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KWS-2
Kleinwinkeldiffraktometer
Dieses Instrument ist auf kalte Neutronen fokussiert. Alle hier angegebenen Parameter beziehen sich auf die aktuelle Betriebsphase des FRM II. Bitte kontaktieren Sie für alle Detailfragen (Experimentdauer etc.) vorab das Instrumentteam!
KWS-2 [1] ist ein klassisches Kleinwinkelstreudiffraktometer, bei dem ein großer Q-Bereich zwischen 2.0 · 10-3 und 1.0 Å-1 durch das Lochkameraprinzip mit unterschiedlichen Neutronenwellenlängen und Detektionsabständen untersucht werden kann (siehe Galerie, Abb. 1,2). Das Instrument widmet sich der Untersuchung mesoskopischer Strukturen und struktureller Veränderungen aufgrund der schnellen kinetischen Prozesse in den Bereichen Weiche Materie, Chemie und Biologie [2].
Die Instrumentenauflösung wird durch den mechanischen Monochromator (Geschwindigkeitsselektor) entweder auf Δλ/λ = 10 % (in der nicht geneigten Konfiguration) oder Δλ/λ = 20 % (in der geneigten Konfiguration) festgelegt [3,4]. Die Auflösung kann durch den Einsatz des Haupt-Doppelscheiben-Choppers mit einstellbaren Öffnungfenstern weiter zwischen 2% und 10% eingestellt werden [5] (siehe Galerie, Abb. 2,3). Das neue Großflächendetektionssystem mit schneller Ausleseelektronik [6] erlaubt neue Wege zur Leistungssteigerung, hin zu hochintensiven/geringen Untergrundmessungen (bei Verwendung des sekundären Ein-Disk-Choppers) [7].
Schließlich bietet die Möglichkeit, den mechanischen Monochromator in einer geneigten Position in Bezug auf die Strahlachse zu verwenden (siehe Galerie, Abb. 4), die Verfügbarkeit von thermische Neutronen (λ = 2.8 Å) am Instrument. Der Neutronenfluss an der Probenposition (Abb. 5) variiert mit der Wellenlänge und der Wellenlängenauflösung, also mit der Einstellung des Geschwindigkeitsselektors, entsprechend. (siehe Galerie, Abb. 4-6)
[1] A. Radulescu, et al., J. Phys. Conf. Series 351, 012026 (2012)
[2] A. Radulescu et al., J. Vis. Exp. 118, e54639 (2016), KWS-2 Film
[3] A. Radulescu and A. Ioffe, Nucl. Inst. Meth.A, 586, 55 (2008)
[4] A. Radulescu, et al., Nucl.Inst. Meth.A 689, 1 (2012)
[5] A. Radulescu et al., J. Appl. Cryst. 48, 1860 (2015)
[6] J. Houston et al., J. Appl. Cryst. 51, 323 (2018)
[7] L. Balacescu et al., J. Appl. Cryst. 54, 1217 (2021)
- Kolloide, Nanokomposite
- Polymer-Mischungen, Diblock-Copolymeren
- Mikroemulsionen, komplexe Flüssigkeiten, Mizellen
- Membrane, Filme, in-situ Adsorption-Desorption/ Befeuchtung-Trocknungs-Phänomene
- Scherungsbedingte Mizellen-Verformung, Gummi-Netzwerk-Verformung, Ordnung von Nanokompositen
- Protein-Struktur und Faltung/ Entfaltung
- In-situ-Kristallisation halbkristalline Polymer-Filme und Lösungen
- Nanopartikel für die Verabreichung von Medikamenten
- Anton-Paar Fluid Rheometer
- Stopped-Flow-Gerät
- Probenhalter: 9 horizontal x 3 vertikal (temperaturgeregelt) für Standard Hellma Küvetten 404,000-QX und 110-QX
- Mehrfachpositionen (48)/ Mehrfachtemperaturen (6 gleichzeitig)/ Küvettenkarussell + Roboter (bald)
- Öl-/ Wasser-Thermostate (typisch 10 … 100 °C)
- 8-Positionen und 2 × 6 Positionen temperaturgeregelter (Peltier) Küvettenhalter (-40 °C … 150 °C)
- Feuchte-Zelle, 5 % … 90 % bei 10 °C … 60 °C
- Dehnapparatur (4 Geräte in einem gemeinsamen Aufbau) zur kontrollierten Dehnung im Strahl
- FTIR-Spektroskopie
- DLS und SLS
- SEC-SANS (bald)
- Q = 0.002… 1 Å-1 (siehe Galerie, Abb. 2)
- Fluss
- 8 · 106 n cm-2 s-1 for λ = 2.88 Å
- 1.9 · 107 n cm-2 s-1 λ = 5.0 Å (siehe Galerie, Abb. 5,6)
- Astrium, Δλ/λ = 20 % (geneigter Selektor), λ = 2.8… 7 Å (siehe Galerie, Abb. 4-6)
- Δλ/λ = 10 % bei Bedarf
- abstimmbare Δλ/λ: 20 %… 2.5 % (TOF-Analyse) (siehe Galerie, Abb. 3)
- 2 m, 4 m, 8 m, 14 m, 20 m, Probenort
- rechteckig 1 × 1 mm2 – 50 × 50 mm2
- XYZθ Translation-Rotation + Wiege
- Genauigkeit besser als 0,01°, 0,01 mm
- Roboter- und Mehrfachpositionen/ Mehrfachtemperaturen Küvettenkarussell (geplant)
- 1-Scheibe mit 4 Öffnungsfenstern, Frequenz 10 – 45 Hz
- TOF-Datenerfassung im High-Q Bereich (1 m – 4 m Detektionsabstand)
- Abtrennung der inelastischen und elastischen Streuung aus den Kohlenwasserstoffsystemen
- Messbereich: kontinuierlich 1.5 m – 20 m
- 3He-Zählrohre, aktive Fläche ~0.9 m2
- Zählrate ohne Totzeit > 2 MHz
- Ortsauflösung = < 8 mm
- Effizienz 88 % bei 5 Å, 75 % bei 2.8 Å
- halbtransparenter Beamstop, gleichzeitige Messung von Transmission und Streuung
Instrumentverantwortliche
Dr. Aurel Radulescu
Telefon: +49 (0)89 158860-712
E-Mail: a.radulescu@fz-juelich.de
Dr. Jia-Jhen Kang
Telefon: +49 (0)89 158860-739
E-Mail: j.kang@fz-juelich.de
KWS-2
Telefon: +49 (0)89 158860-510
Betreiber
Video: Roboter wechselt Proben
Publikationen
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Zitierung Instrument
Heinz Maier-Leibnitz Zentrum. (2015). KWS-2: Small angle scattering diffractometer. Journal of large-scale research facilities, 1, A29. http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-27
Zitat bitte stets einschließlich DOI.
Instrumentsteuerung
Galerie
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