Eine der Schlüsselkomponente des SKADI Instruments (der sog. Heavy Shutter) hat im März 2025 erfolgreich den Site Acceptance Test (SAT) bei ESS bestanden.
SKADI (Small-K Advanced Diffractometer) ist ein Kleinwinkelneutronenstreuungs Instrument (SANS), das an der Europäischen Spallationsquelle (ESS) gebaut wird (mehr über das ESS-Instrument).
SANS-Instrumente ermöglichen Untersuchungen der Struktur von Materialien im Größenbereich zwischen Angström und Mikrometern. Als sehr vielseitige Instrumente erfüllen sie in der Regel die wissenschaftlichen Anforderungen unterschiedlicher Fachgemeinschaften wie Chemie, Biologieund Physik, von den Material- und Lebensmittelwissenschaften bis hin zur Archäologie. Sie ermöglichen die Analyse der mikro- und mesoskopischen Struktur der Proben sowie eine Analyse der Spinzustände, beispielsweise in magnetischen Proben.
SKADI bietet eine äußerst flexible Probenumgebung, um eine Vielzahl von Experimenten durchzuführen. Ein hochflußiges und optimiertes Detektor-Kollimationssystem, um eine hervorragende Auflösung der Probenstruktur zu ermöglichen, kurze Messzeiten, um die interne Kinetik während eines Übergangs in der Probe aufzeichnen zu können, sowie polarisierte Neutronenstreuung.
Das Instrument wird im Rahmen einer in-kind-Kooperation des Forschungszentrums Jülich mit der ESS sowie in Kooperation mit dem Laboratoire Léon Brillouin (LLB) Paris Frankreich entwickelt und gebaut.
Einer der Schlüsselkomponenten ist der Instrumentshutter Nr.1 (auch Heavy Shutter). Die Hauptaufgabe des Shutters besteht darin, den Neutronenstrahl bei Bedarf abzuschirmen und zu unterbrechen (z.B. für Wartungsarbeiten am Instrument etc.).
Mit Hilfe einer vertikalen Verschiebeeinheit wird der eingebauteNeutronenleiter in die Strahlrichtung gefahren, wodurch der Neutronenstrahl freigeschaltet wird. Eine Unterbrechung des Neutronenstrahls hingegen erfolgt durch das Absenken des Neutronenleiters aus der Strahlrichtung und der gleichzeitigen Positionierung eines Abschirmungselements in den Neutronenstrahl. Die wesentliche technische Herausforderung besteht darin, eine Wiederholungsgenauigkeit von ±0,05 mm für die jeweilige Positionierung des Neutronenleiters in der Neutronenstrahlrichtung zu erreichen. Darüber hinaus ist ein ferngesteuerter Ausbau der Verschiebeeinheit erforderlich. Aufgrund der signifikanten Aktivierung der Komponenten im Bunker ist ein direkter Zugang zu den Komponenten nicht möglich. Dementsprechend werden Wartungs- und Reparaturarbeiten am Shutter außerhalb des Bunkers durchgeführt.
Im Rahmen umfassender Prüfung wurde der Heavy Shutter im ITE erfolgreich getestet, sämtliche geforderte Parameter wurden eingehalten. Im Frühjahr 2024 erfolgte der erfolgreiche Einbau der Komponente im ESS-Bunker , inklusive Verlegung und Anschluss der entsprechenden Leitungen (Druckluft, Elektrokabel etc.) und Vakuumrohre durch die ESS-Kolleginnen und -Kollegen.
Im Frühjahr 2025 wurde der Site Acceptance Test durchgeführt, die Prüfung auf Funktionalität sämtlicher Endschalter und elektrischer Verriegelungen.
Parallel bestand das System erfolgreich einen Dauertest, in dem die Vertikalbewegung und die Positionen "offen" und "zu" 100-fach. Die Mechanik zeigt eine einwandfreie Funktionsweise und die geforderte Wiederholungsgenauigkeit von ±0,05 mm wurde erfüllt. Der SKADI Heavy Shutter ist für den Betrieb mit Neutronenstrahl vorbereitet.
Seit Juli 2025 ist der Zugang zum Bunker nicht mehr möglich, die im Bunker befindlichen Komponenten sind nun nicht mehr erreichbar.
