Neutronenspektrometer am FRM II
Ein breites Spektrum erstklassiger Streuinstrumente am MLZ (Heinz Maier-Leibnitz Zentrum) ermöglicht es, verschiedensten wissenschaftlichen Fragestellungen beispielsweise aus der Physik, Chemie, Biologie, Ingenieur- oder Materialwissenschaften nachzugehen. Durch das MLZ werden die nationalen und internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei der Lösung grundlegender aktueller Fragestellungen unserer Gesellschaft unterstützt.
Die Außenstelle des Jülicher Neutronenforschungsinstituts JCNS betreibt und entwickelt mehrere Instrumente am MLZ, die die erzeugten Neutronen am Forschungsreaktor FRM II nutzen. Das Institut ITE unterstützt maßgeblich den weiteren Ausbau der Neutroneninstrumente und die Weiterentwicklung neuartiger Neutronenspektrometer.
KWS-3 ist ein Diffraktometer für sehr kleine Streuwinkel (VSANS), das mit einem fokussierenden Spiegel arbeitet. Das Instrument ist in der Neutronenleiterhalle-West von FRM2 aufgebaut und auf kalte Neutronen fokussiert.
Für das Kleinwinkelstreuspektrometer KWS-3 wurden neue Messmodi entwickelt, die eine Umgestaltung des 2. Probenortes erforderlich machen. Hierzu wurde im ITE eine neue Aufnahme der Vakuumkammer am Probenort 2 entwickelt.
Durch Verschiebung der vorhandenen Vakuumkammer des 2. Probenortes um 500 mm in Richtung des Reaktors wird eine Optimierung der Messdatenauflösung erreicht. Der sog. Q-Bereich der 2. Probenposition liegt nach der Verschiebung im Bereich von 0,0006 bis 0,012/A. Für viele Messmodi, die an dem KWS-3-Instrument durchgeführt werden, erlaubt der vergrößerte Abstand zum Detektor die Messungen mit niedriger Reaktionsenergie und hohem Fluss durchzuführen.
Durch den Umbau wird auch die Stabilisierung der mechanischen Konstruktion erreicht. Da in der neuen Konstruktion die Drehachse des Hubtisches identisch mit der Drehachse der Vakuumkammer ist, treten im Gegensatz zur vorherigen Konstruktion keine zusätzlichen äußeren Biegemomente mehr auf die Struktur auf. Die Bleiabschirmung des Detektors wird auf einem separaten Aufnahmegestell aufgebaut und ist von der Detektoraufnahme getrennt. Somit beeinflusst nicht das Gewicht der Abschirmung die Position des Detektors und die Ausführung der Messungen. Das ITE hat die Entwicklung, die Konstruktion, die Fertigung sowie die Montage vor Ort durchgeführt. Der mechanische Umbau des 2. Probenortes wurde im Frühjahr 2022 erfolgreich abgeschlossen.
Das Projekt ist ein Beispiel der hervorragenden Zusammenarbeit zwischen den Instituten JCNS und ITE. Das Projekt wurde komplett in der Zeit der Einschränkungen durch die Corona-Pandemie entwickelt und gefertigt.