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SANS-1
Kleinwinkelneutronenstreuung
Die neue Kleinwinkelanlage SANS-1 [1], ein Projekt der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz-Zentrums Hereon (ehemals HZG), wurde in der Neutronenleiterhalle West aufgebaut und in Betrieb genommen.
Zur Optimierung der SANS-1 für den Status „to be state of the art“ wurden viele Berechnungen und Instrumentvariationen vorab mit der Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Ergebnisse dieser Simulationen [2] sind ein vertikal S-förmiger Neutronenleiter mit starker Unterdrückung der schnellen Untergrundneutronen sowie einer Optimierung für ein vollständiges Wellenlängenpaket, ein Turm mit zwei wählbaren Selektoren, einer für mittlere Auflösung und hohe Intensität und ein anderer für hohe Auflösung (optional) wie auch zwei optimierte Fe/Si Transmissionspolarisatoren für einen Wellenlängenbereich von 4.5–30 Å und schließlich zwei Flächendetektoren. Ein TISANE Doppelchopper erlaubt zeitaufgelöste kinetische Messungen bis in den Mikrosekundenbereich.
Nach dem Passieren des Selektorturms schließt sich ein Kollimationssystem an mit vier parallelen horizontalen Bahnen. Eine Bahn ist besetzt mit dem Neutronenleiter, eine weitere mit Aperturblenden zur Verbesserung der Auflösung, eine Position mit einem Lasersystem zur Unterstützung der Justage und die letzte Bahn ist mit Untergrundblenden ausgestattet und kann auch für Linsen genutzt werden.
Die Detektorröhre mit einem Innendurchmesser von 2.4 m ist ausgestattet mit einem Flächendetektor von 1 × 1 m2, der eine laterale Bewegung von etwas mehr als 0.5 m besitzt. Der Detektor besteht aus 128 einzelnen ortsempfindlichen Detektoren, die eine 8 mm x 8 mm Pixel Auflösung ermöglichen. Ein zweiter Detektor mit einer Fläche von 0.5 × 0.5 m2 und einer höheren Auflösung von 3 mm wird für größere Entfernungen genutzt.
Eine komplette Charakterisierung der SANS-1 wurde unter [1] publiziert. Die Messungen bezüglich Strahlprofil, Divergenz und Fluss zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Monte-Carlo Simulationen [2,3]. Darüber hinaus wird auch die Polarisation des Neutronenstrahls im Detail vermessen. Durch die laterale Verfahrmöglichkeit des Detektors kann ein besonders großer dynamischer Q-Bereich mit großen Streuwinkeln erreicht werden. Die dadurch nötigen Korrekturen die über eine Standard cos3 Raumwinkelkorrektur hinausgehen werden im Detail beschrieben. Die Performance der SANS-1 wird durch ausgewählte Standardproben vermessen.
[1] Mühlbauer, S. et al., NIMA 832, 297-305 (2016).
[2] Gilles, R. et al., Physica B 385-386, 1174-1176 (2006).
[3] Gilles, R. et al., J. Appl. Cryst. 40, s428-s432 (2007).
Das Instrument SANS-1 soll dezidiert der Untersuchung von Strukturen in Materialien auf der Längenskala 10 bis
Die Technik stellt wertvolle Informationen für ein weites Spektrum von wissenschaftlichen bis zu technologischen Anwendungen zur Verfügung:
Ein redundantes Laser-Justagessystem wurde zur Positionierung des Neutronenleiters, der Kollimationsblenden, der Untergrundblenden (BGA) und des Lasers selbst in die Neutronenstrahlposition installiert. Zusätzlich kann der Laser unterstützend dazu dienen, die korrekte Positionierung der Probe (einschließlich der Probenumgebung) oder des beam stops zu erhalten.
Primärstrahl
Polarisation
Probengröße
Q-range
Detectors
Instrumentverantwortliche
Dr. André Heinemann
Telefon: +49 (0)89 289-14534
E-Mail: andre.heinemann@hzg.de
Dr. Sebastian Mühlbauer
Telefon: +49 (0)89 289-10784
E-Mail: sebastian.muehlbauer@frm2.tum.de
SANS-1
Telefon: +49 (0)89 289-12818 /-14992
Betreiber
Publikationen
Finden Sie alle aktuellen Publikationen zu SANS-1 in unserer Publikationsdatenbank iMPULSE:
Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). SANS-1: Small angle neutron scattering. Journal of large-scale research facilities, 1, A10. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-32
Zitat bitte stets einschließlich DOI.
Galerie
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