m, 14 m, 20 m, Probenort
Blendengrößen
  • rechteckig 1 × 1 mm2 – 50 × 50 mm2
Probentisch
  • XYZθ Translation-Rotation + Wiege
  • Genauigkeit besser als 0,01°, 0,01 mm
  • Roboter- und Mehrfachpositionen/ Mehrfachtemperaturen Küvettenkarussell (geplant)
Untergrund Chopper (vor der Probe)
  • 1-Scheibe mit 4 Öffnungsfenstern, Frequenz 10 – 45 Hz
  • TOF-Datenerfassung im High-Q Bereich (1 m – 4 m Detektionsabstand)
  • Abtrennung der inelastischen und elastischen Streuung aus den Kohlenwasserstoffsystemen
Detektor
  • Messbereich: kontinuierlich 1.5 m – 20 m
  • 3He-Zählrohre, aktive Fläche ~0.9 m2
  • Zählrate ohne Totzeit > 2 MHz
  • Ortsauflösung = < 8 mm
  • Effizienz 88 % bei 5 Å, 75 % bei 2.8 Å
  • halbtransparenter Beamstop, gleichzeitige Messung von Transmission und Streuung

Instrumentverantwortliche

Dr. Aurel Radulescu
Telefon: +49 (0)89 158860-712
E-Mail: a.radulescu@fz-juelich.de

Dr. Jia-Jhen Kang
Telefon: +49 (0)89 158860-739
E-Mail: j.kang@fz-juelich.de

Dr. Marie-Sousai Appavou
Telefon: +49 (0)89 158860-747
E-Mail: m.s.appavou@fz-juelich.de

KWS-2
Telefon: +49 (0)89 158860-510

Betreiber

JCNS

News

ERuM Pro Project NHSM

ERuM Pro Project NHSM

Read more
Helping hands for the future

Helping hands for the future

Read more

Video: Roboter wechselt Proben

Roboter for samples at KWS-2
Roboter for samples at KWS-2 Fully automated: A roboter changes the samples at the instrument KWS-2 © Alexander Weber / JCNS
Fully automated: A roboter changes the samples at the instrument KWS-2 © Alexander Weber / JCNS

Publikationen

Finden Sie alle aktuellen Publikationen zu KWS-2 in unserer Publikationsdatenbank iMPULSE:

impulse.mlz-garching.de

Zitierung Instrument

Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). KWS-2: Small angle scattering diffractometer. Journal of large-scale research facilities, 1, A29. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-27

Zitat bitte stets einschließlich DOI.

Galerie

KWS-2 - Abbildung 1
KWS-2 - Abbildung 1

KWS-2 layout

© Forschungszentrum Jülich GmbH
KWS-2 - Abbildung 2
KWS-2 - Abbildung 2

Der bei KWS-2 abgedeckte Q-Bereich mit verschiedenen Neutronenwellenlängen.

KWS-2 - Abbildung 3
KWS-2 - Abbildung 3

Die Instrumentenauflösung an KWS-2.

KWS-2 - Abbildung 4
KWS-2 - Abbildung 4

Kalibrierung des mechanischen Monochromators (Geschwindigkeitsselektor) bei KWS-2.

Flussverteilung-KWS2
Flussverteilung-KWS2

Die simulierte Flussverteilung (Mc-Stas) an verschiedenen Positionen entlang des S-förmigen Leitersystems und am Probenort des Instruments für verschiedene Konfigurationen des Geschwindigkeitsselektors

KWS-2 - Abbildung 6
KWS-2 - Abbildung 6

Mit McStas simulierter Fluss am Probenort bei unterschiedlichen Konfigurationen des Geschwindkeitsselektors

MLZ ist eine Kooperation aus:

Technische Universität München> Technische Universität MünchenHelmholtz-Zentrum Hereon> Helmholtz-Zentrum Hereon
Forschungszentrum Jülich> Forschungszentrum Jülich

MLZ ist Mitglied in:

LENS> LENSERF-AISBL> ERF-AISBL

MLZ in den sozialen Medien: