TOFTOF

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 TOFTOF

TOFTOF ist ein Multi-Chopper Flugzeitspektrometer in direkter Geometrie. Es bietet ein ausgezeichnetes Signal-zu-Hintergrund-Verhältnis und eine variable Auflösung. Verwendbar mit einer breiten Palette von Probenumgebungen, bietet sich TOFTOF ideal für Untersuchungen von fundamentalen Konzepten und diversen Fragestellungen in der Physik und Materialwissenschaft an.

TOFTOF eignet sich sowohl für die inelastische als auch für die quasi-elastische Neutronenstreuung, und die adressierten wissenschaftlichen Fragestellungen reichen von der Dynamik in ungeordneten Materialien in Festkörpern und Weiche-Materie-Stoffsystemen (wie Polymerschmelzen, Gläser, molekulare Flüssigkeiten oder flüssige Metalllegierungen), Eigenschaften von neuen Wasserstoffspeichermaterialien bis zu niederenergetischen magnetischen Anregungen in multiferroitischen Verbindungen und molekularen Magneten.

Das Neutronenspektrum von der kalten Quelle wird mit einem S-förmigen Neutronenleiter über eine Gesamtlänge von ~60 m auf die Probe geführt. Die S-Form des Neutronenleiters unterdrückt dabei den Untergrund von schnellen Neutronen sehr effizient und führt dadurch zu einem exzellenten Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Die Fläche des Neutronenstrahls auf der Probe kann über einen austauschbaren Teil-Neutronenleiter eingestellt werden, welcher nach dem letzten Chopperpaar installiert ist. So kann ein größerer, homogener Strahldurchmesser mit niedriger Divergenz (23 × 47 mm²) gewählt werden. Dieser kann alternativ durch einen fokussierenden Strahl mit einem kleineren Strahlquerschnitt (10 × 10 mm²) ersetzt werden, wodurch der Neutronenfluss um das bis zu 2,5-fache erhöht werden kann, abhängig von der Wellenlänge und auf Kosten der Winkelauflösung.

Das breite Energiespektrum des Neutronenstrahls wird durch eine Kaskade von sieben schnelldrehenden Chopperscheiben in einen monochromatischen gepulsten Neutronenstrahl transformiert. Hinter der Probe werden die gestreuten Neutronen von 1000 ³He-Detektorröhren mit einer Zeitauflösung von bis zu 50 ns detektiert. Dabei ist der Abstand von 4 m zwischen der Probe und den Detektoren essenziell, um eine gute Flugzeitauflösung zu erzielen. Das Zusammenspiel der hohen Rotationsgeschwindigkeit des Choppersystems von bis zu 22.000 Umdrehungen pro Minute und dem hohen Neutronenfluss mit einer Wellenlängenbandbreite von 1,4 – 14 Å ermöglicht eine abstimmbare Energieauflösung.