Ziel des Projekts „ERWIN: Energy Research with Neutrons“ ist der Aufbau eines Messplatzes zur hocheffizienten Neutronen-Pulverbeugung unter in-situ Bedingungen am Strahlrohr SR8b des Forschungsreaktors FRM II in Garching bei München.  Der neue Messaufbau wird neben einem bereits existierenden Setup zur Einkristall-Neutronenbeugung implementiert und dient insbesondere der Forschung an Energiematerialien.

Neutronen eignen sich als Ergänzung zu Röntgen- und Synchrotronstreuexperimenten, weil sie insbesondere leichte Elemente wie Lithium, Kohlenstoff oder Sauerstoff detektieren können, für die Röntgenstrahlen oft nicht sensibel genug sind. Die gestreuten Neutronen geben Rückschlüsse auf die Kristallstruktur und deren Änderung unter Betriebsbedingungen oder auf Grund von Materialermüdung. Um die räumliche Verteilung dieser Änderungen erfassen zu können, soll eine Optik (Radialkollimator) implementiert werden, die das zu untersuchende Probenvolumen definiert.

Diese Untersuchungen müssen in der Regel möglichst unter realistischen Bedingungen durchgeführt werden, d.h. in situ bzw. in operando. Die Untersuchung der Struktur dieser Materialien und der strukturellen Änderungen während des Betriebs sind eine wichtige Voraussetzung zur Charakterisierung der eingesetzten Materialien, deren Optimierung und der Bestimmung von Ermüdungsprozessen. Daher sind Probenumgebungen nötig, die eine exakte Kontrolle der Umgebungsbedingungen, vor allem der Temperatur, gewährleisten.

1)    Monochromatic beam exit
2)    Secondary flight path:
i.    Fast shutter
ii.    Horizontal Soller collimator
iii.    PG-filter
iv.    Specially designed slit system
v.    Neutron monitor
3)    Stock of vanadium sample containers
4)    Six-axis robotic arm (Stäubli TX2-60 CS9)

5)    Sample table (x, y, z, w, q1, q2, q3)
6)    Large curved 2D multidetector (r=800 mm,
h=200 mm, 2q coverage: 135°)
7)    Radial oscillating collimator
8)    30° 2D neutron detector (2x15°) for spatially resolved powder diffraction studies
9)    Radial oscillating collimator (FOV 2 mm)
10)    Fast mechanical remounting plugs

Involvierte Wissenschaftler:

M. Heere (KIT, MLZ)

M. Knapp (KIT)

H. Ehrenberg (KIT)

D.R. Sørensen (MLZ, University of Southern Denmark)

B. Pedersen (MLZ)

A. Senyshyn (MLZ)

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FRM 2