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MLZ

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SANS-1

Kleinwinkelstreuinstrument

Dieses Instrument ist auf kalte Neutronen fokussiert. Bitte beachten Sie deshalb aktuell die „Technischen Daten OHNE kalte Quelle“ unten. Wichtige abweichende Parameter sind gefettet. Ihre Rückfragen werden gern vom Instrumentteam beantwortet.

Insrumentschema SANS-1 Insrumentschema SANS-1

SANS-1 [1] ist ein Standard-Pinhole-Instrument mit maximal 23 m Kollimationslänge und 20 m Proben-Detektorabstand. Das Instrument verfügt über zwei Geschwindigkeitsselektoren mit einem nutzbaren Wellenlängenband von 3,45 – 20 Å bei Δλ/λ von 10 bzw. 6 %. Durch Kippung der Selektoren kann das Wellenlängenband Δλ/λ auf 20 % vergrößert werden. Dies führt zu einer Erhöhung des Neutronenflusses am Probenort.

Ein wichtiges Merkmal ist der große zugängliche dynamische Q-Bereich, der insbesondere bei Messungen mit nur einem Proben-Detektorabstand („single-shot”) durch die seitliche Bewegung des primären 1 m2-Detektors ermöglicht wird. Zwei V-Kavitäten erlauben eine Polarisation des Neutronenstrahls über das gesamte Wellenlängenspektrum. Ein Hochfrequenzflipper in der Kollimation komplettiert das Setup für polarisierte Neutronen, die Polarisationsanalyse findet am Probenort mit einer 3He-Zelle statt. Eine Doppelchopperscheibe in TISANE Konfiguration ermöglicht zeitabhängige kinetische Messungen mit Wiederholraten bis in den 10 kHz-Bereich.

Das Instrument SANS-1 verfügt über einen flexiblen, geräumigen Probenort, der mit einem Hochleistungsgoniometer ausgestattet ist und eine breite Palette unterschiedlicher Probenumgebungen ermöglicht. Mit Aufbauten bis zu 125 × 250 cm2 in lateraler Abmessung können Experimente durchgeführt werden. Das Probengoniometer trägt Lasten bis zu 1000 kg und erfüllt die steigende Nachfrage nach Beugungsexperimenten bei niedrigen Streuwinkeln, z. B. für Untersuchungen von supraleitenden Vortex-Gittern und anderen magnetisch geordneten Systemen.

[1] Mühlbauer, S. et al., NIM-A, 832, 297 (2016).

Typische Anwendungen

SANS-1 ist auf die Untersuchung auf der Längenskala 10 bis 3000 Å ausgerichtet und eignet sich besonders für die Bedürfnisse der Materialforschung und des Magnetismus. Das Instrument ermöglicht die Aufnahme einer breiten Palette unterschiedlicher Probenumgebungen, einschließlich eines maßgeschneiderten Dilatometers für schnelles Abschrecken/Heizen und Spannungsanalysen vor Ort.

  • Ausscheidungen und Segregation in Legierungen und Werkstoffen
  • Defekte in Materialien, Tensiden, Kolloiden
  • Anoden/Kathodenmaterialien von Batterien
  • Ferromagnetische Korrelationen im Magnetismus
  • Magnetische Domänen und Nanopartikel
  • Polymere, Proteine, biologische Membranen, Viren, Ribosomen und Makromoleküle
  • Supraleitende Vortex-Gitter
  • Neue magnetische Strukturen wie Helimagnete

Im thermischen Betrieb ohne kalte Quelle konzentrieren sich die Anwendungen auf zumeist unpolarisierte Messungen im Bereich kleinerer Längenskalen bis zu 1000 Å, das heißt kürzerer Wellenlängen und kürzerer Kollimationslängen.

Probenumgebung
  • Standard-Probenwechsler mit 22 Positionen: 11 Positionen für den Magneten und 11 Positionen mit Thermostat (-10 bis +200°C)
  • Reihe von Hochtemperaturöfen bis zu 1900°C
  • Verformungsvorrichtung mit Heizung: 100 kN
  • Satz von Magneten (2,5 T und 5 T horizontal, 7,5 T vertikal, 12 T vertikal (TAS-Magnet))
  • Reihe von Kryostaten einschließlich Low-T-Einsätzen
  • Dilatometer DIL 805 A/D/T Quenching-Dilatometer [2]
  • NB Nanoscale, D5 HF-Generator für magnetische Hyperthermie [3]

[2] TA Instruments, DIL805A/D/T Quenching dilatometer
[3] NB Nanoscale, D5 HF-Generator for Magnetic Hyperthermia

Technische Daten OHNE kalte Quelle
Primärstrahl
  • Mechanische Geschwindigkeitsselektoren mit variabler Geschwindigkeit
    • Δλ/λ = 10 – 20 % Auflösung
    • Δλ/λ = 6 – 16 % Auflösung
    • Nutzbarer Wellenlängenbereich: 3,45 – 6 Å
Polarisation
  • Zwei V-förmige Polarisatoren
Kollimationssystem (Abstand zwischen Quelle und Probe)
  • 1 m, 2 m, 4 m, 8 m, 12 m, 16 m in Schritten durch Einfügen von Neutronenleiterabschnitten
Probengröße
  • 0 – 35 mm Durchmesser
Q-Bereich
  • 0,01 Å-1 < Q < 1 Å-1
Detektor
  • Primärdetektor: 1 m2 großes Array von 128 positionsempfindlichen 3He-Röhrchen mit 8 mm Auflösung; SD 1 – 12 m; seitliche Detektorbewegung bis zu 0,5 m, Zählrate max. 2 MHz
Technische Daten MIT kalter Quelle
Primärstrahl
  • Mechanische Geschwindigkeitsselektoren mit variabler Geschwindigkeit
    • Δλ/λ = 10 – 20 % Auflösung
    • Δλ/λ = 6 – 16 % Auflösung
    • Nutzbarer Wellenlängenbereich: 3,45 – 20 Å
Polarisation
  • Zwei V-förmige Polarisatoren
Kollimationssystem (Abstand zwischen Quelle und Probe)
  • 1 m, 2 m, 4 m, 8 m, 12 m, 16 m, 20 m und 23 m in Schritten durch Einfügen von Neutronenleiterabschnitten
Probengröße
  • 0 – 35 mm Durchmesser
Q-Bereich
  • 0,002 Å-1 < Q < 1 Å-1
Detektor
  • Primärdetektor: 1 m2 großes Array von 128 positionsempfindlichen 3He-Röhrchen mit 8 mm Auflösung; SD 1 – 20 m; seitliche Detektorbewegung bis zu 0,5 m, Zählrate max. 2 MHz

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

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Publikationen

Finden Sie alle aktuellen Publikationen zu SANS-1 in unserer Publikationsdatenbank iMPULSE:

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Zitierung Instrument

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.

Instrumentsteuerung

Galerie

SANS-1
SANS-1
© W. Schürmann, TUM
SANS-1
SANS-1

Blick in die Kollimationskammer des SANS-1 Instruments

© MLZ

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